《石油地質(zhì)研究動(dòng)態(tài)》PPT課件

1、碎屑巖系儲(chǔ)層沉積學(xué)的發(fā)展動(dòng)態(tài)、研究方法及思路一、學(xué)科動(dòng)態(tài)與基本理論一）當(dāng)前油氣勘探所面臨挑戰(zhàn)與國(guó)內(nèi)外油氣勘探的新思路二）攻關(guān)的熱點(diǎn)問(wèn)題三）油氣儲(chǔ)層建模的基本思路三）水動(dòng)力條件分析及其沉積構(gòu)造特征四）八大沉積作用與儲(chǔ)層非均質(zhì)響應(yīng)二、沉積體系的特點(diǎn)與識(shí)別一）沖積扇體系的特點(diǎn)與識(shí)別二）河流體系的構(gòu)形要素與層次分析法三）河流體系的新分類結(jié)構(gòu)成因分類四）河流體系的基本特征與識(shí)別五）三角洲體系的新分類結(jié)構(gòu)成因分類六）各類扇與三角洲的區(qū)別七）三角洲體系的地質(zhì)特征與識(shí)別八）濱岸體系的地質(zhì)特征與識(shí)別九）重力流體系的特征與識(shí)別三、油氣儲(chǔ)層研究的主要內(nèi)容一）各層次儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究的重點(diǎn)二）綜合權(quán)衡定量標(biāo)準(zhǔn)的界定與權(quán)

2、衡計(jì)算三）評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)階段儲(chǔ)層研究的重點(diǎn)四）實(shí)施與調(diào)整階段儲(chǔ)層攻關(guān)的核心四、實(shí)例一）河流沉積儲(chǔ)層及類型二）地質(zhì)模型在油田開發(fā)中的作用三）海相三角洲、濱岸體系與油氣的關(guān)系四）斷陷湖盆三角洲的展布與油氣勘探開發(fā)的關(guān)系五）隨機(jī)建模技術(shù)在油氣勘探開發(fā)中的作用與重點(diǎn) 第一部分：學(xué)科動(dòng)態(tài)與基本理論一、當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)1）石油和天然氣的勘探與開發(fā)狀況自二十世紀(jì)6070年代早期全球的大型油氣田發(fā)現(xiàn)后，盡管人們?cè)谌澜邕M(jìn)行了廣泛而深入的勘探工作，但至今沒有發(fā)現(xiàn)象北海和阿拉斯加那樣重大的油田。雖然已發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)數(shù)量的油氣儲(chǔ)量，但也僅限于少數(shù)幾個(gè)可采儲(chǔ)量在5億桶以上的大油田。在過(guò)去的十多年中，由于油氣田開發(fā)的不斷深入，

3、大多數(shù)含油氣盆地已接近或達(dá)到了成年期。問(wèn)題的兩方面：一是勘探：尋找新的油氣勘探領(lǐng)域和油田； 二是提高已開采油氣的采收率與預(yù)測(cè)剩余油的分布。前者的主要任務(wù)開拓新的找油思路與建立新的成油理論；后者的主要任務(wù)是開發(fā)與利用新的方法技術(shù)。前者是增加地質(zhì)儲(chǔ)量；后者是增儲(chǔ)（可采儲(chǔ)量）上產(chǎn)。前者是尋找目標(biāo)打評(píng)價(jià)井；后者是搞清儲(chǔ)層的非均質(zhì)性與剩余油分布，布置加密鉆井和油田的擴(kuò)邊。2）從挖掘新的儲(chǔ)量所面臨的挑戰(zhàn) 1986年與1998年的世界石油價(jià)格暴跌刺激了整個(gè)石油工業(yè)來(lái)降低成本。大多數(shù)有遠(yuǎn)景的低勘探成熟含油氣盆地都處于勘探費(fèi)用較高的邊遠(yuǎn)地區(qū)，油氣勘探與生產(chǎn)成本大幅度提高，致使世界上主要產(chǎn)油國(guó)把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向勘探成熟區(qū)

