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[阿什卡咖啡馆] 油藏地质建模工作研究领域的正确理解

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发表于 2018-10-1 22:09:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
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品质源于技术 服务源于态度
本文转自微信公号“老吴自言自语”

SimonW.Houlding (加拿大,1993)曾给三维地质建模下过一个定义:三维地质建模就是运用计算机技术,在三维环境下,将空间信息管理、地质解译、空间分析和预测、地学统计、实体内容分析以及图形可视化等工具结合起来,并用于地质分析的技术。


目前Houlding的这个定义已经被许多人所接受。当然这个定义一点问题都没有,说的很合理、很全面。但是这个定义也和所有找不出毛病的绝对正确的概念一样,当人们真的在实际工作中,尤其是油气田开发生产工作中想要应用这类没毛病的定义或概念的时候,会忽然发现找不到该在哪里具体的落脚。


现在,让我们暂时离开一会高大上的理论和概念,结合日常油气藏生产工作,说一下在油气藏勘探开发工作中应该如何理解三维地质建模工作的研究范畴。


不管人们在理论上怎么说、怎么想,真的到了日常的实际工作中,人们通常会把建模工作理解为别人已经把所有基础数据和基础研究工作(包括各种构造、沉积、储层、油藏、测井解释等等成果)都做好了,然后地质建模工程师只需要用软件把这些数据综合到一起计算一下,算出一个(或一系列)地质模型,这就是地质建模工作了。模型算出来以后,再把模型交给油藏工程师,就可以算完成任务了。


当然,从理论的角度,所有的地质建模专家们都会反对上面的说法,都会说,地质建模是一项综合研究工作……….。但真到了实际工作中,许多人确实就是这么理解,就是这么干的。包括专家、教授们在介绍地质建模技术或应用成果时,通常会花更多的时间讲如何做前面的基础工作。但真到了最后该做模型的时候,也是把前面的成果放到一起算一下而已。


说了半天的废话,现在言归正传,我是这么理解油气藏三维地质建模的:


油气藏三维地质建模包括了三个主要部分:数据准备、模型计算、基于模型的地质分析。一般人理解的地质建模,只相当于其中的模型计算。但这不是关键,关键是数据准备包括了什么内容?地质分析又包括了什么内容?


下面就结合一些实例进行一个讨论。


1. 数据准备的范畴包括什么


从下面这个实例开始:


这是中国东部渤海湾盆地里一个油藏,油田的专家们已经在这个油藏做了大量的工作,包括十分细致的小层对比工作。但是当用油田提供的小层数据做构造模型的时候,发现构造面上大包小坑的出来好多,如下面左图所示。搞地质的人都知道,这种情况是不合理的。


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出现这种情况是油田做地层对比的专家水平低吗?显然不是,在渤海湾地区做过地层对比的同志们都知道,由于这个盆地里沉积相带变化十分快,缺少对比的标志层,地层对比工作的难度相当大,很难做到准确的对比。


对这样的问题通常是怎么处理呢?责任心强点的,会把这些坑和包平滑掉,懒点的,会连平滑都不做,就这样了。反正地层对比不是我的事,给我什么我就用什么,有问题也赖做地层对比的人,和自己无关。


但是也有另一种做法。发现这个问题后,我们马上将有问题的井和邻井重新做了对比,发现就是一些单砂层的归属问题。仅靠电测曲线进行对比,很难肯定一些单砂层到底是该划到上面的小层,还是下面的小层。但是现在有了地质建模,情况就完全不一样了。只要看看按不同的对比方案计算出的构造面的构造趋势是不是合理,就可以判断到底这些单砂层应该划给谁。


按照这个思路,把这个区块所有有问题的井都检查了一遍,并都做了调整,最后得到了右面的那个计算结果,效果当然是很好的。另外还要特别注意一下,这里解决的问题,可是常规研究方法难以解决的!!!但在建模过程中,这类难题却被很容易的解决了。


那么现在问题来了。第一个问题:如果没有做地质建模,这个问题能被发现,并且很快的解决吗?第二个问题,这种工作应该算谁的呀?是地质建模之前的基础研究工作,还是应该算做地质建模工作的一部分?


