木头：三维地质建模技术在油藏描述中的应用探讨

Joseph

摘录者附言：《精准石油论坛》的木头版主最近有一博文讨论地质建模的技术的重要性，颇有可观，故不揣冒昧而抄录于此处，原附图从略。原帖子请看：http://forum.petro-china.com/index.php?s=7a0fe3868271ca4443061b23ebc4b16d&showtopic=28338

这是我的一个工作总结，主要针对国内的地质建模工作的一些看法。因为不适合在专业杂志上发表，放到这里供大家互相交流。

虽然近些年三维地质建模工作在国内越来越受到重视，经常把三维地质建模技术称为油藏描述的核心，但在实际工作中却与真正的核心作用相差较远。一项技术若要称为核心，必须要对其它相关的工作起到指导和引领的作用，但目前国内对三维地质建模的认识与应用还经常停留在其它研究成果的集成与显示，或者只是为油藏数值模拟提供一个计算平台。甚至被许多人称为“好看，但不好用，不能解决实际生产中的问题”。

另一方面，众所周知，在任何一个研究领域，若要获得大的进步和突破，新技术、新方法的应用是必不可少的。而在目前的油藏开发阶段地质研究中采用的主要方法依然是编制地层对比图、沉积微相图、砂体等厚图，油层连通图等传统的技术。但随着油藏开发难度的逐渐增高，这些传统的研究方法已经难以满足更为细致、深入的认识油藏地质特征的要求。而三维地质建模技术是在油藏开发地质研究中可以称为新技术、新方法的极少数技术之一。因此若要在油藏开发阶段获得地质认识上的新发现和突破，三维地质建模技术能够，也必须得到足够的重视。

1、 三维地质建模技术在油藏描述中的主要作用
多年的实践表明，若要充分发挥出三维地质建模的作用使其真正成为“核心”，关键是要拓宽其应用范围，从简单的“模型计算”拓展为油藏地质研究的一种工具和手段，并将三维地质模型视为数据平台，以其为基础开展更为精细的地质研究工作。
（1） 建立精细的三维地质模型，对基础地质数据有更高的要求，这种高要求会反过来推动基础地质研究的进一步深化。建立精细的三维地质模型，往往在构造解释、地层对比、测井解释等方面较常规油藏地质研究有更高的要求。在三维地质建模过程中通过与这些基础工作相交互，可以有效的提高这些基础工作的细化程度和准确程度。
（2） 三维地质模型是对地质体的三维描述，它本身也是开展进一步地质研究工作的三维数据平台，完全可以起到相当于三维地震数据体在勘探阶段所起到的作用。在精细三维地质模型的基础上同样可以进行含油地质体的提取、隔夹层分布的分析等研究工作，从三维空间的角度研究储层的分布特征。
（3） 三维地质建模可以大幅提高地质研究的工作效率。三维地质模型建立后，可以从中快捷的提取大量的地质图件，例如构造图、砂体等厚图、油层物性图、剖面图等，极大的提高地质编图的效率，使一些由于工作量巨大而难以完成的工作成为可能。

2、 应用实例分析
三维地质建模工作不仅仅是模型的计算，也是地质研究的一种工具。如果能将三维地质建模技术从单纯的模型计算出脱离出来，可以在许多研究领域发挥特有的作用。
（1） 提高基础地质研究工作的准确性
将三维地质建模技术与基础地质研究工作相结合，可以丰富研究工作的手段，解决许多常规方法无法解决的技术难点。
例如，在渤海湾地区某断块油藏，利用钻井分层数据计算构造模型时发现，由于该区块沉积河道横向变化快，又缺少明显的标志层，小层对比难度很大，对比方案存在一定的误差，计算出的构造面存在不合理的起伏，如图中所示。面对这样的问题，从事地质建模工作的人员可以有二种选择。一种是直接将异常区平滑掉，然后继续属性建模工作；另一种是针对这些有异常构造起伏的钻井分层进行有针对性对比和调整，并根据调整后的方案重新建立更为合理的构造模型。
第一种选择建立的地质模型由于缺少坚实的地质基础，确实是只能好看，不能好用，并且与“核心”作用无关，而第二种选择却体现出了“核心”的作用。第二种选择所采用的方式虽然在技术上并不复杂，也不高深，但却代表了一种不同的地质建模工作思路，即三维地质建模与基础地质研究工作的充分交互与结合。这种方法可以直接看到那些井存在问题，误差的大概范围是多少，从而有针对性的改进地层对比方案，不仅具有较强的实用性，还十分的快捷，高效，解决了常规地层对比工作方法难以解决的技术难点。

（2）开展储层精细研究

三维地质模型是对地下地质体的三维描述，模型内包括了大量的地质信息，是开展储层精细研究的良好的数据平台。在三维地质模型的基础上可以提取出各种地质成果图件。例如利用沉积相模型可以提取出各种相单元的等厚图，利用孔隙度模型提取出储层平均孔隙度图等。还可以通过模型的计算得到一些特殊参数的图件，例如通过渗透率模型可以得到渗透率变异系数图。而且各种地质参数的提取与编图十分方便、快捷，纵向层系单元可以任意定义。编制地质剖面图也是地质研究中的一项工作量比较大的任务，尤其是编制正过水平井的剖面图往往有一定的难度。一旦地质模型完成后，可以任意的在地质模型内切出各种剖面图，所耗费的时间可以以秒为单元计算。

