测井在油田开发可视化研究中的应用

张春雨，李 响

（东北石油大学， 黑龙江 大庆 163000）

测井在油田开发可视化研究中的应用

张春雨，李 响

（东北石油大学， 黑龙江 大庆 163000）

油田开发可视化研究是一项系统工程，它包含油田开发的方方面面。根据油田开发实际，分别从储层参数分布研究、油藏动态历史拟合、油藏地质建模、油藏数值模拟等四个方面开展此项研究工作。在储层参数分布研究方面，采用新井资料与老井二次解释资料进行对比分析建模的方法，提高参数预测精度。油藏动态历史拟合、油藏数值模拟则采用动静态相结合的方式，以改善传统方法的不足。在地质建模方面，根据油田的开发信息，结合测井资料的响应特征，运用现代数学理论，将所需要的地质信息提取出来，进行地质建模。只有采用动静态相结合的方法，才能够更好地实现油田开发的可视化。

可视化开发；参数分布；历史拟合；数值模拟

油田可视化开发实质是人们对油田地质、油藏开发等的认识、研究成果，通过技术手段，以可视化的方式，展现出来。其目的就是让人们可以直观看到油田开发的过去、现在和未来。油田开发可视化研究，包含油田开发过程的方方面面，除了一些基本问题外，还包括储层参数分布研究[1]、油藏动态历史拟合[2]、油藏地质建模[3]、油藏数值模拟[4，5]等内容。在储层参数分布研究中，常用的方法有数理统计学的估值方法、地质统计学方法等。历史拟合是油藏模拟中一项重要的工作。因为一个油藏模型被建立起来以后，是否完全反映油气藏实际，并未经过检验。只有利用将生产和注入的历史数据输入模型并运行模拟器，再将计算结果与油气藏实际动态相比，才能确定模型中采用的油气藏描述是否有效。但由于人们对油藏地质状况认识不足以及油藏参数求取不准确，拟合的效果与实际投产资料存在较大差异。油藏地质建模是指反应油气藏分布的基本特征和空间分布规律的地质实体。包括地质模型、渗透层模型、流动单元模型、定量的流体动态模型等。油藏数值模拟是随着电子计算机的出现和发展而成长的一门新学科，在国内外都取得了迅速的发展和广泛的应用。油藏数值模拟方法是迄今为止定量地描述在非均质地层中多相流体流动规律的惟一方法。数值模拟给动态分析提供了一种快速、精确的综合性方法；但数值模拟效果的好坏，一方面取决于数模的好坏，另一方面，还取决于静态资料的质量，只有在保证模型和资料质量及代表性的情况下，采用动静态相结合的方法，才能达到满意的效果。

1 储层参数分布研究

在精细地质研究、油藏数值模拟及流动单元划分中，孔隙度、渗透率是两个非常重要的参数，直接影响建模的精度及注采方案的调整。对这两个参数的求取，主要存在以下几个问题：

（1）受测井系列及测井解释技术的影响，基础井、一次加密井、二次加密井（新系列测井除外）的薄差油层，均未解释孔隙度和渗透率。在小层数据库的建立、精细地质建模中，只能靠硬性赋值，误差很大。

（2）在厚油层中，采用加权平均的方式确定一总孔隙度和总渗透率，未能充分描绘出单一储层内的渗透率和孔隙度的变化趋势，给油田开发及动态分析带来很大影响。

（3）不同开发时期所解释的孔隙度、渗透率存在较大差异，尤其是渗透率，不同时期采用的测井系列和解释方法不同，造成各套井网间渗透率的分布差异显著。基础井网主要采用横向测井系列，解释的有效渗透率普遍偏低；一、二次加密调整井分别采用水淹层测井系列和数字化测井系列，解释的有效渗透率高且比较接近，给储层描述带来很大困难。

（4）长期注水冲刷厚油层孔隙结构发生变化，导致渗透率增大。岩心实验表明，岩心经过长期注水冲刷后，孔隙结构发生了一定的变化，导致孔隙度略有增加，泥质含量下降，渗透率明显增大。一方面需要对老测井资料进行二次解释，以统一解释方法，规范误差范围；另一方面，对孔隙度、渗透率进行实时校正，以确保这两个参数的变化能够与油田开发进程相适应，确保油藏精细地质建模及数值模拟的可靠性。

（5）油藏描述的不确定性，主要是指井间参数的不确定性。目前对井间参数分布及变化规律的预测，尚没有较好办法。通常采用插值方法，包括对参数分布有一定反应能力的Kriging插值方法，都是在统计意义上给出的无偏估计，由于它们没有反映出实际储层的局部个性化的沉积生成条件，所以不能给出具有因果意义下的预测结果。测井行业在储层参数分布预测方面，具有明显优势，在储层参数解释方面有数十年的历史，形成了多种行之有效的方法，虽然研究结果有待进一步验证，但它们毕竟是一种对储层分布规律研究更深一步的认识。

