储层地质模型实例

储层地质模型~

储层地质模型是油气藏地质模型的核心，是描述和预测储层的几何形态、连续性、连通性、内部结构、储层参数的变化和分布以及裂缝特征分布的数学模型。它包括储层结构模型和储层参数分布模型。
1. 储层结构模型
储层结构模型是储层的几何形态、砂体连通性和连续性及隔夹层空间分布的几何模型，是储层地质模型的骨架，也是决定油气藏数值模拟中模拟网块大小和物性参数值的主要因素。
壳牌石油公司K. J. Weber＆ L. C. Von. Geuns （1990） 将不同沉积环境形成的储层结构类型归纳为3类 （图6-1），即千层饼状储层结构 （Layer-cake reservoir architecture）、拼合板状储层结构 （Igsaw-puzzle reservoir architecture） 及迷宫状储层结构 （Labyrinthreservoir architecture）。

图6-1 储层建筑结构模型

（1） 千层饼状储层结构
这类储层结构的主要特征为：(1) 由分布宽广的砂体叠合而成，为同一沉积环境或沉积体系形成的层状砂体；(2)砂体连续性好，单层砂体厚度横向变化小，即使变化，也是渐变的；(3)砂体水平渗透率在横向上没有大的不连续或大的变化，单层垂向渗透率在横向上也是渐变的；(4)单层之间的界线与储层性质的变化或隔夹层分布一致。
对于陆相油气藏，具有这类储层结构的沉积砂体主要为湖泊席状砂、风成砂等。实际上，在陆相沉积中，这类储层结构较少见，其主要发育于海相沉积环境中。
（2） 拼合板状储层结构
这类储层结构的主要特征为：(1)由一系列不同成因的砂体拼合而成，而且砂体之间没有分隔；(2)砂体连续性较好，内部偶尔夹有低渗或非渗透层，某些叠置砂体之间也存在非渗透隔夹层；(3)砂体之间会出现物性的突变，某些砂体内部的物性也存在着很强的非均质性。
在陆相油气藏中，具有这类储层结构的砂体成因类型主要有辫状河砂体、点坝砂体、三角洲河口坝砂体、湖泊浊积扇砂体 （中扇和外扇） 等。
（3） 迷宫状储层结构
这类储层结构的主要特征为：(1)小砂体和透镜状砂体的十分复杂的组合；(2)砂体连续性常具方向性，在剖面上不连续，在平面上不同方向的连续性也不一样；(3)砂体之间部分为薄层席状低渗透砂岩所连接。
在陆相油藏中，具有这类储层结构的砂体成因类型主要为低弯度河道充填砂体、三角洲分流河道砂体、上扇浊积砂体等。
实际的储层结构模型是复杂多样的。储层结构类型与沉积相有关，人们可以根据沉积相与储层结构的关系大致确定所研究的储层属于哪种结构类型 （当然，储层结构类型与目标区范围大小也有关系。同一类储层其目标区范围大小不一样，储层结构可能归属不同的类型），并综合应用地质、测井、三维地震 （或） 井间地震、试井等资料进行砂体对比，建立具体地区的储层结构模型。储层结构模型属于离散模型。
2. 储层参数分布模型
储层参数分布模型是储层参数在三维空间变化和分布的数学模型。参数类型包括孔隙度、渗透率、饱和度、净毛比、裂缝密度等。其中，渗透率分布模型是所要建立的最重要的储层参数分布模型。由于储层参数属于连续性变量，故此模型属于连续性模型的范畴。

