砂砾质辫状河储层构型解剖及层次建模

针对准噶尔盆地风城油田上侏罗统齐古组砂砾质辫状河储层,利用岩芯、露头及密井网资料,结合砂砾质辫状河储层构型层次结构、模式拟合和嵌入式层次建模方法,确定了不同级次的构型界面,对砂砾质辫状河5~3级构型单元进行了识别,建立了不同级别构型分布样式、规模及三维构型模型。研究表明:1）研究区砂砾质辫状河4级构型单元主要包括心滩坝和辫状水道两类,辫状水道包括泥质半充填水道和泥质充填水道等构型单元,砂砾质辫状河3级构型单元包括心滩坝内部沟道及落淤层等;2）根据辫状河不同级次构型单元规模公式,对辫状河不同级次构型单元进行定量表征,结果表明,研究区单一砂砾质河道宽度50~180 m;单一充填河道宽度30~70 m,长度100~350 m;单一心滩坝宽度120~400 m,长度300~800 m;心滩坝内部落淤层长度和宽度分别为110~330 m、60~200 m,沟道长度和宽度分别为100~200 m、15~25 m;3）在精细构型解剖研究的基础上,提出利用层次建模与嵌入式建模结合的新方法建立构型三维模型。分层次建立了4级构型模型,而在心滩坝内部则采用规模约束建立落淤层、沟道以及填充河道3级构型单元模型,最终建立了与定性模式和定量规模相适应的多级次耦合三维构型模型。     

分汊与游荡型辫状河储层构型研究: 以苏丹FN油田为例

辫状河储层构型研究对预测剩余油分布有重要作用,但目前国内外学者对辫状河储层构型的研究多停留在笼统的辫状河模式上,对不同类型辫状河的构型研究较少。本文在文献调研和露头观察的基础上,对分汊和游荡两种类型的辫状河分别进行研究。以苏丹FN油田为例,依据“层次约束,模式拟合和多维互动”的构型解剖思路,综合岩心和测井资料分别对分汊与游荡型两种辫状河进行构型单元解剖,从单一辫流带砂体厚度、隔夹层发育规模、心滩坝与辫状河道发育规模及关系、落淤层与沟道发育规模及模式等方面入手,分层次定量计算不同河型构型单元的发育规模,探讨不同规模构型要素对剩余油形成与分布的控制作用。研究发现分汊型辫状河单一辫流带砂体厚度小于游荡型辫状河,连片分布的隔层稳定性强于游荡型辫状河;分汊型及游荡型辫状河都广泛发育心滩坝、辫状河道等砂体,规模和形态类似;分汊型辫状河心滩坝被河道下切完全,内部发育落淤层与沟道沉积,两者分期孤立分布或同期切割分布;游荡型辫状河心滩坝内镶嵌着规模较小的辫状河道(沟道),落淤层较不发育。最终总结了构型界面渗流屏障在垂向上影响剩余油分布的5种模式,以及构型单元渗透性较差处如心滩坝边部、泥质(半)充填河道等易形成剩余油富集。     

多种建模方法耦合建立冲积扇三维构型模型:以克拉玛依油田六中东区下克拉玛依组为例

以克拉玛依油田六中东区下克拉玛依组为例,通过对8口小井距的密闭取心井及周围24口井的构型特征分析,建立了研究区目的层段的三维构型模型。分析得到冲积扇不同亚相实用的构型建模方法：冲积扇扇根为泛连通体,各级构型展布范围不大,主要为片流砂砾体,三维构型建模适合用基于目标的模拟方法;扇中主要构型单元为漫流细粒、辫流水道和漫流砂体,辫流水道与漫流砂体有明显的接触分带关系,适合用截断高斯模拟方法;扇缘主要构型单元为漫流细粒,少量分布径流水道和漫流砂体,适合用序贯指示及基于目标的模拟方法。最终建立的三维构型模型能较好地体现了各级构型单元在平面上和垂向上的展布范围和接触关系。为后期剩余油分布的预测、井网调整及剩余油挖潜提供了准确的依据。     

辫状河致密砂岩储层构型单元定量表征方法

针对现有辫状河储层构型单元定量表征方法关键参数获取困难且可靠性存疑的问题,以储层构型理论为指导,基于现代辫状河沉积、钻井岩心、录井和测井等资料,提出了基于单一辫状河道宽度的构型单元定量表征方法。首先,根据单井构型单元解释结果,确定同期辫状河道平面分布;其次,根据连井对比剖面,确定连井剖面内单一辫状河道间的界线位置;再次,根据现代辫状河单一辫状河道宽度与构型单元关系定量模型,限定辫状水道宽度、复合心滩长度及宽度等4级构型单元规模;最后,在单一辫状河道内确定4级构型单元平面分布,进而在密集井网区对复合心滩进行解剖,确定单个心滩位置和几何形态。采用该方法对苏××提高采收率试验区盒₈^下_1-3单层辫状河致密砂岩气藏进行了分析,结果表明：该单层砂岩气藏发育5条单一辫状河道,其宽度为1 050~1 890 m;辫状水道宽度为234~435 m;复合心滩长度和宽度分别为1 931~3 569 m、685~1 242 m;单个心滩长度和宽度分别为660~1 880 m、310~1 030 m。     

