石油开发地质发展动向

石油开发地质学的几个热点问题HotPointsonPetroleumDevelopmentGeology目录●概述●流体流动单元●高分辨率层序地层学●随机建模技术●储层原型模型●沉积模拟●储集体内隔层●低渗透储层—甜点●构造地质(裂缝)●油气水系统(油藏地球化学)●地质、地球物理、工程综合概述石油开发地质学是石油地质学的一个分支，是服务于石油开采的应用地质学。石油工业分上游、下游，上游包括石油勘探和开发(E&P)相应地就逐渐分成专门从事石油勘探与石油开发专业的石油地质学家。当然，石油开发地质专业的形成，比勘探地质为迟。石油勘探与开发地质由于服务目标不同，其研究内容、尺度和技术方法也就不同。可以这样通俗的说：勘探地质家是研究石油怎么样进入油藏的地质问题，即成藏规律。开发地质家是研究怎么样高效高采收率地把石油从油气藏中采出来的地质问题。同样研究油藏的三要素：圈闭(构造)地层(储层)流体(油气水)研究内容、尺度大不相同概述概述▲可以这样简要定义：石油开发地质学是研究油气藏开发地质特征的地质学科。▲油藏开发地质特征是指控制和影响储层流体和注入流体在储层中分布,流动的地质因素。▲对于目前大量采用的注水开发油田(二次采油)，油藏开发地质特征包括九项内容(1964年大庆油田总结)•构造形态(倾角)，断层分布，节理(裂缝)发育程度•储集层的岩性、岩石结构、几何形态、连续性，以及储油能力和渗流能力的空间变化，即储层各项属性的非均质性•隔层的岩性、厚度及空间变化•储层内油、气、水的分布及其相互关系•油、气、水物理化学性质及其在油田内的变化•油藏的压力、温度场•水体大小、天然驱动方式及能量•石油储量•与钻井、开采、集输工艺有关的其它油田地质问题开发地质的九项主要特征(大庆油田总结)概述也可以更简要地说：石油开发地质工作的主要任务是油藏描述。描述上述油藏的开发地质特征的原始状态和开发过程中的变化。当然，这里指的是深层次意义的油藏描述，不是狭义的描述，它应包括：描述(Description)介释(Interpretation)预测（Prediction)概述◆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年代后期其它学科专业,特别是数学计算机和开发地震的结合。◆国际石油界把油藏描述深化为油藏表征(ReservoirCharacterization)就是这一体现，也是石油生产发展形势的必然。概述●石油生产面临的形势：老油区勘探,老油田开发成熟度很高•勘探转向边远地区，勘探成本大幅度提高•老油田剩余油还很多，二次采油采收率33%左右，至少还有20%可动油可以依靠二次采油采出来。•一批积压的边际油田有待开发。●对开发地质家来说是搞好三件事：•早期评价阶段尽量少井搞清油藏地质特征，尽量减少不确定性(Uncertainty)，减少开发风险(Risk)，建立好概念模型。•开发后期精细描述，为搞清剩余油分布提供有相当确定性的预测模型。•特殊油藏的特殊描述。（低渗透，低丰度油藏）总的是向精细化，即小尺度、定量化方向发展。目录●概述●流体流动单元●高分辨率层序地层学●随机建模技术●储层原型模型●沉积模拟●储集体内隔层●低渗透储层—甜点●构造地质(裂缝)●油气水系统(油藏地球化学)●地质、地球物理、工程综合水驱可动剩余油细分流动单元流动单元先体相对独立的单元后物性连通体内的单元流动单元的分类评价选择指标QRI,FZI,K,Φ,Pc各种参数,分类聚类分析神经网络分开发阶段动态评价流动单元★相对独立性★可实用性----研究剩余油分布★可予测性----符合地质规律,有一定相序可循流动单元·可随调整单元而定,不一定追求全开发区的统一.·高含水期的调整挖潜,提高波及体积,一般地说有三种措施:··加密钻井(InfillingDrill):直井,水平井(侧钻水平井)··调驱(ProfileControl)··再完井(Re-completion)·高含水期的调整挖潜,到最后经常是井自为战,以井组为单位决策,流动单元以井组内合理即可.