教案1新世紀(jì)地球物理發(fā)展及展望課件

一、油藏地球物理發(fā)展及展望油藏

地球物理本章重點(diǎn)本章主要給學(xué)生介紹油藏地球物理所涉及到的內(nèi)容和研究方法。對(duì)現(xiàn)代油藏描述技術(shù)的發(fā)展做一簡要的介紹，使學(xué)生對(duì)這一方向有一初略的了解。我國的油氣資源主要賦存于中新生代陸相盆地中，陸相盆地?fù)碛惺唾Y源量的四分之三和天然氣資源量的近半數(shù)。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的油氣勘探之后，在陸相盆地中發(fā)現(xiàn)了數(shù)量眾多的構(gòu)造油氣藏，也找到了一些巖性地層油氣藏，目前陸相油田占我國已探明石油儲(chǔ)量的95%以上。隨著勘探程度的提高，巖性地層油氣藏探明儲(chǔ)量所占比重越來越大，現(xiàn)已成為我國陸上油氣勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域。20世紀(jì)50年代:通過借鑒國外勘探研究經(jīng)驗(yàn)，初步認(rèn)識(shí)到巖性地層油氣藏的成藏條件，在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣勘探發(fā)現(xiàn)了一些淺層地層油氣藏。60～70年代:隨著中國油氣勘探戰(zhàn)略東移，在松遼盆地和渤海灣盆地找到了一批大型構(gòu)造油氣田的同時(shí)，在渤海灣盆地發(fā)現(xiàn)了任丘、高升、歡喜嶺等大型巖性地層油氣田。80年代:隨著多次覆蓋數(shù)字地震技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以地震相、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、沉積體系、成藏條件等研究為基礎(chǔ)，找到一些具有明顯前積結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的砂礫巖體巖性油氣藏和區(qū)域不整合遮擋地層油氣藏。

90年代:隨著高分辨率三維地震大面積采集和層序地層學(xué)等理論方法的引入，極大提高了巖性地層油氣圈閉識(shí)別準(zhǔn)確率和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)精度，巖性地層油氣藏勘探取得豐碩成果，在松遼、鄂爾多斯、準(zhǔn)噶爾、塔里木等盆地，發(fā)現(xiàn)了朝陽溝、榆樹林、肇州、安塞、靖安、西峰、哈得遜等十幾個(gè)億噸級(jí)的巖性地層大油田。近幾年巖性地層油氣藏探明儲(chǔ)量占中國石油的50%以上，2003年三級(jí)儲(chǔ)量超過60%，已成為中國陸上油氣勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域。隨著我國含油氣盆地勘探程度的不斷提高，加強(qiáng)層序地層學(xué)技術(shù)方法和巖性地層油氣藏形成條件與分布規(guī)律研究，成為重要的研究方向。建立一套比較完善的理論與配套的技術(shù)，對(duì)于推動(dòng)中石油乃至全國的巖性地層油氣藏勘探具有十分廣闊的應(yīng)用前景。國內(nèi)外研究證明，層序地層學(xué)是尋找?guī)r性地層油氣藏的有效方法，將層序地層學(xué)理論與現(xiàn)代地震解釋技術(shù)，特別是與各種地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)緊密結(jié)合，是國內(nèi)外積極探索的重要研究方向。

油藏地球物理是一個(gè)相對(duì)較新的概念。過去，地球物理的角色大多局限于勘探，而在油藏的開發(fā)中應(yīng)用程度則很低。隨著效益成為油氣工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，隨著一些主要油氣田的枯竭，人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到，地球物理是一種可以用來降低油氣開發(fā)成本的手段。地球物理測(cè)量特別是地震測(cè)量的可靠性，極大地降低了現(xiàn)有油田與鉆井有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)，把地球物理約束條件加到統(tǒng)計(jì)模型中去的能力，提供了一種直接向油藏工程師傳送地球物理結(jié)果的機(jī)制。井控制地震勘探中，通常要向遠(yuǎn)離目標(biāo)區(qū)帶，橫穿斷層，層序邊界，和偶發(fā)性不連續(xù)點(diǎn)的地方外推井?dāng)?shù)據(jù)?！邦惐取钡挠行允强碧降囊粋€(gè)重要方面，而且解釋結(jié)果的置信度水平必定是有限的。

