预测高弯度曲流河储层内部结构的储层建模方法

摘要

本发明公开了一种预测高弯度曲流河储层内部结构的储层建模方法，包括如下步骤：步骤一、获得露头、现代沉积、水槽实验储层结构单元数据；步骤二、通过井资料分析获得井上储层结构单元参数；步骤三、通过所获得的结构单元参数建立结构单元描述函数；步骤四、使用包括露头、现代沉积、水槽实验以及井点结构单元数据约束，采用层次建模方法建立曲流河储层结构单元模型。本发明有利于建立精细的、客观的、定量的曲流河储层内部结构三维模型，能够大大提高油气采收率，可以广泛应用于油气勘探开发技术领域。

说明书

技术领域

本发明涉及油气勘探开发技术领域，特别是涉及一种预测高弯度 曲流河储层内部结构的储层建模方法。

背景技术

在油藏开发中后期，曲流河储层内部结构如废弃河道和侧积体对 油气分布的控制作用已经凸显出来。挖掘剩余油，提高采收率需要对 储层内部结构进行精细描述和建模。

建立曲流河储层分布途径主要通过三种途径：一是基于目标的方 法，包括基于沉积过程的方法；二是基于象元的建模方法；三是人机 互动解释方法。但传统的基于目标的方法刻画曲流河目标体规模太 大，无法刻画曲流河储层内部侧积体分布。而基于沉积过程则由于井 资料条件化等技术原因无法在实际油藏中应用；基于象元的建模方法 则由于难以考虑沉积成因和储层形态，也无法满足曲流河储层内部结 构建模的要求，具体参见图1。而人机互动解释方法虽然较好将地质 家思维融入到储层内部结构解剖上，但工作量巨大，其研究更多限于 井组规模的研究，全油藏实际应用研究则非常困难。此外，人工解释 因人而异，解释存在人为随意性，缺乏客观性和标准。因此，迫切需 要设计一种新的曲流河储层内部结构单元建模方法，为精细刻画曲流 河储层内部结构，预测剩余油分布，提高油气采收率服务。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种预测高 弯度曲流河储层内部结构的储层建模方法，有利于建立精细的、客观 的、定量的曲流河储层内部结构三维模型，能够大大提高油气采收率。

本发明提供的一种预测高弯度曲流河储层内部结构的储层建模 方法，包括如下步骤：步骤一、获得露头、现代沉积、水槽实验储层 结构单元数据；步骤二、通过井资料分析获得井上储层结构单元参数； 步骤三、通过所获得的结构单元参数建立结构单元描述函数；步骤四、 使用包括露头、现代沉积、水槽实验以及井点结构单元数据约束，采 用层次建模方法建立曲流河储层结构单元模型。

在上述技术方案中，所述步骤一中，过程如下：1)通过露头精 细描述曲流河储层内部结构，获得不同储层结构单元界面标志以及几 何形态学参数；2)现代沉积考察借助现代卫星照片，观察和收集的 现代沉积资料，为不同储层结构单元数学模型建立提供可靠的数据； 3)水槽实验作为建立原型模型手段，获得不同结构单元界面标志以 及定量形态参数。

在上述技术方案中，所述步骤二中，过程如下：1)通过取芯井 岩芯直接观察判识不同的储层结构单元，建立不同结构单元的岩电响 应特征；2)利用岩电响应模式对非取芯井储层结构单元进行识别和 划分，获得井上储层结构单元参数。

在上述技术方案中，所述步骤三中，过程如下：在储层结构单元 参数获得基础上，采用各类统计和数学函数对结构单元进行描述，建 立不同结构单元储层及其空间特征的数学描述函数，其中，1)曲流 河剖面形态参数描述采用下述描述方法，

$d(w,y)=4·t\left(y\right)·{\left(\frac{w}{W\left(y\right)}\right)}^{b\left(y\right)}·|1-{\left(\frac{w}{W\left(y\right)}\right)}^{b\left(y\right)}|,$

其中，d(w,y)是任意点的河道厚度，t(y)是剖面上河道最大厚度， w为当前宽度，W(y)为最大宽度，b(y)为对称度；

2)废弃河道出现概率描述函数如下：

$p\left(\mathrm{pb}\right)=\left(\begin{array}{cc}0& \left|C\left(y\right)\right|<1.013\\ \frac{\left|C\left(y\right)\right|-1.013}{1.7-1.013})& 1.013<\left|C\left(y\right)\right|<1.7\\ 1& \left|C\left(y\right)\right|>1.7\end{array}\right),$

