一种渐进式储层精细表征方法

技术领域

本发明涉及石油勘探开发技术领域，特别涉及一种渐进式储层精细表征方法。

背景技术

储层精细表征的方法很多，其根本的目的是将地质认识准确的用三维地质模型表征出来，总体上来说有确定性建模和随机建模两种，在日常的油田生产和科研当中最常用的是序贯指示模拟方法(一种随机模拟方法)。主要思路是将代表综合资料综合储层研究成果转化为地质建模的约束条件，使最终的地质建模结果能代表主要的储层研究成果。实际操作中经常是将井震结合和动静结合的储层厚度图转化为储层分布趋势模型，结合储层的流线模型和参数统计进行综合约束建立岩相或沉积微相模型，最后用相模型约束得到储层物性分布模型。

但在油田的开发和研究中，往往会得到多种基于不同资料或者平台的研究成果，这些研究成果都有其优缺点，如果选取其中一种研究成果建立三维地质模型，总是必须舍弃一部分其它优秀的研究成果；另外，一个油田的认识程度总是不断发生变化的，有时候这种变化可能是局部的精确认识更新，更新的频率可能较高，不需要对油田的整体地质模型进行修改，但对局部模型的更新很有必要，现有技术难以较快解决这个问题。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术中单一资料或研究成果的地质模型无法满足复杂储层的准确描述的问题，针对复杂储层油田提出了一种渐进式储层精细表征方法。

为了实现上述发明目的，本申请提供了以下技术方案：一种渐进式储层精细表征方法，包括以下步骤：

步骤S1：根据目标储层的地震资料、钻井资料、测试资料、地质资料和生产动态资料，建立建模工区数据库；

步骤S2：根据所述建模工区数据库，建立所述目标储层的三维基础地质模型；

步骤S3：根据所述建模工区数据库，建立所述目标储层的地震砂描模型；

步骤S4：根据所述建模工区数据库，建立所述目标储层的三维构型岩相模型；

步骤S5：根据所述建模工区数据库，建立所述目标储层的三维水平段岩相模型；

步骤S6：根据三维基础地质模型、地震砂描模型、三维构型岩相模型、三维水平段岩相模型，建立三维融合岩相模型；以三维融合岩相模型为控制条件，建立所述目标储层的孔隙度和渗透率模型。

在上述技术方案中，应用四种不同方法分别建立四个不同数据来源储层研究成果的三维地质模型，并应用多模型融合技术将四种模型融合在一起，形成综合反映油田储层研究成果的融合模型，解决了现有技术中对于各区块、层位资料特征差异较大的油田，单一建模方法难以精确表征多种储层研究成果的问题。此外，该方法能方便灵活的将基于不同资料或不同研究平台的多种储层研究成果反映到一个三维地质模型当中，操作性强，能较大的提高地质建模的精度和效率。同时，本发明采用作为基础地质模型平面约束条件的全区单砂体厚度图来代表油田地质、地震、测井、钻完井和生产动态等专业的综合研究成果，其本身就是一种非常精细的地质模型，能保证后续数值模拟及其它储层研究工作顺利进行；于此同时，还采用地震砂描资料、构型解剖资料和水平井近井地质解释资料三种确定性强的局部储层研究资料来建立地震砂描模型、构型解剖模型和水平井近井解释模型，其具有精确的局部储层认识，使其能更好的反应储层综合情况，实现精细表征。

需要说明的是，用于实现精确的局部储层认识的模型还可以根据需要增加其他局部储层认识模型，或者随着储层局部认识模型的研发，加入新的模型，以实现更加符合需要或者精度更高的精细表征。