（一）储层地质建模的分类
储层地质建模实际上是表征储层结构及储层参数的空间分布和变化特征，建模的核心问题是井间储层预测。在给定资料的前提下，提高储层模型精度的主要方法即是提高井间预测精度。井间预测有两种途径，相应地也有两种建模方法，即确定性建模和随机建模。
确定性建模是指对井间未知区给出确定性的预测结果，即试图从已知确定性资料的控制点如井点出发，推测出点间确定的、唯一的、真实的储层参数。
随机建模是以已知的信息为基础，以随机函数为理论，应用随机模拟方法，产生可选的、等概率的储层模型的方法。这种方法承认控制点以外的储层参数具有一定的不确定性，即具有一定的随机性，因此所建的模型不是一个，而是一簇，即一定范围内的几种可能实现，这正是与确定性建模的重要差别。对于每一种实现（即模型），所模拟参数的统计学理论分布特征与控制点参数值的统计分布特征是一致的，即所谓的等概率。各个实现之间的差别则是储层不确定性的直接反映。由此可见，随机建模的重要目的之一就是对储层非均质性进行评价（A.G.Journel,1990）。
（二）储层模型的类型
目前，国内外学者从不同的观点出发，提出了许多储层模型的分类方案，因而也就有了许多不同类型的地质模型。在这里简要地列举一下两个较常见的分类方案。
1.按照研究目的和模型的属性分类
这种分类方案在国外比较通用。按照模型的属性，可将储层模型分为定量流动模型、储层结构模型、储层非均质性模型和岩石物性物理模型等四大类，各大类里又细分若干小类，这里就不再一一论述。
2.按照不同的油田勘探开发阶段分类
这是由储层地质学专家裘怿楠先生提出的一种分类方案，也是国内通用的一种划分方案。在不同的油田勘探开发阶段，由于资料占有程度的不同，研究任务的不同，因而所建模型的精度和作用也不相同。据此可将储层地质模型分为概念模型、静态模型和预测模型。
（1）概念模型
针对某一沉积类型或成因类型的储层，把它具有代表性的储层特征抽象出来，加以典型化和概念化，建立一个对这类储层在研究区内具有普遍代表意义的储层地质模型，就是所谓的概念模型。
概念模型并不是一个或一套具体储层的地质模型，但它却代表某一地区某一类储层的基本面貌。一般而言，概念模型是以储层沉积学为基本手段，尽可能直接利用岩心资料来建立的，它广泛地应用于油田的开发早期。从油田发现开始，到油田评价阶段和开发设计阶段，主要应用储层概念模型来研究各种勘探开发战略问题。这个阶段油田仅有少数大井距的探井和评价井的岩心、测井及测试资料以及二维和三维地震资料，因而不能详细地描述储层细致的非均质性特征，只能依靠少量的信息，借鉴理论上的沉积模式和成因模式来建立工区储层概念模型。但是这种概念模型对油田早期勘探开发战略的确定是至关重要的，可避免决策上的重大失误。
（2）静态模型
针对某一具体油田（或开发区）的一个（或一套）储层，将其储层特征在三维空间的变化和分布如实地加以描述而建立的地质模型，称为储层静态模型。
这一模型主要为编制开发调整方案及油藏管理服务，例如确定注采井别、射孔方案、作业施工、配产配注及油田开发动态分析等。它广泛地应用于油田注水开发实践中，从采油井的日常管理到油田的大小措施调整，都说明这是必不可少的地质基础。
（3）预测模型
预测模型是一种比静态模型精度更高的储层地质模型，它要求对控制点间及以外地区的储层参数能够作一定精度的内插或外推的预测。
预测模型是20世纪80年代中期为了研究油田开发后期剩余油分布和三次采油提高采收率而提出来的，是目前世界性的攻关难题。其技术思路大致有两个方向，一是广泛应用地质统计学中的随机模拟技术，结合储层沉积学研究，力图降低模型中的不确定因素，以提高模型的精度。二是利用井间地震等地震横向预测技术和水平井技术等来建立高精度的储层预测模型。