石油开发地质热点问题目录●概述●流体流动单元●高分辨率层序地层学●随机建模技术●储层原型模型●沉积模拟●储集体内隔层●低渗透储层—甜点●构造地质(裂缝)●油气水系统(油藏地球化学)●地质、地球物理、工程综合高分辨率层序地层学细分流动单元的基础储层精细对比建立储层的精细格架高分辨率层序地层学▼开发地质工作属于地下地质工作范畴，油藏主要信息来源：钻井得到的一维柱状剖面，通过一定数量的一维剖面推理油藏三维整体面貌。▼石油开发地质的基本工作程序是分三步：1.建立一维井剖面2.建立二维层剖面3.建立三维地质体从一维到三维最关键的一步是通过等时地层对比，建立油藏地层格架。▼储层(地层)对比(StratigraphicCorrelation）是开发地质工作打开地下油气藏的一把“金钥匙”。••构造形态，断层描述离不开地层对比。••油气水系统的确定离不开油层对比。••储层可对比单元愈细，认识程度愈深。高分辨率层序地层学•假如说由地震地层学发展起来的层序地层学为石油勘探提供了一个强大的武器，那末石油开发地质工作的受益将来自方兴艾的高分辨率层序地层学(HighResolutionSequenceStratigraphy).•高分辨率层序地层学••可为开发地质提供精细的储层等时对比，直到流体流动单元，建立精细的储层格架。••预测储层性质提供更丰富的沉积地层学依据。•对我国油田开发地质工作来说，当务之急是发展陆相湖盆沉积的高分辨率层序地层学。高分辨率层序地层学●发展高分辨率层序地层学，为油田开发小尺度流动单元研究服务。••应用Cross的成因地层层序进行探索••尽可能缩小准层序规模••延用高频旋回思路在探索●对于湖相沉积应用效果都可以••利用向上变浅准层序原则••利用各种湖泛面对比原则••利用基准面旋回对比原则●实际工作中遇到的问题是必须往测井曲线转化,很多标志无法识别.高分辨率层序地层学邓宏文:基准面旋回对比高分辨率层序地层学●对于冲积相沉积仍然有很多挑战••旋回划分困难，级次有随意性.••标志层缺乏，古土壤、痕迹化石必须有岩心.••同样存在识别和向井下信息转移问题。一个油田必须通过积累资料,摸索自己的经验.大庆精细地质研究分流河道砂体分流河道砂体席状砂切割现象泥岩遮挡复合砂体研究区葡I32a-33a层细分单砂层情况表目的层沉积单元细分层数32a132a32a232b132b32b233a1葡I32a-33a33a33a2均一叠加型河道砂电测曲线台阶(X13-33-2363)2a钙质层(X13-D2-2323)2b泥质夹层及过渡性岩性(X13-44-343)2b识别沉积间歇面大庆油田单一河道识别方法研究识别冲刷面冲刷面-b(X13-D2-323)2b冲刷面-a(X13-D2-363)3a单一河道追踪及平面组合曲线形态相似，水动力条件相似，连通程度高，应是同一条单一河道曲线形态发生变化，为不同单一河道，属不连通或连通很差目录●概述●流体流动单元●高分辨率层序地层学●随机建模技术●储层原型模型●沉积模拟●储集体内隔层●低渗透储层—甜点●构造地质(裂缝)●油气水系统(油藏地球化学)●地质、地球物理、工程综合石油开发地质热点问题地质统计学和随机建模●20世纪90年代以来，地质统计学和计算机技术的发展结果，出现了随机建模（StochasticModeling)这一新的定量描述储层的技术。●随机建模是忠实于（或符合于）一定的已知储层信息，遵循一定的已知统计结构规律，通过一些随机算法，得出一系列等概率的可能存在的储层地质模型（实现）●它可以客观地••表征储层非均质程度••反映储层地质模型的不确定性，为石油勘探开发决策中风险分析提供重要依据。••一个共享的地质模型可以更好地集成多学科多种技术获得的储层信息。