进一步地，在步骤S1中，所述地震资料包括所述目标储层的地震数据体、时深关系、构造解释、断层解释和主力砂体描述；

所述钻井资料包括所述目标储层在钻井开采过程中的钻井轨迹、溢流事件和/漏失事件；

所述测井资料包括所述目标储层的测井曲线和测井解释；

所述地质资料包括所述目标储层的地质分层、储层模式、井点单砂体厚度、砂体展布方向(砂体厚度中心线)、砂体储层几何参数、主力层构型解剖成果和水平段近井地质解释。

进一步地，在步骤S1中，所述主力层构型解剖成果包括多个构型单元(不同层位、不同区域分属不同构型单元)；每一所述构型单元均以该构型单元所在的所述目标储层的密井网实钻储层为基础，依据井间储层连通关系和生产动态响，得到该构型单元的顶面微构造图、底面微构造图和单元边界；所述主力层构型解剖成果以每个构型单元的顶面微构造图、底面微构造图和单元边界三种资料展现。

所述水平段近井地质解释以沿水平段轨迹椭圆柱体(纵向轨迹上下3～5米，平面轨迹两侧100～300米)的储层解释(砂岩或泥岩)样式展现。

需要说明的是，所述主力层构型解剖成果根据不同层位、不同区域分为若干的构型单元。

进一步地，在步骤S2中，所述三维基础地质模型通过以下步骤建立：

根据钻井密度和地震资料品质将所述目标储层分为地震区(地震资料品质好，具备砂描条件，但井点资料较少)、密井区(井网密度大但地震资料品质差)和耦合区(地震资料品质次之，可用于分析储层展布形态，井点资料也较多，需要同时参考地震资料和井点资料)；

应用地震资料提取所述目标每小层的地震最小振幅平面属性，并对地震区、耦合区和密井区的储层边界进行初步解释，得到所述目标储层的储层边界；

根据所述地质资料中的单砂体精细对比和井点单砂体厚度，参考砂体储层几何参数，插值得到所述密井区的单砂体厚度图；

将所述密井区的单砂体厚度图与所述目标储层的储层边界进行耦合，得到所述目标储层的单砂体厚度图；

根据所述生产动态资料对所述目标储层的单砂体厚度图进行修正，获得符合动态特征的单砂体厚度图；

根据所述目标储层的网格化井点实钻岩相为约束，将所述符合静态特征的单砂体厚度图转化为三维趋势模型；

根据所述砂体展布方向(砂体厚度中心线)文件，建立与所述符合静态特征的单砂体厚度图相对应的储层展布三维流线模型；

根据所述钻井资料中的井点实钻岩相，并以所述三维趋势模型为空间分布约束条件，以储层展布三维流线模型为储层展布方向约束条件，建立三维基础地质模型。

所述三维基础地质模型是以单砂体厚度图为基础，结合实钻储层(测井解释)、方位模型和数据分析结果建立一个全区的三维岩相模型，该模型能反映工程师对油藏的综合认识。

其中方位模型建立分两步：①以储层厚度中线为输入值，编制每个单砂体的展布方向平面图；②将单砂体方向平面图转化三维化建立三维方位模型。

进一步地，所述储层展布三维流线模型是以所述符合动态特征的单砂体厚度图中的厚度中线为河道流向，编制所述目标储层中每个单砂体河道流向的线网，插值形成流线方向平面图，并将其三维化后得到储层展布三维流线模型。

