油气田地面工程第２９卷第５期（２０１０．５） １３ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－６８９６．２０１０．０５．００６ 地质建模技术在油藏评价中的应用 张岩 谢洪顺 王洪星。 谢亚妮 马玉星 （１．西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室； ２．天津石油职业技术学院；３．吉林油田勘探开发研究院； ４．中国石油大学地球资源与信息学院；５．石家庄外经贸职业学院） 摘要：以某典型的陆相成因油层组为 建立了Ａ油层组Ｃ１井区三维空间的砂体模型。 例，介绍了现代储层地质建模技术的研究思 采用图１所示的建模流程。 路，针对研究目的层组的地质特征，采用相 控储层建模的方法，通过构造地层格架建 定量地质知识库 模、砂体建模及相控属性建模，最终建立一 个三维、定量的油藏地质模型，其中每级建 区域构造分析卜——＋（ 构造模型 —— 地震解释成果 模都对后一级的模型产生约束影响。生产实 际表明。储层地质建模技术为进行科学的油 地层格架 ——— 精细地层对比 藏评价、油藏数值模拟、油藏开发动态预测 与方案优化提供了必要的和可靠的地质依据。 关键词：随机建模；变差函数；数值模拟 沉积相研究 ｈ ｒ 砂体模型 变差函数分析 储层地质模型能定量地描述储层的构造几何形 态和物性参数的三维空间分布，通过把储层网格 测井资料解释广Ｊ 储层参数模型 化，将每个网格赋上参数值。在这个过程中，网格 的尺寸划分得越小，参数值与实际误差越小，标志 油藏数值模拟） 【剩余油分布研究 模型越细致，精度越高。储层地质模型是油气田开 发中油藏数值模拟和油藏工程分析的基础，可为油 图１ 三维地质建模研究流程 田开发方案的制定和调整提供直接的地质依据。 ｌ 建模思路 ２ 构造地层格架 储层建模的方法主要分为确定性建模和随机建 构造是指地层在地应力作用发生变形而呈现出 模。本文地层格架建模具体的作法是以地震资料为 的起伏形态。对于构造油藏，油气的分布直接受构 基础，结合地震解释成果中得到层面位置和断层形 造控制，因此建立精确的构造模型是油藏地质建模 态，在地层精细划分对比和构造分析的基础上，以 的重要内容，也是油藏建模的难点之一。建立构造 井资料为主．通过补心海拔校正，确定待研究的Ａ 模型，就是要综合应用地质、地震和测井资料，尤 油层组ｃ１井区的顶底界，搭建起该区的地层格架 其是要应用高分辨率层序地层学所建立的地层格 模型。在处理断层时，要注意断层之间接触关系的 架，依据不同的构造层位，定量表征地质层位的起 处理、断层走向的设置以及网格趋势线的添加，这 伏形态和断裂系统的空间组合，总结工区的构造样 样可以大大减少因地质模型以及网格布局的不合理 式，分析构造及断裂系统对油气分布的控制作用。 导致后续数值模拟的不收敛，为从动态角度评价油 地层格架模型是指区域或油藏范围内地层的空 藏提供可靠的基础。 间分布及叠置关系。建立合理的地层格架模型就是 砂体模型的建立同样立足于构造地层格架模 通过储层精细划分与对比，把在同一地质历史时期 型。本文中砂体模型的建立主要应用了测井、录井 形成的地层划归同一地层单元。断层模型是指断层 资料，将不同颜色以及不同粒度的各种岩石类型划 面在三维空间的展布形态，在储层模型中根据断层 归为４类，选取球状模型，应用序贯指示模拟方法， 面的平面形态，可将断层分为垂直断层、倾斜断 基金论文：中国石油科技创新基金（２００８Ｄ－－５００６一Ｏ２一Ｏ９）、西南石油大学科技基金（２Ｏ０７） ｚＯ１０）联合资助 １４ 油气田地面工程第２９卷第５期（２０１０．５） 层、凹形断层以及曲线断层。 度、渗透率、泥质含量等储层属性的三维空间分布 及变化模型。