CN112925017A - 一种断缝型储层地质建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种针对储层物性贡献程度主要是由断层和裂缝组成的断缝型储层的地质建模方法，包括以下步骤：1)叠后三维地震数据的断层与层位解释；通过人机交互，基于地震反射特征，在地震数据体上进行层位追踪和断层拾取；2)构建三维地层格架模型；基于断层与层位解释数据，采用确定性建模方法，构建三维断层模型与层面模型；并在此基础上基于角点网格建模方法，构建地层格架模型；3)定量判别断层和裂缝集中发育区域的边界；采用多手段综合判别的方法，综合地震上振幅变化、井点上渗透率变化、和生产动态数据中含水率变化，判别断层和裂缝影响范围的边界值；4)分尺度构建离散裂缝网络模型；大尺度上采用蚂蚁追踪技术，进行确定性建模；小尺度上采用边界值约束的方法，进行随机性建模；5)断缝型储层地质模型建立；将裂缝模型粗化到地层格架模型中，进行裂缝模型与基质模型的耦合，形成连续介质网格的地质模型。本发明能够高效、准确、便捷的构建该类型储层地质模型，可推广适用于断层相关裂缝发育的储层中。

Description

一种断缝型储层地质建模方法

技术领域

本发明涉及地下油气储集层表征与建模领域，是一种针对断裂体系较为发育的储层进行地质建模的方法。

背景技术

断缝型储层主要泛指储层物性贡献程度主要由断层和裂缝组成，断层和裂缝在该类储层中广泛发育；此类储层基质孔隙度和渗透率均较低，油气储集和运移的通道基本由断层和裂缝承担。因此，构建基质、断层和裂缝耦合在一起的储层地质模型是亟待解决的问题；同时也能够为后期井位部署提供重要的指导作用。该类储层中目标体类型多样，基质、断层、裂缝均发育，构建三者耦合的地质模型目前仍是一个较大的技术难题；如何能够高效、准确地构建模型，缺乏较为成熟和便捷有效的方法。本文提出一种分类型、分尺度、多手段联合判定的方法，依次构建断层模型、大尺度裂缝模型、小尺度裂缝模型和连续介质地质模型。

断层与层位模型的构建，准确的地震数据解释是关键。基于三维地震数据体，人机交互，进行逐道的解释，其准确程度取决于能否尽可能多的识别出同相轴的各种变化，以及多地震属性的判别，这将十分有利于断层和层位的解释工作，进而为下一步的建模提供更为准确的输入数据。

由于该类型储层的裂缝基本上由断层所控制和约束，因此明确断层和裂缝集中发育的边界，对于后期进行储层模型的建立，变得尤为重要。传统判别方法中，多依靠野外或者岩心上统计出来的裂缝密度与距离断层远近来进行边界的确定；存在因地表和地下环境不同导致的边界误差，以及仅仅依靠单一手段识别边界导致的准确性降低的问题。在本次发明中，选取三种判定断层和裂缝集中发育边界的方法：地震瞬时振幅、井点渗透率和井点含水率；多手段综合判定，降低误差提高准确性。

裂缝模型的建立一直存在较大的争议。目前常规的建模方法还未能很好的考虑到裂缝级次的问题；本次发明考虑到裂缝的尺度分级的问题，将裂缝划分为两个尺度：大尺度和小尺度，针对不同尺度裂缝采用不同方法的形式，依次构建。这样建立的裂缝模型更加贴近实际地下情况，提高了模型的精度。

为了能够便于后期油藏数值模拟工作的开展，同时为了构建完整地断缝型储层地质模型，本次发明将裂缝模型同基质模型进行耦合，构建出一套连续介质网格的地质模型；该模型能够使后期油藏工程师更快速高效的完成数值模拟工作。

发明内容

本发明的目的是为了建立一种能够准确、高效构建断缝型储层地质模型的方法；该方法能够精确构建断层和裂缝模型；同时能够将断层、基质和裂缝综合考虑到同一套连续网格模型中去，建立更加贴近真实地下情况的模型。

