CN118260904A - 回灌开发的地热田建模、储层非均质性分析方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回灌开发的地热田建模、储层非均质性分析方法和装置。该方法包括：根据热储模型范围、地层和断层解释数据构建地层格架模型；根据热储建模基础数据和储层地质分析数据，基于地层格架模型构建地热田基础属性模型：将已知井的岩性数据离散化到地层格架模型中，根据不同的沉积相类型，建立起地热田的岩性模型；将测井得到的已知井的储层物性数据离散化到地层格架模型中，以岩性模型为约束进行储层物性数据插值建立起地热田的储层物性模型；将测量得到的已知井的温度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的温度数据插值建立起地热田的热储温度模型。基于热储边界和热储基础数据进行建模，能定量评价储层非均质性。

Description

回灌开发的地热田建模、储层非均质性分析方法和装置

技术领域

本发明涉及地热能开发利用技术领域，特别涉及一种回灌开发的地热田建模、储层非均质性分析方法和装置。

背景技术

地热能是重要的清洁的可再生能源，砂岩热储是重要的热储类型，地层水是主要的热载体。中深层地热能可以分为水热型及干热岩型，我国沉积盆地含有大量的中低温水热型地热资源，具有较大的开发利用潜力，但受资源、经济性、热能利用方式等的制约，地热田开发规模发展缓慢。目前中深层水热型地热资源的开发地质基础研究相对薄弱，部分地区由于砂岩热储非均质性强，导致有利储层分布规律不清，不同储层的开发潜力差别较大。

中深层水热型地热资源开发方式主要取决于地热田基本地质条件、开发技术以及热能的利用方式以及经济性。中深层水热型地热资源可以采用“取热不取水”的换热方式开发，也可以将地层水抽取至地面进行梯级利用。水热型地热资源开发通常需要进行回灌，将地热水利用后的尾水回灌至目的层以减少尾水环境污染、维持热储产热能力、保持热储压力。在开发过程中回灌井与地热井的井距非常重要，既要防止热突破，又要提高热能利用率。

砂岩热储回灌可以分为无压回灌(自然回灌)和加压回灌两种方式。对于陆相砂岩热储，砂体的叠置方式以及非均质性差异很大，单井出水量、温度以及连通性及开发可持续性直接影响着开发方案设计。目前砂岩热储回灌面临着回灌量和回灌方式对生产井温度的影响、回灌井腐蚀与结垢、井筒堵塞等技术难点。在回灌方面，回灌效果受物性和热物性的非均质性影响很大。目前以回灌方式开发的砂岩热储，对于热储温度、热导率等物性的非均质性刻画主要依赖于各种平面图件和开发经验，近年来也开始考虑基于三维模型进行分析。

三维建模技术在油气工业中的应用比较成熟，油气藏地质模型已广泛用于非均质性分析及开发数值模拟。地质建模方法主要分为确定性建模和随机模拟，其中随机模拟的技术的出现使得定量评价储层非均质性成为可能。储层建模可以融合地质、测井、地震、油气藏等多尺度数据，提高地质模型的精度。目前针对中深层水热型砂岩热储资源开发地质建模多是沿用原有的油气田建模思维和技术，还没有针对热储开发的地质模型。

发明内容

本申请发明人发现，油气工业中使用的三维建模技术用于热储地质分析时存在很多问题，比如无法确定热储模型边界，没有针对热储建模数据资料进行处理、无法建立热储温度和热物理属性模型，因此将油气工业中的三维模型技术用于热储开发中无法定量评价储层非均质性，亟需建立基于热储地质模型的热物性非均质性评价方法。

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种回灌开发的地热田建模、储层非均质性分析方法和装置。

本发明实施例提供一种回灌开发的地热田建模方法，包括：

根据预先确定的热储模型范围、获取的地层解释数据和断层解释数据构建地层格架模型；

根据收集的热储建模基础数据和分析得到的储层地质分析数据，基于搭建的地层格架模型，构建下列地热田基础属性模型中的至少一个：

根据已知井的位置信息，将测井得到的已知井的岩性数据离散化到地层格架模型中，根据不同的沉积相类型和已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的岩性模型；

将测井得到的已知井的储层物性数据离散化到地层格架模型中，以所述岩性模型为约束，根据已知井的储层物性数据插值出其他区域的储层物性数据，建立起地热田的储层物性模型；

将测量得到的已知井的温度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的温度数据插值出其他区域的温度数据，建立起地热田的热储温度模型。

在一些可选地实施例中，所述根据预先确定的热储边界、获取的地层解释数据和断层解释数据构建地层格架模型，包括：

根据重磁电震数据确定热异常区，根据热异常区确定平面范围；或根据热储所在目的层的地温场分布确定平面范围；

根据热储所在目的层的范围、热储储盖组合和热储的空间连通性确定垂向范围；

根据所述平面范围和所述垂向范围确定热储边界；

获取目的层的地层解释数据和断层解释数据，在所述热储边界内按照预设的网格步长构建地层格架模型。

在一些可选地实施例中，所述根据已知井的位置信息，将测井得到的已知井的岩性数据离散化到地层格架模型中，根据地质模型中不同的沉积相类型和已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的岩性模型，包括：