进一步地，在步骤S3中，所述地震砂描模型是以所述主力砂体描述为基础，通过确定性建模方法建立。

进一步地，在步骤S3中，所述地震砂描模型的建立包括以下步骤：

采用井点实钻砂体顶底分层对所述目标储层的每一砂体的砂描顶面、砂描底面进行校正；

根据校正后的每一砂体的砂描顶面、砂描底面和砂描范围建立该砂体的砂描三维形态；

根据所述目标储层的每一砂体的砂描三维形态得到所述目标储层的地震砂描模型。

所述地震砂描模型是油藏区域内所有砂描成果的三维体现，代表对这些砂体的局部精确认识。

进一步地，在步骤S4中，所述三维构型岩相模型是以密井网主力层构型解剖成果为基础，通过确定性建模方法建立。

进一步地，在步骤S4中，所述三维构型岩相模型的建立包括以下步骤：

对所述目标储层进行等时小层划分，并在对比的框架内进行精细单砂体划分对比，标定所述目标储层中每一单砂体的砂体底面和砂体顶面；

根据所述目标储层中每一单砂体的砂体底面和砂体顶面，绘制每一单砂体的顶面微构造图和底面微构造图，圈定每一单砂体的发育范围，得到每一单砂体的空间形态参数；

根据每一单砂体的空间形态参数，得到该单砂体的三维模型；

将每一单砂体的三维模型合并到同一三维网格模型中，得到所述目标储层的三维构型岩相模型。

所述三维水平段岩相模型是油藏区域内所有构型研究成果的三维体现，代表对这些区域储层的局部精确认识。

进一步地，在步骤S5中，所述三维构型岩相模型是以所述目标储层的水平井的水平段近井地质解释成果为基础，通过确定性建模方法建立。

进一步地，在步骤S5中，所述三维水平段岩相模型的建立包括以下步骤：

根据所述水平段近井地质解释成果，建立所述目标储层中每口水平井的水平段周边储层岩相模型；

将每口水平井的所述水平段周边储层岩相模型合并到同一三维网格模型中，得到所述目标储层的三维水平段岩相模型。

所述三维水平段岩相模型是油藏区域内所有水平井水平段地质解释成果的三维体现，代表对水平段近井储层的局部精确认识。

进一步地，在步骤S6中，所述三维融合岩相模型的建立包括以下步骤：

以所述三维基础地质模型为基础模型，将所述地震砂描模型、三维构型岩相模型、三维水平段岩相模型并入三维基础地质模型中，并替换所述三维基础地质模型中对应的部分，得到三维融合岩相模型。

具体融合方法如下：①以砂岩为1泥岩(非储层)为0，分别建立步骤S3、步骤S4和步骤S5所述3个三维模型的砂岩指示模型；②以砂岩指示模型为依据，分别用步骤S3、步骤S4和步骤S5所述3个三维模型替换掉步骤S2所述的三维模型中的对应部分(指示模型为1的部分)得到融合模型。

与现有技术相比，本发明的具有以下有益效果：

本申请公开了一种渐进式储层精细表征方法，应用四种不同方法分别建立对应区块或层位的三维地质模型，并应用多模型融合技术将四种模型融合在一起，形成综合反映油田储层研究成果的融合模型。该方法方便灵活操作性强，能较容易的实现多资料的综合建模，且具有很好的开放性，随着研究的深入，新的储层研究成果能快速的融入到原模型当中，使地质模型反映最新地质认识。

本发明公开的渐进式储层精细表征方法不基于某个特定的网格系统，能在不同网格系统中较自由的切换；本发明的能对密井网构型解剖成果和水平井地质解释成果做出准确表征.

附图说明

图1是本发明一些实施例中公开的渐进式储层精细表征方法的流程图；

图2是本发明一些实施例中三维基础地质模型的示例图；

图3是本发明一些实施例中地震砂描模型的示例图；

图4是本发明一些实施例中三维构型岩相模型的示例图；

图5是本发明一些实施例中三维水平段岩相模型的示例图；

图6是本发明一些实施例中三维融合岩相模型的示例图；

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

本申请中提出了一种渐进式储层精细表征方法，参阅图1，包括以下步骤：

步骤S1：根据目标储层的地震资料、钻井资料、测试资料、地质资料和生产动态资料，建立建模工区数据库；

步骤S2：根据所述建模工区数据库，建立所述目标储层的三维基础地质模型；

步骤S3：根据所述建模工区数据库，建立所述目标储层的地震砂描模型；

步骤S4：根据所述建模工区数据库，建立所述目标储层的三维构型岩相模型；

步骤S5：根据所述建模工区数据库，建立所述目标储层的三维水平段岩相模型；

步骤S6：根据三维基础地质模型、地震砂描模型、三维构型岩相模型、三维水平段岩相模型，建立三维融合岩相模型；以三维融合岩相模型为控制条件，建立所述目标储层的孔隙度和渗透率模型。

