严格的讲,地质建模已经不能算是很新的技术,在国外,地质建模已经发展了几十年,中国自上世纪80年代末开始引入EsrthVision以来,也已经发展了二十年。但回顾一下地质建模在油田开发中的作用,我们不难发现,目前的三维地质建模主要有两个作用:一个是为数值模拟提供基础模型,第二是用于油藏的整体评价,例如油藏勘探开发的风险评价。但三维地质建模一直没能深入到油田的生产中。就像许多搞生产的人评价的:好看,但不中用。
在另一方面,油田开发地质研究工作中,目前还没有十分有效、先进的技术。油藏地质研究还主要依靠手工编制的厚度图、油藏剖面图、连通图等。十分需要新的技术的补充与提高。在整个开发阶段地质研究工作中,唯一可以称为新技术的就是三维地质建模。因此三维地质建模完全可以在开发阶段地质研究中起到更为突出的作用。实际上,三维地质建模应该,也完全可以成为油藏开发阶段油藏精细描述和生产措施部署的核心技术。
自上世纪五十年代马特龙把地质统计学引用地质研究以来,地质统计学就成了地质建模的核心。但是几十年的实际应用也表明,单纯依靠地质统计学是不能把三维地质建模更深入的引入到油田的开发生产中的。
如何更多的发挥三维地质建模技术的作用,真正使其成为油藏开发阶段油藏精细描述和生产措施部署的核心技术是每一个从事三维地质建模工作的人必须经常琢磨的问题。
三维地质模型中的不确定性:
由于地质体的复杂性,三维地质模型中的不确定性是固有的,不可回避的。面对不确定性,擅长地质统计学的专家更喜欢从统计的角度对不确定性进行分析和评价。这在油藏整体评价阶段是正确的,但当我们把三维地质模型直接应用于生产的时候,又是远远不够的。例如从统计学的角度,可以利用随机模拟技术得到多个实现,通过多个实现的分析,对不确定性进行分析和评价。但对于生产来说,我们有可能根据多个实现钻探多套开发井网吗?生产需要的是一个确定的模型。因为生产方案只能有一个,生产措施方案只能有一套,钻探井位也只能有一套。
我们也可以计算出一个最大概率的模型做为最终的结果。但这个最大概率模型就真的更接近于地质体的实际状况吗?有生产经验的人都可以很容易的给与否定的回答。因此要想让地质模型能够被直接从事油藏开发生产的技术人员所接受,更合理的出路是想办法(通过更为充分的基础地质研究和基础数据的应用)尽量降低模型的不确定性。从而为生产方案提供一个更为合理可靠的(而不是多个等概率的)参考依据。
要想做到这一点,出路显然不在于更为合理的计算方法和计算参数上 ,而是更为充分合理的应用地质、物探基础数据。
三维地质建模与基础地质研究的结合
若要将三维地质建模技术直接应用到油藏开发生产,必须也能够与油藏地质研究相结合。
由于渤海湾盆地沉积、构造的复杂性,在许多区块地层对比是一个很大的难题,尤其是断点的对比,出现50m左右的误差是很平常的事。但断点对比的不准确,会直接影响到断层两侧油藏关系的认识,并进而影响到生产措施的实施。在利用最初的地层对比方案建立断层模型的时候发现,两条主要断层的断点是分散在断层模型两侧的,显然这是由于地层对比的误差所导致的。对于常规建模工作来说,我们完全可以不必考虑所有的断点,只要根据多数断点建立起一个平均的断面就可以。如果出现不准确的问题,哪是地层对比人员的事,不是我们的责任。但油田采油厂的人从生产要求的角度出发,采用了断层建模与地层对比相交互的方法。即通过Petrel的断层模型找出与断层面不吻合的断点,然后对断点进行重新对比。经过多次的反复,最终将所有的断点都收敛到了一个断面上。其结果不仅使断层模型更为准确,也帮助解决了地层对比工作中长期存在疑问。从而使建模技术很快的被油田一线生产人员所接受和喜爱。
三维地质模型的可靠性分析:
通常,在如何评价地质模型的可靠性方面更多的是从地质统计学的角度进行研究,例如储量计算、多实现的统计分析等,但这些都只是数字上的计算,从建模理论和纯学术研究的角度并无不可。但如果让生产上认可我们所建立的模型,并将模型应用到生产中去,就不能只是这些统计上的数字,因为有生产经验的人都知道计算概率大的模型并不一定是与地下地质情况最吻合的模型。检验的最好标准与生产动态数据进行对比,模型必须与油藏的生产情况相吻合。