2 油藏动态历史拟合

历史拟合是通过修改初始的油藏模型，使模型计算的井的产注指标与实际观测值靠近，来实现完善油藏数值模型的过程。油藏动态历史拟合从动态和静态资料相容性方面，全面检查了我们以往对于油藏的认识，并与生产数据、监测资料的统计分析相结合，可以做到对于油藏地质、油藏动用情况、目前存在的主要问题和剩余潜力认识的深化。目前所使用油藏动态历史拟合模型，是研究院开发的黑油模型，该模型所拟合的结果，与已有的对油藏(动静态)的认识不一致，误差较大。如果通过动静态结合的方式，利用不同井网间邻井测井资料间的差异，结合油田开发数据进行综合分析，运用现代数学手段，将能有效解决这一问题。

3 油藏地质建模

我国陆上油田进入高含水后期开发以来，以储层研究为主线，立足于搞清各类砂体的剩余油分布特征，为调整挖潜和三次采油提高采收率技术提供依据，开展了全面深入的开发精细地质研究。以密井网测井资料为基础，将露头研究分层次建模的思路大规模应用于地下，并结合其它数学方法，如模式识别方法，进行精细地质建模。在建模过程中，一维井剖面的各种地质参数，是整个油藏描述工作的基础，油层厚度、孔渗饱、水淹等级等参数的解释精度，直接影响储层描述、剩余油描述、地质建模以及数值模拟的精度。目前影响储层地质建模精度的主要是反映储层渗流能力和渗流特征的渗透率参数和有效厚度，由于不同开发时期采用的测井系列、解释方法及电性标准各不相同，造成渗透率解释精度及厚度划分存在较大差异，给储层对比、参数预测、连通性分析等带来很大困难。在此方面，测井公司具有得天独厚的优势，一方面通过对原测井系列的测井资料与新系列测井资料进行匹配处理，使其各项性能达到新系列指标，并进行二次解释或进行相应校正（研究院在此方面已取得一定成绩），使得不同开发时期的测井解释参数具有可比性；另一方面根据测井资料的曲线形态，运用过程辨识、系统辨识、模式识别等现代数据处理手段，进行沉积相、沉积微相的识别。在相约束条件下，与单井储层参数解释及井间储层参数分布预测相结合，进行确定性精细地质建模，其效果将会更好。在软件方面，现在的精细地质建模正朝着三维可视化方向发展，常用的建模软件有：EarthVision、Gasor、FCM、Petrel等四种。其中相控三维地质建模软件FCM能够充分利用现有的精细地质研究成果，实现相约束储层建模和建立VIP数模接口，并可为Petrel提供数据接口，缺点是三维可视化功能不强。Petrel建模软件具有比较先进的构造建模、储层建模（随机建模）以及可视化功能，缺点是很难利用现有的沉积相带图和构造图，随机建模方法需要改进。EarthVision 软件构造建模及可视化功能相对较强，但储层建模能力不足。Gasor在随机模拟算法方面具有一定的优势，可以接受EarthVision断层网格数据实现可视化，但三维可视化功能不强。所有这些软件都是在UNIX系统下开发完成的，只有FCM软件通过LINUX操作系统，借助MPI应用软件，实现并行数据交换的微机运行。而采油厂的地质工作人员很少接触工作站或不熟，使得这些软件很难发挥其真正效力。目前计算机的发展速度很快，测井行业拥有大量的计算机软件人才和地质分析人员，他们的敬业精神及对参与未来市场竞争的渴望，十分令人钦佩。通过开发适合本地区的微机版储层地质建模系统，将能够进一步展示他们的才华，发挥他们的作用，对油田及测井行业的发展均有好处。油藏数值模拟是对于油藏描述结果和我们对于油藏开采过程认识的一个全面体现，它是取得对于油藏动态认识和预测调整措施效果的基础。油藏数值模型通常包括储层地质描述、油气水岩石物理性质、井的生产历史、井工艺措施等诸多方面的内容，它是实现油藏可视化开发的最综环节。建立一个精细的实际油藏数值模型，需要考虑以下几方面的内容：

（1）模拟区边界划定和边井处理

研究区边界划定本来只是圈定一个研究范围，但是采用数值模拟方法研究，需要在模型中反映出油藏的开采方式，如果是靠天然能量开采，就要把天然能量反映出来；如果是人工补充能量开采，就要包括完整的注采关系，并且边界尽可能选在压力的平衡线上。对于多套井网综合开采的开放式模拟区，边界的选择主要考虑对于油藏动态影响最大的井网形式。

（2）模拟区平面网格剖分

模拟区平面网格剖分主要考虑对于压力、饱和度、剩余油等描述的细致程度；纵向网格剖分除考虑纵向压力和饱和度变化描述外，还要考虑到井的射孔精细程度和调整对象，这需要静态地质研究人员、动态分析人员和数值模拟人员共同分析，或者做一些数值实验才能最终确定。