4、和對(duì)已開發(fā)油田中挖掘增儲(chǔ)上產(chǎn)的潛力。據(jù)美國(guó)經(jīng)濟(jì)地質(zhì)局的最新估計(jì)，除阿拉斯加州以外，美國(guó)陸上已開發(fā)的儲(chǔ)量中，通過(guò)加密鉆井、擴(kuò)邊或油井的重新完井可以得到增補(bǔ)的石油可采儲(chǔ)量約800億桶（約114億噸），天然氣約5.1萬(wàn)億立方米。然而，挖掘這部分儲(chǔ)量遇到了兩個(gè)新的挑戰(zhàn)：一是必須更精確地描述儲(chǔ)層特征，按油藏規(guī)模描述砂體的連續(xù)性、儲(chǔ)層物性的空間分布及巖石內(nèi)部微觀特征等。二是改善或提高認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層非均質(zhì)性的手段，包括儲(chǔ)層的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特征。而解決這些問(wèn)題的方法就是開展儲(chǔ)層表征及建模研究。一、當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)同樣全世界各大石油公司的狀況更是如此，例如：在19811990年的十年間，荷蘭皇家殼牌集團(tuán)石油公司經(jīng)營(yíng)的油田

5、(除北美以外)可采儲(chǔ)量已增長(zhǎng)了36億標(biāo)準(zhǔn)桶，在油田的擴(kuò)邊后，還將增加10億標(biāo)準(zhǔn)桶的可采石油儲(chǔ)量（Michael J.R.，1993）：這是由于：1）儲(chǔ)層表征（50）；2）地質(zhì)學(xué)、地震學(xué)及巖石物理學(xué)資料的修正（30）；3）鉆井結(jié)果的重新評(píng)價(jià)與開發(fā)（20）。目前在全世界范圍內(nèi)，大約有20的可動(dòng)石油儲(chǔ)量，因儲(chǔ)層在垂向上和平面上的各種非均質(zhì)性隔擋和界面條件被滯于地下而無(wú)法采出。同時(shí)目前我國(guó)70以上的油田與世界上許多油氣田一樣，都已進(jìn)入了高含水期的開采階段，地下油氣水的分布極為復(fù)雜；各種非均質(zhì)性隔擋使剩余油呈分散狀分布。進(jìn)行精細(xì)的定量?jī)?chǔ)層描述或儲(chǔ)層表征研究，是解決這一問(wèn)題的重要途徑。因而建立準(zhǔn)確的儲(chǔ)層地

6、質(zhì)模型（概念、靜態(tài)和預(yù)測(cè)模型）便是儲(chǔ)層研究中極為重要的一個(gè)新課題或挑戰(zhàn)。一、當(dāng)前所面臨的挑戰(zhàn)世界石油產(chǎn)量與需求預(yù)測(cè)19922000年的年需求增長(zhǎng)量1.3%，20002010年的需求增長(zhǎng)量為10%資料來(lái)源：SPE/Holditch 4/27/2001世界油氣勘探開發(fā)趨勢(shì)自1900年至1970年的70年內(nèi)，世界石油年產(chǎn)量幾乎是以每10年翻一番的速度發(fā)展的。而世界石油年產(chǎn)量的三次跨越式增長(zhǎng)(1億噸2億噸，10億噸20億噸，20億噸30億噸)就是伴隨石油工業(yè)三次技術(shù)革命的結(jié)果。 世界油氣勘探形勢(shì)石油科技進(jìn)步與世界石油產(chǎn)量跨越式增長(zhǎng)相關(guān)圖 砂體內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)形特征分析（Internal archite

7、cture）1)、確定流體流動(dòng)單元（Fluid flow units）2)、分析不連續(xù)薄層的展布及規(guī)律（Discontinuous barriers）3)、各級(jí)界面的劃分（Bounding surface or Boundaries）4)、紋層的識(shí)別（Laminae）井間儲(chǔ)層物性預(yù)測(cè)（Interwell prediction）1)、孔隙度 2）、滲透率砂體或儲(chǔ)層連續(xù)性的確定（Reservoir continuity）1)、成因單元幾何尺寸的確定與測(cè)量（Geometry & Size）2)、砂體連續(xù)程度的分析（Connectedness）有利孔隙帶分布的預(yù)測(cè)1）、孔隙的分帶性（Porosity

