【word】 融合地震和测井信息的三角洲沉积微相随机建模研究——以扶余油田二夹五区块为例
融合地震和测井信息的三角洲沉积微相随机建模研究——以扶余油田二夹五区块为
例
2008年9月
第23卷第5期
西安石油大学(自然科学版)
JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)
Sep.2008
V01.23No.5
文章编号:1673.064X(2008)05—0037—03
融合地震和测井信息的三角洲沉积微相随机建模研究
以扶余油田二夹五区块为例
Stochasticmodel~studyofdeltaicsedimentarymicrofaciesbyintegratingsei
smicinformation
tlllo~nginformation--takingErjiawublockinyIIoilfiddasanexample
李晓锋,彭仕宓,王海江2,李佳利3
(1.中国石油大学(北京)资源与信息学院,北京102249;
2.中海油研究中心,北京100027;3.大庆油田采油六厂,黑龙江大庆163114)
摘要:小型三角洲沉积储层厚度薄,砂体的规模小,侧向变化快,主要
以砂泥岩间互的形式出现.利
用三维地震
具有覆盖面广和采集密度大的优点,以沃尔索相律和沉积微相与地震波阻抗之间
的概率关系作为约束,应用序贯指示模拟结
位协同克里金的方法融合地震和测井信息,建立了
三角洲沉积微相的地质模型.实践结果证实,该方法能够对相变较快的三角洲沉积井间沉积微相的
不确定性进行表征,提高了模型预测的可靠性.
关键词:三角洲沉积微相;地质模型;随机建模;同位协同克里金;波阻抗;扶余油田
中图分类号:TE121.31;TE122.23文献标识码:A
陆相储层沉积微相控制着储层参数的分布…1.
因此,沉积微相模型的合理性直接影响储层参数模
型的精度.在通常情况下,沉积微相模型主要是根据
井点数据,结合地质家的经验(即根据砂体的厚度来
确定相边界在两口井之间的变化),采用确定性插值
的方法建立的.相对规模较大的油田,例如大庆长
垣,储层发育较为稳定,沉积微相模型具有较好的效
果2.但对于小型的三角洲沉积来说,储层厚度薄,
侧向变化快,主要以砂泥岩间互的形式出现,砂体的
规模小,大部分直径在300--500m之间,这时仅依
靠井数据的地质经验约束很难达到较好定量刻画井
间相变的要求3.三维地震资料具有横向采集密度
大,覆盖面广的优点L4J,因而对于小型三角洲沉积
体系,要融合地震信息进行沉积微相随机建模研究.
本文将序贯指示模拟和同位协同克里金方法相结合
对扶余油m-夹五区块三角洲沉积微相进行随机模
拟研究.
1建模思路
井数据有很好的垂向分辨率,横向分辨率受井
距限制.三维地震有利于研究地下储层在平面上的
变化规律,在平面上具有好的横向预测能力,但地震
资料在垂向上的分辨率不高(其主波长的1/4一般
约为20m)且具有多解性,可利用泥质含量和声波
时差资料作为波阻抗反演的约束条件[5-6]提高地震
资料在垂向上的分辨率,应用三角洲沉积模式[7-8J
来约束沉积微相的空间分布,利用沃尔索相率对沉
积微相之间的相关性和排斥性进行表征,并以此作
为概率条件对随机性进行约束.本次融合地震和测
井信息的三角洲沉积微相随机建模
如图1所示.
收稿日期:200711.14
基金项目:重大基础研究前期研究专项(编号:2o02C(,AoO70o)资助
作者简介:李晓锋(1978一),男,博士研究生,主要从事储层地质及油藏描述研究
一
38一西安石油大学(自然科学版)
三角洲
沉积模式
工
随机建模
方法的选择
沉积微相三维建模
图1融合地震和测井信息的沉积微相随机建模流程图
2序贯指示模拟和同位协同克里金方
法
2.1序贯指示模拟
指示模拟既可以用于类型变量,又可以用于离
散化的连续变量类型的随机模拟.该方法不需要对
原始类型分布的参数形式作任何假设,而是通过给
出一系列门槛值,估算某一类型变量或离散化连续
变量的分布[9]
』c,A={喜:,.l|??
i(,Ak)=1,k=1,2,…,.
式中,i为指示变量;U和A为类型变量,,z为沉积
微相总数.
在指示模拟某一相条件概率分布函数的计算
中,如果条件数据既包括原始条件数据又包括先前
模拟结果,则称该方法为序贯指示模拟.
2.2同位协同克里金方法
协同克里金方法利用几个变量之间的空间相关
性,对其中的1个或几个变量进行空间估计[10],可
以提高估计的精度.1个初始变量和1个二级变量的
协同克里金估计形式为
Zo”:?a/a:+?.(2)
式中,为随机变量在位置0处的估计值;z一,
为初始变量的个样本数据;..,Y为二级变
量的ra个样本数据;a”,a,卢一,为需要确
定的协同克里金加权系数.
协同克里金方程组如下:
?a{碣}+?{}+1=},
i1』=1
i=1,2,…,
?口{}+?fl,CIygYi}+2={z0},
i=1j=1
J=1,2,…,m
?q=1,i=1
?岛=0.
j=1
(3)
式中,/z1和2为拉格朗日因子;{?}为协方差.
同位协同克里金是协同克里金的一种简化形
式,即如果二级变量密集取样时,只保留与估计点同
位的二级变量.
