用于多层砂岩气藏气层品质分类表征的六阶段建模方法

摘要

本发明公开了一种用于多层砂岩气藏气层品质分类表征的建模方法，它涉及一种六阶段建模方法。本发明围绕千层饼状多层砂岩气藏平面沉积稳定、纵向砂泥互层形成的多层结构，提出了两层次构造建模、两级次相建模和四类型储层属性建模的新方法，建立了地层构造建模-砂体结构建模-砂体微相建模-储集相建模-储层属性建模-气层品质分类建模的六阶段建模方法体系，实现了千层饼状多层砂岩气藏气层品质在三维空间的准确定量表征。基于本发明获得的多层砂岩气藏气层品质分类模型较依靠传统的三阶段建模方法所建的气藏模型更准确、精细，并广泛适用于多层砂岩气藏开发中后期对气藏分类均衡开发的迫切需要。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种六阶段建模方法，具体涉及一种用于多层砂岩 气藏气层品质分类表征的六阶段建模方法。

背景技术

目前，国内外还没有特别针对多层砂岩气藏气层品质分类表征的建 模方法，在建立多层砂岩气藏模型时，人们采用的主要是传统的构造建 模-沉积相建模-储层属性建模的三阶段建模方法。

传统的构造-沉积-储层属性三阶段建模方法用于多层砂岩气藏气层 品质分类表征的缺点体现在如下三个方面：(1)多层砂岩气藏表现为砂 泥互层的多层结构，砂体结构是控制气藏流体分布的主要因素之一，但 传统方法只注重地层构造面的建模，没有考虑砂体结构建模；(2)多层 砂岩气藏一般处于滨、浅湖(海)环境，砂体平面微相稳定，但受成岩 作用影响，砂体微相与有效储层难以一一对应，而传统方法只建立沉积 微相模型，未考虑建立储集相模型；(3)传统建模方法只考虑了构造和 沉积微相对储层属性的控制作用，难以实现砂体结构与储集相对储层属 性的控制作用。由此可见，传统建模方法是粗放式的建模方法，主要应 用于多层砂岩气藏开发初期对气藏描述精度的要求总体不高的情况。这 种方法显然难以适应多层砂岩气藏开发中后期对气藏描述精度越来越高 的要求。

属于滨浅湖(海)亚相的多层砂岩气藏在我国青海油田、长庆油田、 四川气田、新疆油田、大庆油田、胜利油田等地广泛发育，且这类气藏 目前大多已经进入到了开发的中后期，气藏持续稳产的压力越来越大， 急需采用新技术实现对气藏气层品质的分类表征，而传统的构造-沉积- 储层属性三阶段建模无论在建模方法上，还是在建模结果的精细程度上 都难以满足现实需要。为此，急需发明一种充分考虑多层砂岩气藏特点、 同时又准确精细的建模新方法。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种用于多层 砂岩气藏气层品质分类表征的六阶段建模方法，通过地层构造建模-砂体 结构建模-砂体微相建模-储集相建模-储层属性建模-气层品质分类建模的 六阶段建模方法，目的是实现对千层饼状多层砂岩气藏气层品质在三维 空间的准确定量表征，为多层砂岩气藏精细描述提供技术方法支撑。

为了实现上述目的，本发明通过一种用于多层砂岩气藏气层品质分 类表征的六阶段建模方法的技术方案来实现，其方法步骤包括：

(A)两层次构造建模：两层次构造建模的基本原理见公式(1)和 (2)。第一层次为地层构造建模，利用地层划分与对比获得的m口井点 处地层顶、底面海拔标高数据对W_i，通过克里金确定性建模算法f，建立 形成地层顶、底面构造模型S；第二层次为砂体结构建模，依靠建好的地 层顶、底面S的约束，利用砂体划分与对比获得的m口井点处的砂体顶、 底面海拔标高数据W_ij，通过克里金确定性建模算法f，建立形成地层内n 个砂体的顶、底面构造模型S_j，实现三维空间中地层和砂体的分布预测。

第一层次：地层构造建模i＝1，2，...，m   (1)

第二层次：砂体结构建模i＝1，2，...，m；j＝1，2，...，n   (2)