本发明通过以下步骤实现：

步骤一，进行叠后三维地震数据断层和层位解释。对全研究区地震资料在人机交互下进行逐道的解释；在主测线上解释，在联络测线上检查闭合。断层要结合同相轴与属性体进行识别解释；层位要在过井主测线和联络测线剖面内对层位进行横向追踪，从而得到整个过井剖面的层位信息。

步骤二，构建地层格架模型。在断层和层位解释结果的基础上，首先通过确定性方法，将解释结果构建出断层片模型和层面模型；然后在顶底层面模型中间，包括着在这中间垂向发育的断层，用角点网格构建出三维立体的地层格架模型。

步骤三，对断层和裂缝集中发育区域的边界进行综合判别。为了更好的明确裂缝的空间分布范围，更好的构建一体化断缝型地质模型，需要对断层和裂缝集中发育区域的边界进行明确。地震上，通过提取瞬时振幅属性，在与断层走向平行方向、属性低值区域进行边界的刻画与明确；井点渗透率上，通过对散布在主干断层周围的井点渗透率进行统计，以渗透率突增或突降的井点进行分析，明确边界值大小；生产动态资料上，选取井点含水率作为评价参数，同样统计散布在主干断层附近每口井的含水率，对于含水率突然变化的井点进行筛选，明确边界值大小。将三种方法明确的边界进行综合评价，最终获得最贴近实际的断层与裂缝集中发育区域的边界。

步骤四，分尺度构建裂缝模型。考虑到实际地下裂缝发育具有分尺度的实际现象，不能再延续使用传统同一尺度下构建裂缝模型的思路；本次发明中，采用分尺度的方法，将裂缝划分为大尺度裂缝和小尺度裂缝；大尺度裂缝采用蚂蚁追踪的方法，对直接从地震数据体上识别出来的裂缝片进行拾取，确定方法构建大尺度裂缝模型；小尺度裂缝采用上一步确定的断层与裂缝集中发育区域的边界做约束，通过离散裂缝网络随机建模方法构建小尺度裂缝模型。

步骤五，构建连续介质网格地质模型。最终的目的是构建一套统一完整的断缝型储层地质模型，因此，我们需要将上述几步构建的地层格架模型和裂缝模型耦合在一起，形成只有单一网格介质的地质模型。

在上述技术方案中，所述步骤一中，为了能够更好的解释断层，属性体选择对构造较为敏感的地震属性，多选择相干体、方差体、混沌体等。

在上述技术方案中，所述步骤二中，断层模型的建立采用Fault Pillar的方式对研究区内所有断层进行逐一的调整和构建；对于层面模型的建立采用Make surface的方式对储层的顶底面进行模型建立；地层格架模型的构建则是采用pillar gridding的方法搭建角点网格，进而建立模型。

在上述技术方案中，所述步骤三中，地震瞬时振幅值要在20000左右，在地震剖面上会出现比较明显的分带特征，断层与裂缝集中发育区域和不发育区域有较为明显的边界；对于各个井点渗透率的变化，一般处于断层和裂缝集中发育区域的井，渗透率普遍分布在25-35mD左右,高于非集中发育区域井点渗透率一个数量级左右；含水率在断层与裂缝发育区域的井，在同一生产时间内，多集中在60-80％；位于非集中发育区域的井点含水率多集中在25-40％附近。

在上述技术方案中，所述步骤四中，蚂蚁追踪是在原始地震数据体上，通过去噪、平滑、边缘增强之后再进行蚂蚁追踪；小尺度裂缝模型建立中采用的边界条件约束的方法，是通过相控的思路实现，将边界内区域转化成面，用该面进行区域约束，仅在此面中生成小尺度裂缝模型。

