闲扯地质统计学

xuweina1982

天天都来看看这个帖子有没有更新~~~
新年快乐！

Joseph

还要继续扯，上次讨论的是克里格和马特隆两位的贡献，他们是这个应用学科的奠基人。他们的作用自然是非常重要，然后又有两位可谓重要的推波助澜者：Andre Journel 和 Clayton V. Deutsch，这两位前者现在在斯坦福任教，后者在阿尔伯塔大学任教。

说起这两位后继者，需要提及一个叫做GSlib的软件库，GSlib（Geostatistical Software Library，地质统计学软件库）后来大大有名，成为了很多地质建模软件的真正算法核心。比如你打开Petrel的安装路径就能看到gslib文件夹。其实文件夹内就是几个特别编译过的GSlib执行文件。


   


这一红一灰两本专著成为了地质统计学推广的最重要的基础，这么多年来仍然可以在亚马逊网站上搜索得到。


GSlib用户手册（红）为两人合著，更加适合编程者检阅；地质统计学油藏建模（灰）则是Deutsch自己完成，适合石油专业的大学生、研究生、相关领域技术人员作为理解地质建模理论的基础材料阅读。


因为GSlib的形成与发布都是在斯坦福大学，故此地质统计学的这一个流派也常常被中国专家称为“美国流派”。于此对应，法国马特隆教授所在的国立巴黎矿业学院也有人继续作着这个方向的研究，其佼佼者为gOcad的缔造者Jean-Laurent Mallet教授，他的代表作是与上面两本书并列在同一系列中的绿皮书：




这个流派也因此被称为“法国流派”。



当然，还有“北欧学派”或者“挪威学派”的提法，未找到相应的经典著作，但是一般是认为存在着这一流派。


流行的说法认为，序贯指示模拟方法为美国学派提倡，截断高斯模拟方法为法国学派提倡，示性点过程模拟方法为挪威学派提倡。考察前两家的作品来看并不明显。当然，作品都是晚出，所以也并不能当成是定论。但是从某种意义来说其实把各种算法寻根求源也并不能帮助我们理解算法本身，只能算是增加个掌故罢了。:)

xuweina1982

今天米有更新呀

Joseph

@xuweina1982 {:5_137:}
（也许就是因为没有这样的人追着，我在写QQ博客的时候最后没有完成过一个系列。——看，人给自己找理由的时候可以说的多么冠冕堂皇呀，呵呵。）

我今天想讨论的话题一直都非常犹豫要不要放在这个系列中，因为同样的话题我在阳光石油论坛已经看到有人在写——“数据分析”。也许我的“数据分析”强调的还是本篇某段benbiao提出的一些地质家的想法而跟Petrel不直接相关，但是肯定有些内容会重复或者见解分歧。

Petrel也好，其它的软件也好，都会给我们现成的所谓Data Analysis的工具。我们当初作软件培训的时候也会把这个工具的使用讲解的很深入，比如会设计一想数据的截取或者变换，会考虑趋势效应分析等等。但是容我说句实话，这些虽然真是比较重要但是也比较边边角角的细节。

真正面对一个实际工作的工区，我就拿我眼前现在这个油田来说，本来就是一个小盆地，后期受喜马拉雅运动的影响而被严重挤压变形，变成一个南北狭长的条带，并且在盆地靠近北缘沉积相对偏薄的地带形成一个狭长推覆带。以前的勘探地质家从现在的眼光看上去会觉得多多少少我们这个区域的物源方向有些顺着东西向，尤其是大致平行于主断层。我们不想贸然下结论，因为这个小盆地四面环山，而且从现在能够收集到的岩芯资料和电测资料来看普遍砂岩的分选很差，虽然只是在三叠系有明确的大范围的砾岩沉积，但是总的来看目的层段（抱歉暂时不介绍这么细致）应该属于近源沉积的可能性比较大。所以我不怀疑前人的研究，但是觉得我现在研究的区域应该属于网状河－网状河三角洲沉积环境为主，水动力比较强，甚至局部应该存在多期次决口扇叠置的可能性。也因为这个原因，我们的储层存在着非常多的变化，可能在某些区域突然消失而表现为粉砂质泥岩－泥岩，而在某些井点上却出现类似砂－粉砂－泥互层结构的厚储层段。
（此处说法有一处错误，把辫状河和网状河弄混了，幸喜有同行给予指出。原文我就不修改了，存误为镜。）