建立储层参数模型的目的之一就是要 通过对孔隙度、渗透率的定量研究，准确界定有利 储层的空间位置及其分布范围，同时刻画宏观储层 的层问、层内和平面非均质性。 本次储层属性模型建立的思路是应用测井资料 解释结果，以构造地层格架模型为控制条件，以沉 本次三维地质模型研究以Ａ油层组Ｃ１井区含 油层段自上而下细分为５个小层。工区虽小但断层 发育，北部和东西部均以断层为边界，内部有３条 分隔断层，构造为单斜背景下的断块体。地层格架 模型建立过程中平面网格取１０ ｍ×ｌＯ ｍ作为网格 单元，垂向以每个单层为１个单元。此外，还可以 将每个单层进行精细地层划分，提高模型的纵向分 辨率，以适应电测曲线的采样率，使得一些微构 积微相为约束条件，应用先进的条件模拟技术，对 井问的物性变化进行预测，从而得到储层参数分布 造，如砂体的尖灭得以体现，这对精细油藏描述显 的三维数据体。 得尤为重要。 ３ 砂体模型 沉积微相的分布控制着砂体的分布，不同砂体 的储层物性参数分布规律也不相同［１］。在沉积微相 划分之前，应先进行区域沉积背景分析，利用单井 测井资料与岩心分析的结果，建立测井相和沉积相 之间的对应关系。另外，可以利用地震主剖面资料 进行划相，在垂向上，以井点处的测井资料来约束 小层的划分；在横向上，利用地震反射波的趋势面 实现小层的横向追踪 ］。 Ａ油层组Ｃ１井区砂体模型的建立主要是应用 测井、录井解释资料，结合地震属性，通过单井 相、剖面相以及平面相分析，将不同颜色、不同粒 度的岩石类型，划归为泛滥平原砂体、河道砂体、 天然堤砂体和决口扇砂体４种类型，通过地层精细 划分后再进行测井数据离散化处理。在随机建模 中，通常把沉积微相作为离散型变量处理，离散型 变量可采用序贯指示模拟、截断高斯模拟以及马尔 柯夫模拟等随机模拟方法，以实现井间沉积相的模 拟生成。本次砂体模型的建立采用了对离散型数据 模拟效果最好的序贯指示模拟方法，应用球状模 型。模拟结果见图２。 图２三维砂体模型 ４ 属性模型 储层建模另一个重要的方面就是建立表征孔隙 本文在分层建模基础上采用随机建模的算法， 以变差函数为依据，采用序贯高斯模拟算法对物性 参数进行模拟。在采用序贯高斯模拟算法进行参数 建模时，首先要对不同层位选择不同砂体进行数据 分析，数据分析的内容主要包括数据变换、直方图 统计和变差函数拟合等，进而得到能合理表征储集 层参数在空间展布规律的变差函数。变差函数的变 程大小不但反映某个区域化变量各个方向上各向异 性的强弱程度，还能反映出变量的载体在这个方向 上的平均尺度，因此可以利用变程来反映储层参数 的影响范围，从而达到预测砂体的大小及分布的目 的，其中方向的选择与物源方向有关 ］。主变程的 方向通常对应于区域的物源方向或物性持续最好的 方向，而次变程的方向垂直于主变程的方向。根据 分析的结果确定主变程、次变程及垂向变程的大小 和方位。 本次研究还依据测井精细处理的解释结论，建 立了本区的油水层分布模型，较为直观地展示了油 藏形态和油层空间分布。 ５ 结语 储层参数模型建立好以后，通过其强大的三维 显示功能，可以在空间任意位置进行平面或垂向的 剖面切割并输出，因而可以直观地分析各种属性参 数的空 分布规律。 储层建模的结果提供了一个储层相应的属性三 维数据体，对于井点以外的位置处给出了储层特征 参数值，地质人员可以根据需要沿任意方向切片， 观察储层的变化，这就为储层定量分析提供了条 件。总的来说，河道砂体在平面展布、连通性方面 均优于其他几种砂体，物性稳定分布且良好，呈现 出明显受沉积相带控制的影响。通过Ａ油层组Ｃ１ 井区储层孔隙度、渗透率的三维模型切片，可以清 楚地揭示储层物性参数在平面上的变化。 通过垂直剖面、过井剖面及栅状图，可以观察 储层参数的井间变化、砂体的井间连通关系以及储 油气田地面工程第２９卷第５期（２０１０．