在上述技术方案中，所述步骤五中，由于裂缝模型是离散的面片状，地层格架模型是角点网格状，两者是两种类型的介质，为了将两种类型的介质进行耦合，采用将裂缝模型粗化到临近的角点网格中；这里采用裂缝面片中心点到临近网格中心点直线距离最近的判别方法，按照最小距离粗化到相邻的网格中去。

本发明断缝型储层地质建模方法，具有以下效益成果：真正实现了针对地下多目标地质体的综合建模，同时采用多手段综合判别的方法，进一步明确了断层和裂缝在该类储层中集中发育区域的边界；一改以往日多目标地质体无法融合建模，断层与裂缝集中发育区域边界不明晰的问题。同时，该方法能够十分高效便捷的构建出模型，为整个油田现场施工、开展数值模拟工作和井位部署等后续工作节省了大量时间，提供了十分可靠的地质模型。

附图说明

图1为一种断缝型储层地质建模方法流程示意图；

图2为本发明一种断缝型储层地质建模方法中断层和层位的地震解释剖面图；

图3为本发明一种断缝型储层地质建模方法中基于图1解释结果构建断层、层位以及地层格架模型；

图4为本发明一种断缝型储层地质建模方法中多手段判别断层与裂缝集中发育区域边界图；

图5为本发明一种断缝型储层地质建模方法中多尺度裂缝模型；

图6为本发明一种断缝型储层地质建模方法中基于上述步骤，构建统一的断缝型储层地质模型；

具体实施方式

下面结合附图及本发明所应用的实例作进一步的详细描述，但该实例不应作为对本次发明的限制。

图1为一种断缝型储层地质建模方法流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤一，叠后地震数据断层与层位解释；

步骤二，构建三维地层格架模型；

步骤三，定量判别断层和裂缝集中发育边界；

步骤四，分尺度构建离散裂缝网络模型；

步骤五，断缝型储层地质模型建立；

接下来结合具体实例，对上述每一步骤进行解释说明。

步骤一，针对处理后的三维叠后地震数据体，通过人机交互，基于地震反射特征，对层位和断层进行逐一解释图2。首先对层位进行地震剖面上的追踪；层位在地震数据上具有强反射、强振幅和强连续的反射特征，对所需构建模型顶底面的层位进行逐一追踪，获取层位模型的原始数据；再对所建模型范围内的断层进行识别和解释；断层在地震数据上的反射特征为同相轴发生明显错断、波形转变、能量减弱的特征，相干属性会出现振幅突变的特征，对具有如上特征的地震位置进行断层的识别与提取，获取断层模型的原始数据。

步骤二，根据步骤一获取的层位和断层的原始数据，采用确定性建模的方法构建三维地层格架模型。针对层面模型的建立，将获取的层位原始数据以general point的格式进行处理，以make surface的确定性方法，对导入的point层位数据进行模型的生成，以此来构建模型的顶底面模型。针对断层模型的建立，将获取的断层原始数据以fault polygon的形式处理，首先生成各个断层与顶底面相交的发育区域；在顶底面之间以fault pillar的形式，插入各个断层面，以此来构建断层模型。在层位和断层模型的基础上，以角点网格作为空间搭建介质，在顶底层面间生成角点网格，在断层处做网格相交处理，构建全区三维地层格架模型图3。

步骤三，采用地震、物性和生产数据相结合，综合判别的方法，确定断层和裂缝集中发育区域的边界图4。地震上，对原始地震振幅体进行瞬时振幅属性的提取，对瞬时振幅值较低的垂向分布区域，判定为断层和裂缝集中发育的区域，定量化表征在20000左右。物性上，选取井点渗透率作为判别参数，通过对研究区所有单井渗透率的统计，划分出在距断层核部距离120m左右，存在渗透率的突变。在生产数据上，选取含水率作为评价参数，通过统计全区所有井含水率，划分出在距断层核部135m左右，存在含水率的突变。对每类方法进行加权平均求取，最终判断在距断层核部距离130m左右，为断层和裂缝集中发育区域的边界。