在现在，测井解释品质还比较差强人意，常常会放大某些储层段的效应或者至少在定性解释阶段笼统的把各种可能的夹层也划分在储层段内。而从地质研究的角度来说，这样的互层并非稳定的多期次河道或者前三角洲叠置所造成，无法向相邻井作简单的类比递推。换言之，我们在小层划分和小层对比的工作仍然处于不足够精细的阶段。而且我们可以预见的是我们的研究工作会相当长时间停滞在此阶段。

这个时候，Benbiao上次提倡的地质概念模型的意义会更显著的大于井上数据的直接统计。为什么？

第一，我在模型设计过程中必须时刻小心的就是储层因为相带突变而产生的影响，甚至需要根据现有资料来统计这种突变在相邻井之间发生的概率，并按照这样的概率在研究相对空白的区域来设置一些突变情况。

第二，我在模型设计过程中还需要考虑到水动力随着向盆地中心的靠近而减弱的趋势（我的主要生产区在盆地北缘，但是研究区却需要有些跨度），也就是说，在更靠近盆地中心的区域应该可以设想更稳定的相带过度和属性的连续性。

如果考虑到这些因素，我在模型构建的时候就自然会考虑稍高的Nugget值——虽然我此前在很多油田讲课的时候建议他们把Nugget设置为0以求成果的美观，然后我也会选择渐变的Range并配合变差函数指数模型方式。在主产区，井的分布比较密集的局部可以相对确定性高一些，使用相图转换的概率分布作为软约束条件，而对于油田边缘则无法给出比较明确的高概率区域。另外虽然我不完全确认在沉积时期的物源方向近东西向，但是就目前我们实际获得的资料和盆地遭受挤压的情况来说，暂时选择东西向作为主方向在研究区域来说是可以接受的。

也许，这些过程曾经需要多次的反复的长时间的思考和试验，而且很多的试验并没有确定性的“可”或者“否”的答案，在我现在的工区来说已经对于某个研究块做了十几个试验性质的版本——就如同Benbiao所指出的那样——但是仍然没有所谓最接近方案。当然，我现在研究的是我们公司自己的油藏，而我的研究工作本身不需要马上给出什么样明确的意见或者明确的报告（至少不是执行性的），所以诸位同学或者同行中很多人来自于提交成果的压力比我大很多，所以在研究的空间和时间上就没有我宽裕了。

（未完待续）

~仲卿寅瑾梓墨~

和Joseph大哥讨论一下，近物源的，水动力比较强的，可不可能是辫状河-或者辫状河三角洲，或者辫状河-扇三角洲，网状河形成一般地势比较平坦，而且河道相对稳定，网状河一般洪水期直接泛滥看不到决口扇多期叠置了，网状河枯水期非河道区一般发育很多植被。
也可以用地震属性去验证自己的想法。
其实有时候想法很多，不知道如何去实现，沉积相真是个仁者见仁，智者见智的东西，很难捉摸，用软件也用了几年了，也做了些实际的区块，但是每次都找不到做沉积的固定和有效的方法，序贯、目标体，约束。
可能也缺少耐心去建一些概念模型去验证以及了解各种方法的实际效果。

Joseph

~仲卿寅瑾梓墨~ 发表于 2014-1-7 17:12
和Joseph大哥讨论一下，近物源的，水动力比较强的，可不可能是辫状河-或者辫状河三角洲，或者辫状河-扇三角 ...

谢谢。确实确实，“网状河”是错误的名词，不过描述幸而还是准确的。

至少在我这个工区里的情况是这样：河水大致从东北方向西南方向快速而倾泻直下，同时应该存在多个互相干扰的河道。也许对于这个河的叫法我存在概念认知会有不足。
我对于自己工区的相理解主要是基于水动力强弱来区分的。因为从教程来说网状河确实如兄弟所说位于相对平坦的区域，而且一般分选较好储层粒级也偏细。辫状河一般会倾向于水动力更强一些，一般理解也是位于山前地带的斜坡，然后粒度稍粗，成分比较不稳定。我个人认为如果按照这样的判别我的工区应该是辫状河而不是网状河。
当然，如果有同行愿意给出更多讨论，非常非常欢迎，提前在这里表示感谢！
地质家喜欢看图说话（取自一个经典教程）：

（沉积模式图）


（实拍照片）


（描述级别说明）

benbiao

~仲卿寅瑾梓墨~ 发表于 2014-1-7 17:12
和Joseph大哥讨论一下，近物源的，水动力比较强的，可不可能是辫状河-或者辫状河三角洲，或者辫状河-扇三角 ...