其中，p(pb)表示点坝出现概率，C(y)为曲流河平均曲率；

3)侧积层形态描述如下：

$f\left(x\right)=\left(\begin{array}{cc}\frac{{(x-a)}^2}{(b-a)(c-a)}& a\le x\le c\\ 1-\frac{{(b-x)}^2}{(b-a)(b-c)}& c<x\le b\end{array}\right),$

其中，a为倾角最小值，b为倾角最大值，c为倾角众数，x为倾 角。

在上述技术方案中，所述步骤四中，过程如下：1)使用露头、 现代沉积、水槽实验以及井点结构数据作为约束条件，分析获得的数 学模型；2)根据曲流河储层沉积层次性，采用层次建模的思路，逐 层次建立曲流河储层内部结构单元模型：首先建立曲流河道的分布模 型；然后在曲流河道内部建立废弃河道的分布模型；最后在废弃河道 约束下，建立侧积层分布模型。

在上述技术方案中，所述步骤二中，所述井资料包括取芯井和非 取芯井。

本发明预测高弯度曲流河储层内部结构的储层建模方法，具有以 下有益效果：

1、以露头、现代沉积、水槽实验和井点结构单元数据为基础， 建立了点坝出现概率函数，能够定量预测点坝出现概率。

2、利用废弃河道形态刻画点坝形态与分布，更真实描述点坝成 因过程、形态与空间分布特征。

3、建立了侧积层的描述函数，并采用层次建模技术在点坝内部 将侧积层分布进行真实预测，从而提高了曲流河储层内部结构三维建 模的准确性、客观性，并为后续的分析以及油田开发提供了更准确的 依据。

4、采用数学与计算机方法自动预测提高了预测效率。

附图说明

图1为传统建模方法建立的曲流河储层内部结构建模示意图；

图2为本发明预测高弯度曲流河储层内部结构的储层建模方法 的流程示意图；

图3为本发明预测高弯度曲流河储层内部结构的储层建模方法 的实施例中获得的露头资料示意图；

图4为本发明预测高弯度曲流河储层内部结构的储层建模方法 的实施例中通过卫星照片获得的现代沉积资料示意图；

图5为本发明预测高弯度曲流河储层内部结构的储层建模方法 的实施例中通过井资料获得的资料和数据示意图；

图6为本发明预测高弯度曲流河储层内部结构的储层建模方法 的实施例建立的曲流河储层结构单元模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施 例不应理解为对本发明的限制。

图1中传统的曲流河储层内部结构建模方法在背景技术中已有 描述，在此不再赘述。

参见图2，本发明预测高弯度曲流河储层内部结构的储层建模方 法，包括如下步骤：

步骤一、获得露头、现代沉积、水槽实验储层结构单元数据；

1)由于露头分辨率非常高，所以其研究可以足够细致，通过露 头精细描述曲流河储层内部结构，获得不同储层结构单元界面标志以 及几何形态学参数；

2)现代沉积考察可以从平面上确定不同储层结构单元二维形态 学参数，借助现代卫星照片，观察和收集的现代沉积资料，为不同储 层结构单元数学模型建立提供可靠的数据；

3)水槽实验作为建立原型模型手段，获得不同结构单元界面标 志以及定量形态参数；

步骤二、通过井资料分析获得井上储层结构单元参数：

根据井资料识别和划分储层结构单元，获得不同结构单元参数， 所述井资料包括取芯井和非取芯井，

1)通过取芯井岩芯直接观察判识不同的储层结构单元，建立不 同结构单元的岩电响应特征；

2)利用岩电响应模式对非取芯井储层结构单元进行识别和划分， 获得井上储层结构单元参数；

步骤三、通过所获得的结构单元参数建立结构单元描述函数：

在储层结构单元参数获得基础上，采用各类统计和数学函数对结 构单元进行描述，建立不同结构单元储层及其空间特征的数学描述函 数，其中，

1)曲流河剖面形态参数描述采用下述描述方法，

$d(w,y)=4·t\left(y\right)·{\left(\frac{w}{W\left(y\right)}\right)}^{b\left(y\right)}·|1-{\left(\frac{w}{W\left(y\right)}\right)}^{b\left(y\right)}|,$

其中，d(w,y)是任意点的河道厚度，t(y)是剖面上河道最大厚度， w为当前宽度，W(y)为最大宽度，b(y)为对称度；

2)废弃河道出现概率描述函数如下：

$p\left(\mathrm{pb}\right)=\left(\begin{array}{cc}0& \left|C\left(y\right)\right|<1.013\\ \frac{\left|C\left(y\right)\right|-1.013}{1.7-1.013})& 1.013<\left|C\left(y\right)\right|<1.7\\ 1& \left|C\left(y\right)\right|>1.7\end{array}\right),$