油藏地球物理中，一般假設(shè)油藏已經(jīng)生產(chǎn)了（或者至少開發(fā)了一段時(shí)間），而且在分析時(shí)有井資料可以加以利用。這些井資料提供了各種不同的信息。從巖石物理學(xué)家那里，我們獲得了經(jīng)過編輯和解釋過的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、巖性描述結(jié)果（包括礦物學(xué)、孔隙度甚至巖心空間的形態(tài)）、流體含量（有時(shí)與測(cè)井條件有關(guān)，有時(shí)與原始油藏條件有關(guān)），以及詳細(xì)的地質(zhì)層位的深度約束條件。巖石物理控制

地球物理學(xué)家所要回答的主要問題之一或必須獨(dú)立地回答的問題是：地球物理技術(shù)能否區(qū)分出什么樣的油藏模型具有更好的效益和較低的成本？回答不僅僅取決于地球物理模型，也取決于油藏巖石和相鄰地層的巖石物理----或者說“地震巖石物理”。井的存在和獲得巖心樣品的可能性都極大地提高了油藏地球物理學(xué)家解決這個(gè)問題的能力。測(cè)井，特別是與成像測(cè)井相結(jié)合的縱、橫波速度測(cè)井，為我們提供了裂隙的信息，它可以被用來（仔細(xì)地）為我們提供一些基本的地震特性，這些地震特性可被依次用來模擬變化的巖性特性，流體含量以及現(xiàn)場(chǎng)條件（如孔隙壓力）。巖心樣品可被用來提供理論框架的基礎(chǔ)，或者說它們的測(cè)量結(jié)果可被用來提供同樣是基礎(chǔ)性的地震特性。

地球物理學(xué)家必須時(shí)常注意與標(biāo)度特性有關(guān)的輸入數(shù)據(jù)的意外錯(cuò)誤，特別是在某一尺度（如高頻處飽和巖石的噴流機(jī)制）觀測(cè)到的物理效應(yīng)不能被錯(cuò)誤地應(yīng)用于其它尺度處。有時(shí)，了解不夠可能是一種很危險(xiǎn)的方法，地層的地震巖石物理方面不完善的評(píng)價(jià)會(huì)導(dǎo)致不正確的結(jié)果或解釋。

測(cè)量設(shè)計(jì)