做沉积相模型最重要的不是软件的实现，而是沉积模式的确定。沉积模式不是简单地一张图，也不是简单地几个剖面和几个平面。需要综合分析确定影响沉积物空间分配的主要因素，这些因素对我们关心的砂体空间结构具有什么样的控制作用，这些不同的砂体空间叠置如何影响地层流体的流动等等……

Joseph

（继续...）

对于辫状河的沉积环境，叠加上我们现在的钻井条件、取芯条件都有很多限制。前面我们也尝试着说到了一些我分析环境所带来的实际操作方向的一些问题。

就我的工区来说，

第一个问题其实就是Range。根据分析我们已经能够判断出这种由于强水动力而快速下泻的河流会随着河水入湖而能量衰减迅速。所以比较容易考虑的一个点就是采取大的划分，河流段－三角洲段－水下三角洲段。这个过程操作上相对比较容易些，只是对于划分相带的分界点我们现在仍然不能确认，这个增加了很多不确定性，尤其是河流段－三角洲段的分界我们现在几乎就没有证据划分。在这种情况下我现在是强制统计了大约相当于上游河段－三角洲段的平均孔隙度的变化，并参考录井资料对于粉砂岩成分解释的比重来考虑按照距离来统计规律——老实说，也是没有办法的办法，只是希望在有限的信息上能够最大限度的表征我们这个油藏的情况。

第二个问题并不凸显、但是却存在更大争议的是比较准确一点儿的物源方向。其实因为我的工区是一个狭长条带，而河流走势大致斜穿工区，加上后期的构造变形作用在一定程度上让可能存在的南北方向的分布趋势不再明显。但是从另一个角度来说这也让我们担心的是它增大了Nugget值的判定。所以我曾经非常犹豫是否应该在明确可以界定到三角洲区域的范围内增加一些方向性的控制。但是，在这个问题上最后——或者说是到目前为止——我选择了退却，我暂时只是给了非常小的方向波动范围。理由呢是我现在很难判定一个样本井到另一个样本井之间现在的储层连续性，如果我再增加角度的影响则未必就能降低Nugget的估算，反而在模型中增加了一个不确定因素。这个事情让我曾经非常痛苦了一段时间，尤其我个人的职务还有很多琐碎的业务性工作搀杂在其中的时候。所以我其实对此问题一直没有更加合理的一个解决方案，而是基于现状维持现状。

（未完待续）

Joseph

（继续...）

第三个问题相对还好一点儿，就是河的范围的界定。现在我们其实没有任何一口井真正的打在了这一些辫状河以外——我们现在对于河是同源还是多源其实也有争议，我现在倾向于多源，但是理由也不能确立起来。但是无论怎样罢，这都是近乎同一个方向的河流体系，那么尤其在工区外应该存在河流的边界。狭义上来说我的描述工区（静态模型工区）可以绕过这个问题，因为仅仅在生产区及其外延范围可以当作全部都是河域以内的。但是很不幸的是我现在不仅仅是一个建模工程师，还同时在思考整个盆地的相带变化，这个河的边界的问题早晚就会出现在我的工作目标范围之内，如同一个“达摩克利斯之剑”。恰好我们工区靠边的井的井况不理想，所以我们也没有很连续的在这些井生产。我暂时根据物性明显变细而外推了一个可能的边界，虽然说对于我的静态模型不造成影响，但是对于我估算储量却非常重要。
（储量的计算标准有很多种，但是一般都是可以跟SEC标准类比的，我的静态模型来说只是算井控储量或者说1P储量、证实储量；而我想估算的也许是2C或者3C储量）


参考石油资源管理系统，中文版：http://www.spe.org/industry/docs/Chinese_PRMSTranslation.pdf

sunpetrokook666

Joseph 发表于 2013-12-24 13:20
[ 我相信会有很多高校的教程讲地质统计学，但是最后却把地质统计学讲成了纯粹的数学或者计算机应用一类的东 ...

C.V. Deutsch《Geostatistical Reservoir Modeling》，这本书您那有嘛？问题笨了点