其中，p(pb)表示点坝出现概率，C(y)为曲流河平均曲率；

3)侧积层形态描述如下：

$f\left(x\right)=\left(\begin{array}{cc}\frac{{(x-a)}^2}{(b-a)(c-a)}& a\le x\le c\\ 1-\frac{{(b-x)}^2}{(b-a)(b-c)}& c<x\le b\end{array}\right),$

其中，a为倾角最小值，b为倾角最大值，c为倾角众数，x为倾 角；

利用这些数学函数可以定量、客观地描述曲流河储层内部结构单 元的形态以及空间配置结构关系；

步骤四、使用包括露头、现代沉积、水槽实验以及井点结构单元 数据约束，采用层次建模方法建立曲流河储层结构单元模型：

1)要建立一个更加接近真实地质结构的曲流河储层内部结构模 型，往往需要很多的约束条件。从上面的描述可知，使用露头、现代 沉积、水槽实验以及井点结构数据作为约束条件，分析获得的数学模 型更加真实和客观，模型自然更加精细准确；

2)根据曲流河储层沉积层次性，采用层次建模的思路，逐层次 建立精细的、客观的曲流河储层内部结构单元模型：首先建立曲流河 道的分布模型；然后在曲流河道内部建立废弃河道的分布模型；最后 在废弃河道约束下，建立侧积层分布模型。模拟更加符合地质沉积规 律。

下面以具体实施例对本发明作进一步地说明：

以我国东部胜利油田中一区曲流河储层为例进行本发明说明。孤 岛中一区在孤岛油田主体部位的顶部，构造简单平缓，地层倾角1度 左右。储层属河流相沉积，主要是河道、点坝、废弃河道、侧积层等 储层单元，纵横向非均质性较严重。研究区共有94口钻井，平均井 距70m。

1、获得露头、现代沉积、水槽实验储层结构单元数据

通过对延安剖面相似露头的调查，获得了河道宽度、厚度、侧积 层倾角、延伸距离、频率等结构单元数据(图3)。

通过现代沉积的卫星图片，获得了河道宽度、弯曲度、点坝宽度、 跨度等结构单元数据(图4)。

通过水槽实验结果，获得了河道宽度、弯曲度、点坝宽度、跨度 等结构单元数据。

这些数据为不同储层结构单元数学模型建立提供可靠的数据。

2、井资料分析获得井上储层结构单元参数

通过研究区取芯井资料识别各储层结构单元，建立各储层结构单 元岩电关系(图5)。

利用建立的岩电关系，划分其他非取芯井结构单元，获得不同结 构单元几何形态参数和统计参数。

3、使用所获得结构单元参数获得结构单元描述函数

在储层结构单元参数获得基础上，采用各类统计和数学函数对结 构单元进行描述，根据前面建立的曲流河、点坝、侧积层描述函数， 对各类结构单元进行描述，具体参见表1。

表1本发明从露头、现代沉积、井资料获得的建模数据

参数 最小值 平均值 最大值 河道方向/° -10 0 10 河道振幅/m 40 60 120 河道波长/m 200 400 800 河道厚度/m 2 4 6 河道宽厚比 20 40 100 废弃河道厚度与河道厚度比 0.2 0.4 0.8 废弃河道宽度与点坝宽度比 0.1 0.15 0.2 侧积层倾角/° 2 10 20 侧积层延伸距离/m 30 40 60 侧积层间距/m 20 40 80 侧积层频率/个 1 4 10 侧积层平面长度/m 100 150 400

4、使用包括露头、现代沉积、水槽实验以及井点结构单元数据 获得约束条件建立曲流河储层结构单元模型。

使用露头、现代沉积、水槽实验以及井点结构数据作为约束条件， 采用层次建模的思路，逐层次的建立精细的、客观的曲流河储层内部 结构单元模型，首先建立曲流河道的分布模型；然后在曲流河道内部 建立废弃河道的分布模型；最后在废弃河道约束下，建立侧积层分布 模型。从模拟结果看(图6)，与传统方法建立的曲流河储层模型相 比(图1)，曲流河道内部储层结构细致特征得到了很好的反映，在 曲流河道内部，存在泥质废弃河道以及泥质侧积层。这些内部结构对 油水运动有重要影响，极大的控制了剩余油分布。利用本方法所建立 的精细模型可以直接指导油田布井和剩余油挖潜，为提高采收率服 务。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不 脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于 本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些 改动和变型在内。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知 的现有技术。