一旦某一油田已被發(fā)現(xiàn)、開發(fā)并生產(chǎn)了一段時(shí)間，地球物理學(xué)家就可以獲得一些有關(guān)信息來設(shè)計(jì)一個(gè)以最大似然方式開展地球物理測(cè)量的方案，采集的數(shù)據(jù)將使解釋最佳化。也就是說，如果測(cè)量的目的是為了確定油田的構(gòu)造邊界，那么，3D地震測(cè)量就可以以這種想法來設(shè)計(jì)。簡單地說，就是目標(biāo)體是已知的，它使得油藏地球物理學(xué)家要比傳統(tǒng)的勘探地球物理學(xué)家在設(shè)計(jì)測(cè)量方案時(shí)具有更多的優(yōu)勢(shì)，而且是以目的更為明確的方式來設(shè)計(jì)測(cè)量方案。通常很容易證明適當(dāng)?shù)亻_展用于儲(chǔ)層特征描述的地震測(cè)量的花費(fèi)是合算的，這是因?yàn)榭梢砸愿叩闹眯哦葋碛?jì)算測(cè)量的經(jīng)濟(jì)回報(bào)率，而且其資金成本回籠要比傳統(tǒng)的勘探地震測(cè)量快得多。3D地震雖有許多各種各樣的其它技術(shù)常被用于一些特定的項(xiàng)目，但絕大多數(shù)油藏地球物理都是基于反射地震數(shù)據(jù)的。盡管幾乎所有用于油藏研究而采集的地震數(shù)據(jù)都是高覆蓋次數(shù)的，而且是以垂向檢波器采集的3D數(shù)據(jù)，但是，在陸上和在海底以多分量震源激發(fā)、多分量檢波器接收的轉(zhuǎn)換波數(shù)據(jù)的應(yīng)用正不斷增長。特別是，為了對(duì)氣云下方進(jìn)行成像（油藏的P波成像不清楚），轉(zhuǎn)換波的應(yīng)用正在加強(qiáng)，而且獲得海底多分量數(shù)據(jù)的技術(shù)正不斷得到改進(jìn)。在許多油藏開發(fā)方案中，裂縫的重要性已經(jīng)產(chǎn)生了大量關(guān)于多分量震源和檢波器的經(jīng)驗(yàn)做法，通過橫波分裂（和其它特征）的識(shí)別來確定與其有關(guān)的高裂縫密度。其中有些技術(shù)的應(yīng)用可望在未來得到持續(xù)不斷的增長，但目前來說，設(shè)計(jì)用來描述現(xiàn)有油藏的絕大多數(shù)地面地震研究是用垂直分量檢波器接收的高質(zhì)量3D地震測(cè)量。在這種情形下，假設(shè)振幅與R0成比例，而簡單的褶積模型通常是適用于數(shù)據(jù)的解釋的。但并不總是這樣簡單，在這種假設(shè)條件下會(huì)發(fā)生許多解釋錯(cuò)誤。舉個(gè)例子來說，許多情況下，褶積模型可能并不適用，特別是如果在解釋中反射與偏移距的關(guān)系很重要時(shí)更是如此。而且把孔隙度或流體特性的變化解釋為真實(shí)阻抗變化的原因又過于樂觀，特別是在含粘土的砂巖或具有裂隙的巖石中。除簡單的振幅應(yīng)用外還有許多其它地震屬性可以利用。許多“原始”地震屬性是基于Hilbert變換的，包括了瞬時(shí)振幅（或波包絡(luò)的振幅）、瞬時(shí)相位（大多用于精確時(shí)間拾?。┖退矔r(shí)頻率（常常與薄層混響有關(guān)，但經(jīng)?？赡苠e(cuò)誤地解釋為由于氣泡引起的衰減的結(jié)果）。由這些屬性引伸出的許多其它的屬性也可加以利用。例如，相干性是相鄰地震道之間波型相似性的屬性，它常常被用來識(shí)別裂縫。傾角和方位角描述了最大相似性時(shí)地震道偏移距的方向，它們能輸出地層界面的理想的詳細(xì)圖像。