式中：F——为映射；f——为某种确定性建模算法；W——指单井顶 底面海拔标高数据对；S——三维空间顶、底构造面；m——井数；n—— 某地层内的最大砂体数。

(B)两级次相建模：两级次相建模的基本原理见公式(3)和(4)。 第一级为砂体微相建模，直接利用绘制的沉积微相平面分布图通过确定 性方法建立形成。第二级为储集相建模，输入数据是依靠单井储层识别 获得的单井储层分布数据，利用序贯指示模拟或指示克里金等随机模拟 算法建立储集相模型；建立过程中，将储集相模型始终置于砂体微相模 型的约束之下，使得井点间的储集相只能随机游走在砂体微相限定的空 域内。

第一级：砂体微相建模$F:\mathrm{GSF}\stackrel{f}{\to }\mathrm{SF}---\left(3\right)$

第二级：储集相建模i＝1，2，...，m；SF∈RE   (4)

式中：F——为映射；f——为某种确定性建模算法；GSF——基于地 质家绘制的沉积微相分布图数值化形成的数据集(0为泥滩、1为砂滩、 2为砂坝)；SF——建立形成的沉积微相模型；ff——为某种随机建模算 法；WRE——单井储集相数据集(0为非储层、1为储层)；RE——建立 形成的储集相模型；m——井数。

(C)四类型属性建模：孔隙度、含气饱和度和渗透率三个属性模型 采用储集相控方法建立，基本原理见公式(5)；气层品质分类属性则直 接通过上述属性模型生成，基本原理见公式(6)。

储集相控三属性建模$F:{\mathrm{PROP}}_{\mathrm{ij}}=\stackrel{\mathrm{ff},\mathrm{RE}}{\to }{\mathrm{MPROP}}_j;$

i＝1，2，...，m；j＝1，2，3   (5)

气层品质分类属性建模$F:M{\mathrm{PROP}}_{\mathrm{ij}}=\stackrel{\mathrm{fff}}{\to }\mathrm{GCLASS}---\left(6\right)$

式中：F——为映射；PROP_ij——单井属性数据；ff——为某种随机 建模算法；RE——储集相模型；MPROP_j——属性模型；fff——为气层分 类属性参数标准；GCLASS——气层品质分类属性模型；j＝1为孔隙度， 2为含气饱和度，3为渗透率；m——井数。

本发明的有益效果：基于本发明获得的多层砂岩气藏气层品质分类 模型较依靠传统的三阶段建模方法所建的气藏模型更准确、精细，并广 泛适用于多层砂岩气藏开发中后期对气藏分类均衡开发的的迫切需要。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的技术方法流程图；

图2为本发明中的某多层砂岩气田地层-砂层-夹层组合结构的三维 表征(左上为剖面线位置图，右上为三维空间的地层面构造图；主体为 过井地层-砂层-夹层组合结构剖面图)；

图3为本发明的某多层砂岩气田砂体微相与储集相的三维表征。 ((1)、(2)、(3)分别为0-2-2小层、0-2-3小层和0-2-4小层砂体微相， (4)、(5)、(6)分别为0-2-2小层、0-2-3小层和0-2-4小层储集相。)

图4为本发明的某多层砂岩气田0-2-2小层气层品质四类型属性模型 的三维表征图；((1)孔隙度模型，(2)渗透率模型，(3)含气饱和度模型，(4) 气层品质分类模型。)

图5为本发明的某多层砂岩气田0-2-3小层气层品质四类型属性模型 的三维表征((1)孔隙度模型，(2)渗透率模型，(3)含气饱和度模型，(4) 气层品质分类模型)；

图6为本发明的某多层砂岩气田0-2-4小层气层品质四类型属性模型 的三维表征。((1)孔隙度模型，(2)渗透率模型，(3)含气饱和度模型，(4) 气层品质分类模型。)

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白 了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：本发明围绕千层饼状 多层砂岩气藏平面沉积稳定、纵向砂泥互层形成的多层结构，提出了两 层次构造建模、两级次相建模和四类型储层属性建模的新思路，建立了 地层构造建模-砂体结构建模-砂体微相建模-储集相建模-储层属性建模 -气层品质分类建模的六阶段建模方法体系(图1)，实现了千层饼状多层 砂岩气藏气层品质在三维空间的准确定量表征。