我们再看一个例子。


通常我们开展精细油描的时候,针对的是整个区块或构造带。而建模的时候,研究范围可以缩小到某个具体的油藏与油层。由于研究范围的缩小,许多研究工作可以做的更为细致。


一个开发区块已经做过多次的精细油描工作,因为要试验一种新的开采工艺,选择其中一小部分做为试验区。由于工区面积变小,地层横向的可对比性增加,在做地质模型时,为了更好的控制储层的分布,将原来的对比方案从6个小层细化到16个韵律层。见下图。


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原来以小层为单元做出的沉积微相图,试验区内只有二个大相,而以韵律层为单元编制的沉积微相图上可以清楚的识别出水下分流河道、边滩、支流间湾等微相。


以韵律层为基本地层单元建立的沉积微相模型和岩性模型,当然会有更好的合理性(见下图)。现在让我们回想一下,做建模工作的工程师们,有几个能这么主动的做这类基础工作?就算意识到了问题,但是如果简单的把工作返回到做地层研究的工程师那里,人家有没有时间搭理我们?


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问题又来了:通常我们开展精细油描工作的时候,针对的是整个区块或构造。而建模的时候,研究范围可以缩小到某个具体的油藏与油层。由于研究范围的缩小,许多研究工作可以做的更为细致。而且地质建模工作对基础地质研究工作也有更高的要求。那么这种以精细建模为目的的韵律层划分、针对油层的局部地震解释、个别井的测井重新解释等工作,到底应该算是谁的工作?


这个问题问的似乎有点较性,也有点傻。尤其是大专家们肯定会说:我们从来没说建模就是模型计算,我们都强调地质建模是综合地质研究,你这问题不是废话吗?


问这种问题的意义在哪里呢?在概念、理论层面上可以说是废话,我不反对。但它的真正意义是在具体操作层面上,在负责具体建模工作的工程师的日常工作上。


为什么要把这类工作划归为地质建模的一部分?具体点说,都属于地质建模中数据准备阶段必须开展的工作?


曾经有个在油田单位做建模工作的年轻人向我抱怨说,领导对他一点都不重视,他做建模,就是为领导向上级汇报的时候抓几张漂亮的图。我问他是怎么做建模的,他说就是别人先把构造图做好,测井曲线解释好,然后他拿来一算就行了。现在我们想想,像这位年轻人这样做建模工作,领导凭什么要重视他?


那么怎么才能解决他的问题?关键就是要改变观念。


比如,如果上面提到的年轻人他在做数据准备、数据加载的时候,能像前面二个实例一样,能主动的发现问题,并解决问题,而且解决的还经常是常规地质研究手段无法解释的问题,领导凭什么不重视他?


这就是我认为的意义所在。这类工作到底应该算谁的,在具体的操作层面,在生产单位的日常工作中,有完全不同的结果。对生产单位如何安排工作?如何组织课题组、如何进行科研管理、如果验收检查工作,都有很大的意义。


最后再强调一遍,以建立地质模型而专门开展的各种地质研究工作,以及在建模过程中为保证模型的合理性而补充进行的基础性研究工作,都是地质建模中重要的组成部分。这些活儿,就是地质建模的人该干的,不要推给别人。自己干不了,就应该让领导也了解,在课题组织管理层面重新进行人员的组织和协调。


而且一旦解决好这个问题,我相信不仅做出的地质模型会更加合理,整体的地质研究工作的水平也会有明显的提高。


2. 什么是基于地质模型的地质分析


听过不少地质建模方面的汇报或讲座,在许多研究课题的答辩中也经常包括地质建模方面的成果。但是你们发现没有,通常都是讲怎么把模型做好,建好模型以后,最多再加个粗化后提交给数模,然后就完事了。真是这样吗?