基于线框架模型的三维复杂地质体建模方法

提出了一种基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法,在准确表达复杂地质体各要素空间几何形态与相互关系的基础上,实现地层交错情况下断层面、地层面模型及复杂地质体模型的准确快速构建.建模实践表明:基于线框架模型的复杂地质体三维建模方法是准确高效的,能适应常见复杂地质条件下三维复杂地质体模型的构建.     

多信息关联的辫状河储层夹层预测方法研究:以南苏丹P油田Fal块为例

辫状河储层的夹层预测是油藏描述的重点内容。目前夹层的预测主要集中于夹层发育模式研究和心滩坝体的构型单元解剖,且多运用单一的预测方法。南苏丹P油田辫状河储层夹层类型多、规模差异大、分布复杂,定量表征难度较大,在文献调研的基础上,从夹层的沉积成因入手,依据不同沉积方式形成的沉积砂体及其内部泥质夹层形态与结构不同的特点,综合岩心、测井与地震等多种资料,提出多信息关联的辫状河储层夹层预测方法。在密井网区建立骨架剖面与三角网小剖面,运用测井资料的垂向高分辨率与地震资料的横向强连续性特征确定不同类型夹层的井间发育规模;在建立岩相模型的基础上,以隔层厚度分布图为约束条件,采用确定性建模方法建立稳定泥岩隔层分布模型;以沉积微相研究结果和夹层规模预测结果为约束条件,采用随机建模方法分别在砂岩相和泥岩非隔层相中模拟心滩坝、河道和各类型夹层的分布;最终确定了研究区主要存在4种成因类型的夹层,并在多信息关联的基础上建立反映多类型夹层空间分布的辫状河储层精细地质模型。研究发现,对于厚度大于2 m的夹层可以通过井震结合的方法验证其井间规模,定量确定不同层位、不同类型夹层顺物源与切物源的发育规模,为夹层模型的建立奠定基础;基于克里金插值方法建立的岩相概率模型增加岩相模型准确率至94%;以隔层厚度平面分布图为约束条件的确定性建模方法可准确建立砂组及小层间隔层分布模型;在各成因类型夹层井间规模预测的基础上,基于目标的随机模拟方法可以针对不同成因类型夹层的发育形态、数量、规模和趋势分别设定模拟参数,确定性与随机性相结合,实现了辫状河储层精细地质模型的建立。同时,对相关储层的夹层预测具有一定的指导作用。     

基于杨赤中推估法空间插值的三维地质隐式建模

杨赤中推估法是一种对空间域复合变量通过连续的几何滤波过程来建立核函数的最小二乘推估法,建模过程简便且能基于少量已知数据点取得好的建模效果。针对地质勘查中离散、稀疏而不规则分布的地质特征点数据难以构建地质体三维模型的难点问题,提出了一种基于杨赤中推估法的三维地质空间插值与模型建立的自动化方法。该方法首先以地质特征点数据库为基础,选用负幂指数函数模型建立适合三维地质空间插值的杨赤中推估法估值数学模型;在此基础上,构建一套基于杨赤中推估法的三维地质空间插值计算和地质体隐式建模的自动化实现流程与程序;最后以实例矿化插值数据为基础,采用基于移动立方体算法的三维隐式建模方法,快速构建实例矿体三维模型。与人工交互圈定地质体边界和进行矿体推断的三维地质显式建模相比,这种方法能快速直观地分析地质特征并处理样品分析数据,方法可行且高效。     

河流相储层构型研究新理论、新方法——海上油田河流相复合砂体构型概念、内容及表征方法

基于陆上油田密井网的河流相储层构型研究,经过数十年积累,理论基础及表征方法已比较成熟,然而,将其应用于海上油田稀疏井网条件时,依然面临较大的挑战。笔者团队经过多年探索,基于海上油田开发地质研究方法,形成了井震结合、以"复合砂体"为核心的海上河流相复合砂体构型理论与表征方法,其特点在于运用三维原型建模、地震构型相预测及地震驱动确定性建模等技术,重点表征影响海上油田开发的五、六、七级构型单元(复合河道带、单一河道带、复合点坝),针对开发阶段的小层细分对比及不连续渗流屏障刻画等方面具有明显的优势。目前,应用这套理论及方法开展精细地质建模和数值模拟依然存在挑战,需要进一步发挥地震资料作用并探索人工智能的地震解释新途径。     