（3）数值模型对储层地质特征的体现

在油藏数值模型中，对于储层构造主要应体现出各砂体顶部深度的变化、厚度变化、连通情况，以及孔隙度、初始油气分布等。这也是地质建模的难点，因为目前尚没有那种方法能够给出具有因果意义下的预测结果。

（4）油藏初始压力描述

首先要搞清模拟油藏是一个统一的水动力系统还是多个水动力系统，然后采用相应的方法模拟。

（5）对油藏岩石、流体的物理性质及其相互作用的描述

主要包括地层岩石的压缩系数、标准状态下水的密度、地层水的体积系数、地层水的压缩系数，油水、油气相对渗透率和油气高压物性曲线等。这些岩石流体性质描述资料使用的准确与否，对于油藏模拟结果影响很大。

（6）模拟井的射孔、产注状况和井措施的体现

井的射孔情况是决定井开采对象最关键的因素。所以，数值模型中井的射孔、补孔、堵孔过程必须与实际情况在时间和层位上完全一致。模拟层和模拟实践阶段的细分，是保证开采对象和时间准确的重要手段。

油藏数值模拟是动态分析的研究内容，理论研究难度及工作量均很大，并且我们从未涉及，但不能因为未研究或陌生而望而却步。油藏开发是一项系统性工程，在油田开发过程中，提出的进行“多学科油藏研究”，测井解释及资料处理占据非常重要位置，排在第二位。我们应该积极主动地去参与这方面的研究，而不应被拒之门外，对未研究的项目，进行深入细致的研究；对已有的成果，进行综合整理，形成一项系统工程，为油田开发服好务。在油藏数值模拟方面，通过对流动单元的划分、储层参数预测、精细地质建模等的研究，逐渐接触动态、了解动态、研究动态、应用动态，最终通过与油田密切合作，共同研究，形成一套可视化的油藏开发系统。

4 结 论

油藏开发是一项系统性工程，其中大部分技术实力都已具备，应该将它们综合在一起，进行深入细致地研究整理，形成一套系统，加以充分利用，只有这样才能从多角度、全方位地为油田提供技术服务，在技术上引领油田开发市场。在研究过程中，从测井资料的用途及现有的技术实力出发，较为深入地分析了在整个油田开发过程中，测井资料所起的作用，可以显见，在油田开发的各个环节均离不开测井资料，在不同的研究领域有不同的作用。而对测井资料的理解、掌握和使用方面，测井技术人员应该更具优势。按照目前的发展趋势及研究结果，分别从流动单元的划分、储层参数预测、剩余油分布研究、精细地质建模、油藏动静态拟合，以及油藏数值模拟等不同角度开展不同的研究，满足油田不同研究的需要，最终形成一套以“动静态综合分析可视化系统”为主体的油田开发可视化系统。

［1］乐友喜，王永刚，张华军. 储层参数平面预测方法评价［J］. 地质与勘探，2001, 3(5): 56-60.

［2］唐仁选. 历史拟合的方法原理及其应用［J］. 油气井测试，1995(01)：48-60.

［3］林克湘，张昌民，等. 地面——地下对比建立储层精细地质模型[M]. 北京：石油工业出版社，1995.

［4］周贤文，汤达帧，张春书. 精细油藏数值模拟研究现状及发展趋势［J］. 特种油气藏，2008(04)：12-24 .

［5］靳彦欣，肖驰俊，杨景辉. 流动单元约束的油藏数值模拟研究[J].石油天然气学报，2005(S6): 64-78.

Applications of Logging in Visual Study on Oilfield Development

ZHANG Chun-yu, LI Xiang

（Northeast Petroleum University，Heilongjiang Daqing 163000，China）

Visual study on oilfield development is system engineering; it includes all aspects of oilfield development. According to the actual oilfield development conditions，this research work should be carried out from four aspects of reservoir parameters distribution research, dynamic reservoir history matching and reservoir geological modeling and reservoir numerical simulation. In the study of reservoir parameters，new wells data and old well secondary interpretation data should be compared and analyzed for modeling in order to improve parameter prediction precision. The dynamic reservoir history matching and reservoir numerical simulation should adopt the method of the static and dynamic combination, which can improve the deficiency of the traditional method. In terms of geological modeling，based on development data of the oilfield, combined with the response characteristics of logging data, geological information can be extracted by modern mathematical theory to conduct geological modeling. Only by using the dynamic and static combination method, better visualization development of oil field can be achieved.

Visualization development；Parameter distribution；History matching；Numerical simulation

TE 122

： A

： 1671-0460（2015）03-0639-03

2014-09-26

张春雨（1988-），男，黑龙江大庆人，硕士学位，研究方向：油气田的开发。E-mail：zhangchunyuhahah@126.com。