步骤四，分尺度构建离散裂缝网络模型。针对大尺度裂缝模型的构建，通过对原始地震数据体进行去噪、平滑、边缘增强之后，采用蚂蚁追踪对地震体中较大尺寸的裂缝进行追踪和拾取，人机交互直接确定性建立大尺度裂缝模型。针对小尺度裂缝的构建，由于地震分辨率无法达到识别该类尺度裂缝的能力，因此无法从地震数据体上直接提取该尺度裂缝；因此，本次发明基于步骤三所建立的断层和裂缝集中发育区域的边界，用该边界作为小尺度裂缝模型建立的边界，以此作约束，在边界范围内生成小尺度裂缝，在边界范围外不生成小尺度裂缝，最终建立起多尺度离散裂缝网络模型图5。

步骤五，基于上述四个步骤，所建的地层格架模型为连续型角点网格介质，所建裂缝模型为离散型面片介质，两种介质类型无法快速高效地开展油藏数值模拟等后续油藏工作，拉长了整个油气建产的时间和成本。为了能够高效、便捷的进行相关工作，这里采用将裂缝模型等效粗化到相邻角点网格中的方法，以裂缝面片中心点到相邻角点网格中心点直线距离做判别，将裂缝面片直接粗化到最近的网格中去，最终实现仅存角点网格介质的地质模型图6。

本发明所建立的断缝型储层地质模型，能够更为高效、准确的建立包含多种地质体的储层模型，同时大大提高了后期其他工作的效率。并且，从多种手段出发综合判别了断层和裂缝集中发育区域的边界，进一步提高了建立模型的精度。

说明书中所述内容及具体事例，相关领域人员可以对本发明进行任何改动与变型，并不用限定本发明的限定范围。未脱离本发明精神和范围，进行的修改、变型等，则本发明也包含这些修改与变型在内。

Claims (6)

1.一种断缝型储层地质建模方法，其特征在于还包括按照下述方法步骤进行：

(1)进行叠后三维地震数据体的断层和层位解释；

(2)在断层和层位地震解释结果的基础上，采用确定性建模方法，基于角点网格构建地层格架模型；

(3)基于地震上的振幅变化、井点上的渗透率变化、和生产动态中的含水率变化，对断层和裂缝集中发育区域的边界进行综合判别；

(4)大尺度上，基于地震数据体进行蚂蚁追踪，构建大尺度裂缝模型；小尺度上，采用边界约束的办法，构建小尺度裂缝模型；

(5)将多尺度裂缝模型与储层基质模型耦合，构建连续介质网格的地质模型。

2.根据权利要求1所述的断缝型储层地质建模方法，其特征在于所述的步骤(1)中，进行叠后三维地震数据体的断层和层位解释；是在地震数据体上，通过人机交互进行逐道解释，层位通过对强同相轴进行横向追踪，断层则是依据同相轴和属性变化特征进行解释。

3.根据权利要求1所述的断缝型储层地质建模方法，其特征在于所述的步骤(2)中，构建地层格架模型，是将断层和层位解释结果，直接确定性构建出相应的断层和层位模型；并以角点网格作为模型搭建基础，构建三维地层格架模型。

4.根据权利要求1所述的断缝型储层地质建模方法，其特征在于所述的步骤(3)中，对断层和裂缝集中发育区域的边界进行明确；将地震上瞬时振幅值较低的垂向区域、井点渗透率突变位置、和井点含水率突变位置，综合评价确定边界。

5.根据权利要求1所述的断缝型储层地质建模方法，其特征在于所述的步骤(4)中，分尺度构建裂缝模型，其中针对大尺度裂缝采用蚂蚁追踪拾取，确定性建立；针对小尺度裂缝则采用已明确的断层和裂缝集中发育边界做约束的方法，随机构建离散裂缝网络模型。

6.根据权利要求1所述的断缝型储层地质建模方法，其特征在于所述的步骤(5)中，构建连续介质网格地质模型，是将裂缝模型粗化到地层格架模型的角点网格中去，形成单一角点网格介质的地质模型。

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