获取已知井的位置信息和测井得到的不同深度的岩性数据；

根据已知井的位置信息，将不同深度的岩性数据离散化到地层格架模型中；

根据不同的沉积相类型设定模拟边界，进行变差函数分析，采用序贯指示法，根据已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的岩性模型。

在一些可选地实施例中，将测井得到的已知井的储层物性数据离散化到地层格架模型中，以所述岩性模型为约束，根据已知井的储层物性数据插值出其他区域的储层物性数据，建立起地热田的储层物性模型，包括：

获取已知井的位置信息和测井得到的不同深度的储层物性数据，所述储层物性数据包括孔隙度和渗透率中的至少一项；

根据已知井的位置信息，将不同深度的储层物性数据离散化到地层格架模型中；

以所述岩性模型为约束设定模拟边界，进行变差函数分析，采用序贯高斯法，根据已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的储层物性模型，所述储层物性模型包括孔隙度模型和渗透率模型中的至少一个。

在一些可选地实施例中，将采样得到的已知井的温度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的温度数据插值出其他区域的温度数据，建立起地热田的热储温度模型，包括：

获取已知井的位置信息和不同深度的测温数据；

根据已知井的位置信息，将不同深度的测温数据离散化到地层格架模型中；

对有大于一定数量的测温数据的热储层，根据测温数据插值出其他区域的温度数据；对测温数据小于一定数量的热储层，根据测温数据和区域温度梯度插值出其他区域的温度数据，建立起地热田的热储温度模型。

在一些可选地实施例中，上述方法还包括：构建下列地热田基础属性模型中的至少一个：

将采样得到的已知井的矿化度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的矿化度数据插值出其他区域的矿化度数据，建立起地热田的矿化度模型；

将测井得到的已知井的热物性数据离散化到地层格架模型中，以所述岩性模型为约束，根据已知井的热物性数据插值出其他区域的热物性数据，建立起地热田的热物性模型；所述热物性参数包括热导率、比热容、热传递参数中的至少一个。

在一些可选地实施例中，将采样得到的已知井的矿化度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的矿化度数据插值出其他区域的矿化度数据，建立起地热田的矿化度模型，包括：

从已知井中采集岩石样品，实验测得岩石样品的矿化度，记录岩石样对应的已知井位置、采集深度和矿化度，得到已知井的矿化度数据；

根据已知井的位置信息，将不同深度的矿化度数据离散化到地层格架模型中；

以小层或砂层组为模型单元，根据已知井的矿化度数据，运用距离加权反比插值法或克里金插值法插值出其他区域的矿化度数据，建立起地热田的矿化度模型。

在一些可选地实施例中，将测井得到的已知井的热物性数据离散化到地层格架模型中，以所述岩性模型为约束，根据已知井的热物性数据插值出其他区域的热物性数据，建立起地热田的热物性模型，包括：

从已知井中采集岩石样品，实验测得岩石样品的热物性参数，记录岩石样对应的已知井位、采集深度和热物性参数，得到已知井的热物性数据；

根据已知井的位置信息，将不同深度的热物性数据离散化到地层格架模型中；

基于预先建立的岩性模型和热物性模型的函数关系，根据所述岩性模型和已知井的热物性数据，插值出其他区域的热物性数据，建立起地热田的热物性模型。

在一些可选地实施例中，上述方法还包括：

收集热储建模基础数据，建立数据库，所述数据库中包括：

热储边界；

研究区内井的数据，包括井位坐标、井轨迹、井深、射孔层段；

热储构造数据，包括时间域或深度域热储盖层、储层、基底层序地层解释成果；

裂缝数据，包括裂缝方位、开度、密度；

热储温度数据，包括实测温度、地温梯度；

热储参数，包括解释的岩性数据、孔隙度、渗透率、热导率、比热容；

矿化度数据。

在一些可选地实施例中，上述方法还包括：

对构建的地热田基础属性模型进行构造检验，判断模型中的地层和地质构造是否与采集到的数据一致；和/或

基于构建的地热田基础属性模型进行属性分析，判断分析得到的热储参数是否与采集得到的数据一致；所述热储参数包括岩性、孔隙度、渗透率中的至少一个。

本发明实施例提供一种地热田储层非均质性分析方法，其特征在于，基于上述的回灌开发的地热田建模方法构建的地热田基础属性模型对储层进行分析。

在一些可选地实施例中，所述对储层进行分析，包括下列至少一项：

根据构建的岩性模型筛选出砂体类型，通过横向或纵向切片的方式制作栅状图板，分析砂体连通性；

根据构建的储层物性模型，基于所述砂体连通性，分析采热井和回灌井之间的优势通道；

根据构建的热储温度模型，分析研究区域内的地热分布情况；

根据构建的矿化度模型，分析研究区域内的地层矿化情况；

根据构建的热物性模型，分析研究区域内的热物性特征。

本发明实施例提供一种回灌开发的地热田建模装置，包括：

格架构建模块，用于根据预先确定的热储模型范围、获取的地层解释数据和断层解释数据构建地层格架模型；

模型构建模块，用于根据收集的热储建模基础数据和分析得到的储层地质分析数据，基于搭建的地层格架模型，构建下列地热田基础属性模型中的至少一个：

根据已知井的位置信息，将测井得到的已知井的岩性数据离散化到地层格架模型中，根据不同的沉积相类型和已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的岩性模型；