需要说明的是，在步骤S1中，所述地震资料包括所述目标储层的地震数据体、时深关系、构造解释、断层解释和主力砂体描述；所述钻井资料包括所述目标储层在钻井开采过程中的钻井轨迹、溢流事件和/漏失事件；所述测井资料包括所述目标储层的测井曲线和测井解释；所述地质资料包括所述目标储层的地质分层、储层模式、井点单砂体厚度、砂体展布方向(砂体厚度中心线)、砂体储层几何参数、主力层构型解剖成果和水平段近井地质解释。

在一些实施例中，在步骤S1中，所述主力层构型解剖成果包括多个构型单元；每一所述构型单元均以该构型单元所在的所述目标储层的密井网实钻储层为基础，依据井间储层连通关系和生产动态响，得到该构型单元的顶面微构造图、底面微构造图和单元边界；所述主力层构型解剖成果以每个构型单元的顶面微构造图、底面微构造图和单元边界三种资料展现。

所述水平段近井地质解释以沿水平段轨迹椭圆柱体(纵向轨迹上下3～5米，平面轨迹两侧100～300米)的储层解释(砂岩或泥岩)样式展现。

需要说明的是，在步骤S2中，所述三维基础地质模型通过以下步骤建立：

步骤S21：根据钻井密度和地震资料将所述目标储层分为地震区(地震资料品质好，具备砂描条件，但井点资料较少)、密井区(井网密度大但地震资料品质差)和耦合区(地震资料品质次之，可用于分析储层展布形态，井点资料也较多，需要同时参考地震资料和井点资料)；

步骤S22：应用地震资料提取所述目标每小层的地震最小振幅平面属性，并对地震区、耦合区和密井区的储层边界进行初步解释，得到所述目标储层的储层边界；

步骤S23：根据所述地质资料中的单砂体精细对比结果和井点单砂体厚度，参考砂体储层几何参数，插值得到所述密井区的单砂体厚度图；

步骤S24：将所述密井区的单砂体厚度图与所述目标储层的储层边界进行耦合，得到所述目标储层的单砂体厚度图；

步骤S25：根据所述生产动态资料对所述目标储层的单砂体厚度图进行修正，获得符合动态特征的单砂体厚度图；

步骤S26：根据所述目标储层的网格化井点实钻岩相为约束，将所述符合静态特征的单砂体厚度图转化为三维趋势模型；

步骤S27：根据所述砂体展布方向(砂体厚度中心线)文件，建立与所述符合静态特征的单砂体厚度图相对应的储层展布三维流线模型；

步骤S28：根据所述钻井资料中的井点实钻岩相，并以所述三维趋势模型为空间分布约束条件，以储层展布三维流线模型为储层展布方向约束条件，建立三维基础地质模型。

需要说明的是，所述储层展布三维流线模型是以所述符合动态特征的单砂体厚度图中的厚度中线为河道流向，编制所述目标储层中每个单砂体河道流向的线网，插值形成流线方向平面图，并将其三维化后得到储层展布三维流线模型。

需要说明的是，在步骤S3中，所述地震砂描模型是以所述主力砂体描述为基础，通过确定性建模方法建立，其具体包括以下步骤：

步骤S31：采用井点实钻砂体顶底分层对所述目标储层的每一砂体的砂描顶面、砂描底面进行校正；

步骤S32：根据校正后的每一砂体的砂描顶面、砂描底面和砂描范围建立该砂体的砂描三维形态；

步骤S33：根据所述目标储层的每一砂体的砂描三维形态得到所述目标储层的地震砂描模型。

需要说明的是，在步骤S4中，所述三维构型岩相模型是以密井网区主力层构型解剖成果为基础，通过确定性建模方法建立，其具体包括以下步骤：

步骤S41：对所述目标储层进行等时小层划分，并在对比的框架内进行精细单砂体划分对比，标定所述目标储层中每一单砂体的砂体底面和砂体顶面；

步骤S42：根据所述目标储层中每一单砂体的砂体底面和砂体顶面，绘制每一单砂体的顶面微构造图和底面微构造图，圈定每一单砂体的发育范围，得到每一单砂体的空间形态参数；