５） １５ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６—６８９６．２０１０．０５．００７ 气井排水采气工艺原理及应用 裘湘澜（四川德阳新场气田开发有限责任公司） 摘要：有水气藏排水采气工艺的选择对指导生产起着重要的作用。本文通过井筒积液识别方 法的研究，及气井临界携液流速、流量公式的推导，对国内外几种常用排水采气工艺方法进行了 对比评价。正确识别气井井底积液、气井临界携液流速及流量，对制定气井工作制度，选择合理 的排采工艺，提高排采效率具有重要意义。 关键词：排水采气；井筒积液；识别方法；工艺原理 １ 井筒积液规律研究现状 在井筒积液研究方面，国外起步较早，Ｔｕｒｎ— ｅｒ１］ 提出了利用液滴模型来预测和判断井筒是否存 在积液，利用实验研究成果，提出气体携液的临界 流速和临界流量公式，适合于井口压力大于３．４５ ＭＰａ，液气比在５．７×１０ ～７．３×ｌＯ 之间的井。 Ｃｏｌｅｍａｎ认为，对于井口压力低于３．４５ ＭＰａ的低 模型对气带液问题进行研究，最后以液滴模型为依 据提出了计算气流携带液滴的最低气体流速公式， 以下简称最小卸载流速公式。 假设内的流动遵循牛顿液体的流动规律， 当气流速度 等于液滴沉降的最终速度 时，直 径为 的液滴就能被气夹带到地面，取Ｃｄ—Ｏ．４４，则 — ｌ ｌ㈩ 压气井，临界流量不用加２Ｏ 的修正，更能与实 际情况吻合。杨川东 推导出在不同井底流压，不 同管径下气井连续排液的临界流量、临界流速、对 比流量和对比流速，以及当对比参数小于１时所应 选择的自喷管串公式。闫云和讨论了气井带水的因 素，分析了井简中的流态。杨继盛口 对气水同产井 从式（１）可以看出，液滴直径越大，携带液 滴所需的气体流速也越大。如果最大直径的液滴都 能携带到地面，井底就不会发生聚积。被气流携带 向上运动的液滴受到两种相互对抗的力作用。一种 是企图将它破坏的速度压力（即惯性力）（ 种力的比值称为韦伯数 Ｎ 。一 ２一 ）， 另一种是力图保持它完整的表面压力（ ／ ）。这两 连续排液所需的最低流速或流量提出计算公式，给 出可供现场分析用的图表。 气井井筒积液的识别方法包括直观法、经验公 式法、压力梯度法和稳定试井分析法。 （２） ｏ－／ａ Ｔｕｒｎｅｒ等人取韦伯数为３Ｏ回代到式（２），解 出最大液滴直径 ｄ…一 ｐ ｇ ｙ ｇ ２ 气井临界携液流速及流量 １ ９ ６ ９年，Ｔｕｒｎｅｒ等人建立了液滴模型和其他 层层间的非均质性。总的来说，河道砂体在垂向上 变化很快，储层物性参数变化很大，非均质性比较 （３） 将式（３）的ｄ…代入式（２），则携带最大液 发历史拟合研究 ］。三维地质模型研究为储层非均 质性的研究、指明有利储层、井网部署、井网完善 以及剩余油分布规律研究等都提供了重要的参考。 参考文献 ［１］段天向，刘晓梅．Ｐｅｔｒｅｌ建模中的几点认识［Ｊ］．岩性油气藏， ２００７，１９（２）：１０２—１０７． 严重。例如，通过孔隙度模型剖面的切取和渗透率 模型的剖面切取，可以清楚展现储集层孔隙度、渗 透率的垂向变化以及层内联通性。 经过对模型分析检验后，亦可将三维模型数据 体按照油藏数值模拟的要求粗化输出。通过相对偏 差、线性相关系数和散点图三个方面，比较目前主 要的５种渗透率粗化方法，在尽可能使粗化后模型 与原精细地质模型等效的前提下，以重整化原理为 基础的粗化方法的各项指标均比较令人满意，将粗 化后的属性数据再输入数模模拟器直接进行油藏开 Ｅ２］于兴河，李胜利．河流相油气储层的并震结合相控随机建模约 束方法ＥＪ３．地学前缘，２００８，１５（４）：３３—４１． Ｅ３］刘泽容，信荃麟．油藏描述原理与方法技术［Ｍ］．北京：石油工 业出版社，１９９３． Ｅ４］王家华，张团峰．油气储集层随机建模［Ｍ］．北京：石油工业出 版社。２００１． （栏目主持杨军）