将测井得到的已知井的储层物性数据离散化到地层格架模型中，以所述岩性模型为约束，根据已知井的储层物性数据插值出其他区域的储层物性数据，建立起地热田的储层物性模型；

将测量得到的已知井的温度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的温度数据插值出其他区域的温度数据，建立起地热田的热储温度模型。

在一些可选地实施例中，上述装置还包括：

数据收集模块，用于收集热储建模基础数据，建立数据库，所述数据库中包括：

热储边界；

研究区内井的数据，包括井位坐标、井轨迹、井深、射孔层段；

热储构造数据，包括时间域或深度域热储盖层、储层、基底层序地层解释成果；

裂缝数据，包括裂缝方位、开度、密度；

热储温度数据，包括实测温度、地温梯度；

热储参数，包括解释的岩性数据、孔隙度、渗透率、热导率、比热容；

矿化度数据。

在一些可选地实施例中，上述装置还包括：

模型检验模块，用于对构建的地热田基础属性模型进行构造检验，判断模型中的地层和地质构造是否与采集到的数据一致；和/或基于构建的地热田基础属性模型进行属性分析，判断分析得到的热储参数是否与采集得到的数据一致；所述热储参数包括岩性是、孔隙度、渗透率中的至少一个。

本发明实施例提供一种地热田储层非均质性分析装置，其特征在于，包括：

上述的回灌开发的地热田建模装置；

非均质性分析模块，用于基于构建的地热田基础属性模型对储层进行分析。

本发明实施例提供一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现上述的回灌开发的地热田建模方法和/或上述的地热田储层非均质性分析方法。

本发明实施例提供一种建模设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储于存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的回灌开发的地热田建模方法和/或上述的地热田储层非均质性分析方法。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的地热田建模方法，根据预先确定的热储边界、获取的地层解释数据和断层解释数据构建地层格架模型，根据收集的热储建模基础数据和分析得到的储层地质分析数据，基于搭建的地层格架模型，构建地热田基础属性模型，比如岩性模型、储层物性模型、热储温度模型等，在构建地热田基础属性模型时，收集的热储建模基础数据并对数据进行分析，结合收集和分析的数据进行建模，在建模时考虑了热储边界，从而针对热出区域有针对性的进行建模，从而建立起地质特征以及热储温度、热物理特性等热储模型，可以用于定量评价储层非均质性，为热储开发提供数据参考，有利于优化热储开发方案设计，从而能够更好的对热储资源进行开发利用。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例一中回灌开发的地热田建模方法的流程图；

图2为本发明实施例二中回灌开发的地热田建模方法的流程图；

图3为本发明实施例二中构建的一个砂岩热储地层格架模型的示例图；

图4为本发明实施例二中基于地层格架模型构建的岩性模型的示例图；

图5为本发明实施例二中基于岩性模型构建的孔隙度模型的示例图；

图6为本发明实施例二中基于岩性模型构建的渗透率模型的示例图；

图7为本发明实施例二中基于地层格架模型构建的温度分布模型的示例图；

图8为本发明实施例二中基于岩性模型构建的热导率模型的示例图；

图9为本发明实施例中回灌开发的地热田建模装置的结构示意图；

图10为本发明实施例中地热田储层非均质性分析装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

热储三维地质模型是数字化、网格化的热储属性的集合体，包含但不限于构造、地层、岩性、热储物性、热储热物性等信息。热储三维地质模型能很好的反映热储的非均质性，对于地热资源评价、甜点分布分析、热储开发数值模拟有重要作用。精细的三维热储建模是砂岩热储开发过程中重要的工作，三维热储模型是定量分析和数值模拟的基础，为整体开发方案编制，方案调整提供重要支撑。

针对现有技术中没有适合热储开发分析的地质模型，沿用原有的油气田建模思维和技术，在热储模型边界的确定、热储建模数据资料处理、热储温度和热物理属性模型的建立等方面还需要进行优化的问题，本发明实施例提供一种适用于砂岩热储回灌开发的地热田建模方法，在热储范围内，构建以岩性为基础，包括孔隙度、渗透率、热储温度、矿化度、热物性参数在内的各种模型，用于热储分析、评价、开发，提高分析评价的准确性，为有热储开发提供数据支持。

实施例一

本发明实施例一提供一种回灌开发的地热田建模方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：

步骤S101：根据预先确定的热储边界、获取的地层解释数据和断层解释数据构建地层格架模型。

在热储建模前，确定模型边界，包括确定三维模型的平面范围和垂向范围，然后针对有关区域有针对性的进行建模。可以根据重磁电震数据确定热异常区，根据热异常区确定平面范围，或根据热储所在目的层的地温场分布确定平面范围；根据热储所在目的层的范围、热储储盖组合和热储的空间连通性确定垂向范围；根据平面范围和垂向范围确定热储边界；获取目的层的地层解释数据和断层解释数据，在热储边界内按照预设的网格步长构建地层格架模型。在建模时考虑热储边界使构建的模型更优。在构建地层格架模型时会设置模型的平面网格步长及垂向网格步长，基于步长构建三维网格模型。