如今，在地球物理處理或解釋軟件包中所利用的屬性超過了200個(gè)；從稍有不同的各種方法中獲得的許多地震屬性實(shí)際上定義了同一個(gè)特定的屬性，如頻率或振幅。在薄地層地區(qū)應(yīng)用傳統(tǒng)的屬性分析時(shí)必須特別小心，因?yàn)檫@些地區(qū)薄層本身的干涉可能會(huì)模糊傳統(tǒng)的屬性解釋。建立起目的層的屬性和目的層測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)（或由測(cè)井推導(dǎo)出的數(shù)據(jù)）之間的關(guān)系是很簡單的，可以說地震振幅和孔隙度之間的強(qiáng)相關(guān)性常常足以使許多研究人員確信這種相關(guān)性是很有意義的，于是地震振幅可被用于油藏特征描述中孔隙度的表示。但正如人們可能的許多推測(cè)那樣，該方法中又存在許多潛在的缺陷。必須對(duì)合適的相關(guān)性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)測(cè)試，也必須引入地質(zhì)結(jié)論對(duì)結(jié)果的合理性進(jìn)行檢驗(yàn)，最為重要的是觀測(cè)到的屬性特征要有其物理基礎(chǔ)。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)在油藏特征描述中，綜合研究隊(duì)通常都有大量的井資料可資利用，一般來說，研究人員根據(jù)它們來推斷油藏。根據(jù)這些井資料的可利用性會(huì)有下面的二難推論：你如何利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)的空間分布？很容易看出井之間簡單求平均會(huì)導(dǎo)致使人誤解的結(jié)果，當(dāng)可被觀察的特性相關(guān)超過某一確定的距離時(shí)，人們開發(fā)了一種可以利用的稱作Kriging的技術(shù)。該技術(shù)已經(jīng)得到了改善，它包括下面這樣一種數(shù)據(jù)的利用，即該數(shù)據(jù)能提供位于井位處“硬”數(shù)據(jù)之間額外的“軟”證據(jù)，地震數(shù)據(jù)經(jīng)常提供這種“軟”證據(jù)。超薄地層近年來人們開發(fā)出了幾項(xiàng)特殊的技術(shù)，這些技術(shù)顯然有助于解釋人員識(shí)別非常薄的地層的特征，這種情況下所考慮的地震數(shù)據(jù)分辨率都顯著小于傳統(tǒng)的四分之一波長。這些技術(shù)利用了有限帶寬地震子波內(nèi)各種頻率分量，既有頻率域方法，也有在時(shí)間域?qū)崿F(xiàn)的方法。頻率域譜分解方法可望切分出頻帶內(nèi)來自薄層頂?shù)追瓷涓缮嬷械囊环N虛反射信號(hào)。虛反射處的頻率或譜陷頻對(duì)應(yīng)于薄層的二倍（雙程）時(shí)間厚度。由于地震子波包括了許多高于主頻的頻率，因此，譜陷頻可以顯示很薄地層。例如，河道或海岸線的變細(xì)，可通過頻譜中較高頻率陷頻位置的成功填圖來觀察到。時(shí)間域方法包括匹配子波特征，通常利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；沿某一給定層位的子波可被分類成幾個(gè)不同的子波，也許彼此之間僅僅存在比較細(xì)微的差別。分類子波的結(jié)果圖常常能類推出所求取地質(zhì)特征的圖像。