数字油藏的研究现状

与储层随机建模相关的第一篇论文出现在1984年，介绍了在油田尺度下的泥岩模型的建立方法，但这方面的研究在1990年以后才得到开展和重视，提出了开展储层建模工作的六大理由:①缺乏各种尺度下有关储层的空间分布、内部结构和岩性变化资料;②储层成因单元或相带具有复杂的空间组合;③难以掌握岩性和物性参数随空间位置的变化规律;④不清楚储层参数值与所代表的岩石体积大小之间的关系;⑤静态资料比动态资料要多;⑥方便、迅速。在此之前，地质统计学主要用于插值和固体矿产的储量计算。

储层表征是在确定性储层上的随机性表征。其确定性是指地下储层及其属性是客观存在的，但由于取样条件等诸多因素的限制导致人们主观认识上的随机性。这并不是意味着地下储层是不能认识的，而是应该遵循储层形成及其演化的地质规律。可见，数字油藏过程也就必须从地质研究流程出发，因而数字油藏过程必须遵循一个步骤。Damsleth等提出了两步建模步骤:第一步建立相分布模型;第二步是在相边界控制下建立不同相(微相)的岩石物性模型。其基本思想是同一沉积微相或岩相内具有相近的岩石物理性质，在相同的沉积微相内建立岩石物性分布参数、分布模型会较大地提高预测精度，也就是常说的相控建模。Weber KJ、Petit FM等进一步提出了建立储层随机地质模型的三步建模步骤:建立构造模型、沉积微相模型和相控下的岩石物性模型。

1．地层格架模型

精细的地层格架模型是开展数字油藏工作的基础，主要是由地层层面和断层面所组成。在勘探阶段，正确认识地层和断层面在空间中的相互关系是认识和理解储层沉积、演化的关键，研究断层的时空演化、封堵性是研究油藏的成藏时间、规模的有力武器。在油田开发的中后期，数字油藏中小断层的识别、断层对流体流动的影响、开展微构造研究是寻找剩余油均需要研究的问题。

在建立地层格架模型的过程中，只有井资料和地震资料可以利用。根据高分辨层序地层学原理，对研究区从单井分析到剖面对比，然后进行全区对比，建立起研究区的地层框架。这是在开发阶段主要采用的办法;在勘探阶段，井资料较少，只有依靠地震构造解释，当然这也得依靠井资料进行标定，其纽带是时深关系。速度是地震中最棘手的问题，建立起高精度的速度场是比较困难的。如何根据井上的时深关系，利用地震构造解释的成果-时间层面，得到深度域的地层格架模型就成了许多研究人员的目标，Abrahamsen P等利用地质统计学办法研究了时深转换的方法，但这些研究的前提是认为时间与深度为线性关系，这还需要进一步的研究。

2．岩相(微相)模型

岩相模型必须在已经建立好的地层格架模型中实现，目前主要有两种方法:一种是基于对象的方法;另一种是基于网格的方法。第一种方法往往适用于河流相的沉积体系，主要有Bool模拟、示性点过程、马尔可夫贝叶斯模拟。第二种方法一般在三角洲沉积体系中较常使用，模拟方法有序贯指示模拟、截断高斯模拟等。当相在空间中的分布有很大的随机性且少有高阶的连通性时，序贯指示模拟特别有用;截断高斯模拟由于只有一个变差函数，所以缺乏序贯指示模拟的灵活性，但能表征相在空间中的自然组合。需要注意的是，基于网格的模拟方法常常会产生一些小尺度内的空间变化，这种现象在实际的地质现象中是不存在的，因此需要做一个低通过滤，以便更符合实际情况，也有助于以后的油藏数值模拟。

3．储层属性模型

储层属性模型包括孔隙度、渗透率、含油饱和度等，在每个微相类型中分别进行模拟，然后组合。这些连续变量的模拟往往采用基于高斯的方法，在模拟孔隙度时还可以整合地震资料，在模拟渗透率时也可以把孔隙度作为约束条件;还有一种方法是采用序贯指示模拟，这就要求在模拟连续变量时通过一系列门槛将其离散化，在每一个门槛内考虑其空间变化模式来进行估计或模拟，这种方法明显的优点是可以整合非线性的软数据;第三种方法是模拟退火，其模拟过程就是追求一个最优的过程，可以整合一般方法不能处理的数据，但其非常耗时，还决定于模拟参数的精细调整，否则很难达到理想中的效果，这也是它在实际应用中很少使用的主要原因。

在物性模型的建立过程中，建立渗透率模型是最困难的，常常是通过油藏数值模拟中的历史拟合来修正储层模型中的渗透率模型，而这种办法得到的渗透率模型只是答案之一。这样，许多研究工作者考虑在建立渗透率模型中整合各种动态资料，如试井资料、DST、生产资料等。

除这些传统的方法以外，还有许多非线性优化算法，如人工神经网络、模糊逻辑、遗传算法以及它们相互结合的算法。

4．模型优选

储层模型建立的目的是为了量化油藏动态的不确定性，建模的结果产生了许多等概率的、井间储层属性不确定的储层模型。储层模型网格大小由原始数据测量尺度决定，如由岩芯和测井得到的流动属性的测量尺度相对很小，需要在模型中用小尺度的网格块来再现，这样就导致网格数目非常之大，一般达到了几百万个网格，即使在粗化以后，油藏数值模拟也要面对所建立的许多实现模型，所以有必要对模型实现进行排队。一般有3种方法:第一种是使用简单的流动模拟技术，但这种方法过于简单，一般很少使用;第二种是用井间示踪剂流动的数值模拟技术;第三种是经常使用的油藏数值模拟技术，这种方法费用高，时间长，计算量大。一般在挑选好模型以后使用，是目前常用的方法。