步骤S102：根据收集的热储建模基础数据和分析得到的储层地质分析数据，基于搭建的地层格架模型，构建下列地热田基础属性模型中的至少一个：岩性模型、储层物性模型和热储温度模型。

构建地层格架模型后，在此基础上进行建模时，基于收集的热储建模数据资料和基于收集的地震资料对储层进行分析得到的储层地质分析数据进行建模，针对热储建模收集和分析数据，优化建模的数据基础，可以得到针对热储进行分析的准确模型。

(1)构建岩性模型。

根据已知井的位置信息，将测井得到的已知井的岩性数据离散化到地层格架模型中，根据不同的沉积相类型和已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的岩性模型。已知井的岩性数据可以从预先建立的数据库中获取，沉积相可以通过分析得到，由于研究区域部分区域有井部分区域没有井，因此需要根据已知的数据插值出未知的数据，建立起整个研究区域的岩性模型。在地层格架模型基础上，对已知的岩性数据进行离散化和插值处理，在插值处理考虑沉积相的影响，使插值结果更接近真实值。

可选的，构建岩性模型的过程可以包括：获取已知井的位置信息和测井得到的不同深度的岩性数据；根据已知井的位置信息，将不同深度的岩性数据离散化到地层格架模型中；根据不同的沉积相类型设定模拟边界，进行变差函数分析，采用序贯指示法，根据已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的岩性模型。

(2)构建储层物性模型。

将测井得到的已知井的储层物性数据离散化到地层格架模型中，以岩性模型为约束，根据已知井的储层物性数据插值出其他区域的储层物性数据，建立起地热田的储层物性模型。在岩性模型的基础上，对已知的储层物性数据进行离散化和插值处理，针对不同的岩性区域进行插值处理，使插值结果更接近真实值。

可选的，构建储层物性模型可以包括：获取已知井的位置信息和测井得到的不同深度的储层物性数据；根据已知井的位置信息，将不同深度的储层物性数据离散化到地层格架模型中；以岩性模型为约束设定模拟边界，进行变差函数分析，采用序贯高斯法，根据已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的储层物性模型。

其中，储层物性数据包括孔隙度和渗透率中的至少一项；储层物性模型包括孔隙度模型和渗透率模型中的至少一个。

(3)构建热储温度模型。

将采样得到的已知井的温度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的温度数据插值出其他区域的温度数据，建立起地热田的热储温度模型。在进行温度数据插值时可以基于温度数据的丰富程度，确定是否考虑温度梯度，以获取更好的插值结果。

可选的，构建热储温度模型的过程可以包括：获取已知井的位置信息和不同深度的测温数据；根据已知井的位置信息，将不同深度的测温数据离散化到地层格架模型中；对有大于一定数量的测温数据的热储层，根据测温数据插值出其他区域的温度数据；对测温数据小于一定数量的热储层，根据测温数据和区域温度梯度插值出其他区域的温度数据，建立起地热田的热储温度模型。

本实施例的上述方法中，适用于砂岩热储回灌开发的地热田基础地质数据分析以及地质建模，可以基于地质模型对热储连通性进行评价，以及确定用于热储开发的井眼分布等。该方法根据预先确定的热储边界、获取的地层解释数据和断层解释数据构建地层格架模型，根据收集的热储建模基础数据和分析得到的储层地质分析数据，基于搭建的地层格架模型，构建地热田基础属性模型，比如岩性模型、储层物性模型、热储温度模型等，在构建地热田基础属性模型时，收集的热储建模基础数据并对数据进行分析，结合收集和分析的数据进行建模，在建模时考虑了热储边界，从而针对热出区域有针对性的进行建模，从而建立起地质特征以及热储温度、热物理特性等热储模型，可以用于定量评价储层非均质性，为热储开发提供数据参考，有利于优化热储开发方案设计，从而能够更好的对热储资源进行开发利用。

实施例二

本发明实施例二提供上述回灌开发的地热田建模方法的一种具体实现过程，适用于砂岩热储回灌开发的地热田建模，以构建的地质模型为基础可以进行热储非均质性评价，其流程如图2所示，包括如下步骤：

步骤S201：收集热储建模基础数据建立数据库。

建立热储建模基础数据库，在数据库中存储收集的热储建模基础数据，以备后续建模时使用。热储地质模型数据库是包含热储基本信息的数据集合，应以取全取准为原则，包括但不限于以下几个方面：

(1)数字化的热储边界。

(2)研究区内井的数据，包括井位坐标、井轨迹、井深、射孔层段等数据。

(3)热储构造数据，主要包括带坐标的时间域或深度域热储盖层、储层、基底层序地层解释成果等。

(4)裂缝数据，包括裂缝方位、开度、密度等信息。

当需要建立包含裂缝的双重介质模型时，需获取裂缝方位、开度、密度等信息。

(5)热储温度，包括实测温度、地层的温度梯度。

(6)热储参数，可以包括解释的岩性数据、孔隙度、渗透率、热导率、比热容等参数。

(7)矿化度数据，基于采样数据实验分析得到。

步骤S202：确定热储模型的范围。

对于需要建模的地热田，其热储模型的范围可以是指热储边界，热储模型的范围主要包括平面范围和垂向范围，平面范围是指热储模型在各水平面的覆盖范围，平面范围可以以重磁电震等数据综合判断的热异常区为边界，也可以根据目的层地温场分布选定；垂向范围是指模型在垂直方向的覆盖范围或者说高度，一般垂向范围应包含建模所涉及到的目的层热储，对于单套热储，其垂向范围可以是该热储在垂向上的延伸范围，如果存在多套热储，可以根据热储储盖组合和多套热储的空间连通性确定热储模型垂向范围。