分類有助于比較相對(duì)振幅（如旁瓣與主瓣），例如，主峰或主槽的“肩峰”，或周期內(nèi)的微小變化，因此常常與子波分辨率之下地質(zhì)特征造成的干涉相對(duì)應(yīng)。如果地震巖石物理模擬不進(jìn)行直接地震分析和解釋或不進(jìn)行結(jié)果證實(shí)，所有這些技術(shù)可計(jì)算出導(dǎo)致不正確解釋結(jié)果的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于油藏地球物理學(xué)家來說，將高級(jí)計(jì)算機(jī)軟件用作黑盒子來提供完美的圖像正越來越成為一件很容易的事，這就使得解釋中的可靠性值得懷疑。幸運(yùn)的是，目前所能獲得的絕大多數(shù)軟件包都包括了結(jié)果測(cè)試所要求的模擬性能，當(dāng)然測(cè)試僅僅是在油藏地球物理學(xué)家能夠應(yīng)用它們時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。聚焦方法由于油藏地球物理學(xué)家對(duì)目的層已進(jìn)行了分析研究，對(duì)以前的地震數(shù)據(jù)已進(jìn)行了井標(biāo)定，并且研究了油藏內(nèi)各種預(yù)期情況的地震巖石物理響應(yīng)，因此，他們有機(jī)會(huì)搜集到這些數(shù)據(jù)，而且也只有利用這些數(shù)據(jù)才能觀察目的層的特征。例如，如果人們確信遠(yuǎn)偏移距地震數(shù)據(jù)包含了研究所需的所有基本信息，那么可以只搜集遠(yuǎn)偏地震數(shù)據(jù)。然而，可能由于即使增加成本也不能保證降低缺失重要數(shù)據(jù)類所帶來風(fēng)險(xiǎn)的原因，因此這種高度聚焦方法的應(yīng)用效果并不是很明顯。也許人們對(duì)有目的地收集某種數(shù)據(jù)有一種自然的厭惡，這種數(shù)據(jù)也不象常規(guī)采集的地震數(shù)據(jù)那樣“美好”或“完整”。井中地球物理油藏地球物理學(xué)家不僅具有應(yīng)用井?dāng)?shù)據(jù)建立相關(guān)性的優(yōu)勢(shì)，而且還具有把這些井?dāng)?shù)據(jù)推廣應(yīng)用到新的地球物理數(shù)據(jù)收集中的有利條件，這些數(shù)據(jù)受地面噪聲和風(fēng)化層的影響很少，而且本身更接近于目的層。許多新的井中數(shù)據(jù)采集技術(shù)是有效的，而且許多技術(shù)在不遠(yuǎn)的將來可能成為油藏地球物理學(xué)家方法庫里一種重要的技術(shù)。地震震源和／或檢波器可以安置在一口井中或相鄰的井中，分析的對(duì)象可以是速度場(chǎng)也可以是井附近詳細(xì)的反射圖像。既然是井中地球物理，因此至少應(yīng)將震源或檢波器安置在井中。ＶＳＰ、聲波和套管井聲波測(cè)井常規(guī)的井中地球物理技術(shù)包括ＶＳＰ、傳統(tǒng)的聲波測(cè)井和套管井聲波測(cè)井。起初，開發(fā)所有這些技術(shù)是為了建立起地面地震和井中觀測(cè)結(jié)果之間的聯(lián)系，但現(xiàn)在它們已被推廣應(yīng)用到許多情況。ＶＳＰ為詳細(xì)的同相軸識(shí)別和子波確定提供了最佳數(shù)據(jù)，但它們也可被用來對(duì)井附近環(huán)境進(jìn)行成像，而且如果對(duì)震源位置應(yīng)用多種偏移距形式，那么這些圖像可得到進(jìn)一步的改進(jìn)。

