CN104183018A - 用于带水碳酸盐岩气藏气水分布表征的六阶段建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于带水碳酸盐岩气藏气水分布表征的建模方法，它涉及一种六阶段建模方法。本发明围绕带水碳酸盐岩气藏储层孔、洞、缝发育，孔、洞、缝的空间组合类型复杂，层状边水与不均匀底水共存，气水关系复杂等特点，提出了地层层面构造建模-沉积相建模-储渗介质相建模-气水界面建模-流体分类相建模-孔渗饱属性建模的六阶段建模方法体系，实现了带水碳酸盐岩气藏气水分布在三维空间的准确定量表征。基于本发明获得的带水碳酸盐岩气藏气水分布三维定量地质模型较依靠传统的三阶段建模方法所建的带水碳酸盐岩气藏模型更准确、可靠，并广泛适用于带水碳酸盐岩气藏开发各个阶段。

Description

用于带水碳酸盐岩气藏气水分布表征的六阶段建模方法

技术领域

本发明涉及的是一种六阶段气藏建模方法，具体涉及一种用于带水碳酸盐岩气藏气水分布表征的六阶段建模方法。

背景技术

碳酸盐岩气藏储量基本占据国际常规天然气储量的一半以上，而碳酸盐岩是在水体中沉积下来的，带水碳酸盐岩气藏在国内外均广泛存在，因此，带水碳酸盐岩气藏气水分布的定量表征就显得尤为重要。碳酸盐岩储层物性除受构造沉积演化影响外，成岩作用的影响尤其巨大，因而，沉积相与受成岩作用影响形成的储渗介质相共同控制了碳酸盐岩储层物性的空间分布规律。正是由于多种储渗介质类型的同时存在，使得带水碳酸盐岩气藏的气水关系一般都较为复杂，可能在气藏的较小范围内就表现出边、底水共存，气水界面差异较大等独特特征。

综上所述，必须建立一种既考虑沉积相与储渗介质相共同控制，同时还考虑流体分类相和气水界面模型共同控制的建模方法，才能较好地表征带水碳酸盐岩气藏气水在三维空间的分布规律，而传统的构造建模-沉积相建模-储层属性建模三阶段建模方法显然无法达到上述目的。

目前，国内外还没有特别针对带水碳酸盐岩气藏气水分布表征的建模方法，在建立带水碳酸盐岩气藏模型时，人们采用的主要是传统的构造建模-沉积相建模-储层属性建模三阶段建模方法。

传统的构造建模-沉积相建模-储层属性建模三阶段建模方法用于带水碳酸盐岩气藏气水分布表征的缺点体现在如下三个方面：(1)碳酸盐岩气藏的储渗介质一般都较为复杂，其空隙系统通常由成因各异的孔、洞、缝构成，并在碳酸盐岩气藏储层中组合形成多种储渗介质类型，储渗介质相是控制气藏储层物性参数空间分布的主要因素之一，但传统方法只注重沉积相建模，依靠沉积相控方法建立孔渗属性模型显然没有采用储渗介质相控孔渗属性模型更能突出碳酸盐岩气藏的实际特点；(2)正是由于多种储渗介质类型的同时存在，使得带水碳酸盐岩气藏的气水关系一般都较为复杂，可能在气藏的较小范围内就表现出边、底水共存，气水界面差异较大等独特性，而传统建模并没有专门针对气水界面的建模方法；(3)带水碳酸盐岩气藏流体饱和度不仅受气水界面的影响，还受到流体空间分布的影响，而传统建模方法基本没有考虑气水界面和流体分类相对含气饱和度的控制作用。由此可见，采用传统建模方法无法完成带水碳酸盐岩气藏气水分布在三维空间的准确表征。

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带水碳酸盐岩气藏气水分布表征的六阶段建模方法，通过地层层面构造建模-沉积相建模-储渗介质相建模-气水界面建模-流体分类相建模-孔渗饱属性建模的六阶段建模方法，目的是实现对带水碳酸盐岩气藏气水分布的准确定量表征，为带水碳酸盐岩气藏气水分布精细描述提供技术方法支撑。

为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现，具体包括以下步骤：

(A)地层层面构造建模的基本原理见公式(1)。它是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W_i对，结合利用地震解释及测井多井对比获得的断层数据集FA，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。

地层层面构造建模

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；FA——断层数据集；S——三维空间顶、底构造面；m——井数。

(B)四级次相建模包括沉积相建模-储渗介质相建模-气水界面建模-流体分类相建模，其基本原理见公式(2)～(5)。

第一级：沉积相建模

第二级：储渗介质相建模

第三级：气水界面建模

第四级：流体分类相建模

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相分布图数值化形成的数据集(0代表滩间海及泻湖，1代表颗粒滩，2代表藻丘，3代表台坪)；SF——建立形成的三维沉积相模型；ff——为某种随机建模算法；WRE——单井储渗介质相数据集(0代表非储层，1代表孔隙型储层、2代表孔洞型储层、3代表孔缝型储层、4代表孔洞缝型储层)；RE——建立形成的储渗介质相模型；WGW——单井气水界面分析数据；GWC——气水界面模型；WFL——单井流体性质分析数据(0代表非储层，1代表气层、2代表差气层、3代表气水层、4代表含气水层及水层、5代表干层)；FL——流体分类相模型；n——具有不同气水界面海拔标高的井数；m——井数。