步骤S203：建立坐标系统，根据热储模型的范围搭建地层格架模型。

确定热储模型的范围后，选择合适的坐标系统，设定平面网格步长及垂向网格步长，在该范围内搭建地层格架模型。地层格架模型可以作为后续构架热储模型的基础。

层序地层学的研究成果认为，砂体的范围和叠置方式受基准面旋回影响很大，基准面旋回中物源供给和可容空间变化是重要的影响因素，在搭建热储的地层模型中，需要根据研究精度的不同，建立砂层组或小层级别的地层格架模型，对于精细注采开发的砂岩热储建模，一般应细化至小层级别。图3为构建的一个砂岩热储地层格架模型的示例图，是在三维坐标系中构建的热储边界范围内的一个地层格架模型。

步骤S204：对储层进行沉积相、砂体及储层物性分析，得到储层地质分析数据。

对于陆相砂岩储层，沉积相对砂体的分布具有重要的控制作用，基准面旋回级别和变化趋势不同，砂体的平面分布和连通性变化规律也有所差异。对于以回灌方式开发的砂岩热储，采热井和回灌井的距离对地面配套设施(如换热器、热泵)设计有重要影响。在此背景下，需要开展沉积相分析，通过岩性，砂体连通性等分析，将沉积相的研究尽量细化到沉积微相级别，绘制出沉积微相图，砂体连通模式图件，主力热储温度分布图件，以及通过实验分析，测井解释等途径研究热储的物性及热物性特征。其中，沉积相和沉积微相的级别不同，1个沉积相可以划分若干个亚相，一个亚相又可细分出若干微相。

在以上研究基础上，还可以对储层进行地层水及地层压力分析，获取以下信息：地热水化学分类，分类的方法可以采用舒卡列夫分类，该分类根据地热水中6种主要离子及TDS值划分，含量大于25％毫克当量的阴离子和阳离子进行组合，共分为49种类型的水，可以根据地热水化学分类进行地热水腐蚀性和结垢性评价。根据实测或测井等资料获取地层压力数据，如果研究区已有地热开发井，可以同时获取单井地热流体产量信息。

步骤S205：从数据库中获取热储建模基础数据，根据热储建模基础数据和储层地质分析数据，基于搭建的地层格架模型，构建地热田基础属性模型。可以构建下列地热田基础属性模型中的至少一个：岩性模型、储层物性模型、热储温度模型、矿化度模型、热物性模型等。下面举例描述各模型的具体构建过程。

(1)构建岩性模型。

岩性模型的建立主要以测井解释的热储岩性分类为基础，以砂岩热储为例，沉积相类型主要以辫状河、曲流河为主，砂体的叠置方式和储层物性对注采开发有较大影响。建立岩性模型，首先将解释的岩性数据离散化到已建立的地层格架模型的网格中，设定模拟边界，进行变差函数分析，其中，变差函数可以定量的描述区域化变量的空间相关项，岩性数据的插值属于离散型数据插值，可以运用序贯指示法建立岩性模型。图4为基于图3的地层格架模型构建的岩性模型的示例图。

(2)构建储层物性模型。

孔渗模型的建立主要以岩性模型为约束，将解释的孔隙度和渗透率数据网格化，在将数据离散到网格中之前可以剔除异常数据，然后，设定模拟边界，进行变差函数分析，孔隙度和渗透率的插值属于连续型数据插值，可以运用序贯高斯法进行插值，建立孔隙度和渗透率模型。图5为基于图4中的岩性模型构建的孔隙度模型的示例图。图6为基于图4中的岩性模型构建的渗透率模型的示例图。

(3)构建热储温度模型。

热储温度模型是地热模拟的重要输入部分，建立热储温度模型时，可以基于已知井的温度测量数据构建，例如可以从已知井中采集地层水样品，测量水的温度，也可以在下入井筒的设备上安装温度传感器测量温度数据。由于不同区域温度数据测量的不一致性，有些区域有较多数量的稳态测温数据，有些区域测温数据较少，因此可以针对具体情况选择插值的方式，对于有稳态测温数据的热储层，可以使用已有温度数据进行插值，如果热储缺乏足够数量的测温数据，则根据已有温度数据和区域温度梯度进行插值计算。图7为基于图3中的地层格架模型构建的温度分布模型的示例图。

(4)构建矿化度模型。

建立矿化度模型时，将采样得到的已知井的矿化度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的矿化度数据插值出其他区域的矿化度数据，建立起地热田的矿化度模型。该过程可以包括：从已知井中采集岩石样品，实验测得岩石样品的矿化度，记录岩石样对应的已知井位置、采集深度和矿化度，得到已知井的矿化度数据；根据已知井的位置信息，将不同深度的矿化度数据离散化到地层格架模型中；以小层或砂层组为模型单元，根据已知井的矿化度数据，运用距离加权反比插值法或克里金插值法插值出其他区域的矿化度数据，建立起地热田的矿化度模型。