現(xiàn)代聲波測(cè)井方法提供縱、橫波速度的理想測(cè)量結(jié)果，它們是標(biāo)定研究地震數(shù)據(jù)上流體置換效應(yīng)所必需的；當(dāng)然，如果數(shù)據(jù)顯示出侵入或非侵入狀態(tài)，解釋人員必須仔細(xì)地了解情況，而且必須根據(jù)情況作近似校正?，F(xiàn)代聲波測(cè)井方法還常常能提供套管井可靠的速度值，它通常能發(fā)現(xiàn)套管后面的軟泥巖的可靠形狀，這是因?yàn)槁阊劬心鄮r是流動(dòng)的或塌陷的，因此裸眼井測(cè)井不具有這個(gè)能力。井間、RVSP和單井成像井中地球物理技術(shù)的最新發(fā)展包括將地震震源安置在一口井中，接收器在另一口井中（井間地震）、安置在地面（逆ＶＳＰ（ＲＶＳＰ）），或以距震源一定的距離安置在同一口井中（單井成像）。實(shí)驗(yàn)中，利用這種布置采集了數(shù)據(jù)并已生成了圖像，此外還獲得了數(shù)據(jù)采集、處理所需要的時(shí)間以及整個(gè)作業(yè)的成本，綜合這些因素可以考慮在什么地方可以將這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行商業(yè)性作業(yè)，而不僅僅是實(shí)驗(yàn)。幾年前，井間地震技術(shù)僅僅是用于層析成像，同時(shí)提供井間范圍速度的有效描述，而不提供詳細(xì)的圖像。近來，層析成像技術(shù)常常被用來提供二井間（以及下方）生成高度詳細(xì)反射圖像所需的速度信息。ＲＶＳＰ數(shù)據(jù)的利用只是近來才成為現(xiàn)實(shí)，但早期的一些研究表明，這項(xiàng)技術(shù)在井附近詳細(xì)構(gòu)造成像中的潛力是巨大的。單井成像盡管還沒有普及，但對(duì)于詳細(xì)的特殊構(gòu)造的研究來說，它是一種有用的方法，諸如鹽丘側(cè)翼研究，它有助于從某一勘探井進(jìn)行開發(fā)側(cè)鉆的設(shè)計(jì)，尤其是在深水環(huán)境。無源地震監(jiān)測(cè)近年來，人們對(duì)油藏圍巖的機(jī)械響應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)研究，Ｔeufel和Rhett(1992)報(bào)道了在北海Ｅkofisk臺(tái)地觀測(cè)到的引人注目的沉降，關(guān)于天然地震與油氣生產(chǎn)和注入實(shí)踐以前已經(jīng)在科學(xué)和天然地震文獻(xiàn)中發(fā)表過，天然地震監(jiān)測(cè)（由于地球物理學(xué)家沒有利用人工地震震源，因此稱為無源監(jiān)測(cè)）已變得越來越明確和精確，即使在地震活動(dòng)水平很低的情況下，這大多是因?yàn)榘仓迷诰碌臋z波器遠(yuǎn)離地面噪聲，并且更接近于地震能量源。由于在流體的產(chǎn)出（和／或注入）期間油藏圍巖應(yīng)力受到影響同時(shí)伴有流體壓力的變化，因此會(huì)發(fā)生小的（偶而會(huì)較大）天然地震事件，它表示了沿弱應(yīng)力面的剪切破裂；對(duì)于拉伸破裂來說，在油藏工程的“開裂”壓力條件下在注入井中可能發(fā)生拉伸破裂。在一些詳細(xì)的研究實(shí)例中，很小的事件似乎指明了反映原油運(yùn)移的裂縫系統(tǒng)的模式和位置。水力壓裂期間的地面傾斜觀測(cè)和無源地震監(jiān)測(cè)已經(jīng)在許多情況下改善了油藏的開發(fā)。這兩種水力壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)幾乎已成為石油工業(yè)界的常規(guī)手段（也就是說，它們已不再是處于實(shí)驗(yàn)階段了），而且能夠應(yīng)用于所有合適的地方。結(jié)論隨著地球物理技術(shù)的日臻成熟，它們已使地球物理工作者對(duì)構(gòu)造細(xì)節(jié)了解的水平不斷提高，現(xiàn)在，要實(shí)現(xiàn)許多與油藏生產(chǎn)有關(guān)的目的也幾乎都離不開它。反射地震特別是3D地震是勘探中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。不斷出現(xiàn)的一些新技術(shù)業(yè)已成功地證明了它們的潛在能力，但商業(yè)應(yīng)用程度不一，這些技術(shù)包括井間、正／逆VSP、單井成像和無源地震監(jiān)測(cè)（重力、電磁和其它的技術(shù)在本專輯的其他文章里另有描述）。油藏地球物理學(xué)家比勘探地球物理學(xué)家所具有的明顯優(yōu)勢(shì)在于已有關(guān)于油藏目標(biāo)體數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量，實(shí)施的測(cè)量聚焦于特定的目的層，允許地球物理觀測(cè)結(jié)果對(duì)到地層的標(biāo)定（為了使結(jié)果具有一定的置信度這是必須的，同時(shí)改善成像質(zhì)量）。隨著地球物理技術(shù)成為油藏工程師更為熟悉的技術(shù)，隨著工程實(shí)踐活動(dòng)也越來越成為地球物理學(xué)家慣于從事的活動(dòng)，可以預(yù)期，油藏地球物理技術(shù)的應(yīng)用將不斷得到增長?，F(xiàn)代油藏描述技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r雖然單一學(xué)科技術(shù)發(fā)展進(jìn)步很大,仍然滿足不了現(xiàn)代油藏描述的需要,因而90年代以來逐步向多學(xué)科一體化描述發(fā)展,提倡地質(zhì)、物探、測(cè)井研究人員與油藏工程師共同工作,發(fā)展邊緣學(xué)科及計(jì)算機(jī)的”地學(xué)平臺(tái)”,以多種應(yīng)用數(shù)學(xué)方法貫穿研究始終,如應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、人工智能、專家系統(tǒng)、分形幾何學(xué)等,其中最突出的是地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)隨機(jī)模擬方法的應(yīng)用,從而使油藏描述技術(shù)由多學(xué)科分體式協(xié)同工作發(fā)展為多學(xué)科一體化共同工作。