模型计算时采用了最普通的SEquence Indicator方法。但在前期的基础工作上做了大量的工作。包括:沉积韵律层的细分与对比(15m的砂层被细分为三个韵律层)、精细的地震解释、测井曲线的重新处理、砂体的细致识别与划分(综合了岩芯、电测、试油等)、地震属性的分析与标定、模拟计算中地震属性参数的合理应用等。这从另一方面也说明,模型的可靠性并不是靠统计计算的各种分析得到的,而是靠大量的扎实的基础地质研究工作。
附贴:
听说在国内三维地质建模没有多大的市场。是否是因为各个油田的地质工作者对油田的区域地质已经很了解了,所以地质统计建模就失去了她的魅力?其实地质统计建模的主要用处应该是在油藏开发阶段进行油藏精细描述,从而帮助制定有效的生产措施部署, 使采收率达到最大。这在各大国际石油公司已经是很普及的应用技术。——“寒武三叶”
说一下对整合数据和随机性建模的看法:
1。我们肯定是要在模型中整合地质数据和各种物探数据。希望这些数据好,而且还多,但是这些都是有成本的。这些数据能帮着降低不确定性,但未必能得到唯一模型。
2。关于布井等开发方案的问题,我们是不是应该寻找一个在多个模型下都能受到不错效果的方案呢?
举一例:我们尽最大可能整合数据,得到了2个模型A,B。 A的可能性是60%,B的可能性是40%。现在要设计一个布井方案,使得其在A,B模型中都能获得不错的开发效果(应用数值模拟工具)。在筛选方案的时候考虑到了应该适当偏向A,因为它有高一些的概率。
当然,该方案对A而言,或对B而言,可能都不是最好的开发方案,但确是在考虑了现阶段不确定性的情况下,最好的方案。——“cced”
楼主应该是开发地质方面建模,进而给数模提供模型的开发地质工程师,楼主一再强调要"靠大量的扎实的基础地质研究工作、如果出现不准确的问题,那是地层对比人员的事,不是我们的责任。"说明在楼主建模之前,还有一个开发地质人员,这其实是国内开发地质的一个弊端,其实,楼主强调的所谓“模型的可靠性并不是靠统计计算的各种分析得到的”是错误的,这种统计计算也是地质研究工作的不可缺少的一部分。
“开发地质萌芽于40年代人工注水的采用,成熟于70年代沉积相的引入,现代化于80年代后期与其它学科专业,特别是数学、计算机和开发地震的结合。”
数模的发展推动了地质建模,但我首先反对油藏工程人员或者是数模人员自己建模,一个好的建模人员应该首先是个好的地质研究人员。如果楼主一定要把建模和地质研究割裂开来,我倒是建议刚毕业的学生踏踏实实的搞几年常规地质研究再去建模。
随机模拟的每一个实现其实都是确定的,随机模拟的真谛在于它可以实现多个等概率的实现。而从中甄别出真正符合地下地质情况的那个实现,才正是地质研究人员所需要具备的功底,是地质人员从露头、岩心和大量的实际工作中得到的老中医似的经验。
随着计算机功能越来越强大,三维模型的网格达到m*cm级别的时候,真正意义上的三维非均质研究就可以在地质建模软件上实现,这个理想一定能够实现。——“fatty”
好热闹的讨论,感谢“木头”和大家分享他的体会和认识,建议斑竹加精!
木头,cced,fatty说的都很有道理。
在以上的讨论中其实包含了两个主题:
1、油藏描述是一个各种资料集成的过程,收集的资料越多,不确定性就越小。利用动态资料对地质模型进行约束进一步减小了不确定性。
2、地下是复杂和未知的,资料再详细,也有不确定的时候,因此地质统计无时不在,因此在集成所能获得的资料的情况下运用地质统计并不是在玩数值游戏。
以上面“木头”提供的资料为例,“从生产曲线反映出,由于井轨下面的夹层隔挡,虽然井轨离油水界面很近,但并没有形成水锥,产油量和含水都比较稳定,而相邻无夹层井区含水上升很快,形成了水锥。从而证明了夹层的可靠性。”这就是一个用动态资料来约束地质建模的一个很好的应用,这就是集成。我们得出的结论是在井和油水界面之间存在夹层,这点无人反驳,我们可以把它认为是确定性的了,但是如果极端一点,在井之间这个夹层的位置是否是确定的?也许它应往上偏移一点,或许应往下偏移一点点?油水界面的位置我们是否能肯定就在那儿?如果油水界面上移一点或下移一点,对以后的生产预测是什么影响?
