一种辫状河沉积非均质致密砂岩气藏地质建模方法与流程

本发明属于油气田储层地质分析技术领域，具体涉及一种辫状河沉积非均质致密砂岩气藏地质建模方法。

背景技术

致密砂岩气藏是目前接替常规气藏可持续开发的非常规能源之一，气藏具有低孔、低渗和低丰度的特征，造成该类气藏的开发成本往往高于常规气藏，为了降低风险、保障效益、提高经济性，需要提高气藏表征的可靠性，指导产能建设和经济性评价。表征该类储层，国外主要应用三维地震，通过优化采集、处理和解释技术，实现构造及目标体刻画。在地质建模方面，国际商业化的方法有基于象元、基于目标体和多点地质统计学的随机建模方法以及确定性建模方法，并形成了petrel、rms、direct等大型商业软件，根据不同需求，建立不同气藏类型的地质模型。

致密砂岩气藏受沉积环境的影响，气层厚度、非均质性以及开发效果差异很大，储层表征的可靠性差异也很大，发育较厚气层的气藏利用三维地震的avo属性，既可以有效指导储层表征，然而，针对薄气层的气藏，受地震垂向分辨率的影响，无法分异砂泥岩互层，在储层表征方面，主要应用井资料，利用地质统计学的方法建立地质模型，这样大大降低了地质模型的可靠性。在指导中后期气藏开发过程中，难以避免多解性，并随着开发的深入，需要利用实时资料不断校正模型，从而造成开发方案的不断调整。

辫状河沉积是河流相沉积类型之一，由于受自旋回及异旋回的双重影响，沉积的砂岩具有横向拟连片、纵向多薄层的特征，形成的储层非均质性强，平均单期砂岩厚度2-5m，多期河道砂体拼接程度不同，连通性差异大。目前，国内建立该种地质模型的平均符合率仅为62％，符合率低的主要原因有：1、辫状河属多河道沉积体系，心滩砂体规模及分布受多因素控制，地质规律性差，非均质性强，模型符合率难以提高；；2、从经济效益和天然气的流动性，气藏开发的井网一般会大于油田井网，普遍大于400m以上，同时，地震资料垂向分辨率无法实现单砂体级别的精细刻画，以上资料的限制较难统计该类储层的地质规律。

因此，亟需一种可以合理统计辫状河地质规律的方法，同时，寻找适合建立该种地质模型的算法，充分融合已有矿场资料，提高建立的地质模型的可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的一是克服现有技术中受气藏开发的限制，常规井网无法精细解剖砂体及有效砂体，降低了研究的精细程度；目的二是建立的辫状河沉积非均质致密砂岩气藏地质建模平均符合率低的问题。

为此，本发明提供了一种辫状河沉积非均质致密砂岩气藏地质建模方法，至少包括如下步骤：

1)建立辫状河储层内部构造模型；

2)建立辫状河储层地质知识库；

3)以辫状河储层内部构造模型为格架，应用基于目标体的随机建模方法，输入辫状河储层地质知识库的参数，建立多个实现模型并选择符合率最高的实现模型作为多点地质统计学建模的训练图像，选用地震属性作为训练图像的软约束条件再次建立多个实现模型并选用符合率最高的实现模型即为辫状河沉积相模型。

如权利要求1所述的辫状河沉积非均质致密砂岩气藏地质建模方法，所述步骤1)建立辫状河储层内部构造模型，具体步骤为：利用辫状河储层的地震资料和钻测井资料进行时间域地震构造十字交叉剖面解释、井震联合地层对比十字交叉剖面闭合，实现十字交叉剖面的三维闭合校正，三维闭合校正结合井-震标定获取的井点时间-深度关系和时间域地震构造计算层速度建立速度模型，进而进行时间-深度关系转换，得到深度域地质构造，利用深度域地质构造在petrel软件下建立构造模型格架；

所述地震资料包括地震层位追踪、井旁地震道和地震子波，钻测井资料包括密度参数、声波参数、自然伽马参数、泥岩颜色；

所述井震联合地层对比通过密度参数、声波参数得到波阻抗及反射系数，波阻抗及反射系数与地震子波反褶积合成地震记录，地震记录与井旁地震道对比标定，实现井震联合地层对比。