步骤S43：根据每一单砂体的空间形态参数，得到该单砂体的三维模型；

步骤S44：将每一单砂体的三维模型合并到同一三维网格模型中，得到所述目标储层的三维构型岩相模型。

需要说明的是，在步骤S5中，所述三维构型岩相模型是以所述目标储层的水平井的水平段近井地质解释成果为基础，通过确定性建模方法建立，其具体包括以下步骤：

步骤S51：根据所述水平段近井地质解释成果，建立所述目标储层中每口水平井的水平段周边储层岩相模型；

步骤S52：将每口水平井的所述水平段周边储层岩相模型合并到同一三维网格模型中，得到所述目标储层的三维水平段岩相模型。

需要说明的是，在步骤S6中，所述三维融合岩相模型的建立包括以下步骤：

以所述三维基础地质模型为基础模型，将所述地震砂描模型、三维构型岩相模型、三维水平段岩相模型并入三维基础地质模型中，并替换所述三维基础地质模型中对应的部分，得到三维融合岩相模型。

以下以某油田为例，该油田目前共有各类井眼210口，主要分布在工区的中东部，西部井眼较少。实例区为河流相沉积，纵向分为47个小层133个单砂体，工区中西部及浅层地震资料品质较好，共有地震砂描砂体23个，深部及东部地震资料品质较差，依据密井网资料对9个主力小层的储层结构进行了构型解剖。

步骤S1:建立该油田的建模工区数据库：主要包括地震资料(振幅数据体、时深关系、构造解释、断层解释、主力砂体砂描)、钻井资料(轨迹、钻井过程中溢流或漏失事件)、测井资料(测井曲线、测井解释)、测试资料(测压资料、吸水剖面、示踪剂)、地质资料(地质分层、储层模式、单砂体厚度图、砂体展布方向、各砂体储层参数、主力层构型解剖成果、水平段近井地质解释)、动态资料。

步骤S2:建立三维基础地质模型。参阅图2a，根据步骤S2，将该油田分为地震区、耦合区和密井区；对密井区单砂体厚度进行插值编图，参阅图2b，并统计密井区砂体宽厚比；将基于井点资料的密井区的单砂体厚度图和基于地震属性的储层边界进行耦合，将密井区的单砂体厚度图推广到全油田范围，使单砂体厚度图既符合井点资料又符合地震属性趋势。

耦合方法如下：如图2b所示，在耦合区，地震资料品质和井点资料密度介于地震区和密井区之间，需要结合两者的优势进行统筹分析。在编制全油田厚度图的过程中，图中地震区以地震资料为主，密井区以钻井资料为主，而耦合区则是两种资料的耦合区，耦合后得到的砂体厚度图要求同时符合地震属性趋势和井点实钻资料，且全油田储层模式和河道形态保持一致。

根据步骤S1所述生产动态资料(注水推进方向、油水井响应关系、示踪剂响应关系)对步骤S2中得到的单砂体厚度图进行修正，形成符合动静态特征的单砂体厚度图。修正原则主要有两点：①油水井响应关系好，油水井之间厚度图连通好，反之油水井之间厚度图连通差；②示踪剂响应关系好，油水井之间厚度图连通好，反之油水井之间厚度图连通差。

将修正后的单砂体厚度图转化成三维趋势模型。以单砂体厚度图为基础，以网格化井点实钻岩相为约束，将单砂体厚度图匹配到对应单砂体地层的每一个网格中，形成每个岩相的三维趋势模型，作为地质建模的储层展布约束条件。三维趋势模型既反映砂体的平面展布趋势，也与实钻井点匹配，能更好的约束储层的空间分布。

