塔里木盆地顺北1号断裂带奥陶系碳酸盐岩储层结构表征及三维地质建模

综合利用地震、测井、岩心以及动态生产资料,对塔里木盆地顺北1号断裂带断控型碳酸盐岩储集体的内部结构进行了层级划分;基于层级划分,通过地震资料属性提取与转换、深度学习、基于目标示性点过程模拟以及离散裂缝网络模拟(DFN)等方法建立了三维地质模型,并以模型进行油气储量和油藏数值模拟,将拟合结果与实际生产数据进行对比。研究结果表明:(1)顺北1号断裂带奥陶系断控型储层按层级由大到小分为走滑断裂影响带、断控体、类洞穴、类洞穴内簇充填和裂缝带共5个层级。(2)走滑断裂影响带受应力差异影响具有分段性,可细分为挤压段、拉分段和平移段;断控体在拉分段发育断裂交会型、单支走滑型,在平移段发育双断裂交错型和两断裂交会型,在挤压段发育双断裂扭曲型和双断裂交会型,共有6种平面组合样式;类洞穴在地震剖面上呈串珠状反射特征;类洞穴内部分为栅体与栅间(基岩),其中栅体又可进一步分为簇(角砾带)、簇间(裂缝带),整体表现为栅状结构,簇的物性更好;裂缝带为类洞穴的主要储集空间,在簇内部比簇间更发育,在一间房组比鹰山组更发育,一间房组和鹰山组均以发育高角度裂缝为主,在两者连接处则以发育水平缝为主。(3)地质模型预测的油气储量与地质分析储量误差为1.75%,模型模拟的生产井地层压力及累产液结果与生产动态吻合度较高,拟合误差小于10%。

游荡型辫状河沉积特征及沉积相模式

针对冀东油田高104 5区块馆陶组辫状河模式认识不清、砂体预测不准的问题,开展砂质辫状河河型分类研究。首先,根据区域地质背景、古气候、岩石粒度、层理构造、相序、溢岸、落淤层发育情况以及砂体形态等指标确定研究区为游荡型辫状河。随后,以Miall构型要素分析理论为指导,建立了辫流带、单一辫流带内河道和心滩边界识别标志,实现了研究区游荡型辫状河结构解剖,确定研究区单一辫流带宽度平均1 400.00 m,单一辫流带内心滩平均长度为414.47 m,宽度平均为158.86 m,河道宽度平均53.18 m。心滩长宽比集中在2.0~4.0,心滩宽度与辫状河道宽度比为2.2,为宽坝窄河道辫状河沉积模式。最后采用沉积数值模拟的方法,建立了研究区游荡型辫状河沉积相模式,可为油田开发提供指导。

基于4-PSE并联机构的地质沉积模拟平台运动学分析

地质沉积模拟平台是定量研究地质沉积理论的重要装置。为满足沉积模拟大型化、精细化和定量化的研究需求,基于4-PSE并联机构设计一种可进行全方位调姿运动的地质沉积模拟平台,对其运动学特性进行研究。结合模拟平台的工作原理,对4-PSE并联机构的自由度进行计算,推导模拟平台的运动学方程。在ADAMS软件中建立模拟平台的虚拟样机模型,利用运动学仿真结果对其运动学参数进行理论验证。分析模拟平台的工作空间约束条件,求得其工作空间,绘制相关结构参数对工作空间的影响曲线。研究成果为后续地质沉积模拟平台的多块平台组合系统实验提供了理论基础。

鄂尔多斯盆地安塞油田塞160井区三叠系长6_(1)^(1)储层构型表征

鄂尔多斯盆地安塞油田塞160井区为浅水三角洲沉积,砂体以河道沉积为主,具有连片分布特征,但在开发过程中注采对应性差,连片砂体内部构型及叠置样式复杂。以现代沉积、数值模拟为基础,结合岩心、测井及动态资料,对安塞油田塞160井区长6_(1)^(1)小层沉积相及砂体开展精细解剖,明确了其内部砂体构型特征,并划分了砂体演化期次。研究结果表明:(1)塞160井区为典型曲流河浅水三角洲沉积,发育水下分流河道、河口坝、席状砂、支流间湾4种沉积微相。(2)研究区平面上浅水三角洲发育典型的指状河口坝砂体,河道多数分布在河口坝中间,形成“河在中间、坝在两边”的平面分布样式。(3)垂直物源方向上,分流河道多深切但未切穿河口坝,形成了“河在坝上走”的河-坝组合样式;顺物源方向上,单一河口坝砂体前积形成了复合河口坝砂体。(4)不同河口坝之间发育泥质或物性隔夹层,导致连片砂体不完全连通;单一河口坝砂体长度为280~1 400 m,宽度为200~420 m;同期河口坝规模(长宽比)及前积倾角相似,不同期次河口坝表现为顺物源长度及前积倾角减小,宽度无明显变化。