所述步骤2)建立辫状河储层地质知识库，具体步骤为：在辫状河内筛选加密区，利用钻测井资料和储层沉积地质认识对加密区开展沉积旋回划分与相展布，沉积旋回划分与相展布结合试气与动态资料进行沉积格架控制下砂体对比，进而开展沉积格架控制下砂体对比与古露头砂体统计、现代沉积统计、密井网地质认识、测井相解释数据建立辫状河储层地质知识库；

所述钻测井资料包括声波参数、自然伽马参数和泥岩颜色，储层沉积地质认识包括岩石相组合、岩石学特征、沉积背景和砂体规模对比，试气与动态资料包括砂体连通性动态验证。

所述加密区根据投资金额及预期收益设计井网密度，选择的区域一般满足≥5个井距，加密区的井网需要满足应用取芯或者电测曲线可以识别miall定义的3级界面。

所述辫状河储层地质知识库为加密区的砂体及有效砂体的地质知识库，砂体及有效砂体的地质知识库包括构型要素、构型级次、岩性、层理、旋回、测井响应、平面形态、剖面特征、横向规模范围、纵向规模范围、厚度和其在所在区域内的占比，并将样本数的规律性形成概率函数。

所述步骤3)选用地震属性，具体步骤为：通过开展井震联合，确定与砂岩及气层响应相关性最好的属性作为选用的地震属性。

所述步骤3)建立多个实现模型且选择符合率最高的实现模型作为多点地质统计学建模的训练图像，具体步骤为：通过开展辫状河测井相解释，抽稀部分井，形成分布均匀的单井测井相作为样本点，应用基于目标体的随机建模方法建立多个实现模型，并利用已抽稀的井验证多个实现模型的符合率，选择符合率最高的实现模型作为多点地质统计学建模的训练图像。

所述抽稀的井数占全井数的5％，对于分布不均匀的井网，可根据地震资料建立虚拟井。

本发明的有益效果：本发明提供的这种辫状河沉积非均质致密砂岩气藏地质建模方法，一是通过开展小范围密井网区及加密区试验区，有效提高了其研究的精细程度，通过建立地质知识库，统计地质规律，为储层表征奠定基础；二是利用嵌套方法，首先开展基于目标体的地质建模，应用其中较可靠的实现作为训练图像，指入多点地质统计学，开展模拟，进一步提高地质模型的可靠性。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

图1是一种辫状河沉积的非均质致密砂岩气藏地质建模方法流程图；

图2是该气田某区块井位分布图以及开展地层对比的主剖面和辅助剖面连络线；

图3是井1-井2-井3-井4-井5的地层对比剖面图；

图4是该气田某区块内的地震资料解释的层位及断层；

图5选择的密井网区以及加密后的井网井距；

图6是通过对密井网区开展砂体及有效砂体精细研究建立的储层地质知识库；

图7是以储层地质知识库中心滩长度为例的定量参数；

图8是开展的地震属性评价，确定纵横波速度比为岩性及含气性预测最好的地震属性；

图9是以加密区解剖获得的地质知识库为参数，采用基于目标体的建模方法建立的全区地质模型之一；

图10是应用基于目标体建立的符合率最高的地质模型为训练图像，结合纵横波速度比建立的多点地质统计学模型之一。

具体实施方式

实施例1：

一种辫状河沉积非均质致密砂岩气藏地质建模方法，其特征在于，至少包括如下步骤：

1)建立辫状河储层内部构造模型；

2)建立辫状河储层地质知识库；

3)以辫状河储层内部构造模型为格架，应用基于目标体的随机建模方法，输入辫状河储层地质知识库的参数，建立多个实现模型并选择符合率最高的实现模型作为多点地质统计学建模的训练图像，选用地震属性作为训练图像的软约束条件再次建立多个实现模型并选用符合率最高的实现模型即为辫状河沉积相模型。