同位协同克里金的估计值为
l1
z()=f()z(Ui)+j(“)Y(U).(4)
对应的协同克里金方程组只要求知道Z协方
差函数CZ(和Z—YNI协方差函数Czy(h),后者
可以通过以下的模型来近似:
Czy(h)=p?Cz(h),(5)
=
(0)?~/cy(0)/(0).(6)
其中,CZ(0)和Cy(0)是Z和y的方差函数,
PZy(0)是同位的Z—y数据的线性相关系数.
3实例分析
3.1研究区概况
扶余油田二夹五区块位于松辽盆地南部中央凹
陷东北缘,油藏主要是构造及岩性控制,目前井距为
300,500m,该区主力产层为一套中,新生界砂泥
岩互层的三角洲前缘碎屑岩沉积,主要沉积相类型
有水下分流河道,河口坝,远砂坝,天然堤和支流间
湾5种微相(图2).且该区具有品质较好的三维地
震资料.
水下分支河道河口坝远砂坝水下天然堤支流回湾
图2扶余油田三角洲前缘亚相沉积微相测井曲线形态
3.2结构分析
在储层建模中,首先要对有关储层参数在一定
一
李晓锋等:融合地震和测井信息的三角洲沉积微相随机建模研究一
以扶余油田二夹五区块为例一39一
范围内的相关性和结构性进行分析,将其作为随机
模拟的约束信息.结构分析是地质统计学研究非常
重要的一步.在井震资料整合相建模方面,结构分析
主要包括两部分内容:其一是在测井相分析和校正
基础上,利用井点的沉积微相数据拟合每种相类型
的变差函数;其二是分析地震(波阻抗)数据体值域
内每种微相类型的分布概率曲线.下面以第二个时
间单元为例来说明:
以水下分流河道为例,在变差函数拟合方面,首
先通过井点计算得到实验变差函数曲线,然后应用
理论变差函数模型进行拟合.通过调整试验变差函
数的带宽,步长容限,搜索半径,垂向厚度等参数,得
到主变程,主方位角,垂向变程等参数,最终得到变
差函数模型(图3,图4).
„
.
I/.
两观测点间距离/m
图3第2时间单元主变程变差图
图4第2—3时间单元垂向变程变差图
另外,还需要建立沉积微相与反演波阻抗数据
体间的关系,从而在利用同位协同克里金方法进行
均值与偏差估计时,使波阻抗具有沉积微相的意义.
通过拟合各微相在波阻抗值域内的概率分布曲线,
建立不同数值的波阻抗所代表的沉积微相概率分布
(图5),由于波阻抗在一定范围内微相概率重合,需
要用相应的地质规律进行约束(沃尔索相律).
3.3沉积微相模型的建立
随机建模方法很多,其中用于离散变量(相,流
动单元)建模的方法主要有标点过程,截断高斯模拟
和指示模拟等.针对工区沉积特点,选择序贯指示模
拟方法进行相建模.
图5各微相在波阻抗值域内的概率分布曲线
在相建模过程中,关键要以上述结构分析结果
为基础,对每一个时间单元输入每种微相的主变程,
次变程,垂向变程,主方位,块金值等参数,以波阻抗
数据体作为二级变量,选择波阻抗与沉积微相概率
分布曲线.经模拟后得到模型每个网格单元沉积微
相的预测值,通过模拟的多次实现,选择最符合地质
规律的模拟结果作为最终结果(图6).
图6三角洲沉积微相的三维模型
4模型检验
为了检验模型的可靠性,以研究区近期投产的
4口调整井作为抽稀井,对上述沉积相模型控制的
砂体厚度预测结果进行检验,从检查结果可以看出
(表1),预测总体吻合率达85%以上,证明该方法是
可行的.
表1实际钻遇与模型预测结果
(下转第42页)
一
42一西安石油大学(自然科学版)
0.345MPa.说明本文所提供的求取定容封闭气藏
任意时刻地层压力的方法可靠.
表1计算地层压力与测试地层压力对比
4结论与建议
(1)压缩因子的计算用简单程序语言实现,避免
了查取偏差因子图版时人眼引起的较大误差.
(2)由于试凑法不容易找到适当的P和Z,计算
机程序里容易出现死循环,所以本文算法优越于文
献[3]所提供的试凑法.
(3)如果将文中图2做成P—p/Z关系曲线,将
更容易求解任意时刻的地层压力P.
(4)本文所提供的计算任意时刻地层压力的方
法与实际关井测压数据吻合程度高,表明该方法简
单实用,计算精度高,结果可靠,为科研和生产带来
了方便,值得推广应用.
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编辑:贺元旦
(上接第39页)
5结论
(1)小型三角洲沉积,储层厚度薄,侧向变化快,
主要以砂泥岩间互的形式出现,砂体的规模小,大部
分直径在几百米.三维地震资料具有覆盖面广和采
集密度大的优点.应用测井约束地震反演信息参与
地质建模可弥补井间信息的不足,提高了沉积微相
井间的刻画精度.
(2)融合地震和测井信息的沉积微相随机建模,
以沃尔索相律作为约束,利用结构分析(井数据的变
差函数和沉积微相与地震波阻抗之间的概率关系)
的结果,应用序贯指示模拟结合同位协同克里金的
方法,建立了三角洲沉积微相的地质模型.该方法不
仅可以对井间沉积微相不确定性进行分析,同时也
提高了模型预测的可靠性.
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编辑:王辉