分支河流体系分类初探

通过综述国内外分支河流体系(DFS)的研究进展,总结了DFS的地貌特征和主要类型,并探讨了DFS形成和发育的控制因素。研究结果表明:(1)DFS不是新的或者特殊的河道类型,而是多种河道有规律的集合,地貌特征表现为水系网络从一点呈放射状展布,多种河型共同发育,河道几何形态变化大,沉积环境包括河道和河道间区域,沉积体系复杂;主要类型包括冲积扇、河流扇和巨型扇。(2)以DFS半径为关键指标,面积和坡度为辅助指标将DFS分为小型(冲积扇)、大型(河流扇)和巨型(巨型扇),小型DFS扇体半径小于30 km,面积小于100 km2,坡度大于1.0°;大型DFS半径为30~100 km,面积为100~1 000 km2,坡度小于1.0°;巨型DFS扇体半径大于100 km,面积大于1 000 km2,坡度小于0.5°,3种类型的分布范围有一定的交叉和重复,还需结合DFS的沉积水动力过程和沉积特征进行判别。(3)构造背景和气候是控制DFS形成与分布的最根本因素;流域面积、母岩性质直接影响DFS中沉积物供给总量、供给速率及成分和结构;地形坡度作为间接因素,与河流流量、流速等自生因素相结合,控制河道形态以及河道的分汊和决口,进而控制了DFS表面的沉积环境和沉积相分布。

分支河流体系研究进展及应用前景展望

通过文献调研和地质分析,系统总结了分支河流体系(DFS)理论的研究进展、应用前景和发展趋势。研究结果表明:(1)当前DFS理论研究的五大重点分别是通过实例分析挖掘其科学内涵,探讨应用价值,解决概念争论;明确DFS是一个多种河道共生的沉积体系,不能理解为一种新的河道类型;河道网络和河型转换是DFS研究中的重要问题;建立和完善DFS的沉积模式;建立DFS储层预测模型。(2)开展DFS研究对促进陆相盆地沉积储层学科的理论创新和挖掘陆相盆地油气资源潜力具有重要理论意义和广阔的应用前景。(3)当前DFS研究主攻方向是建立沉积储层数据库,构建沉积模式和识别标志,形成河网体系和河型演变定量预测模型,实现不同建模方法的融合归一;未来DFS研究应当将沉积学与地貌学、地理学、现代地球信息科学技术相结合,应用大数据和智能化技术,实现对沉积体系的定量表征和储层定量预测。

塔里木盆地A地区奥陶系断控体内幕精细表征

断控体储集空间类型多样、结构复杂,储层非均质性强,影响油气藏的勘探开发,准确刻画断控储集体内幕已成为断控体油气藏勘探开发的主要难点。综合地震、测井、录井等多种资料,建立断控体类洞穴的栅状结构模式,并通过地震多属性描述类洞穴的轮廓,自编程序将图像分析与数理统计充分结合,利用角砾带、簇间裂缝带的位置与宽度等参数界定类洞穴的核部与翼部区域,明确类洞穴不同部位的角砾带与簇间裂缝带的发育规模,实现类洞穴内幕角砾带、簇间裂缝带的精细刻画。研究结果表明,类洞穴内簇充填栅状结构由角砾带、簇间裂缝带和栅间基岩组成,且储集性能表现为:角砾带>簇间裂缝带>栅间基岩,角砾带与簇间裂缝带控制类洞穴的储集性。多簇的栅状结构决定储层分隔性及强非均质性;与平移段相比,挤压段栅状体走向发生逆时针偏移10°,拉分段栅状体走向发生逆时针偏移16°。综合走滑断裂类洞穴轮廓与类洞穴内幕等刻画,建立研究区断控体的空间分布模式,为下步断控体油气藏高效勘探开发提供地质依据。