所述的两层次构造建模的基本原理见公式(1)和(2)。第一层次 为地层构造建模，利用地层划分与对比获得的m口井点处地层顶、底面 海拔标高数据对W_i，通过克里金确定性建模算法f，建立形成地层顶、底 面构造模型S；第二层次为砂体结构建模，依靠建好的地层顶、底面S的 约束，利用砂体划分与对比获得的m口井点处的砂体顶、底面海拔标高 数据W_ij，通过克里金确定性建模算法f，建立形成地层内n个砂体的顶、 底面构造模型Sj，实现三维空间中地层和砂体的分布预测。

第一层次：地层构造建模i＝1，2，...，m   (1)

第二层次：砂体结构建模i＝1，2，...，m；j＝1，2，...，n   (2)

式中：F——为映射；f——为某种确定性建模算法；W——指单井顶 底面海拔标高数据对；S——三维空间顶、底构造面；m——井数；n—— 某地层内的最大砂体数。

图2给出了利用两层次构造建模方法完成的某多层砂岩气田0-2-2 (分为A、B两个砂体)、0-2-3(分为A、B、C三个砂体)和0-2-4(分 为A、B、C三个砂体)三个小层的地层构造及砂体结构建模成果。

所述的两级次相建模的基本原理见公式(3)和(4)。第一级为砂体 微相建模，直接利用绘制的沉积微相平面分布图通过确定性方法建立形 成。第二级为储集相建模，输入数据是依靠单井储层识别获得的单井储 层分布数据，利用序贯指示模拟或指示克里金等随机模拟算法建立储集 相模型；建立过程中，将储集相模型始终置于砂体微相模型的约束之下， 使得井点间的储集相只能随机游走在砂体微相限定的空域内。

第一级：砂体微相建模$F:\mathrm{GSF}\stackrel{f}{\to }\mathrm{SF}---\left(3\right)$

第二级：储集相建模i＝1，2，...，m；SF∈RE   (4)

式中：F——为映射；f——为某种确定性建模算法；GSF——基于地 质家绘制的沉积微相分布图数值化形成的数据集(0为泥滩、1为砂滩、 2为砂坝)；SF——建立形成的沉积微相模型；ff——为某种随机建模算 法；WRE——单井储集相数据集(0为非储层、1为储层)；RE——建立形 成的储集相模型；m——井数。

图3给出了依靠两级次相建模方法完成的某多层砂岩气田0-2-2、 0-2-3、0-2-4小层的砂体微相模型和相应的储集相模型。

本具体实施方式的四类型属性建模：

孔隙度、含气饱和度和渗透率三个属性模型采用储集相控方法建立， 基本原理见公式(5)；气层品质分类属性则直接通过上述属性模型生成， 基本原理见公式(6)。

储集相控三属性建模$F:{\mathrm{PROP}}_{\mathrm{ij}}=\stackrel{\mathrm{ff},\mathrm{RE}}{\to }{\mathrm{MPROP}}_j;$

i＝1，2，...，m；j＝1，2，3   (5)

气层品质分类属性建模$F:M{\mathrm{PROP}}_{\mathrm{ij}}=\stackrel{\mathrm{fff}}{\to }\mathrm{GCLASS}---\left(6\right)$

式中：F——为映射；PROP_ij——单井属性数据；ff——为某种随机 建模算法；RE——储集相模型；MPROP_j——属性模型；fff——为气层分 类属性参数标准；GCLASS——气层品质分类属性模型；j＝1为孔隙度，2 为含气饱和度，3为渗透率；m——井数。

图4-图6分别展示了利用储集相控方法建立的某多层砂岩气田 0-2-2、0-2-3和0-2-4小层的孔隙度、含气饱和度和渗透率模型，以及 使用中国石油青海油田分公司的基于孔隙度和含气饱和度参数的气田气 层品质分类标准(表1，Shi Qiang，et al，2000；Ma Jianhai，2008；Zhao  Yan，et al，2009)，依靠孔隙度模型与含气饱和度模型直接建立的气层 品质分类三维模型。

表1  某多层砂岩气田气层品质分类参数标准

流体类型 POR Sg 备注 I类气层 ＞＝25％ ＞＝60％ 好气层 II类气层 25％＞POR＞＝18％％ 60％＞Sg＞＝50％％ 中等气层 III类气层 18％＞POR＞＝12％ 60％＞Sg＞＝50％ 差气层

本具体实施方式目前已在我国西部的涩北气田、中坝气田、苏里格 气田等的多层砂岩气藏气层品质分类表征中得到了应用，带来了良好的 社会经济效益。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。 本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施 例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范 围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要 求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。