現(xiàn)代油藏描述即是應(yīng)用地質(zhì)、物探、測(cè)井、測(cè)試等多學(xué)科相關(guān)信息,以石油地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、沉積學(xué)為理論基礎(chǔ),以儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)、層序地層學(xué)、地震巖性學(xué)、油藏地球化學(xué)為方法,以數(shù)據(jù)庫為支柱,以計(jì)算機(jī)為手段,由復(fù)合型研究人員對(duì)油藏進(jìn)行四維定量化研究并進(jìn)行可視化描述、表征及預(yù)測(cè)的技術(shù)。

其突出特點(diǎn)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:一是單井到多井的飛躍;二是定性半定量到定量的飛躍;三是單學(xué)科、多學(xué)科分體到多學(xué)科一體化的飛躍;四是研究過程自動(dòng)化、成果可視化。

現(xiàn)代油藏描述通常由四個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成:即地質(zhì)描述子系統(tǒng)、測(cè)井描述子系統(tǒng)、地震描述子系統(tǒng)和油藏工程描述子系統(tǒng)。四個(gè)子系統(tǒng)在同一平臺(tái)上作業(yè),隨時(shí)交流,充分實(shí)現(xiàn)資源共享?，F(xiàn)代油藏描述技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

要實(shí)現(xiàn)多學(xué)科綜合和多種技術(shù)的發(fā)展,主要應(yīng)該從三方面著手,一方面要不斷提高和發(fā)展單相技術(shù)水平,它是整個(gè)油藏描述得以實(shí)現(xiàn)的基石,也是多學(xué)科綜合運(yùn)用的前提條件,發(fā)展的準(zhǔn)確、完善與否,直接影響著多學(xué)科和多種技術(shù)的集合效果。另一方面,由于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)能夠方便地綜合運(yùn)用各種資料,如地質(zhì)、地震、測(cè)井、生產(chǎn)等信息,而現(xiàn)代油藏描述的方向就是強(qiáng)調(diào)多種技術(shù)多學(xué)科的綜合研究,因而應(yīng)把地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)更廣泛地應(yīng)用于油藏描述;第三方面,要建立完善的綜合運(yùn)用多學(xué)科以實(shí)現(xiàn)高效油藏描述的機(jī)制,它是一門獨(dú)立于單相技術(shù)之外的科學(xué),各學(xué)科只有得到有效的組織才能發(fā)揮其最大的效用。實(shí)現(xiàn)這一目的的關(guān)鍵就是在公司各油田加強(qiáng)油藏管理學(xué)習(xí),科學(xué)的管理,是任何工作得以開展的關(guān)鍵所在,對(duì)于油氣勘探這樣的大型系統(tǒng)工程,尤為關(guān)鍵。

(一)不斷提高和發(fā)展單相技術(shù)水平,促進(jìn)整個(gè)油藏描述水平的提高。比如發(fā)展水平技術(shù),為確定性建模提供準(zhǔn)確的第一性資料。發(fā)展和建立最優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫,從中可進(jìn)行地球物理和地質(zhì)建模及生產(chǎn)模擬。目前建立高質(zhì)量的數(shù)據(jù)庫,如歷史擬合和建模等主題已引起世界各石油公司的關(guān)注。總之,各學(xué)科描述技術(shù)要緊密適應(yīng)地質(zhì)描述及建模的需求發(fā)展。

