CN102243678A

CN102243678A - 一种基于沉积动力学反演的储集砂体分析方法

Info

Publication number: CN102243678A
Application number: CN2011102009859A
Authority: CN
Inventors: 张金亮; 唐明明; 任伟伟
Original assignee: Beijing Normal University
Current assignee: Beijing Normal University
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2011-11-16

Abstract

本发明的目的就是提供一种基于沉积动力学反演技术的少井条件下储集砂体分析方法。本方法利用三维沉积输运地质原理的沉积动力学砂体反演模型，并且考虑流体速度对沉积演化的控制作用和构造运动的改造作用，实现少井条件下复杂沉积盆地砂体分布演化分析。本方法重新模拟储层单砂层的三维属性分布数据随时间的变化关系，将模拟结果与模拟得到的储层的井点数据与测井解释和岩心数据得出的结果作方差，按照负梯度搜索算法的思想，修改储层的地形、流场和物源分布，再次运行以上步骤，直到满足储层储层建模的精度条件为止。本发明所建立的方法为少井条件下盆地储层砂体分析工作开展奠定了基础，尤其适用于钻孔较少的海域盆地的砂体研究。

Description

一种基于沉积动力学反演的储集砂体分析方法

技术领域：

本发明涉及储集砂体分析技术。

背景技术：

随着陆上盆地储层可开采油气资源量的减少，海域盆地已成为下一步油气勘探开发的重点。海域盆地因为勘探和钻井条件艰苦，所以海域盆地的钻井和测井资料均比较匮乏。如果开展少井条件下的储层砂体分析，对于海域盆地储层的研究正变得越来越重要。一般可以用层序地层运动学正演模拟模型进行储层砂体分析。这些模型的共同特征是模拟构造沉降、沉积物供给、侵蚀作用、海平面和温度变化因素对沉积空间分布的影响。尤以二维海相滨岸和三角洲沉积的几何学模拟系统最为普遍和成熟。但这种模拟方法普遍不考虑流场速度的影响，而是用几何外形函数和固定形式的沉积函数一系列态函数集，进行近似分析。这种方法关注与剖面层序的分析，对砂体的平面展布预测过于粗糙，且不适用于难以建立沉积态函数集的冲积扇负责沉积体系。

建立基于三维沉积输运地质原理的沉积动力学砂体反演模型，并且考虑流体速度对沉积演化的控制作用和构造运动的改造作用，是实现少井条件下复杂沉积盆地砂体分布演化分析的理想方式，但有实现方法、模拟技术一系列复杂的问题有待解决，故目前处于探索阶段。因此，借鉴已有的模型，开展基于沉积动力学反演的少井条件下储层砂体分析技术具有重要性和紧迫性。

发明内容：

本发明的目的就是提供一种基于沉积动力学反演技术的少井条件下盆地砂体分布演化分析的方法。建立基于三维沉积输运地质原理的沉积动力学砂体反演模型，并且考虑流体速度对沉积演化的控制作用和构造运动的改造作用，实现少井条件下复杂沉积盆地砂体分布演化分析。

本发明的目的是这样实现的：首先通过测井、录井和岩心资料分析储层砂体确定区域沉积相类型，采用平衡剖面方法，根据区域构造历史恢复埋藏历史，确定层序界面变化情况。根据恢复的层序界面，将初始储层沉积前古地层界面特征数据输入储层沉积体系动力学模拟系统，重新模拟储层单砂层的三维属性分布数据随时间的变化关系，将模拟结果输入储层沉积数据库后，与模拟得到的储层的井点数据与测井解释和岩心数据得出的结果作方差，按照负梯度搜索算法的思想，修改储层的地形、流场和物源分布，再次运行以上步骤，直到满足储层储层建模的精度条件为止。输出得到的储层的地形，流场，物源分布和储层属性分布的三维结果图和误差数据(图1)。具体实施步骤：

步骤一，确定主要控砂地质因素。从沉积砂体的沉积动力学特征出发，开展沉积学调查研究，确定油藏特征沉积砂体的构造地质特征和相关控制因素。

步骤二，重建层序尺度的盆地埋藏历史。分析盆地的形成和演化历史，重点研究该区断裂作用，盆地恢复方法采用平衡剖面方法。

步骤三，在盆地恢复的基础上，建立断陷盆地沉积砂体体系动力学模拟系统，分析物源、水动力和构造特征参数的对砂体分布演化的影响。模拟系统分为两种：第一种方法，首先依据Navier-Stocks方程的并行有限元算法模拟研究区的流场分布，按照颗粒的粒度分布函数和密度在物源方向上随机生成固体颗粒，同时在研究区底部建立侵蚀层，层内同样按照获得的粒度分布函数随机生成固体颗粒，它和前者共同组成颗粒相，并在重力场和流体共同作用下发生搬运、沉积作用。这样颗粒相的模拟可以采用更高效的并行算法。第二种方法，基于流体沉积砂体浓度的连续性方程，采用Navier-Stocks方程模拟砂体浓度变化。

步骤四，对比沉积模拟所得到的砂体分布模型和地震属性数据，利用模拟退火算法，调节沉积砂体形成初的物源、水动力和构造特征初始参数，优化模型并输出沉积动力学控制下的井间沉积砂体展布数据。