(C)孔渗饱三属性建模：孔隙度和渗透率采用储渗介质相控方法建立，基本原理见公式(6)；含气饱和度属性模型采用流体分类相控方法建立，基本原理见公式(7)。

储渗介质相控孔渗属性建模

流体分类相控含气饱和度属性建模

式中：F——为映射；WPROP_ij——单井孔渗属性数据；ff——为某种随机建模算法；RE——储渗介质相模型；PROP_j——孔渗属性模型；WSG_i——单井含气饱和度属性数据；SG——含气饱和度属性模型；j＝1为孔隙度，2为渗透率；m——井数。

本发明的有益效果：基于本发明获得的带水碳酸盐岩气藏气水分布三维定量地质模型较依靠传统的三阶段建模方法所建的带水碳酸盐岩气藏模型更准确、可靠，并广泛适用于带水碳酸盐岩气藏开发各个阶段。

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为本发明的方法流程图；

图2为本发明中某碳酸盐岩气藏三维构造整体模型图；

图3为本发明中某碳酸盐岩气藏三维沉积相整体模型图；

图4为本发明中某碳酸盐岩气藏三维储渗介质相整体模型；

图5为本发明中某碳酸盐岩气藏三维气水界面整体模型；

图6为本发明中某碳酸盐岩气藏三维流体分类相整体模型；

图7为本发明中某碳酸盐岩气藏三维流体分类相剖面模型；

图8为本发明中某碳酸盐岩气藏三维孔隙度整体模型；

图9为本发明中某碳酸盐岩气藏三维渗透率整体模型；

图10为本发明中某碳酸盐岩气藏三维含气饱和度整体模型。

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：本发明围绕带水碳酸盐岩气藏储层孔、洞、缝发育，孔、洞、缝的空间组合类型复杂，层状边水与不均匀底水共存，气水关系复杂等特点，提出了地层层面构造建模-沉积相建模-储渗介质相建模-气水界面建模-流体分类相建模-孔渗饱属性建模的六阶段建模方法方法体系，实现了带水碳酸盐岩气藏气水分布在三维空间的准确定量表征。其核心技术是沉积相建模-储渗介质相建模-气水界面建模-流体分类相建模的四级次相建模方法。

本具体实施方式地层层面构造建模的基本原理见公式(1)。它是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W_i对，结合利用地震解释及测井多井对比获得的断层数据集FA，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。

地层层面构造建模

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；FA——断层数据集；S——三维空间顶、底构造面；m——井数。

图2给出了利用上述方法完成的某带水碳酸盐岩气藏地层层面构造建模成果。

四级次相建模包括沉积相建模-储渗介质相建模-气水界面建模-流体分类相建模，其基本原理见公式(2)～(5)。

第一级：沉积相建模

第二级：储渗介质相建模

第三级：气水界面建模

第四级：流体分类相建模

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相分布图数值化形成的数据集(0代表滩间海及泻湖，1代表颗粒滩，2代表藻丘，3代表台坪)；SF——建立形成的三维沉积相模型；ff——为某种随机建模算法；WRE——单井储渗介质相数据集(0代表非储层，1代表孔隙型储层、2代表孔洞型储层、3代表孔缝型储层、4代表孔洞缝型储层)；RE——建立形成的储渗介质相模型；WGW——单井气水界面分析数据；GWC——气水界面模型；WFL——单井流体性质分析数据(0代表非储层，1代表气层、2代表差气层、3代表气水层、4代表含气水层及水层、5代表干层)；FL——流体分类相模型；n——具有不同气水界面海拔标高的井数；m——井数。

第一级为沉积相建模，直接利用绘制的沉积相平面分布图通过确定性方法建立形成。

第二级为储渗介质相建模，输入数据是依靠单井储渗介质相识别获得的单井储渗介质相分布数据，利用序贯指示模拟或指示克里金等随机模拟算法建立储渗介质相模型；建立过程中，将储渗介质相模型始终置于沉积相模型的约束之下，使得井点间的储渗介质相只能随机游走在沉积相限定的空域内。

第三级为气水界面建模，利用单井气水关系分析获得的各气水井处的气水界面海拔标高数据；如果所有井的气水界面海拔标高保持一致，则以该标高数据建立一个水平面，将该水平面与气藏构造面相交即获得气藏气水界面模型；为采用确定性建模算法建立气水界面；如果所有井的气水界面海拔标高不一致，则表明研究对象为多气水系统的气藏群，需要以所有井的气水界面海拔标高数据为基础建立多个水平面或曲面，并将建立的多个水平面或曲面组合成一个界面，同时将该界面与气藏构造面相交即获得多气水系统的气藏气水界面模型。