复杂区域三维有限元四面体网格自动生成研究

基于经典三维Delaunay四面体网格的生成算法,介绍了一种三维约束Delaunay三角化网格划分算法,通过对约束的恢复和局部退化的消除,保证了边界的一致性和网格的惟一性,实现了三维约束区域的四面体网格自动生成;通过对四面体的外接球半径与其最短边长度的比值（记为a）和四面体体积与其外接球体积的比值（记为n）的控制,避免质量不佳的单元,使生成的网格达到预期的质量要求,并提出了一种a和n的计算方法,简化了质量参数的计算过程;对几何形状复杂,特别是含有薄层的实体,可通过在实体上增加约束来提高网格的质量和缩短计算时间,使该方法能够实现岩土工程中不同地质条件下的复杂区域的三维有限元网格自动生成,并且能够保证生成的网格质量较好,为高精度的有限元计算提供了充分条件。计算实例表明,该算法能够将复杂三维实体剖分成质量较好的Delaunay四面体网格,可有效地应用于工程中有限元网格的生成。     

基于三角洲复合砂体构型的流动单元划分及剩余油分布模式

以涠西南凹陷W油田为例,为加深对储层非均质性的认识,开展了基于复合砂体构型的流动单元研究,总结了剩余油分布模式。基于油田稀井网资料,通过井震结合、动静结合,并参考类似储层地质知识库特点,开展了复合砂体构型解剖;利用筛选的孔隙度、渗透率和流动带指数（FZI）把研究区储层分为四类流动单元,并在复合砂体内部刻画了流动单元的分布,总结了其分布规律。研究认为:研究区三角洲前缘复合砂体内部结构复杂,复合砂体构型、流动单元、断层等地质因素对油田水淹特征及剩余油分布影响较大,并深入分析了调整井水淹层的水淹特征,总结出了受流动单元主控的“差异驱替控油模式”、受流动单元与隔夹层共控的“复合遮挡控油模式”和受流动单元与断层共控的“断储联合控油模式”3种主要剩余油分布模式。研究成果为油田挖潜提供了重要参考。     

三维地震约束辫状河储层的多点统计建模研究:以委内瑞拉M区块为例

将地震信息引入多点统计地质建模之中,可以提高模型的井间预测功能.首先以委内瑞拉奥里诺科重油带一个辫状河沉积含油区块为例,结合该区辫状河储层的地质特点,利用井震信息结合的多点统计建模方法,研究了波阻抗的相标定、砂体概率生成曲线选定、训练图像分析、井震影响比等方面的技术细节及它们在辫状河储层多点统计建模中的作用.然后结合辫状河储层的沉积学特征,对研究区的心滩、河道、泛滥平原等微相空间分布的建模结果进行了分析.最后对于不同的储层建模结果进行了不确定性分析.研究表明:井震结合的多点统计建模方法,较好地降低了稀井网地区建模结果的不确定性;通过砂岩概率生成曲线,波阻抗数据转化为地震相的空间概率分布.这样就有效地建立起了地震数据与其地质意义的联系;相比仅用测井信息建模,井震结合建模结果对井间微相预测更具合理性,同时预测的河道、心滩的连续性也得到了更好的体现.      

浅水湖盆三角洲储层构型模式探讨

针对浅水湖盆三角洲储层构型模式研究的不足,在考察鄱阳湖现代浅水湖盆三角洲沉积和解剖扶余油田扶余油层古代浅水湖盆三角洲储层构型的基础上,综合应用卫星照片、岩心、测井等资料,建立了浅水湖盆三角洲平原分流河道和三角洲前缘水下分流河道的沉积构型模式。研究结果表明:浅水湖盆三角洲主要发育三角洲平原上部曲流型分流河道、三角洲平原下部顺直型分流河道和三角洲前缘顺直型水下分流河道3种砂体类型,曲流型分流河道主要为侧积的点砂坝沉积构型模式,顺直型分流河道主要为垂积的心滩坝沉积构型模式,顺直型水下分流河道主要为垂积的分流砂坝沉积构型模式。同时从沉积亚相、砂体几何形态、夹层倾向及倾角、废弃河道、决口扇、粒度分析等几个方面总结了不同类型的分流河道及水下分流河道砂体的判别标志,为浅水湖盆三角洲储层内部构型及地质建模研究工作奠定了基础。     