步骤五，在优化后的沉积砂体体系动力学模拟系统的基础上，深入分析沉积砂体的形成条件、沉积作用方式，研究构造、物源和水流与沉积岩性、几何形态、平面展布、薄层迭加方式和倾角变化的关系，进而定量研究沉积砂体剖面的横向分布特征。将模拟结果输入储层沉积数据库后，与模拟得到的储层的井点数据与测井解释和岩心数据得出的结果作方差，按照负梯度搜索算法的思想，修改储层的地形、流场和物源分布，再次运行以上步骤，直到满足储层储层建模的精度条件为止。输出得到的储层的砂体分布的三维结果图(图2)。

本发明基于沉积动力学反演技术，综合盆地恢复技术和沉积输运原理，考虑流体速度对沉积演化的控制作用和构造运动的改造作用，实现少井条件下复杂沉积盆地砂体分布演化分析。本发明所建立的方法为少井条件下盆地储层砂体分析工作开展奠定了基础，尤其适用于钻孔较少的海域盆地的砂体研究。

附图说明：

图1.一种基于沉积动力学反演的储集砂体分析技术路线图

图2.基于沉积动力学反演方法的砂体分布演化图

具体实施方式：

本实施例适用于陡坡冲积扇的砂体分布演化分析研究。

本次实施例为盐家—永安地区。盐家—永安地区1966年钻探盐4井，掀开了勘探砂砾岩油藏的序幕。到2008年先后发现了具有背斜形态的五个砂砾岩油藏：盐16、盐18、盐182、永921、永925块；以及不具背斜形态的三个砂砾岩油藏：盐22、永920、盐222块。本次研究范围为盐22、永920、盐222块，研究层位为沙河街组沙四上亚段的砂砾岩体。其中盐22、永920块分别位于陡坡带东段盐16、盐18古冲沟的前方，盐222块位于这两个古冲沟之间。研究区上报含油面积约为13.55km²，上报石油地质储量约为2962.22×10⁴t。根据模拟结果分析，从构造特征和古地貌形态看，盐家-永安地区在沙四上亚段沉积早期，研究区处于半深湖-深湖环境，主要发育近岸水下扇沉积体系。沉积晚期，碎屑物质在古冲沟内经历了较远距离的水下搬运，不具备形成近岸水下扇的地理条件。同时从沉积物特征看，沙四上亚段下部以厚层角砾岩为主，到上部磨圆度相对变好，并出现较为稳定的泥岩层。通过对古地貌的分析和岩心的详细观察描述，在沙四上亚段上部提出了具有沟谷供给水道的冲沟-深水扇沉积模式。该模式下的砂砾岩沉积物通过沟谷搬运在断陷湖盆陡坡带距岸线较远的深水区沉积，从而区别于近岸水下扇的近岸沉积特征和远岸水下扇的缓坡沉积特征。

Claims

1.本发明涉及一种储集砂体分析方法，用于复杂沉积条件下的砂体分布分析，其特征在于少井条件下，建立基于三维沉积输运地质原理的沉积动力学砂体反演模型，并且考虑流体速度对沉积演化的控制作用和构造运动的改造作用，实现复杂沉积盆地砂体分布演化分析。

步骤一.确定主要控砂地质因素。从沉积砂体的沉积动力学特征出发，开展沉积学调查研究，确定油藏特征、沉积砂体的构造地质特征和相关控制因素。

步骤二.重建层序尺度的盆地埋藏历史。分析盆地的形成和演化历史，盆地恢复方法采用平衡剖面方法。

步骤三.在盆地恢复的基础上，建立断陷盆地沉积砂体体系动力学模拟系统，分析物源、水动力和构造特征参数的对砂体分布演化的影响。

步骤四.对比沉积模拟所得到的砂体分布模型和地震属性数据，利用模拟退火算法，调节沉积砂体形成初的物源、水动力和构造特征初始参数，优化模型并输出沉积动力学控制下的井间沉积砂体展布数据。

步骤五.在优化后的沉积砂体体系动力学模拟系统的基础上，深入分析沉积砂体的形成条件、沉积作用方式，研究构造、物源和水流与沉积岩性、几何形态、平面展布、薄层迭加方式和倾角变化的关系，进而定量研究沉积砂体剖面的横向分布特征。将模拟结果输入储层沉积数据库后，与模拟得到的储层的井点数据与测井解释和岩心数据得出的结果作方差，按照负梯度搜索算法的思想，修改储层的地形、流场和物源分布，再次运行以上步骤，直到满足储层储层建模的精度条件为止。输出得到的储层的砂体分布的三维结果图。

2.根据权利要求1中步骤二种所述的分析盆地的形成和演化历史，盆地恢复方法采用平衡剖面方法，其中盆地的形成和演化历史是恢复盆地沉积层序界面的垂向演化历史。

3.根据权利要求1中步骤三所述的在盆地恢复的基础上，建立断陷盆地沉积砂体体系动力学模拟系统，其中断陷盆地沉积砂体体系动力学模拟系统分为两种：第一种方法，依据Navier-Stocks方程，按照颗粒的粒度分布函数和密度在物源方向上随机生成固体颗粒，同时在研究区底部建立侵蚀层，它和前者共同组成颗粒相，并在重力场和流体共同作用下发生搬运、沉积作用。第二种方法，基于流体沉积砂体浓度的连续性方程，采用Navier-Stocks方程模拟砂体浓度变化。