利用Petrel软件建立油藏地质模型

张国强，于作刚

(1.西北大学 地质学系/大陆动力学重点实验室，陕西 西安 710069;2.华北油田分公司勘探开发研究院，河北任丘062552)

随着现代油藏描述的不断发展，对储层的精确认识变得尤为重要，随着各学科的不断发展，特别是地质理论、数学地质、地质统计学和油层物理学、计算机科学等学科的综合应用，使得油藏地质建模成为精确认识和描述油藏的一个重要途径。运用油藏地质建模技术可以直观的展现地下三维空间的地质特征和各种储层属性，为精细的油气描述和油气分布预测提供可能。

本文针对鄂尔多斯陕92区，采用petrel建模软件对该区块建立精确的三维构造骨架模型，再利用岩相描述曲线和测井曲线建立岩相模型和属性模型，进一步揭示研究区储层的地质特征，并运用前述的手绘图进行控制建模，从而是地质模型更加真实的模拟地层实际的情况。

1 数据准备及工作流程

建立三维地质模型需要使用井位坐标(wellhead)、测井曲线(las)、钻井分层(welltop)等大量的基础数据，而且三维地质建模软件具有较强的三维图形显示和成图功能。数据加载过程就是基础数据库的建立过程。按照Petrel软件格式要求，对井位坐标、井斜、测井、钻井分层和断点数据等基础数据进行加载。利用建模软件的可视化显示功能可对数据进行质量检验，修正因数据错误造成的油井轨迹异常显示，并对测井曲线的异常显示井段进行校正。三维地质建模的具体工作流程如图1所示［1］:

图1 地质建模的工作流程

1)地质建模软件的选择

综合考虑研究区的地质特征和各种建模软件的利弊，本次研究采用了PETREL软件进行油藏地质建模。PETREL地质建模软件的核心部分是在建立储层沉积体系及沉积成因单元理论基础上的储层沉积微相随机模拟方法，将最终建立的沉积微相模型用多种方法验证，效果较好。利用PETREL进行地质建模的优点在于其测井微相分析精确、能够进行油田开发动态数据验证和人机交互。

2)建立原始数据库

各种地质数据是实现地质建模的基础，地质建模过程中各种插值或模拟方法也都强烈地依赖于条件数据，在其它条件都相同的情况下，对各种条件数据的掌握程度(包括数量、精度等)就决定了模型的预测效果。

选用PETREL建模需要的数据包括:

(1)井位数据:包括研究区的井口坐标、补心海拔等;

(2)分层数据:主要是小层划分与对比数据;

(3)岩性代码:区分研究区储层岩性;

(4)储层数据:包括砂体厚度、孔隙度、渗透率、泥质含量、含水饱和度等储层的属性数据。

(5)测井数据:包括声波时差、伽马、电阻、自然电位等数据。

(6)手绘图件:包括砂体展布、孔隙度、渗透率、含油饱和度等平面图件。

得到基本的原始数据后，对其进行整理，按照软件要求的格式，建立标准的原始数据库。其中，建模中应用的测井数据以0.125 m为间隔，即间隔0.125 m为一个数据点。

3)建立三维地质模型

本次建模采用研究比较成熟的相控建模。模型的网格步长为10×10 m，纵向上步长为2 m，建模区域内的网格总数为843×565×19，共9 049 605个网格。

2 构造模型的建立

构造模型的建立是整个三维地质模型的基础，只有建立了三维地层骨架后才可以建立沉积相模型和各种属性模型，最终完成三维地质模型。构造模型可以反映出储层模型在三维空间展布形态和各层面空间分布轮廓，构造模型的建立采用了点－面－体的建模步骤，即是通过地质构造面的控制，建立井模型－层模型－三维构造模型的过程。采用petrel软件中用来建立构造模型的三部分fault modeling、pillar gridding和layering建成一个三维空间网格，导入手绘地质构造等值线，将生成的构造面加入Make horizons操作过程中来控制模型中生成的构造面，这样建立起来的构造模型可信度较高［2］。