8、zonation）2)、低滲透帶的預(yù)測(cè)3）、深層次生孔隙的發(fā)育機(jī)理儲(chǔ)層的傷害與保護(hù)1）、敏感性分析2）、儲(chǔ)層流體相互作用裂縫與原地應(yīng)力分析1）、裂縫地層學(xué)（Fracture Stratigraphy）2）、裂縫間距（Spacing）三、攻關(guān)的熱點(diǎn)問(wèn)題STRATIGRAPHIC/SUBTLE TRAPSLateral facies change trapsLateral depositional pinchout trapsOnlap/subcrop trapsChannel-/ valley-fill trapsDiagenetic trapsFracture trapsCapillary p

9、ressure traps Definition: Traps that cannot be defined by structural closure alone. They include pure stratigraphic and combination traps. Stratigraphic Trap Categories油藏（儲(chǔ)層）地質(zhì)學(xué) Reservoir Geology 油藏描述Reservoir Description 儲(chǔ)層表征Reservoir Characterization油藏（儲(chǔ)層）地質(zhì)建模與隨機(jī)模擬Reservoir Geological Model and St

10、ochastic Modeling綜合研究與資源量評(píng)價(jià)Integrated Study and Reserves Evaluation 四、儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)研究的任務(wù)及領(lǐng)域Task and Domain of Research on Reservoir Geology任務(wù)：研究油氣儲(chǔ)層的宏觀展布規(guī)律(各向異性)、儲(chǔ)集空間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其孔隙度與滲透率的分布特征(非均質(zhì)性)。目的：進(jìn)行油氣儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)，以便提高和解決油氣田的勘探與開發(fā)效果。廣義上講：尋找和預(yù)測(cè)有利的儲(chǔ)集相帶；提高采收率；為儲(chǔ)量計(jì)算服務(wù)。狹義上講：確定儲(chǔ)層的有效范圍與物性變化規(guī)律；指導(dǎo)加密井布置；確定外延井的位置。 四、儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)

11、研究的任務(wù)及領(lǐng)域1）儲(chǔ)層表征與模型的概念 儲(chǔ)層的隨機(jī)建?；蚰M是進(jìn)行儲(chǔ)層表征研究的核心內(nèi)容，可以說(shuō)它是儲(chǔ)層由定性描述轉(zhuǎn)化為定量研究的必經(jīng)之路。何為儲(chǔ)層表？模型與模式的區(qū)別？ 儲(chǔ)層表征(Reservoir Characterization)“定量地確定儲(chǔ)層的性質(zhì)、識(shí)別其地質(zhì)信息及空間變化的過(guò)程?！?物理特性(Property屬性)非均質(zhì)性Heterogeneities空間特性(Geometry & Spatial)各向異性Anisotropies儲(chǔ)層地質(zhì)信息2）模型與模式Model模式 模型模式是對(duì)研究對(duì)象的總體概括；而模型是對(duì)研究對(duì)象的具體刻劃。模式調(diào)強(qiáng)的是外觀形體；而模型調(diào)強(qiáng)的是內(nèi)部屬性。前

12、者重在定性描述，而后者重在定量研究。前者的作用是指導(dǎo)今后的研究用于臨?。缓笳叩淖饔檬窃O(shè)計(jì)方案用于實(shí)施。3）儲(chǔ)層表征的方法（資料來(lái)源）地震測(cè)量（3D 和4D）露頭研究巖心分析與地質(zhì)描述測(cè)井解釋試井與各種監(jiān)測(cè)示蹤劑跟蹤研究注水動(dòng)態(tài)加密鉆井生產(chǎn)歷史擬合分析水平井五、當(dāng)前國(guó)內(nèi)外油氣勘探的重點(diǎn)與特色重點(diǎn)：油氣勘探地質(zhì)理論的發(fā)展過(guò)程油氣勘探的核心系統(tǒng)盆地模擬技術(shù)層序地層學(xué)理論油氣儲(chǔ)層的建模技術(shù)地球物理數(shù)據(jù)的采集與處理技術(shù)特色：1、國(guó)內(nèi)外油氣勘探地質(zhì)理論的發(fā)展水平對(duì)比 地學(xué)研究的特色之一：分類：標(biāo)準(zhǔn)：體現(xiàn)研究目的；反映成因機(jī)制；表征事物屬性(幾何特性和物理特性)；擁有可操作性(即界定識(shí)別標(biāo)志); 具備推廣價(jià)

