CN113933899A - 基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法和系统 - Google Patents

基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法和系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法和系统，本方法包括：筛选基础数据；建立若干个砂砾岩测井岩性定量解释；建立不同岩性与地震的响应特性，基于所述响应特性，得到不同岩相的空间展布；以波阻抗体为约束,建立岩相三维模型；建立物性和流体模型；根据有效储层下限标准，进行砂砾岩油藏连通性定量表征分析，并建立砂砾岩油藏连通模型。本系统包括数据单元、性状单元、模型单元和分析单元。本申请突破了以往单井测井的局限，从岩性和物性两方面建立砂砾岩内部的构型及连通关系，既能反映岩相空间展布特征，又能反映储层内部隔夹层分布特征及连通关系，有效提高了模型精度。

Description

基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法和系统
技术领域
本申请属于三维地质建模技术领域，具体涉及基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法和系统。
背景技术
砂砾岩油藏属多期碎屑流快速堆积，平面上迁移摆动、纵向上多期叠置，沉积厚度变化大，多种岩性混杂堆积，造成砂砾岩油藏连通关系复杂多样。通常国内外砂砾岩油藏大多采用弹性开发，整体采出程度较低，为了进一步提高该类油藏的储量动用程度，目前大多采用注水、注气等补充能量的方式，这就要求对砂砾岩连通性进行精细描述，分析其井间的砂体连通对应关系，对深化砂砾岩储层地质研究、优化井网和剩余油挖潜调整具有重要的理论和实践意义。
通过技术调研表明，目前国内外在砂砾岩油藏研究重点均放在储层预测方面，很少放在三维地质建模方法研究，对于砂砾岩建模方法研究还是空白，目前仅检索到的两种类似的三维地质建模方法。(1)2017年《一种致密砂岩储层建模方法》，该方法是基于叠后三维地震解释资料，以钻井、测井资料为约束进行岩性反演，获得多个反演数据体，将多个反演数据体与测井解释结论对比，优选出最能体现不同岩性的反演数据体，再根据测井解释出的岩性数据与优选出的反演数据体中的数值的相关性，确定岩性划分标准；基于所述岩性划分标准对三维空间中每个三维网格中的反演数据体的数值进行岩性识别，得到三维岩性数据体；在沉积相的主体中心和各边界内部的位置设置虚拟井，将虚拟井所对应的三维岩性数据体中的数值确定为虚拟井的岩性数据；将实钻井和虚拟井的岩性数据作为建模基础数据，进行随机模拟建模，得到三维储层岩相模型，达到精细描述储层的目的。(2)2018年《一种浊积砂体储层建模方法》，该方法是基于浊积砂体几何要素分析及模型建立，井震综合浊积砂体反演，利用浊积砂体多点地质统计储层建模，建立研究区浊积砂体储层地质模型，综合利用生产动态数据库中的动态资料，对不合理的模拟区域进行误差分析，通过反复调整，建立静态信息与动态信息相结合的验证模型。
以上两种方法均是把三维地质建模作为研究对象，方法一：采用钻井、测井资料为约束进行岩性反演，获得多个反演数据体，再与测井解释结果对比优选出最优反演体，来进行岩性建模，该方法的局限性是没有首先运用单井测井解释岩性为约束，开展储层反演，降低了反演的精度；方法二：井震结合，综合浊积砂体反演，利用浊积砂体多点地质统计储层建模，建立研究区浊积砂体储层地质模型，该方法的局限性是不能够反映浊积岩内部的构型及连通关系。如何建立一种既能反映岩相空间展布特征，又能反映储层内部隔夹层分布特征及连通关系的复杂砂砾岩建模方法，一直是本领域技术研究的重担。
发明内容
本申请提出了基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法和系统，通过挖掘岩心、成像等资料，完成砂砾岩岩性测井解释，在此基础上结合地震响应特征，明确各种岩性的波阻抗值的分布范围，定量的建立各种岩性与波阻抗值之间的关系；基于地震属性约束的策略，利用随机模拟的方法建立岩相模型；采用高斯随机函数的计算方法，建立物性和流体模型，最后根据岩相展布和有效储层的下限标准，此方法能建立反应砂砾岩储层纵向、横向连通关系，为油藏数值模拟提供更加准确的地质模型。