好了,现在我们来谈谈地质建模工作的第三部分:什么是基于地质模型的地质研究和分析。空口无凭,我们还是结合着实例来讲。


第一个实例:自从技术进步了,有了计算机,编制构造图(不管是地震解释的层位,还是钻井地质分层)不再需要手工来勾线,可以用电脑来直接插值计算以后,忽然发现逆断层的构造图不会画了。原因大家都知道,现在用的网格化插值计算的软件都是二维的,相同的X、Y位置不能有二个Z值,这样就无法处理逆断层造成的地层重复现象。


但是,如果你会地质建模,这些就_都_不_是_事儿!


看下面的图。左面的是不是一张标准的逆断层的构造图?其实很简单,只要你做一个三维构造模型,然后在图形窗口里把构造面显示就出来了。对于一个熟练的建模工程师来说,做右面这样一个挤压构造的构造模型,并不是多难的事哟。


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再看第二个实例:只要有了地质模型,可以从地质模型中提取出各种各样的地质成果图件。又快又方便,比如下面的砂体等厚图、砂地比图、砂岩平均孔隙度图、砂岩平均渗透率图、夹层厚度图、渗透率变异系数图。都可以一次性把多个小层的图件提取出来。节约出来的时间是大把大把的,有这些时间,我们干点什么不好?


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另外还可以提取出多种剖面图,包括但不限于下面这些图。有了模型,不光出图快,而且有些图常规方法还做不出来呢,比如这个孔隙度剖面图。


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再讲第三个实例:除了这些常规成果图件,还可以为一些特殊的研究提供依据,比如下面这二张图。这个井组在测试化学驱的驱替效果,左面的图是试验层位的砂岩等厚图,看上去和驱替效果没什么关系。但是我们利用地质模型很快的就提取了一张高渗砂岩的等厚图,结果高渗砂岩的厚度和驱替效果有很好的吻合,再往下不用多说了,这项工作有什么用,搞石油的人都懂的。


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有了地质模型,做右面这张高渗砂岩等厚图是很快、很简单的事儿,只需要把模型中的高渗网格过滤出来,让软件一计算就完成了。可是如果用传统的研究方法,先别说用多少时间,能不能做出来这种图件都是个问题。


上面这些实例说明,地质模型完成后并不是建模工作的结束,还可以在模型的基础上开展大量的地质研究工作。而且许多成果是常规研究方法所无法完成的。


三维地质模型是关于地下地质体特性的三维数据体,是一个开展更为精细的地质研究与分析工作的数字化平台,充分用好这个平台,会使我们的地质研究工作再上升一个台阶。但可惜的是,目前绝大多数从事建模工作研究的人还没有意识到这一点,还远远没有发挥出地质模型应该起到的作用。


好了,最后来一些总结性套话吧。


经常有人将三维地质建模称为开发阶段油藏描述的核心,但目前的建模成果主要还是集中在前期研究成果的集成和显示方面,对其它相关的研究工作并没有起到指导性的作用。


研究水平的整体提高离不开新技术的应用,三维地质模技术是开发阶段油藏地质研究中最为现实、最具可操作性和系统性的新技术,理应也有必要在开发阶段油藏描述工作中起到核心作用。提高三维地质建模技术的应用水平就是提高开发阶段油藏精细描述的整体水平。


由于以往的理解,地质建模基本就相当于模型计算,而地质模型计算过程主要依靠地质统计学,所以普遍认为地质统计学是地质建模的核心技术,甚至有人把地质统计学中的变差函数称为地质建模的核心技术,但从我个人的体会来说,基础工作才是地质建模工作的核心,基础工作扎实可靠了,后面怎么算都不出太走样,基础不扎实,再高级的算法也算不出合理的模型来。


三维地质建模技术应用水平的提高依赖于彻底改变建模工作基本思路,将其从简单的“模型计算”提升为油藏地质研究的基础平台。并将地质建模的手段和技术贯穿到整个油藏精细描述的工作中,必将使开发阶段油藏精细描述工作得到一个大的提升。





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