矿化度数据可以基于采集的岩石样品进行测量得到，由于地热田中的矿化度数据通常采集样品数量有限。根据经验，同一地热开发区块同一层系地层水类型和矿化度基本无明显突变，因此，矿化度模型的建立可以小层或砂层组为模型单元，运用距离加权反比插值法或克里金插值法建立。

(5)构建热物性模型。

建立热物性模型时，将测井得到的已知井的热物性数据离散化到地层格架模型中，以岩性模型为约束，根据已知井的热物性数据插值出其他区域的热物性数据，建立起地热田的热物性模型；该过程可以包括：从已知井中采集岩石样品，实验测得岩石样品的热物性参数，记录岩石样对应的已知井位、采集深度和热物性参数，得到已知井的热物性数据；根据已知井的位置信息，将不同深度的热物性数据离散化到地层格架模型中；基于预先建立的岩性模型和热物性模型的函数关系，根据所述岩性模型和已知井的热物性数据，插值出其他区域的热物性数据，建立起地热田的热物性模型。热物性参数包括热导率、比热容、热传递参数中的至少一个，热物性模型包括热导率模型、比热容模型、热传递函数模型中的至少一个。

包括热导率、比热容等的热物性参数在同一地区主要受岩性影响，热物性参数模型的建立，可以通过分析岩性与热导率及比热容等热物性参数的关系，根据建立的岩性模型，运用确定性建模方法建立热物性参数模型。图8为基于图4中的岩性模型构建的热导率模型的示例图。

步骤S206：对构建的地热田基础属性模型进行检验。

热储模型的检验提高模型质量的重要步骤，可以进行下列至少一项检验：

(1)对构建的地热田基础属性模型进行构造检验，判断模型中的地层和地质构造是否与采集到的数据一致，例如：检验构造模型中断层走向、倾向是否与原始数据一致，地层模型是否与原始输入数据一致；

(2)基于构建的地热田基础属性模型进行属性分析，判断分析得到的热储参数是否与采集得到的数据一致；热储参数包括岩性、孔隙度、渗透率中的至少一个。例如：检验岩性、孔隙度、渗透率在各砂层组或小层的分布规律是否与原始输入数据分布一致，主要对比原始输入数据和岩性模型的数据。根据检验结果构建的模型是否符合要求，若不符合要求，可以收集热储建模基础数据修正构建的地热田基础属性模型或重新构建地热田基础属性模型。

实施例三

本发明实施例三提供一种地热田储层非均质性分析方法，基于上述的回灌开发的地热田建模方法构建的地热田基础属性模型对储层进行分析。

使用构建的地热田基础属性模型，对回灌开发的地热田的热储连通性及优势渗流通道等进行分析，例如可以包括下列至少一项：

(1)根据构建的岩性模型筛选出砂体类型，通过横向或纵向切片的方式制作栅状图板，分析砂体连通性。

采热井和回灌井的井网布置基础需要分析砂体的连通性，基于三维地质模型筛选出主要砂体类型，对地质模型进行横向、纵向切片以展示所关注的平面的连通性，制作各种栅状图便于观察，以便进行砂体连通性分析，优化井网布置。

(2)根据构建的储层物性模型，基于所述砂体连通性，分析采热井和回灌井之间的优势通道。

在砂体连通性分析的基础上，进行优势渗流通道分析，可以设定孔隙度、渗透率的截止值，在三维模型中隐去选定范围值之外数据，比如只显示孔隙度大于一定值的部分或者只显示渗透率大于一定值的部分，通过显示的数据进行采热井与回灌井之间的三维优势通道分析，优化井网布置。

(3)根据构建的热储温度模型，分析研究区域内的地热分布情况。

根据热储温度模型可以知道研究区域内的地热分布情况，从而有选择性的进行开发和利用，以及选择合适的位置进行采集。

(4)根据构建的矿化度模型，分析研究区域内的地层矿化情况。

分析研究区域内的地层矿化情况可以为地热开采提供数据支持。

(5)根据构建的热物性模型，分析研究区域内的热物性特征。

分析研究区域内的热物性特征可以更好的寻找地热资源，确定地热资源的位置，为地热开采提供数据支持。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种回灌开发的地热田建模装置，该装置可以设置在具有计算处理功能的设备中，该装置的结构如图9所示，包括：

格架构建模块11，用于根据预先确定的热储模型范围、获取的地层解释数据和断层解释数据构建地层格架模型；

模型构建模块12，用于根据收集的热储建模基础数据和分析得到的储层地质分析数据，基于搭建的地层格架模型，构建下列地热田基础属性模型中的至少一个：

根据已知井的位置信息，将测井得到的已知井的岩性数据离散化到地层格架模型中，根据不同的沉积相类型和已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的岩性模型；

将测井得到的已知井的储层物性数据离散化到地层格架模型中，以所述岩性模型为约束，根据已知井的储层物性数据插值出其他区域的储层物性数据，建立起地热田的储层物性模型；

将测量得到的已知井的温度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的温度数据插值出其他区域的温度数据，建立起地热田的热储温度模型。