为实现上述目的，本申请提供了如下方案：
基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法，包括如下步骤：
S1.筛选基础数据；
S2.基于所述基础数据，建立若干个砂砾岩测井岩性定量解释；
S3.基于若干个所述岩性定量解释，建立不同岩性与地震的响应特性，基于所述响应特性，得到不同岩相的空间展布；
S4.基于所述空间展布，以波阻抗体为约束,建立岩相三维模型；
S5.基于所述岩相三维模型，建立砂砾岩油藏的岩性解释，重复所述S2-所述S5,建立砂砾岩油藏的物性解释，基于所述岩性解释和物性解释，得到物性和流体模型；
S6.基于所述物性和流体模型，及预置的有效储层下限标准，进行砂砾岩油藏连通性定量表征分析，并建立砂砾岩油藏连通模型，完成砂砾岩储层建模。
优选的，所述S1中，所述基础数据包括：油田的井位、井斜、坐标、砂砾岩期次划分、测井解释、地震层面解释、岩性解释和流体性质。
优选的，所述S2中，建立所述岩性定量解释的方法包括：
采用自组织特征映射，建立多尺度、多系列的测井数据融合的岩性识别方法，建立垂向上不同岩相的离散型测井曲线；
基于所述测井曲线，通过岩心刻度成像测井，确定不同岩性的成像测井特征，运用成像亮点分析技术得到亮点所占的面积作为砾岩的百分含量比；
基于所述百分含量比，并根据砾石的含量划分岩性，完成对岩性的定量识别，建立了所述岩性定量解释。
优选的，所述S3中，基于所述岩性定量解释，并结合预置的地球物理响应特征，建立岩性与地震波阻抗值之间的定量关系，基于所述定量关系得到不同岩性与地震的响应特性。
优选的，所述S4中，建立所述岩相三维模型的方法包括：
基于所述空间展布，采用随机建模方法刻画单期砂砾岩体，并根据预置的砂砾岩沉积模式，建立舌状体的分布模型；
根据距离单个所述舌状体中轴线的远近以及扇端、扇中和扇缘的空间位置，构建岩相分布的概率体，并结合波阻抗反演共同约束建立所述岩相三维模型。
优选的，所述S5中，基于所述流体解释和所述物性解释，利用相控高斯随机函数模拟算法，建立砂砾岩油藏的所述物性和流体模型。
本申请还公开了基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模系统，包括数据单元、性状单元、模型单元和分析单元；
所述数据单元用于接收钻、测、录井、岩心以及砂砾岩期次划分信息资料，经过数据筛选，得到基础数据；
所述性状单元用于根据所述基础数据，经过定量解释得到不同岩相的空间展布，基于所述空间展布，建立岩相三维模型；
所述模型单元用于根据所述岩相三维模型得到物性和流体模型；
所述分析单元用于对所述物性和流体模型进行砂砾岩油藏连通性定量表征分析，得到砂砾岩油藏连通模型。
优选的，所述性状单元包括定量解释模块、空间展布模块和岩相模型模块；
所述定量解释模块用于基于所述基础数据，建立若干个砂砾岩测井岩性定量解释；
所述空间展布模块用于基于若干个所述岩性定量解释，建立不同岩性与地震的响应特性，基于所述响应特性，得到不同岩相的空间展布；
所述岩相模型模块用于基于所述空间展布，建立所述岩相三维模型。
本申请的有益效果为：
本申请公开了基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法和系统，突破了以往单井测井的局限，从岩性和物性两方面建立砂砾岩内部的构型及连通关系，既能反映岩相空间展布特征，又能反映储层内部隔夹层分布特征及连通关系，有效提高了模型精度，为三维地质建模提供了新思路。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法流程示意图；
图2为本申请实施例一中机器识别岩性识别综合柱状示意图；
图3为本申请实施例一中研究的YJNX229-YJN236-1井地震剖面图；
图4为本申请实施例一中不同岩相地震特征相应统计表示意图；
图5为本申请实施例一中采用随机模拟方法以波阻抗体为约束的岩相模型图；
图6为本申请实施例一中以岩相模型为控制约束模拟得到的孔隙度模型示意图；