8.1.4.1 孤岛油田中11

井区

沉积微相平面图（图8.2）

这是孤岛油田主力产区的沉积微相平面分布图。其中有7口取心井，在对取心井取出的岩心详细划相的基础上，建立了岩石相的测井相模式，确定出

砂层有6种沉积微相。然后再对其余生产井用测井资料划相，最后建立了

砂层的沉积微相平面模型。

油气储层地质学

8.1.4.2 孤岛油田中11

井区

储层参数分布图（图8.3）

在与图8.2的同一区块和层位中，以沉积相为背景，将储层参数（孔、渗、饱等）叠合其上，并认为沉积微相控制了储层参数的展布，采用了相控-克里金模型进行参数展布。由图中可见，储层参数的分布不仅与井点资料有关，而且还受到沉积微相的控制。

8.1.4.3 高分辨率层序地层对比剖面^［4］（图8.4）

图8.4是W油田的高分辨率层序地层对比图。图中A9井是该剖面上层位较全的井，根据A9井的高分辨率层序地层划分，可划出5个长期旋回、14个中期旋回以及30个短期旋回，图中以中期旋回作为对比的依据，即MS1-MS14共14个中期旋回，对应的原砂层编号为W3（A-K）和W4（A-E）共14层。由于高分辨层序地层对比具有等时的概念，因此，在划分出的地层格架中所对比出的砂体连续或不连续依据将更为充分。

油气储层地质学

图8.4 W油田高分辨率层序对比剖面^［4］

8.1.4.4 威远气田震旦系储层剖面模型^［3］（图8.5）

四川盆地威远气田震旦系气层是裂缝-孔隙型隐藻白云岩储层。储层由夹于致密白云岩中呈层状、透镜状分布的隐藻白云岩溶蚀孔洞层，叠加构造裂缝和断层组成。在背斜圈闭范围内为相互连通的单一储渗系统，但非均质性明显，在背斜轴部裂缝很发育，是高产气井集中分布的区带，也是底水上窜活跃的地区；背斜的翼部和端部裂缝发育差，且以斜缝和平缝为主，气井产能低，地层水也不活跃。图8.5是根据气井岩心描述、测井、录井、生产特征等综合资料用传统地质方法建立起来的一个裂缝-孔洞型储层的剖面模型。

图8.5 四川威远气田震旦系气藏白云岩裂缝-孔洞储层模式图^［3］

8.1.4.5 渝东五百梯石炭系气藏储集体分布模型^［5］

渝东五百梯石炭系气藏位于大天池构造带东北倾没端东侧，是裂缝-孔隙型碳酸盐岩非均质储层。据吴继余^［5］等的研究将五百梯气藏石炭系储层依据其储、渗条件的差异，划分为三类（表8.1）。

表8.1 渝东五百梯石炭系气藏储集体分类

通过采用测井资料解释单井的储层参数，以及采用测井单井评价来刻度地震，建立地震正演模型（包括厚度和储集体），通过储层厚度和储集体的横向追踪，可以编制出各类储集体发育的平面和立体的地质模型，如图8.6所示。

图8.6 四川盆地渝东五百梯构造石炭系的储集体几何分布的二、三维显示图示例

8.1.4.6 苏里格气田盒8—山1段河流相砂体分布模型

苏里格气田上古生界石盒子组盒8段和山西组山1段是主要储气层段，岩性主要为中粗粒石英砂岩和岩屑砂岩。盒8段整体表现为一个向上变细的正旋回，上段砂体发育较少，层也较薄；下段砂体在横向上呈大面积复合连片分布，反映了辫状河道的沉积特征。山1段在层序上具明显的下粗上细二元结构特征，且砂体在横向上连片性较差，总体表现为曲流河的沉积特征。利用斯仑贝谢公司的冲积模拟（F1uvSim）技术进行沉积体系的模拟，得到了古河道各层平面及剖面形态，如图8.7所示。

图8.7 FluvSim模拟

图中A—F为从盒8下底部到盒8上顶部的部分切片。盒8底部为辫状河体系（A），向上部演变为在辫状主河道基础上发育的网状河水系（B），再向上则演变为低弯度曲流河沉积（C）。到盒8上段的中下部，发育网状河水系和局部的辫状河水系（D，F），再上部，又变为低弯度的曲流河沉积（F）。

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