用多种随机建模方法综合预测储层微相

提出了将多种随机建模方法综合预测储层微相的新方法。该方法是利用基于目标的方法较好地再现了简单几何形态目标分布的特点;基于象元的方法再现了复杂空间展布目标的特点。建立了反映实际储层微相分布的高精度储层地质模型,给出了具体建模流程。以濮城油田水下扇储层为例,将基于目标的储层目标层次建模方法与基于象元的序贯指示建模方法相结合,从而获得濮城油田沙三中亚段微相储层地质模型。模拟结果检验表明,建模效果较好。

一种新的曲流河点坝侧积层建模方法

根据曲流河储层系统的层次性,以层次建模为指导,首先建立了曲流河的分布模型,随后提取每一条曲流河中线,计算不同位置处曲流河曲率,根据曲流河中线曲率大小,确定点坝位置。在点坝约束下,随机抽样确定侧积层的个数、侧积层水平间距、单个侧积层的倾角以及延伸距离,侧积层的倾向则严格指向废弃河道。另外,建立了中国东部某油田三维点坝侧积层模型,丰富了建模理论,为提高油气采收率提供了方法和技术。

多点地质统计学研究进展与展望

在简要回顾多点地质统计学起源后,介绍了多点地质统计学的3种方法,并总结了多点地质统计学的研究进展。在应用领域,已经从河流相建模发展到扇环境建模,从储集层结构建模发展到储集层物性分布模拟,从宏观地质体预测发展到微观孔喉分布建模,从地质研究发展到地质统计反演。在整合信息建模方面,给出了3种综合地震属性的方法;在算法方面,提出了PRTT实时处理方法,完善了多点地质统计学建模,并开发了新的多点统计生长算法(Growthsim)。对多点地质统计学未来发展进行了展望,指出在训练图像、数据综合以及建模方法耦合方面还需要进一步深入研究。

一种基于沉积模式的多点地质统计学建模方法

地下储层分布是位置的函数,不同位置处的沉积模式具有差异性。在储层预测时,除了挖掘已有资料所提供的结构和统计信息外,还应该引入待估点位置的信息,以反映沉积储层模式随位置变化的非平稳特征。提出了一种基于沉积模式的多点地质统计学方法,通过距离函数将储层特征与沉积位置相关联,采用整体替换、结构化随机路径以及多重网格策略再现沉积模式。基于现代鄱阳湖沉积所建立的合成非平稳性三角洲前缘沉积地层建模表明,新设计的方法较传统的建模方法更好地反映了三角洲相沉积地层非平稳沉积模式,新设计方法有更好的地质适用性。研究丰富了储层三维建模理论和方法,为实际油藏建模提供了新手段。

萨尔图油田辫状河储层三维层次建模

提出了辫状河储层精细建模的层次建模思路,根据辫状河储层的层次性,首先建立辫状河道与坝的分布;其次建立辫状河道内部河床与废弃河道分布,以及坝内部坝核与坝顶的分布;最后建立河床、坝核、坝顶结构内部的泥质夹层分布。建模时不同层次储层之间互为约束,较好地反映了不同层次储层之间内在联系和分布规律。以大庆萨尔图油田P13小层辫状河储层为例,逐层次建立了不同储层结构的三维空间分布,模拟结果很好体现了不同层次储层形态以及分布特征,具备较高的精度,能够应用于油田生产。

港东二区六区块曲流河储层三维地质建模

在港东二区六区块油藏储层非均质性、油水关系等油藏地质特征分析基础上,综合利用动、静态资料准确获取了曲流河储层三维地质建模所需的储层地质结构参数,并利用示性点过程法建立了储层三维地质模型。数值模拟结果表明,所建模型与生产实际吻合程度高。该研究为开发中后期多学科资料综合建模提供了一条新思路。

浅水三角洲分流河道三维储层建模方法比较

以中国西部某油田长8油组浅水三角洲分流河道为例,分别采用序贯指示建模和多点地质统计学方法对分流河道进行表征。从模拟结果看,多点地质统计学方法较好地再现了河道形态特征,建立的河道连续性好,与实际河道具有可比性;而序贯指示建模方法建立的河道较为零散,河道三维形态相对较差。从11个模拟实现计算的储量看,两种方法的储量均值较为接近,但多点地质统计模拟的储量变动范围小,方差也小,反映了多点统计模拟方法整体差异性小于序贯指示建模。方法比较结果表明,多点地质统计学模拟实现的不确定性小,更适合油田开发与决策。