A Stochastic Object Model Conditioned to High-Quality Seismic Data

We present an approach for modeling facies bodies in which a highly constrained stochastic object model is used to integrate detailed seismic interpretation of the reservoir’s sedimentological architecture directly in a three-dimensional reservoir model. The approach fills the gap between the use of seismic data in a true deterministic sense, in which the facies body top and base are resolved and mapped directly, and stochastic methods in which the relationship between seismic attributes and facies is defined by conditional probabilities. The lateral geometry of the facies bodies is controlled by seismic interpretations on horizon slices or by direct body extraction, whereas facies body thickness and cross-sectional shape are defined by a mixture of seismic data, well data, and user defined object shapes. The stochastic terms in the model are used to incorporate local geometric variability, which is used to increase the geological realism of the facies bodies and allow for correct, flexible well conditioning. The result is a set of three-dimensional facies bodies that are constrained to the seismic interpretations and well data. Each body is defined as a parametric object that includes information such as location of the body axis, depositional direction, axis-to-margin normals, and external body geometry. The parametric information is useful for defining geologically realistic intrabody petrophysical trends and for controlling connectivity between stacked facies bodies.     

ODSIM: An Object-Distance Simulation Method for Conditioning Complex Natural Structures

Stochastic simulation of categorical objects is traditionally achieved either with object-based or pixel-based methods. Whereas object-based modeling provides realistic results but raises data conditioning problems, pixel-based modeling provides exact data conditioning but may lose some features of the simulated objects such as connectivity. We suggest a hybrid dual-scale approach to combine both shape realism and strict data conditioning. The procedure combines the distance transform to a skeleton object representing coarse-scale structures, plus a classical pixel-based random field and threshold representing fine-scale features. This object-distance simulation method (ODSIM) uses a perturbed distance to objects and is particularly appropriate for modeling structures related to faults or fractures such as karsts, late dolomitized rocks, and mineralized veins. We demonstrate this method to simulate dolomite geometry and discuss strategies to apply this method more generally to simulate binary shapes.     

Object and Pixel-Based Reservoir Modeling of a Braided Fluvial Reservoir

To assess differences between object and pixel-based reservoir modeling techniques, ten realizations of a UK Continental Shelf braided fluvial reservoir were produced using Boolean Simulation (BS) and Sequential Indicator Simulation (SIS). Various sensitivities associated with geological input data as well as with technique-specific modeling parameters were analyzed for both techniques. The resulting realizations from the object-based and pixel-based modeling efforts were assessed by visual inspection and by evaluation of the values and ranges of the single-phase effective permeability tensors, obtained through upscaling. The BS method performed well for the modeling of two types of fluvial channels, yielding well-confined channels, but failed to represent the complex interaction of these with sheetflood and other deposits present in the reservoir. SIS gave less confined channels and had great difficulty in representing the large-scale geometries of one type of channel while maintaining its appropriate proportions. Adding an SIS background to the Boolean channels, as opposed to a Boolean background, resulted in an improved distribution of sheetflood bodies. The permeability results indicated that the SIS method yielded models with much higher horizontal permeability values (20–100%) and lower horizontal anisotropy than the BS versions. By widening the channel distribution and increasing the range of azimuths, however, the BS-produced models gave results approaching the SIS behavior. For this reservoir, we chose to combine the two methods by using object-based channels and a pixel-based heterogeneous background, resulting in moderate permeability and anisotropy levels.     

砂质辫状河储层构型表征及其对剩余油的控制--以渤海海域P油田为例

砂质辫状河内部不同级次的构型模式,特别是心滩坝及其内部夹层的构型特征尤为重要,直接控制了油田开发中后期剩余油富集与分布。采取现代地质调查与地下地质解剖相结合的思路,以渤海海域P油田为例,分别从辫流带、心滩坝及心滩坝内部夹层三个级次,探讨了砂质辫状河构型特征及其对剩余油分布规律的影响。结果表明砂质辫状河道具有三种充填样式,且以砂质充填为主,心滩坝与辫状河道呈"宽坝窄河道"的分布样式;坝内落淤层具有穹窿式和水平式两种分布样式。此外,从5级至3级构型单元逐步细分,通过三种识别标志划分单一辫流带,平均宽厚比约178;心滩坝辫状河道宽度与心滩坝宽度比约为1:3.8,心滩坝宽度与长度比约为1:2.2;心滩坝内部单期落淤层近水平分布,多期之间互相平行,一般2~4个。不同级次储层构型要素对剩余油分布的控制存在差异性。对于辫流带级次,层间隔层直接控制剩余油分布;心滩坝级次泥质半充填河道底部砂体连通,侧翼上部水淹程度较低,剩余油富集;受落淤层和物性界面的影响,心滩坝内部剩余油主要呈"分段式"富集在落淤层下方垂积体的顶部和水驱较弱的边部。该成果在油田老区综合调整方案和新区开发方案设计上得到了应用,也在调整井部署,尤其是水平井挖潜剩余油等方面,提供了地质依据。