13、值?？茖W(xué)研究重點(diǎn)：告別跟隨思維，發(fā)展理解思維。告別臨摹研究，提唱?jiǎng)?chuàng)新研究。告別單純描述，發(fā)展成因解釋。告別想像數(shù)據(jù)，提唱科學(xué)量化。告別地域權(quán)威，占領(lǐng)學(xué)科領(lǐng)域。宏觀項(xiàng)目調(diào)控，科學(xué)問(wèn)題為重。借用國(guó)際技術(shù)，創(chuàng)建我國(guó)特色。主力層系？主力層系不同的沉積作用決定砂體空間疊置形式單邊式孤立式以砂、泥為標(biāo)志的錯(cuò)誤對(duì)比沉積微相導(dǎo)向理論指導(dǎo)的砂體對(duì)比正確對(duì)比油儲(chǔ)層內(nèi)無(wú)泥質(zhì)夾層 Kv0.6KhKvKh儲(chǔ)層內(nèi)有不連續(xù)薄泥質(zhì)夾層 Kv0.010.001Kh油Major Advances in Industry 3D Data (Late 70S) Enhanced 3D Migration Routines (Earl

14、y 80S) Analysis of Dynamic Range with Color i.e Interpretation Workstations (Late 80s) Prestack Time / Depth Migration (Early 90s) Reservoir Characterization and 4D data(Today)六、發(fā)展動(dòng)態(tài)與趨勢(shì)1、“將今論古”的類比法 ：已知模式（見過(guò)并想到）；2、露頭研究的推理法 ：已知模型（實(shí)物并量化）；3、沉積相的演化觀與基準(zhǔn)面變化 ：時(shí)間觀機(jī)理（成因動(dòng)態(tài)分析）；4、沉積作用非均質(zhì)性響應(yīng)的關(guān)系 ：理論機(jī)制（過(guò)程與響應(yīng)研究）；七、儲(chǔ)

15、層沉積學(xué)的研究思路與方法 七、儲(chǔ)層沉積學(xué)的研究思路與方法 5、經(jīng)驗(yàn)公式與參數(shù)的應(yīng)用：一般與特殊規(guī)律與典型；6、水動(dòng)力條件分析水槽實(shí)驗(yàn) ：實(shí)驗(yàn)觀察與分析結(jié)果；7、數(shù)值模擬方法 ：可靠的數(shù)學(xué)模型與地質(zhì)解釋；8、沉積微相導(dǎo)向的等時(shí)性小層對(duì)比 ：等時(shí)性的確定與沉積微相的演變；9、地震相與測(cè)井相分析 ：地質(zhì)相的概念與其地球物理響應(yīng)。八、油氣儲(chǔ)層建模的基本思路 第一節(jié) 儲(chǔ)層地質(zhì)建模方法原理概論第二節(jié) 儲(chǔ)層隨機(jī)建模方法原理概述第一節(jié) 儲(chǔ)層地質(zhì)建模方法原理概論一、地質(zhì)模型的類別1、任務(wù)分類 概念模型（Conceptual Model） 靜態(tài)模型（Static Model） 預(yù)測(cè)模型（Predictable M