陕92油藏区域上属陕北斜坡中段，构造形态为一个西倾单斜。该油藏主要受构造控制，为岩性－构造油藏。延9各小层顶面构造呈现出区域西倾单斜特点，整体地层坡度小，多条近东西向的鼻隆构造在研究区较为发育，从下到上各小层的顶面构造具有很强的继承性。

图2 陕92区延91顶面构造模型

3 岩相模型的建立

相建模是储层建模的关键，它为储层参数的模拟提供了储层骨架。相的分布控制着砂体的展布，而只有砂体才有可能具有有效地储层参数，相的分布不同，整个砂体展布也就不同。本次建模采用相控建模，即属性建模以岩相模型为基础，因此，相模型的建立准确程度就显得尤为关键。相控建模采用沉积相控制和岩相控制两种约束方法。使用手绘沉积相图作为约束条件时，可以较全面的考虑岩相影响因素。但是在Petrel中建立的相模型就变成了生硬的三维立体模型，这削弱了Petrel随机模拟的功能。并且当沉积相不足以精确模拟相模型时，砂体的连通性、砂体展布以及尖灭、砂体内部泥质夹层等情况都不能进行细致的刻画。因此，建立的属性模型精度将大大降低。相建模技术，而且可以交互使用，此外还可以导入自己的算法和人工赋值的方法，来建立岩相模型［4］。

图3 变差函数示意图

根据Petrel建模软件提供的算法以及研究区特征，本文选择了随机建模方法中贯序指示算法，其中涉及到的主要参数就是变差函数。变差函数的基本原理:变差函数是地质统计学中反映储层参数空间变化特征的重要函数，它能通过随机性反映参数的结构性。当一种变量可以用1个域多个参数的空间分布来描述时，这种变量就能认定为区域变量。变差函数是地质统计学的基本工具。它既能描述区域化变量的结构性变化，又能描述其随机性变化。在此基础上建立延9岩相模型如图3所示。

图4 陕92区延9砂泥岩相模型

图5 陕92区延9渗透率模型

图6 陕92区延9孔隙度模型

4 属性模型的建立

储集层三维建模的最终目的是建立能够反映地下孔隙度、渗透率、有效储集层空间分布的参数模型。地下储集层物性分布具有非均质性与各向异性，因此，应用地质统计学和随机过程的相控随机模拟方法，是定量描述储集层物性空间分布的最佳选择。

图7 陕92区延9饱和度模型

图8 陕92区延9 NTG模型

油藏属性建模部分是整个三维可视化地质建模的最终目的，它是在所建立构造模型的基础上，采用随机模拟的方法预测井间属性参数分布情况，同时采用岩相加以控制趋势，建立油藏属性的三维空间展布模型。属性模型的建模过程类似岩相模型的建模过程［5］，同样需要进行变差函数分析和随机建模方法优选。

5 结语

通过精准的构造模型、岩相模型以及属性模型，能够建立符合油藏实际的地质模型，能够精细、准确地刻画出油藏细部特征，实现地下油藏的动态三维可视化，为更好的了解油藏特征并提出更为可行的开发方案提供依据。建立准确的三维地质模型，对地下断层、裂缝、砂体连通性、以及泥质夹层等的精确刻画，更是油藏工程数值模拟的关键。建立的构造模型和属性模型不仅能够为数值模拟提供静态模型，还能用于地质研究，为油藏开发和综合调整提供依据。总之，建立精确地三维地质模型是油藏储层精细描述的核心。

［1］罗玉，翟中霞，等.利用 Petrel软件进行精细地质建模研究［J］.太原科技.2008(10):60－63.

［2］李蓓蕾，朱玉双，张翠萍，等.PETREL软件在油藏三维可视化地质建模中的应用［J］.地下水.

［3］石晓燕.Petrel软件在精细地质建模中的应用［J］.新疆石油地质.2007，28(6):773－774.

［4］李映雁，何星 .Petrel软件在富县地区地质建模中的应用［J］.内江科技.2011(5):150－151.

［5］张世明，万海艳，戴涛，等.复杂油藏三维地质模型的建立方法［J］.油气地质与采收率.2005，12(1):9－11.