三維建模:數值模拟的基礎模型-中文百科頻道

基本簡介

在另一方面，油田開發地質研究工作中，目前還沒有十分有效、先進的技術。油藏地質研究還主要依靠手工編制的厚度圖、油藏剖面圖、連通圖等。十分需要新的技術的補充與提高。在整個開發階段地質研究工作中，唯一可以稱為新技術的就是三維地質建模。因此三維地質建模完全可以在開發階段地質研究中起到更為突出的作用。實際上，三維地質建模應該，也完全可以成為油藏開發階段油藏精細描述和生産措施部署的核心技術。

發展曆史

自上世紀五十年代馬特龍把地質統計學引用地質研究以來，地質統計學就成了地質建模的核心。但是幾十年的實際應用也表明，單純依靠地質統計學是不能把三維地質建模更深入的引入到油田的開發生産中的。

如何更多地發揮三維地質建模技術的作用，真正使其成為油藏開發階段油藏精細描述和生産措施部署的核心技術是每一個從事三維地質建模工作的人必須經常琢磨的問題。

不确定性

地質體的複雜性，三維地質模型中的不确定性是固有的，不可回避的。面對不确定性，擅長地質統計學的專家更喜歡從統計的角度對不确定性進行分析和評價。這在油藏整體評價階段是正确的，但當我們把三維地質模型直接應用于生産的時候，又是遠遠不夠的。例如從統計學的角度，可以利用随機模拟技術得到多個實現，通過多個實現的分析，對不确定性進行分析和評價。但對于生産來說，我們有可能根據多個實現鑽探多套開發井網嗎？生産需要的是一個确定的模型。因為生産方案隻能有一個，生産措施方案隻能有一套，鑽探井位也隻能有一套。

我們也可以計算出一個最大概率的模型做為最終的結果。但這個最大概率模型就真的更接近于地質體的實際狀況嗎？有生産經驗的人都可以很容易的給與否定的回答。因此要想讓地質模型能夠被直接從事油藏開發生産的技術人員所接受，更合理的出路是想辦法（通過更為充分的基礎地質研究和基礎數據的應用）盡量降低模型的不确定性。從而為生産方案提供一個更為合理可靠的（而不是多個等概率的）參考依據。

要想做到這一點，出路顯然不在于更為合理的計算方法和計算參數上，而是更為充分合理的應用地質、物探基礎數據。

地質研究

若要将三維地質建模技術直接應用到油藏開發生産，必須也能夠與油藏地質研究相結合。

下面的圖片是一個華北油田的例子。我認為是一個将三維地質建模直接應用于生産研究的很好的例子。

由于渤海灣盆地沉積、構造的複雜性，在許多區塊地層對比是一個很大的難題，尤其是斷點的對比，出現50m左右的誤差是很平常的事。但斷點對比的不準确，會直接影響到斷層兩側油藏關系的認識，并進而影響到生産措施的實施。在利用最初的地層對比方案建立斷層模型的時候發現，兩條主要斷層的斷點是分散在斷層模型兩側的，顯然這是由于地層對比的誤差所導緻的。對于常規建模工作來說，我們完全可以不必考慮所有的斷點，隻要根據多數斷點建立起一個平均的斷面就可以。

如果出現不準确的問題，哪是地層對比人員的事，不是我們的責任。但油田采油廠的人從生産要求的角度出發，采用了斷層建模與地層對比相交互的方法。即通過Petrel的斷層模型找出與斷層面不吻合的斷點，然後對斷點進行重新對比。經過多次的反複，最終将所有的斷點都收斂到了一個斷面上。其結果不僅使斷層模型更為準确，也幫助解決了地層對比工作中長期存在疑問。從而使建模技術很快的被油田一線生産人員所接受和喜愛。

可靠性

通常，在如何評價地質模型的可靠性方面更多的是從地質統計學的角度進行研究，例如儲量計算、多實現的統計分析等，但這些都隻是數字上的計算，從建模理論和純學術研究的角度并無不可。但如果讓生産上認可我們所建立的模型，并将模型應用到生産中去，就不能隻是這些統計上的數字，因為有生産經驗的人都知道計算概率大的模型并不一定是與地下地質情況最吻合的模型。檢驗的最好标準與生産動态數據進行對比，模型必須與油藏的生産情況相吻合。

下面的附圖是一個單砂體模型，總厚僅15m，内部有一些泥質夾層，。模型完成後将過井剖面與生産曲線進行了對比。從生産曲線反映出，由于井軌下面的夾層隔擋，雖然井軌離油水界面很近，但并沒有形成水錐，産油量和含水都比較穩定，而相鄰無夾層井區含水上升很快，形成了水錐。從而證明了夾層的可靠性。

模型計算時采用了最普通的SEquence Indicator方法。但在前期的基礎工作上做了大量的工作。包括：沉積韻律層的細分與對比（15m的砂層被細分為三個韻律層）、精細的地震解釋、測井曲線的重新處理、砂體的細緻識别與劃分（綜合了岩芯、電測、試油等）、地震屬性的分析與标定、模拟計算中地震屬性參數的合理應用等。這從另一方面也說明，模型的可靠性并不是靠統計計算的各種分析得到的，而是靠大量的紮實的基礎地質研究工作。

應用

三維地質建模主要應用于開發階段的油藏靜态描述，在儲層預測方面起到的作用有限。曾經在一個海上的項目裡做了試驗，确實有一定的效果。這裡主要想說明隻要建模技術得到恰當的應用，可以得到更廣泛的成果。這個工區有高分辨三維地震，并進行了反演，并根據反演進行了儲層預測。在反演數據體的基礎上通過建立三維地質模型，發現對曲流河砂體的描述更為合理準确。

這個工區面積50平方公裡左右，隻有14口鑽井，但三維地震分辨率較高。由于三維地震對曲流河道已經有一定的反映，河道的分布已經是一個确定性的問題，因此采用了确定性的Kriging插值算法，同時通過Co-Kriging利用三維地震反演體對計算進行了條件約束。我也用随機模拟計算過，效果不如Kriging好，說明随機模型也不總是最好的算法

下圖中左面為直接根據反演數據提取出的砂體，右面為根據模型提取的砂體。可以看出曲流河砂體得到更清楚的描述。建模過程中最大的難點是建立準确的速度場，使測井曲線與三維地震十分準确的對應。這又一次說明了基礎工作在建模過程中的重要性。

在這個實例中我感覺主要改進的是數據在空間上的平衡。三維地震是采集的原始數據，因此應該是可靠的。但受采集條件和處理參數的影響，數據在空間上的統一性較差，通過以歸一化的測井曲線進行校正，使數據在空間上得到了有效的平衡，從而使砂體反映的更清楚。

最初的想法來源于對反演處理的一個疑問。在反演處理中提高分辨率的方法主要是利用基于模型的反演。插值，而且這種插值是一種比較簡單的數學插值，插值過程中反而沒有地震參數的參與。這就導緻一個矛盾，如果模型的權重比較小，分辨率就提不上去，如果模型的權重大了，雖然分辨率得到了提高，但很可能會失真，因為初始模型來自于簡單的數學插值。而在地質模型的計算中，卻可以有效的利用地震數據的空間分布特征。正好彌補了反演技術中的不足。

希望以後有機會能做進一步的試驗，把地質模型再做為反演處理中的初始模型，相信反演出的結果會更為可靠、合理。