图7为本申请实施例一中以岩相模型控制约束、孔隙度协同模拟得到的渗透率模型示意图。
图8为本申请实施例二基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，为本申请实施例一基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法流程示意图，主要包括以下步骤：
S1.筛选基础数据。
在本实施例中，通过总结对砂砾岩油藏前期地质认识，收集包括油田的井位、井斜、坐标、砂砾岩期次划分、测井解释、地震层面解释、岩性解释等数据，筛选出准确的基础数据，除此以外还需要准备各种测试数据(试油、试采)、流体性质等。完成对钻、测、录井、岩心以及砂砾岩期次划分信息等资料整理，筛选出三维地质建模的基础资料，完成基础数据加载工作。
S2.基于所述基础数据，建立若干个砂砾岩测井岩性定量解释。
采用机器学习算法(自组织特征映射)，建立多尺度、多系列的测井数据融合的岩性识别方法，明确各井的岩性分布，建立垂向上不同岩相的离散型测井曲线。
成像图像不同色调代表不同岩相，通过岩心刻度成像测井，确定不同岩性的成像测井特征，运用成像亮点分析技术得到亮点所占的面积作为砾岩的百分含量,按照电成像纵横向分辨率分别匹配实际砾石尺寸，获取粒径曲线，Dmax＝2.509*DEN-0.010*GR+0.118*RS-3.376,其中(Dmax:代表岩石最大粒径、DEN:岩石密度、GR:伽马曲线值、RS:电阻率值)，在此基础上，根据砾石的含量划分岩性，实现对岩性的定量识别，运用该方法解释的岩性更加定量、精细、客观。如图2所示，为机器识别岩性识别综合柱状示意图。
S3.基于若干个所述岩性定量解释，建立不同岩性与地震的响应特性，基于所述响应特性，得到不同岩相的空间展布；
在单井岩性解释的基础上，结合地球物理响应特征，明确各种岩性波阻抗值的分布范围，建立不同岩性与地震的响应特征，明确不同岩相的空间展布。图3为本实施例一中研究的YJNX229-YJN236-1井地震剖面图。
S4.基于所述空间展布，以波阻抗体为约束,建立岩相三维模型。
在砂砾岩期次划分的基础上，采用随机建模方法以波阻抗体为约束，建立对应的岩相模型，刻画单期砂砾岩体。在砂砾岩沉积模式、经验公式的指导下，建立了舌状体的分布模型，根据距离单个舌状体中轴线的远近以及扇端、扇中和扇缘的空间位置，构建岩相分布的概率体，结合波阻抗反演共同约束建立岩相三维模型。模型结果在空间上体现各种岩性的真实展布形态并进行正确表征。不仅刻画了砂砾岩体的层次性，又充分利用了各类资料和前人经验。图4为本实施例一中不同岩相地震特征相应统计表示意图。
S5.基于所述岩相三维模型，建立砂砾岩油藏的岩性解释，重复所述S2-所述S5,建立砂砾岩油藏的物性解释，基于岩性(流体)解释和物性解释，得到物性和流体模型；
以测井二次解释为基础，在地质统计、变差函数分析的基础上，运用相控高斯随机函数模拟算法模拟物性和流体的空间分布，建立砂砾岩的物性和流体模型。图5为本实施例一中采用随机模拟方法，以波阻抗体为约束的岩相模型图。
S6.基于物性和流体模型，及预置的有效储层下限标准，进行砂砾岩油藏连通性定量表征分析，并建立能够反映砂砾岩油藏连通性的模型，完成砂砾岩储层建模。图6为本实施例一中，以岩相模型为控制约束模拟得到的孔隙度模型示意图；图7为以岩相模型控制约束、孔隙度协同模拟得到的渗透率模型示意图。
实施例二
如图8所示，为本申请实施例二的基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模系统结构示意图，包括数据单元、性状单元、模型单元和分析单元。
其中，数据单元用于接收钻、测、录井、岩心以及砂砾岩期次划分信息资料，经过数据筛选，得到基础数据。
性状单元用于根据基础数据，经过定量解释得到不同岩相的空间展布，基于空间展布，建立岩相三维模型。具体的，性状单元包括定量解释模块、空间展布模块和岩相模型模块；定量解释模块用于基于基础数据，建立若干个砂砾岩测井岩性定量解释；空间展布模块用于基于若干个岩性定量解释，建立不同岩性与地震的响应特性，基于响应特性，得到不同岩相的空间展布；岩相模型模块用于基于空间展布，建立岩相三维模型。
模型单元用于根据岩相三维模型得到物性和流体模型；