在东部某油藏，开发目的层为一套扇三角洲辫状河沉积，共划分了6个小层，为了在地质模型中准确的反映出河道的特征，6个小层被进一步划分为16期河道沉积。在完成各种属性地质模型的计算后，以地质模型为基础提取、编制了16期辫状河分流河道砂体等厚图，砂地比图，储层等厚图、油层等厚图、储层的平均孔隙度图、平均渗透率图、平均含油饱和度图等多种图件，还利用过滤功能提取了孔隙度>20%的储层等厚图、孔隙度>25%的储层等厚图等共100多张各类成果图件。从数据提取到图件显示、输出，所用时间仅为二天。而采用常规传统的编图的方法，所用时间至少要二周以上，工作效率难以相比。

图2为其中某期辫状河道砂体的等厚图，是在Petrel地质建模软件中从沉积相模型中提取，并在建模软件中直接显示的结果。该图清晰、合理的反映出了辫状河砂体的分布特征，与沉积相特征完全一致。而且由于三维地质模型的计算是三维插值，并有地质统计学控制数据的整体空间分布，提取的图件较一般的二维插值编图更为合理，图件质量也完全可以满足地质研究的编图要求。

3）油层内部非均质性研究

三维地质模型是地质单元的一个三维数据体，一个通过合理的方法建立的地质模型可以比较细致、合理的描述出储层内部的各种储层参数分布特征。例如在模型上基础上可以提取出泥质夹层，高渗条带等特殊地质单元，再结合生产动态数据，可以对油层内部的储层物性变化、非均质性特征及其对油藏开发的影响进行细致的研究。

在中国西部油藏气驱试验区，测井解释发现在油层内部发育有一些高渗薄层（图3），这些薄层有可能引起注入空气的突进和气窜。为了对可能的风险进行评估并在开发方案中编制相应的调整预案，对高渗层的分布进行了研究。首先通过地层单元细分、地质统计学分析等手段建立了精细的三维地质模型，然后以渗透率>1000um2×10-3为门限值，在地质模型中提取了高渗层（图4），再以提取的结果为基础，编制了高渗层的地质图件（图5），包括各高渗砂体的顶面构造图、等厚图、平均渗透率图等。从高渗层的提取到编制完所有成果图件，仅用半天时间。而类似的工作很难通过常规的研究方法来实现。

（4）特殊地质体的描述

三维地质建模工作中，可以通过体控建模、震控建模、模型解释等方法对河道砂体、生物礁体、火成岩体等一些特殊的地质体的储层特征进行三维描述，达到精细描述储层特征的目标。
例如曲流河点砂坝是一种重要的油藏储集单元。从曲流河的沉积特征看（图6），曲流河通常发育在一个横向较宽，走向近顺直的河床内。在河床内部，高弯曲度的河道在长期横向迁移的过程中形成多个点砂坝，并互相叠置成为一个片状分布的砂体发育区。点砂坝的空间形态，尤其是相互之间的叠置关系往往难以准确的描述。
在渤海湾盆地某油层为曲流河点砂坝砂体。示踪剂研究表明油藏范围内存在数个互不相通的砂体，三维地震资料和测井曲线的综合研究解释出7个点砂坝，并用体控建模的方法建立了研究区内点砂坝砂体的模型（图7）。
在地质模型的基础上从三维的角度对点砂坝的三维空间形态和储层特征进行描述和分析，这种描述只有通过三维地质建模技术来完成。

结论
在上述实例中，所采用的并不是高深的技术，都是一些在建模工作中常用的技术方法，而且正因为技术方法和过程并不复杂，使其具有较强的实用性，可以应用到日常工作中，并解决一些常规方法难以解决的技术难题，可以使三维地质建模技术在油藏地质研究和生产中发挥更为广泛的作用。
三维地质建模工作不仅仅是简单的模型计算或其它研究成果的集成与显示，它本身也是一种很强大的地质研究工具和手段。将三维建模技术与基础地质研究相结合，可以有效提高基础地质研究的水平。将三维地质模型做为数据平台，在三维地质模型基础上开展进一步的储层精细研究。可以有效提高油藏开发阶段地质研究的深度和精细程度。

Joseph

对于木头兄的观点，我希望的是诸位同行，尤其是从事地质建模的同行需要特别留意的问题是：木头兄在这里希望通过这样的博文来增强我们同行的专业自信心，但是他对于地质建模的“核心”地位的理解是我不能认同的。诚然，作为一个长时间从事地质建模工作的人，我非常希望自己的行业具有超越性，但是要知道在整个石油工业中即便是勘探vs开发都已经都运行了这么多年而无法真正的说那一端更为重要可以作为“核心”，类似的，“室内研究”vs“工程技术”也无法真正的进行PK。我个人认为，所有的行业都不过是我们整个运行体系中的一个环节，没有哪个环节具有真正的超越性地位可以“统领群雄”。当然，不可否认我们这些做建模工作的人的工作也是环节中的一环，缺少了这个环节的工作流程还是不够完整和完善的。

如果抛开这个技术角度认知的“过于内视的超越感”，这个博文确实非常值得我们这些后进学习。

zhouyuliangsc

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