以步骤S1所述砂体方向(中心线)文件为基础，建立与修正后的单砂体厚度图对应的储层展布流线模型。以修正后的单砂体厚度图厚度中线为河道流向，编制每个单砂体的河道流向线网，插值形成流线方向平面图，进而将其三维化建立三维流线模型，作为地质建模的储层展布方向约束条件。

以井点实钻岩相为基础，以岩相三维趋势模型为空间分布约束条件，以三维流线模型为储层展布方向约束条件，应用序贯指示模拟的方法建立三维基础地质模型，本实例平面网格步长25*25，纵向网格步长约为1，IJK三个方向的网格数分别为183*264*724，总网格数34977888，后面皆延用此网格。

步骤S3：建立地震砂描模型。参阅图3，以步骤S1所述地震砂描成果为基础，以确定性建模方法建立三维砂描模型。该油田边部和浅层地震资料品质较好，对23个砂体进行了地震砂描。

其具体包括以下步骤：

步骤S31：用井点实钻砂体顶底分层对砂描砂体顶底面进行校正；

步骤S32：将校正后的砂体顶底面和砂体范围多边形导入到三维网格当中(如步骤2，本实例平面网格步长25*25，纵向网格步长约为1，IJK三个方向的网格数分别为183*264*724，总网格数34977888)，刻画出该砂体的三维形态，依次建立23个砂体的地震砂描模型；

步骤S33：将23砂体的三维砂描模型合并到同一个三维网格当中，形成总地震砂描模型，完成地震砂描建模(图3c)。

步骤S4：建立三维构型岩相模型。如图4所示，以步骤S1所述密井网构型解剖成果为基础，以确定性建模方法建立三维构型岩相模型。该油田核心部位井点较多，井网密度较大，对L42、L44、L50、L54、L62、L72、L82、L94、L102等小层进行了构型解剖。

其具体包括以下步骤：

步骤S41：在等时小层划分与对比的框架内进行精细单砂体划分对比，精确标定每个单砂体的顶底；

步骤S42：绘制每个单砂体的顶底面微构造图，圈定单砂体的发育范围，最终得到每个单砂体的空间形态参数；

步骤S43：将单砂体的几何信息嵌入到某个网格系统之中(如步骤2，本实例平面网格步长25*25，纵向网格步长约为1，IJK三个方向的网格数分别为183*264*724，总网格数34977888)，得到这个单砂体的三维构型岩相模型；

步骤S44：将所有单砂体三维构型岩相模型合并到同一网格系统中，得到整个油藏的三维构型岩相模型。

步骤S5：建立三维水平段岩相模型。其具体包括以下步骤：

步骤S51：根据水平段近井储层解释结果，应用确定性方法建立每口井的水平段周边储层岩相模型，水平段模型可呈椭圆柱体，水平方向控制半径为100米左右，垂直方向控制范围3-4米范围；

步骤S52：将81口水平井模型放到同一个模型当中(如步骤2，本实例平面网格步长25*25，纵向网格步长约为1，IJK三个方向的网格数分别为183*264*724，总网格数34977888)，建立三维水平段岩相模型。

步骤S6：以步骤S2所述三维基础地质模型为基础，将步骤3所述地震砂描模型、步骤4所述三维构型岩相模型和步骤5所述三维水平段岩相模型融合到三维基础地质模型当中建立三维融合岩相模型，以融合后的三维岩相模型为控制条件开展后续的孔隙度和渗透率建模工作。

在该油田中，以基于单砂体厚度图三维基础地质模型为基础地质模型。只有部分主力层位有地震砂描资料或构型解剖资料，因此以三维构型岩相模型和三维构型岩相模型为提高模型。如下图6所示，整体为基础模型，L30-2为三维构型岩相模型，L50为三维构型岩相模型。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。