尹志军：高尚堡渗透率模型随机建模技术●目前随机算法很多，还在不断发展，商业性软件也有多种问世，各油公司还有自已的软件，应用时必须注意：••算法必须适应不同目标储层（不同沉积类型储层），不同勘探开发阶段所面临的关键问题（建模的关键属性）••一定要通过适当的检验原型模型的抽稀检验（常用方法）或与其它学科结合检验随机建模技术●目前应用随机建模时普遍存在的一个问题是：如何筛选可供应用的模型。随机建模技术吕晓光：萨三9岩相模型●目前应用随机建模时普遍存在的一个问题是：如何筛选可供应用的模型。••地质概念模式指导••油藏数值模拟快速算法筛选••地震反演检验••概率式、平均化应用●随机建模最终要向确定性应用方向发展，特别是油田开发后期要求预测精度愈高时，不确定性愈小，愈接近确定性建模。随机建模技术目录●概述●流体流动单元●高分辨率层序地层学●随机建模技术●储层原型模型●沉积模拟●储集体内隔层●低渗透储层—甜点●构造地质(裂缝)●油气水系统(油藏地球化学)●地质、地球物理、工程综合石油开发地质热点问题储层原型模型(ReservoirPrototypeModels)•经典的编制油气储层地质图件和现代的计算机建立地质模型实质上都是利用已知的一维井剖面上的属性预测未知的三维空间分布。•这一过程都离不开原型模型的指导经典编图沉积模式概念模式现代建模原型模型定量模型•从20世纪40年代Fisher的密西西比河现代沉积调查建立三角洲沉积模式开始，各种沉积类型储层的沉积模式逐步建立，为砂体几何展布直到层内非均质性的定性预测提供了有力的武器，为70年代沉积相进入油田开发领域创造了条件。•80年代后定量建模的要求，促使沉积学家重返露头，寻求建立定量的原型模型。大庆曲流河砂体精细描述(依据牛轭湖)原型模型油气田开发中建立储层地质模型最核心也是当前最大的难点是渗透率的定量模型，现代沉积研究储层定量属性困难甚多，储层沉积学家转向了露头。露头上可以，••精细的沉积学研究••小尺度的密集取样测量储层岩石物性目标：建立储层地质知识库原型模型的地质知识库包括：••沉积微相，岩石相、岩石物理三维分布及其间关系(现象描述)••沉积过程的反演推理及非均质性响应解释(成因分析)••储集体几何、规模••岩石物理(岩石相)地质统计特征一维、二维、三维；垂向、纵向、横向，及它们之间的关系••一维垂向可识别的界面标志、相标志特别要注重露头调整中的“一维柱状剖面的可识别性”。原型模型★原型模型的基本条件(与对象储层相比)••同沉积类型类似物(Analogues)••更小级别尺度的描述露头上一般达厘米—分米级★原型模型来自：••露头••开发成熟区密井网★露头建立原型模型的问题••暴露后表生作用的影响如何消除••二维露头剖面的局限如何真正建立三维模型我国露头丰富的沉积学资源远没有被充分利用。滦平扇三角洲露头滦平扇三角洲原型模型岩石相类型结构主要沉积层理其它特征成因解释图示特征块状粗砾岩相Gm粗粒混杂结构块状层理棱角状成分复杂扇根、辫状水道底部块状细砾岩相Gmf粗粒不等粒结构块状层理次棱角成分复杂辫状水道中下部细砾岩递变层GVm粗粒不等粒结构反韵律正韵律次棱角成分复杂各种水道均有出现槽状层理砂砾岩相SGc粗粒不等粒结构大型槽状次棱角长石、岩屑为主水道中下部板状层理砂砾岩相SGb粗粒不等粒结构大型板状次棱角长石、岩屑为主水道中部平行层理砂砾岩相SGp粗粒不等粒结构平行层理次棱角长石、岩屑为主水道中部块状层理砂砾岩相SGm粗粒较均匀块状层理次棱角长石、岩屑为主水道主体洪积层理砂质砾岩相SGh粗粒不等粒结构平行层理正、反韵律次棱角成分复杂各种水道中块状层理砂岩相Sm中粒较均匀块状层理次棱角--次圆灰色、灰白色为主近岸、远岸水道中部槽状层理砂岩相Sc中粗砂为主含细砾及细砂中型槽状次棱角--次圆灰色、灰白色为主近岸、远岸水道中下部板状层理砂岩相Sb中粗砂为主含细砾及细砂中型板状次棱角-次圆灰色、灰白色为主近岸、远岸水道中部平行层理砂岩相Sp中粗砂为主含细砾及细砂平行层理次棱角-次圆灰色、灰白色为主近岸、远岸水道主体波状层理细砂岩相Sfw细粒波状层理次圆状灰色--灰绿色水道上部、溢岸沉积砂砾岩递变层SVm粒度变化大不等粒结构