在一些可选地实施例中，上述地热田建模装置还包括：

数据收集模块13，用于收集热储建模基础数据，建立数据库，所述数据库中包括：

热储边界；

研究区内井的数据，包括井位坐标、井轨迹、井深、射孔层段；

热储构造数据，包括时间域或深度域热储盖层、储层、基底层序地层解释成果；

裂缝数据，包括裂缝方位、开度、密度；

热储温度数据，包括实测温度、地温梯度；

热储参数，包括解释的岩性数据、孔隙度、渗透率、热导率、比热容。

矿化度数据。

在一些可选地实施例中，上述地热田建模装置还包括：

模型检验模块14，用于对构建的地热田基础属性模型进行构造检验，判断模型中的地层和地质构造是否与采集到的数据一致；和/或基于构建的地热田基础属性模型进行属性分析，判断分析得到的热储参数是否与采集得到的数据一致；所述热储参数包括岩性是、孔隙度、渗透率中的至少一个。

本发明实施例还提供一种地热田储层非均质性分析装置，其结构如图10所示，包括：

上述的回灌开发的地热田建模装置；

非均质性分析模块15，用于基于构建的地热田基础属性模型对储层进行分析。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现上述的回灌开发的地热田建模方法和/或上述的地热田储层非均质性分析方法。

本发明实施例还提供一种建模设备，包括：存储器、处理器及存储于存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的回灌开发的地热田建模方法和/或上述的地热田储层非均质性分析方法。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

除非另外具体陈述，术语比如处理、计算、运算、确定、显示等等可以指一个或更多个处理或者计算系统、或类似设备的动作和/或过程，所述动作和/或过程将表示为处理系统的寄存器或存储器内的物理(如电子)量的数据操作和转换成为类似地表示为处理系统的存储器、寄存器或者其他此类信息存储、发射或者显示设备内的物理量的其他数据。信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任何一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。

对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (18)

1.一种回灌开发的地热田建模方法，其特征在于，包括：

根据预先确定的热储模型范围、获取的地层解释数据和断层解释数据构建地层格架模型；

根据收集的热储建模基础数据和分析得到的储层地质分析数据，基于搭建的地层格架模型，构建下列地热田基础属性模型中的至少一个：

根据已知井的位置信息，将测井得到的已知井的岩性数据离散化到地层格架模型中，根据不同的沉积相类型和已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的岩性模型；

将测井得到的已知井的储层物性数据离散化到地层格架模型中，以所述岩性模型为约束，根据已知井的储层物性数据插值出其他区域的储层物性数据，建立起地热田的储层物性模型；

将测量得到的已知井的温度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的温度数据插值出其他区域的温度数据，建立起地热田的热储温度模型。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先确定的热储边界、获取的地层解释数据和断层解释数据构建地层格架模型，包括：

根据重磁电震数据确定热异常区，根据热异常区确定平面范围；或根据热储所在目的层的地温场分布确定平面范围；

根据热储所在目的层的范围、热储储盖组合和热储的空间连通性确定垂向范围；

根据所述平面范围和所述垂向范围确定热储边界；

获取目的层的地层解释数据和断层解释数据，在所述热储边界内按照预设的网格步长构建地层格架模型。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据已知井的位置信息，将测井得到的已知井的岩性数据离散化到地层格架模型中，根据地质模型中不同的沉积相类型和已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的岩性模型，包括：

获取已知井的位置信息和测井得到的不同深度的岩性数据；

根据已知井的位置信息，将不同深度的岩性数据离散化到地层格架模型中；

根据不同的沉积相类型设定模拟边界，进行变差函数分析，采用序贯指示法，根据已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的岩性模型。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将测井得到的已知井的储层物性数据离散化到地层格架模型中，以所述岩性模型为约束，根据已知井的储层物性数据插值出其他区域的储层物性数据，建立起地热田的储层物性模型，包括：

获取已知井的位置信息和测井得到的不同深度的储层物性数据，所述储层物性数据包括孔隙度和渗透率中的至少一项；

根据已知井的位置信息，将不同深度的储层物性数据离散化到地层格架模型中；

以所述岩性模型为约束设定模拟边界，进行变差函数分析，采用序贯高斯法，根据已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的储层物性模型，所述储层物性模型包括孔隙度模型和渗透率模型中的至少一个。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将采样得到的已知井的温度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的温度数据插值出其他区域的温度数据，建立起地热田的热储温度模型，包括：

获取已知井的位置信息和不同深度的测温数据；

根据已知井的位置信息，将不同深度的测温数据离散化到地层格架模型中；

对有大于一定数量的测温数据的热储层，根据测温数据插值出其他区域的温度数据；对测温数据小于一定数量的热储层，根据测温数据和区域温度梯度插值出其他区域的温度数据，建立起地热田的热储温度模型。

6.如权利要求1-5任一所述的方法，其特征在于，还包括：构建下列地热田基础属性模型中的至少一个：

将采样得到的已知井的矿化度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的矿化度数据插值出其他区域的矿化度数据，建立起地热田的矿化度模型；