利用Simpat模拟河流相储层分布

在对河流相储层随机建模中,再现河道连续弯曲的形态是研究重点,也是检验随机建模方法适用性的一个标准。对新发展的多点地质统计学建模技术中的Simpat方法进行了介绍。指出Simpat虽然考虑多个空间点来再现储层形态,但是在条件数据点较少情况下,随机数据模式的选择导致河道连续性仍然存在一定的问题,需要在数据模式选择中充分考虑地质约束。对Simpat进行了改进,通过引入河道中线模型对数据模式选择进行约束,较好地解决了河道连续性再现问题。对大港油田二区六区块明3-5-1储层建模分析表明,改进后的Simpat方法能够更好地再现河道连续性及分布特征。

目标层次建模预测水下扇储层微相分布

储层目标层次随机建模方法(Fluvsim)是一种新的基于目标的储层随机建模方法。与传统的随机建模很少考虑储层成因联系相比,储层目标层次随机建模方法较好地考虑了储层成因联系,通过储层目标整体生成,再现成因上相关储层在空间分布特征。而模拟退火方法的引入,克服了基于目标方法难以忠实于条件数据的缺点。利用Fluvsim较好地建立了濮城油田C中期旋回水下扇微相空间分布。沟道垂向比例在模拟实现中得到很好的再现,误差不超过3%。抽稀检验表明,沟道吻合程度参数平均值超过80%,建模结果具有较高的可信度。

曲流河储层建模方法的比较研究

以大庆曲流河储层为例,选择指示克里金方法、序贯指示建模方法及多点地质统计学方法进行曲流河储层建模的比较研究。通过比较决定河流相的储层建模的优选方法,更好的服务于油田生产。从建立的模型效果看,指示克里金方法建立的模型砂体连片性最好,但存在明显的平滑效应,表现在泥岩分布面积小,呈"牛眼"状分布;序贯指示建模建立的砂体模型较有效地克服了平滑效应,弱化了泥岩分布的"牛眼"状特征,但砂体连续性最差;而多点地质统计学则较好地反应了砂体的连续性,体现了河流的分布特征,同时避免了平滑效应,建立的模型最为客观和准确。研究为河流相储层建模方法选择提供了依据,为实际油藏建立了高精度的储层地质模型。

储层随机建模研究进展

按照模拟网格不同储层随机建模技术可以分为基于目标的方法和基于象元的方法2类。介绍了基于目标方法中的布尔模拟方法及其改进,这些改进包括井间和井上模拟时采取不同的概率分布、模拟多个岩相单元、模拟具有波动顶底的目标、综合地震数据、采取G ibbs分布的广义示性点过程模拟目标之间相互影响以及采用线模型模拟河道的目标层次建模(F luvsim)。论述了基于象元方法中的新方法,指出多点地质统计学比传统的两点统计学具有明显优势,分析了多点地质统计学存在的问题及其改进方向(平稳性问题处理、目标体连续性处理、数据样板选择、综合地震信息方面)。最后评述了储层随机建模的发展方向,指出在目标之间相互影响函数的确定、获取反应实际储层结构特征参数、先验概率求取以及随机模拟结果评价方面有待进一步研究。

基于信息度的储层建模后处理方法

针对基于象元的方法建立沉积微相模型时出现小尺度变化("噪音")的问题,设计了基于信息度的模拟后处理方法。与传统的后处理方法相比,基于信息度的模拟后处理方法将条件数据提供的信息作为"噪音"处理时的权重,避免了权重赋值的随意性,对"噪音"的处理更具有实际地质意义。通过概念模型和实际模型的比较,研究结果表明,基于信息度的模拟后处理方法能更好地去除模拟实现中的"噪音",处理结果更符合实际。

综合随机游走过程与多点统计的河流相建模新方法

多点统计学由于其算法的限制,不能很好再现连续河道形态,其关键是在抽样过程中随机性较强,导致河道连续性中断。提出了将随机游走过程应用于多点统计建模的新方法。通过随机游走产生河道主流线,并利用河道主流线约束多点统计预测,克服多点统计随机抽样导致的河道不连续性问题。从实际建模效果看,基于随机游走过程与多点统计的耦合建模方法较好地再现了河道连续性;抽稀检验验证了耦合建模方法的稳健性;表明所设计的新方法可以应用于实际储层建模。