实施例2：

如图1所示，一种辫状河沉积非均质致密砂岩气藏地质建模方法，至少包括如下步骤：

1)建立辫状河储层内部构造模型；

2)建立辫状河储层地质知识库；

3)以辫状河储层内部构造模型为格架，应用基于目标体的随机建模方法，输入辫状河储层地质知识库的参数，建立多个实现模型并选择符合率最高的实现模型作为多点地质统计学建模的训练图像，选用地震属性作为训练图像的软约束条件再次建立多个实现模型并选用符合率最高的实现模型即为辫状河沉积相模型。

本发明提供的这种辫状河沉积非均质致密砂岩气藏地质建模方法，通过开展小范围密井网区试验区，有效提高了其研究的精细程度，通过建立地质知识库，统计地质规律，为储层表征奠定基础；利用嵌套方法，首先开展基于目标体的地质建模，应用其中较可靠的实现作为训练图像，指入多点地质统计学，开展模拟，进一步提高地质模型的可靠性。

实施例3：

在实施例1的基础上，如权利要求1所述的辫状河沉积非均质致密砂岩气藏地质建模方法，所述步骤1)建立辫状河储层内部构造模型，具体步骤为：利用辫状河储层的地震资料和钻测井资料进行时间域地震构造十字交叉剖面解释、井震联合地层对比十字交叉剖面闭合，实现十字交叉剖面的三维闭合校正，三维闭合校正结合井-震标定获取的井点时间-深度关系和时间域地震构造计算层速度建立速度模型，进而进行时间-深度关系转换，得到深度域地质构造，利用深度域地质构造在petrel软件下建立构造模型格架；复杂构造包括断层、断裂及微幅度构造，这些解释均需要井震联合，二维地震解释的构造为点段图，需要联合井资料插值建立全区构造，三维地震解释则可以直接解释出全区构造，提高构造的可靠性。

所述地震资料包括地震层位追踪、井旁地震道和地震子波，钻测井资料包括密度参数、声波参数、自然伽马参数、泥岩颜色；

所述井震联合地层对比通过密度参数、声波参数得到波阻抗及反射系数，波阻抗及反射系数与地震子波反褶积合成地震记录，地震记录与井旁地震道对比标定，实现井震联合地层对比。

所述步骤2)建立辫状河储层地质知识库，具体步骤为：在辫状河内筛选加密区，利用钻测井资料和储层沉积地质认识对加密区开展沉积旋回划分与相展布，沉积旋回划分与相展布结合试气与动态资料进行沉积格架控制下砂体对比，进而开展沉积格架控制下砂体对比与古露头砂体统计、现代沉积统计、密井网地质认识、测井相解释数据建立辫状河储层地质知识库；

所述钻测井资料包括声波参数、自然伽马参数和泥岩颜色，储层沉积地质认识包括岩石相组合、岩石学特征、沉积背景和砂体规模对比，试气与动态资料包括砂体连通性动态验证。

所述加密区根据投资金额及预期收益设计井网密度，选择的区域一般满足≥5个井距，加密区的井网需要满足应用取芯或者电测曲线可以识别miall定义的3级界面。

所述辫状河储层地质知识库为加密区的砂体及有效砂体的地质知识库，砂体及有效砂体的地质知识库包括构型要素、构型级次、岩性、层理、旋回、测井响应、平面形态、剖面特征、横向规模范围、纵向规模范围、厚度和其在所在区域内的占比，并将样本数的规律性形成概率函数。

所述步骤3)选用地震属性，具体步骤为：通过开展井震联合，确定与砂岩及气层响应相关性最好的属性作为选用的地震属性。地震属性可以是叠前也可以是叠后，目的在于优选与测井识别砂岩及气层响应相关性最好的属性，由于投资及成本的影响，地震资料有二维、三维两种，两种地震资料在后续的地质建模中，应用的方法不同，实现的地质模型的可靠性也有差异。

所述步骤3)建立多个实现模型且选择符合率最高的实现模型作为多点地质统计学建模的训练图像，具体步骤为：通过开展辫状河测井相解释，抽稀部分井，形成分布均匀的单井测井相作为样本点，应用基于目标体的随机建模方法建立多个实现模型，并利用已抽稀的井验证多个实现模型的符合率，选择符合率最高的实现模型作为多点地质统计学建模的训练图像。