将测井得到的已知井的热物性数据离散化到地层格架模型中，以所述岩性模型为约束，根据已知井的热物性数据插值出其他区域的热物性数据，建立起地热田的热物性模型；所述热物性参数包括热导率、比热容、热传递参数中的至少一个。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将采样得到的已知井的矿化度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的矿化度数据插值出其他区域的矿化度数据，建立起地热田的矿化度模型，包括：

从已知井中采集岩石样品，实验测得岩石样品的矿化度，记录岩石样对应的已知井位置、采集深度和矿化度，得到已知井的矿化度数据；

根据已知井的位置信息，将不同深度的矿化度数据离散化到地层格架模型中；

以小层或砂层组为模型单元，根据已知井的矿化度数据，运用距离加权反比插值法或克里金插值法插值出其他区域的矿化度数据，建立起地热田的矿化度模型。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将测井得到的已知井的热物性数据离散化到地层格架模型中，以所述岩性模型为约束，根据已知井的热物性数据插值出其他区域的热物性数据，建立起地热田的热物性模型，包括：

从已知井中采集岩石样品，实验测得岩石样品的热物性参数，记录岩石样对应的已知井位、采集深度和热物性参数，得到已知井的热物性数据；

根据已知井的位置信息，将不同深度的热物性数据离散化到地层格架模型中；

基于预先建立的岩性模型和热物性模型的函数关系，根据所述岩性模型和已知井的热物性数据，插值出其他区域的热物性数据，建立起地热田的热物性模型。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

收集热储建模基础数据，建立数据库，所述数据库中包括：

热储边界；

研究区内井的数据，包括井位坐标、井轨迹、井深、射孔层段；

热储构造数据，包括时间域或深度域热储盖层、储层、基底层序地层解释成果；

裂缝数据，包括裂缝方位、开度、密度；

热储温度数据，包括实测温度、地温梯度；

热储参数，包括解释的岩性数据、孔隙度、渗透率、热导率、比热容；

矿化度数据。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对构建的地热田基础属性模型进行构造检验，判断模型中的地层和地质构造是否与采集到的数据一致；和/或

基于构建的地热田基础属性模型进行属性分析，判断分析得到的热储参数是否与采集得到的数据一致；所述热储参数包括岩性、孔隙度、渗透率中的至少一个。

11.一种地热田储层非均质性分析方法，其特征在于，基于权利要求1-10任一所述的回灌开发的地热田建模方法构建的地热田基础属性模型对储层进行分析。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述对储层进行分析，包括下列至少一项：

根据构建的岩性模型筛选出砂体类型，通过横向或纵向切片的方式制作栅状图板，分析砂体连通性；

根据构建的储层物性模型，基于所述砂体连通性，分析采热井和回灌井之间的优势通道；

根据构建的热储温度模型，分析研究区域内的地热分布情况；

根据构建的矿化度模型，分析研究区域内的地层矿化情况；

根据构建的热物性模型，分析研究区域内的热物性特征。

13.一种回灌开发的地热田建模装置，其特征在于，包括：

格架构建模块，用于根据预先确定的热储模型范围、获取的地层解释数据和断层解释数据构建地层格架模型；

模型构建模块，用于根据收集的热储建模基础数据和分析得到的储层地质分析数据，基于搭建的地层格架模型，构建下列地热田基础属性模型中的至少一个：

根据已知井的位置信息，将测井得到的已知井的岩性数据离散化到地层格架模型中，根据不同的沉积相类型和已知井的岩性插值出其他区域的岩性，建立起地热田的岩性模型；

将测井得到的已知井的储层物性数据离散化到地层格架模型中，以所述岩性模型为约束，根据已知井的储层物性数据插值出其他区域的储层物性数据，建立起地热田的储层物性模型；

将测量得到的已知井的温度数据离散化到地层格架模型中，根据已知井的温度数据插值出其他区域的温度数据，建立起地热田的热储温度模型。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括：

数据收集模块，用于收集热储建模基础数据，建立数据库，所述数据库中包括：

热储边界；

研究区内井的数据，包括井位坐标、井轨迹、井深、射孔层段；

热储构造数据，包括时间域或深度域热储盖层、储层、基底层序地层解释成果；

裂缝数据，包括裂缝方位、开度、密度；

热储温度数据，包括实测温度、地温梯度；

热储参数，包括解释的岩性数据、孔隙度、渗透率、热导率、比热容；

矿化度数据。

15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括：

模型检验模块，用于对构建的地热田基础属性模型进行构造检验，判断模型中的地层和地质构造是否与采集到的数据一致；和/或基于构建的地热田基础属性模型进行属性分析，判断分析得到的热储参数是否与采集得到的数据一致；所述热储参数包括岩性是、孔隙度、渗透率中的至少一个。

16.一种地热田储层非均质性分析装置，其特征在于，包括：

如权利要求13-15任一所述的回灌开发的地热田建模装置；

非均质性分析模块，用于基于构建的地热田基础属性模型对储层进行分析。

17.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1-10任一所述的回灌开发的地热田建模方法和/或权利要求11-12任一所述的地热田储层非均质性分析方法。

18.一种建模设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储于存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-10任一所述的回灌开发的地热田建模方法和/或权利要求11-12任一所述的地热田储层非均质性分析方法。