16、odel）第一節(jié) 儲(chǔ)層地質(zhì)建模方法原理概論概念模型（Conceptual Model）是把所研究的油藏中各種地質(zhì)特征，典型化、概念化，抽象成代表性的地質(zhì)模型。只追求對(duì)儲(chǔ)層總體的或/和關(guān)鍵性的特征描述，基本符合實(shí)際，并不追求每一個(gè)局部的客觀描述。靜態(tài)模型（Static Model）也稱實(shí)體模型，是把一個(gè)研究對(duì)象（一個(gè)油田，一個(gè)開發(fā)區(qū)塊或一套層系）的儲(chǔ)層，依據(jù)資料控制點(diǎn)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)如實(shí)地描繪出來(lái)，并不追求控制點(diǎn)間的預(yù)測(cè)精度。預(yù)測(cè)模型（Predictable Model）不僅忠實(shí)于資料控制點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，而且追求控制點(diǎn)間的內(nèi)插與外推值具有相當(dāng)?shù)木龋⒆裱刭|(zhì)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律，即對(duì)無(wú)資料點(diǎn)有一定的預(yù)測(cè)能力，這

17、種模型一般為二次采油中后期調(diào)整及三次采油實(shí)施所需求。第一節(jié) 儲(chǔ)層地質(zhì)建模方法原理概論2、地質(zhì)分類(或稱連通分類)多邊式單邊式孤立式多層式第一節(jié) 儲(chǔ)層地質(zhì)建模方法原理概論3、結(jié)構(gòu)分類拼塊狀(Jigsaw Puzzle)；迷宮狀(Labyrnth)；千層餅狀(Layer Cake)；餡餅狀(Stuffing Pie)。4、屬性分類骨架模型反映儲(chǔ)層的各向異性(砂體幾何形態(tài)的空間展布)；參數(shù)模型反映儲(chǔ)層的非均質(zhì)性(儲(chǔ)層物理特性的空間展布)。5、維數(shù)與規(guī)模分類一維單井地質(zhì)模型或?qū)觾?nèi)非均質(zhì)性模型；二維砂體剖面或平面模型；三維砂體骨架或參數(shù)模型；二維層系剖面模型；三維井組模型；三維夾層模型等。第一節(jié) 儲(chǔ)層地

18、質(zhì)建模方法原理概論二、兩類建模技術(shù)1、確定性建模（Deterministic Modeling)前提條件：認(rèn)為資料控制點(diǎn)間的插值是唯一而確定性的。地面露頭地下鉆水平井井間地震2、隨機(jī)建模(Stochastic Modeling)前提條件：承認(rèn)地質(zhì)參數(shù)或?qū)傩缘姆植加幸欢ǖ碾S機(jī)性，即人們對(duì)它們的認(rèn)識(shí)總是存在著不確定性對(duì)已知控制點(diǎn)間的內(nèi)插不是唯一而確定的。定量地質(zhì)知識(shí)庫(kù)條件模擬（Conditional Simulation)各種地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型（Geostatistics)第一節(jié) 儲(chǔ)層地質(zhì)建模方法原理概論三、地質(zhì)建模三步曲（三步建模程序） 1、建立井模型 2、建立層模型 3、建立參數(shù)模型第一節(jié) 儲(chǔ)層地質(zhì)

19、建模方法原理概論1、建立井模型 (1)把井筒中得到的各種信息轉(zhuǎn)換為開發(fā)地質(zhì)特征 參數(shù)建立每一口井顯示各種開發(fā)地質(zhì)特征 的一維柱狀剖面。 (2)井筒一維剖面中最基本的九個(gè)參數(shù)是：滲透(砂巖)層，有效層，隔層；含油層，含氣層，含水層；孔隙度，滲透率，飽和度。 (3)關(guān)鍵點(diǎn)：是建立把各種儲(chǔ)層信息轉(zhuǎn)換成開發(fā)地質(zhì) 特征參數(shù)的解釋模型。 (4)現(xiàn)階段測(cè)井是普遍獲得儲(chǔ)層信息的主要手段。油藏的開發(fā)地質(zhì)特征 定義？ 油藏的具有的那些控制和影響開發(fā)過(guò)程，從而也所采取的開發(fā)措施的所有地質(zhì)特征。通常有九項(xiàng)主要內(nèi)容：構(gòu)造形態(tài)（傾角），斷層分布，節(jié)理（裂縫）發(fā)育程度。儲(chǔ)集層的巖性，巖石結(jié)構(gòu)，幾何形態(tài)，連續(xù)性，以及儲(chǔ)油能力