分析单元用于对物性和流体模型进行砂砾岩油藏连通性定量表征分析，得到砂砾岩油藏连通模型。
以上所述的实施例仅是对本申请优选方式进行的描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.筛选基础数据；
S2.基于所述基础数据，建立若干个砂砾岩测井岩性定量解释；
S3.基于若干个所述岩性定量解释，建立不同岩性与地震的响应特性，基于所述响应特性，得到不同岩相的空间展布；
S4.基于所述空间展布，以波阻抗体为约束,建立岩相三维模型；
S5.基于所述岩相三维模型，建立砂砾岩油藏的岩性解释，重复所述S2-所述S5,建立砂砾岩油藏的物性解释，基于所述岩性解释和物性解释，得到物性和流体模型；
S6.基于所述物性和流体模型，及预置的有效储层下限标准，进行砂砾岩油藏连通性定量表征分析，并建立砂砾岩油藏连通模型，完成砂砾岩储层建模。
2.根据权利要求1所述的基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法，其特征在于，所述S1中，所述基础数据包括：油田的井位、井斜、坐标、砂砾岩期次划分、测井解释、地震层面解释、岩性解释和流体性质。
3.根据权利要求1所述的基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法，其特征在于，所述S2中，建立所述岩性定量解释的方法包括：
采用自组织特征映射，建立多尺度、多系列的测井数据融合的岩性识别方法，建立垂向上不同岩相的离散型测井曲线；
基于所述测井曲线，通过岩心刻度成像测井，确定不同岩性的成像测井特征，运用成像亮点分析技术得到亮点所占的面积作为砾岩的百分含量比；
基于所述百分含量比，并根据砾石的含量划分岩性，完成对岩性的定量识别，建立了所述岩性定量解释。
4.根据权利要求1所述的基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法，其特征在于，所述S3中，基于所述岩性定量解释，并结合预置的地球物理响应特征，建立岩性与地震波阻抗值之间的定量关系，基于所述定量关系得到不同岩性与地震的响应特性。
5.根据权利要求1所述的基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法，其特征在于，所述S4中，建立所述岩相三维模型的方法包括：
基于所述空间展布，采用随机建模方法刻画单期砂砾岩体，并根据预置的砂砾岩沉积模式，建立舌状体的分布模型；
根据距离单个所述舌状体中轴线的远近以及扇端、扇中和扇缘的空间位置，构建岩相分布的概率体，并结合波阻抗反演共同约束建立所述岩相三维模型。
6.根据权利要求1所述的基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模方法，其特征在于，所述S5中，基于所述流体解释和所述物性解释，利用相控高斯随机函数模拟算法，建立砂砾岩油藏的所述物性和流体模型。
7.基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模系统，其特征在于，包括数据单元、性状单元、模型单元和分析单元；
所述数据单元用于接收钻、测、录井、岩心以及砂砾岩期次划分信息资料，经过数据筛选，得到基础数据；
所述性状单元用于根据所述基础数据，经过定量解释得到不同岩相的空间展布，基于所述空间展布，建立岩相三维模型；
所述模型单元用于根据所述岩相三维模型得到物性和流体模型；
所述分析单元用于对所述物性和流体模型进行砂砾岩油藏连通性定量表征分析，得到砂砾岩油藏连通模型。
8.根据权利要求7所述的基于地震属性约束指导下的砂砾岩储层建模系统，其特征在于，所述性状单元包括定量解释模块、空间展布模块和岩相模型模块；
所述定量解释模块用于基于所述基础数据，建立若干个砂砾岩测井岩性定量解释；
所述空间展布模块用于基于若干个所述岩性定量解释，建立不同岩性与地震的响应特性，基于所述响应特性，得到不同岩相的空间展布；
所述岩相模型模块用于基于所述空间展布，建立所述岩相三维模型。
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