所述抽稀的井数占全井数的5％，对于分布不均匀的井网，可根据地震资料建立虚拟井。降低不均匀井网建立地质模型的随机性。基于目标体建立地质模型的各项参数均选自步骤2)中统计的地质知识库内容。

步骤3)多点地质统计学是目前较前沿的地质建模算法，该算法适合河流相沉积的储层建模，需要指入硬数据即井数据，软数据即地震属性以及基于目标体建立的地质模型即训练图像。通过商业软件提供的成熟算法，完成模型的建立，该方法，采用二级嵌套方法，实现了单一建模算法存在的缺陷，并充分融入地震等多种矿场资料，有效降低了模型的多解性，最后再应用抽稀井验证，从多个实现中，选择符合率最高的地质模型，进一步降低多解性。

实施例4：

如图2-10所示，在实施例1的基础上，苏里格气田是我国陆上大型致密砂岩气藏，主力气层为辫状河沉积，以该气田某区块为例，表述一种辫状河沉积的强非均质致密砂岩气藏地质建模方法，包括如下步骤：

1)建立辫状河储层内部构造模型；

对该气田某区块的地震资料和钻测井资料进行梳理并利用十字交叉剖面开展该气田某区块全区地层对比，如图2所示，建立全区的主剖面与辅助剖面，首先对主剖面上的地层进行对比，如图3所示，其次对辅助剖面进行对比，实现十字交叉剖面闭合，如图4所示，最后采用井震标定，在地震剖面上解释构造及断层，并通过时间-深度转化，插值形成全该气田某区块的主力气层的构造面，利用深度域地质构造在petrel软件下建立构造模型格架；

2)建立辫状河储层地质知识库；

在该气田某区块的小层单元内，统计砂体及气层钻遇率，结合生产动态和目前井网井距，筛选可以代表该气田某区块全区并可以加密的区域作为加密区。如图5，该加密区原始井距大，普遍大于1公里，可以进行加密工作，其次，该区位于苏里格气田的中部，具有代表性，所以优选为加密区。

对加密区进行沉积旋回划分与相展布，通过沉积格架控制下砂体对比确定沉积格架控制下储层砂体的规模参数，对加密区开展岩心描述、测井相标定，确定加密区内主要单砂体的成因和其空间展布，研究单砂体对有效砂体的控制因素，并对有效砂体的空间特征进行定量化测量对上述工作梳理，如图6，建立以单砂体和其控制的有效砂体为对象的地质知识库，如图7，为了开展基于目标体建模，要测量单砂体的定量参数，并形成概率函数。

3)以辫状河储层内部构造模型为格架，应用基于目标体的随机建模方法，输入辫状河储层地质知识库的参数，建立多个实现模型并选择符合率最高的实现模型作为多点地质统计学建模的训练图像，选用地震属性作为训练图像的软约束条件再次建立多个实现模型并选用符合率最高的实现模型即为辫状河沉积相模型。

在加密区内开展井震联合和地震物理试验，确定与砂岩及气层相关性最好的地震属性，如图8，通过分析苏里格气田岩石物理属性，对纵波阻抗、密度，纵横波速度比分析，其中纵横波速度比最能反映岩性及含气性，所以优选其作为后期地质建模的地震属性。

通过密井网测井与岩心标定关系，对全区测井相解释，本实施例选择petrel地质建模软件(属公知在网上可查得)，也可以选择其他地质建模软件，向软件录入井头信息、测井数据(含测井相解释曲线)、地质分层、地震属性及断层、构造等解释好的面数据，剔除8口井作为验证井，形成均匀的井网，开展地质建模工作；如图9，应用基于目标体的随机建模方法，录入加密区解剖获得的地质知识库相关参数，建立多个实现，加入验证井，优选符合率较高的地质模型作为下一步开展多点地质统计学建模的训练图像。

如图10，采用多点地质统计学建模方法，录入地质知识库参数：硬数据为剔除验证井的较均匀井网井，软数据为优选的地震属性，训练图像为基于目标体建立的符合率最高的地质模型，建立多个实现，并应用验证井验证符合率最高的地质模型作为该气田某区块的沉积相建模。

本发明的本发明采用的辫状河沉积非均质致密砂岩气藏地质建模方法将该种地质模型的符合率为96％。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。