20、和滲流能力的空間變化，即儲(chǔ)層的兩大基本屬性。隔（夾）層的巖性，厚度及空間變化。儲(chǔ)層內(nèi)油、氣、水的分布及相互關(guān)系。油、氣、水的物理化學(xué)性質(zhì)及其相互關(guān)系。油藏的壓力場(chǎng)與溫度場(chǎng)。小體的大小、天然驅(qū)動(dòng)方式及能量。油氣的可采儲(chǔ)量。與鉆井、開采、集輸工藝有關(guān)的其它油田地質(zhì)。第一節(jié) 儲(chǔ)層地質(zhì)建模方法原理概論2、建立層模型 (1)把每口井中的每個(gè)地質(zhì)單元通過(guò)井間等時(shí)對(duì)比連接起來(lái)，即把井筒的一維柱狀剖面變成三維的地質(zhì)體，建成儲(chǔ)集體的空間格架即骨架模型. (2)沉積層總是由大到小可以逐級(jí)劃分 大沉積旋回小沉積旋回單層層內(nèi)韻律段 層序地層學(xué)可劃分出多級(jí)層： 層序準(zhǔn)層序組準(zhǔn)層序?qū)咏M層層系紋層 高分辯層序地層學(xué)可劃分出

21、 長(zhǎng)期基準(zhǔn)面旋回中期旋回短期旋回 (3)關(guān)鍵點(diǎn)：正確地進(jìn)行小單元的等時(shí)性對(duì)比，尤其是井間小層或砂體的對(duì)比。 (4)現(xiàn)階段的主要采用沉積微相導(dǎo)向進(jìn)行人工或自動(dòng)對(duì)比。 井間砂體或小層的一般對(duì)比原則：界面劃分；成因單元確定；遵循成因單元的幾何形態(tài)特征；相同成因單元可對(duì)，不同成因單元相變。第一節(jié) 儲(chǔ)層地質(zhì)建模方法原理概論3、建立參數(shù)模型 (1)把儲(chǔ)集體內(nèi)空間各點(diǎn)間的各種儲(chǔ)層屬性參數(shù)定量地給出。 (2)關(guān)鍵點(diǎn)：是根據(jù)上述層模型，按層用已知井點(diǎn)(控制點(diǎn))的參數(shù)值內(nèi)插(外推)井間未鉆井區(qū)域儲(chǔ)層的各種屬性參數(shù)；內(nèi)插值的誤差越小，地質(zhì)模型的精度就越高；但精度與細(xì)度是相互制約的。 (3)當(dāng)前攻關(guān)的重點(diǎn)：是針對(duì)滲透

22、率原因：滲透率空間變化大、非均質(zhì)程度最高、預(yù)測(cè)難度最大 (4)現(xiàn)階段通用的方法：是先建立孔隙度模型，然后轉(zhuǎn)換成滲透率模型。1、定義(Stochastic Modeling)所謂隨機(jī)建模就是以現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和信息為基本條件，以地質(zhì)模型和數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理為基礎(chǔ)，采用一定的計(jì)算方法，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)人工合成可選的、等概率的和高精度的反映現(xiàn)有參數(shù)數(shù)據(jù)空間分布或該參數(shù)理論分布的模型。 其中有三個(gè)要素： 可選性是指所合成的模型是多個(gè)，每個(gè)模型都是在現(xiàn)有數(shù)據(jù)條件下，對(duì)儲(chǔ)層參數(shù)的合理反映； 等概率是指模擬參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征與現(xiàn)有樣品的統(tǒng)計(jì)特征或參數(shù)的理論分布一致； 高精度是指所合成的模型能夠反映參數(shù)的細(xì)微變化。模型之間的差別反映了由于缺乏資料而導(dǎo)致模型的不確定性。 第二節(jié) 儲(chǔ)層隨機(jī)建模方法原理概論2、具有雙