其实,我理解“木头”的说法,生产现场就是这样的,要求你提供确定的东西。但如果在做了大量分析和集成的情况下,告诉生产人员哪些是确定的,哪些是不确定的,我想也没人再认为地质统计只是一种游戏了。只有那些没有集成现场生产人员认识的随机建模才造成了现场人员对地质统计的反感。——“enigmasoft”
感谢cced所提出的意见,感谢fatty的不同看法,感谢enigmasoft 的补充,感谢寒武三叶等朋友的回复。由于只是随想随写,有些想法没有表达清楚,有些也可能不正确。
我并不是反对随机模型,地质统计学是地质建模中无可争议的核心。但是我发现多数从事建模的工程师都把过多的精力放在了如何计算方面。但这是远远不够的。我在油田从事了多年的生产,目前主要从事建模方面的工作,深感生产单位对建模技术的期待,以及建模技术与生产要求的差距。尤其是中国东部的复杂断块、复杂沉积地质条件。
我主要是从生产的角度发表一些经验和看法,不当之处欢迎大家批评。有时间我还会结合我的一些工作继续发表意见。
补充说明一点,我所说的建模技术在生产中的应用,指的不仅仅是设计一个开发方案,还包括更为具体的措施。比如说:A井产液量下降后,在B井注水是否会产生效果;水平井高含水后在哪个井段堵水,在哪个井段补孔更为合适。这类问题目前主要依靠的还是手工编制的油藏剖面图、油藏连通图等。而三维地质模型在这类问题上往往给不出回答,或者说离这类生产问题还有段距离。但是我认为这类问题恰恰应该是三维地质模型的强项,因为它是对油藏的一个三维表达,可以更为清楚的描述出油藏的特征。关键是我们做出的是什么样子的模型。
我与一些建模高手交流过,听到的往往是地质统计学。高手们的文章也写的很有水平,建出的模型也很漂亮。但就是一拿到生产单位,那里的技术人员就摇头,放到一边不敢用。显然,问题并不是出在地质统计学上,而是出在其它方面。这就是我提出:模型的可靠性并不是靠统计计算的各种分析得到的这一看法的要源。——“木头”
“我与一些建模高手交流过,听到的往往是地质统计学。”这样的不是高手,属于二流水平!——“fatty”
Agree. Geostatistics are just toolbox. How to use these toolbox depends on our understanding of the reservoir, the project objective and the available data.
Thank you all for the interesting discussion. I am doing research in reservoir modeling too. But I don't have real working experience. This summer I did summer intern with a company, I felt there is a big gap between academic research and practical application in geostatistical reservoir modeling. It is very useful to learn from you!——“寒武三叶”
忽然感觉我的贴子放到油藏工程或与数模的放在一起更合适,不知有没有必要请版主帮我换个地方。
三维地质建模在储层描述中的应用:
三维地质建模主要应用于开发阶段的油藏静态描述,在储层预测方面起到的作用有限。去年有机会在一个海上的项目里试验了一下,感觉有一定的效果。这里主要想说明只要建模技术得到恰当的应用,可以得到更广泛的成果。这个工区有高分辨三维地震,并进行了反演,并根据反演进行了储层预测。在反演数据体的基础上通过建立三维地质模型,发现对曲流河砂体的描述更为合理准确。
这个工区面积50平方公里左右,只有14口钻井,但三维地震分辨率较高。由于三维地震对曲流河道已经有一定的反映,河道的分布已经是一个确定性的问题,因此采用了确定性的Kriging插值算法,同时通过Co-Kriging利用三维地震反演体对计算进行了条件约束。我也用随机模拟计算过,效果不如Kriging好,说明随机模型也不总是最好的算法
最初的想法来源于对反演处理的一个疑问。在反演处理中提高分辨率的方法主要是利用基于模型的反演。但问题是目前的反演软件中,初始模型的建立也是通过测井曲线的插值,而且这种插值是一种比较简单的数学插值,插值过程中反而没有地震参数的参与。这就导致一个矛盾,如果模型的权重比较小,分辨率就提不上去,如果模型的权重大了,虽然分辨率得到了提高,但很可能会失真,因为初始模型来自于简单的数学插值。而在地质模型的计算中,却可以有效的利用地震数据的空间分布特征。正好弥补了反演技术中的不足。
希望以后有机会能做进一步的试验,把地质模型再做为反演处理中的初始模型,相信反演出的结果会更为可靠、合理。