(二)廣泛地將地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)用于油藏描述

現(xiàn)代油藏描述的直接目的在于準(zhǔn)確提供油藏?cái)?shù)值模型,為勘探開發(fā)奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的油藏模型是以少量確定性參數(shù)(鉆井取芯及測(cè)井),以常規(guī)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行參數(shù)求取及空間分布內(nèi)插。結(jié)果所提供模型不能準(zhǔn)確反映地質(zhì)體變化的非均質(zhì)性及隨機(jī)性。由于地質(zhì)變量在空間具有隨機(jī)性和結(jié)構(gòu)化的特點(diǎn),為了準(zhǔn)確求取油藏各項(xiàng)特征參數(shù),近二十年來發(fā)展的區(qū)域化變量理論和隨機(jī)模擬理論為油藏描述提供了一種新的工具,使油藏非均質(zhì)特征得以更確切地描述,可以建立較符合地下實(shí)際情況的模型。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)在油藏描述中的應(yīng)用可歸納為以下幾方面:一是參數(shù)估計(jì),地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理就是應(yīng)用線性加權(quán)的方法對(duì)地質(zhì)變量進(jìn)行局部的最優(yōu)化估計(jì)。二是儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究,儲(chǔ)層非均質(zhì)性對(duì)勘探開發(fā)都有重要影響,儲(chǔ)層模型中對(duì)非均質(zhì)性的描述與表征是關(guān)鍵。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的隨機(jī)建模技術(shù)就是針對(duì)非均質(zhì)性研究提出來的,隨機(jī)技術(shù)是聯(lián)系觀察點(diǎn)和未采樣點(diǎn)之間的橋梁。其目的是以真實(shí)和高效的方法在儲(chǔ)層模型中引入小型和大范圍的非均質(zhì)性參數(shù)。三是各種資料的綜合應(yīng)用,油藏描述涉及多學(xué)科、多類型資料信息,如何系統(tǒng)地匹配使用好各種資料信息至關(guān)重要,地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)為此提供了許多方法。如指示克里金技術(shù)可將定性的信息進(jìn)行系統(tǒng)編碼,將定性的概念定量化;協(xié)同克里金可綜合多種類型的信息,給出未采樣的參數(shù)值落入任一給定范圍的概率分布;通過定量回歸處理出的模型與多種信息資料取得一致,而不是地質(zhì)模型、地球物理模型、生產(chǎn)模型自成系統(tǒng),無法綜合在一起。

四是不確定性描述,靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的確定性模型很難反映油藏地下復(fù)雜的變化,只有通過不確定性描述,從地質(zhì)統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)概括和綜合地質(zhì)模型,才能真實(shí)地反映復(fù)雜的油藏模型,而不會(huì)導(dǎo)致像傳統(tǒng)油藏模型把控制流體在油藏中運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜地質(zhì)現(xiàn)象過于簡單化,如“蛋糕層模型”,用這種模型模擬的歷史表明,往往給出了過于樂觀的油藏動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè),造成開發(fā)過程的低效益。

(三)建立多學(xué)科綜合研究管理系統(tǒng)

地質(zhì)、地震、測(cè)井、巖石物理、地球化學(xué)、工程(鉆井、完井、開發(fā)、采油)等學(xué)科的資料及成果是油藏描述的基礎(chǔ),它們以各自不同的方式反映地下油藏特點(diǎn)。以井為出發(fā)點(diǎn)的測(cè)井、巖石物理、地球化學(xué)、工程等學(xué)科,能提供油藏的各種精細(xì)參數(shù),但是在空間上分布的尺度較小,尤其是勘探早期,探井很少,在如此稀疏的空間上所采集到的數(shù)據(jù),難以代表