第四级为流体分类相建模，利用单井流体性质识别获得的流体性质数据，利用序贯指示模拟或指示克里金等随机模拟算法建立流体分类相模型；建立过程中，将流体分类相模型始终置于气水界面模型的控制之下，同时还要受到储渗介质相模型的约束，使得井点间的流体性质只能随机游走在有利储渗介质相和气水界面模型限定的空域内。

图3-图7给出了依靠四级次相建模方法完成的某带水碳酸盐岩气藏的沉积相模型、储渗介质相模型、气水界面模型、流体分类相模型及其剖面模型。

本具体实施方式中的孔渗饱三属性建模：

孔隙度和渗透率采用储渗介质相控方法建立，基本原理见公式(6)；含气饱和度属性模型采用流体分类相控方法建立，基本原理见公式(7)。

储渗介质相控孔渗属性建模

流体分类相控含气饱和度属性建模

式中：F——为映射；WPROP_ij——单井孔渗属性数据；ff——为某种随机建模算法；RE——储渗介质相模型；PROP_j——孔渗属性模型；WSG_i——单井含气饱和度属性数据；SG——含气饱和度属性模型；j＝1为孔隙度，2为渗透率；m——井数。

图8-图10分别展示了利用储集相控方法建立的带水碳酸盐岩气藏孔隙度和渗透率模型，以及利用流体分类相控建立的含气饱和度模型。

本具体实施方式目前已在我国西部的磨溪龙王庙带水碳酸盐岩气田和高石梯灯影组带水碳酸盐岩气田气水分布三维表征过程中得到了应用，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、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。

Claims (2)

1.用于带水碳酸盐岩气藏气水分布表征的六阶段建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

(A)地层层面构造建模的基本原理见公式(1)；它是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W_i对，结合利用地震解释及测井多井对比获得的断层数据集FA，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；

地层层面构造建模

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，FA——断层数据集，S——三维空间顶、底构造面，m——井数；

(B)四级次相建模包括沉积相建模-储渗介质相建模-气水界面建模-流体分类相建模，其基本原理见公式(2)～(5)；

第一级：沉积相建模

第二级：储渗介质相建模

第三级：气水界面建模

第四级：流体分类相建模

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相分布图数值化形成的数据集(0代表滩间海及泻湖，1代表颗粒滩，2代表藻丘，3代表台坪)，SF——建立形成的三维沉积相模型，ff——为某种随机建模算法，WRE——单井储渗介质相数据集(0代表非储层，1代表孔隙型储层、2代表孔洞型储层、3代表孔缝型储层、4代表孔洞缝型储层)，RE——建立形成的储渗介质相模型，WGW——单井气水界面分析数据，GWC——气水界面模型，WFL——单井流体性质分析数据；

(C)孔渗饱三属性建模：孔隙度和渗透率采用储渗介质相控方法建立，基本原理见公式(6)；含气饱和度属性模型采用流体分类相控方法建立，基本原理见公式(7)；

储渗介质相控孔渗属性建模

流体分类相控含气饱和度属性建模

式中：F——为映射，WPROP_ij——单井孔渗属性数据，ff——为某种随机建模算法，RE——储渗介质相模型，PROP_j——孔渗属性模型，WSG_i——单井含气饱和度属性数据，SG——含气饱和度属性模型，j＝1为孔隙度，2为渗透率，m——井数。

2.根据权利要求1所述的用于带水碳酸盐岩气藏气水分布表征的六阶段建模方法，其核心在于所述的步骤(B)中：

第一级为沉积相建模，直接利用绘制的沉积相平面分布图通过确定性方法建立形成；

第二级为储渗介质相建模，输入数据是依靠单井储渗介质相识别获得的单井储渗介质相分布数据，利用序贯指示模拟或指示克里金等随机模拟算法建立储渗介质相模型；建立过程中，将储渗介质相模型始终置于沉积相模型的约束之下，使得井点间的储渗介质相只能随机游走在沉积相限定的空域内；

第三级为气水界面建模，利用单井气水关系分析获得的各气水井处的气水界面海拔标高数据；如果所有井的气水界面海拔标高保持一致，则以该标高数据建立一个水平面，将该水平面与气藏构造面相交即获得气藏气水界面模型；为采用确定性建模算法建立气水界面；如果所有井的气水界面海拔标高不一致，则表明研究对象为多气水系统的气藏群，需要以所有井的气水界面海拔标高数据为基础建立多个水平面或曲面，并将建立的多个水平面或曲面组合成一个界面，同时将该界面与气藏构造面相交即获得多气水系统的气藏气水界面模型；

第四级为流体分类相建模，利用单井流体性质识别获得的流体性质数据，采用序贯指示模拟或指示克里金等随机模拟算法建立流体分类相模型；建立过程中，将流体分类相模型始终置于气水界面模型的控制之下，同时还要受到储渗介质相模型的约束，使得井点间的流体性质只能随机游走在有利储渗介质相和气水界面模型限定的空域内。