大有作为的中国油气藏开发地质研究——访中国工程院院士李阳

■ 本刊特约记者 王大锐

大有作为的中国油气藏开发地质研究
——访中国工程院院士李阳

■ 本刊特约记者 王大锐

油气藏开发就是通过建立有效的油气开采与驱替系统，以尽可能少投入采出更多的油气，实现最高的油气采收率和最大的经济效益。为了实现这一目标，需要研究影响油气藏开发的地质因素，阐明其分布规律及其在开发过程中的动态演变。因此，开发地质工作是经济有效开发好油气藏和提高采收率的基础，在很大程度上，油气藏开发的成败在于开发地质的研究程度。为了使更多的读者了解我国油气藏开发地质学进展与前景，我特意采访了中国石油化工股份公司副总工程师、中国工程院李阳院士。

问：李院士，请先介绍一些油藏开发地质学的发展历程

答：油气藏开发地质研究起始于20世纪40年代。1975年前苏联Μ.И.马克西莫夫编写了《油田开发地质基础》一书，美国塔尔萨大学P.A.迪基1979年出版了《石油开发地质学》一书，标志着开发地质学学科的创立。1976年斯仑贝谢公司提出了油藏描述的概念，开创了油气藏开发地质研究从单井到多井、从定性到定量、研究过程计算机化与成果可视化的先河。

在20世纪60年代，我国大庆油田首创小层对比及油砂体描述的方法进行油藏非均质研究，极大地提高了陆相油田的开发效果。1986年以来，我国开展“油藏描述”攻关研究及大规模推广应用，油藏地质研究成为油田开发领域的关键工作之一。2006年，我国成立了中国石油学会石油地质专业委员会油气藏开发地质学组，标志着我国开发地质研究进入了一个新的发展阶段。

问：油气藏开发地质主要研究内容都有哪些？

答：油气藏开发地质学作为研究影响油气开采的地质要素及其演化的学科，是地质学与油气藏工程的交叉学科。学术内涵主要包括以下三个方面：一是油气藏开发地质的成因机理与分布模式；二是地质因素对油气开采出的作用机理及油气藏动态演变规律；三是油气藏建模方法和技术。通过以上研究，认识和揭示影响油气藏开发的油气储层连通性、油气可流动性、油气藏的时变性等三个主要地质问题。总之，开发地质不仅要研究开发初期的静态油藏地质特征，而且要研究开采生命周期内油气藏地质因素及流体分布的动态变化。因此，它的研究对象、解决问题、研究内容、研究阶段以及研究层次等方面与勘探地质都是不同的。

问：油气藏的表征和建模技术有哪些内容？

答： 建模的核心是井间储层预测，通过综合应用岩心、测井、地震、动态、露头等多学科信息，识别、描述和预测油气藏非均质特征及其在开发过程中的动态变化特征，综合地球物理技术的发展，为井间预测和描述提供了新的手段。根据预测结果的可靠性，可以采用确定性建模、随机性建模和约束性建模三种建模方法。确定性建模是从井点出发，推测出井间确定的唯一的储层参数。随机建模得到的井间储层参数不唯一。方法有示性点过程、序贯高斯、截断高斯、序贯指示、模拟退火、多点统计模拟等。

为了建立符合地质实际的储层模型，应用地质原理和地质知识对建模进行地质约束。包括确定性建模与随机建模相结合、等时建模、相控建模等。等时建模简单来说就是按层建模。相控建模是首先建立沉积相、储层结构或流动单元模型，然后根据不同沉积相（砂体类型或流动单元）参数（孔隙度、渗透率等）的分布规律，分沉积相（砂体类型或流动单元）建立参数模型，故称之为两步法建模。从控制风险的角度看，随机建模比确定性建模应用更为广泛。因为油藏十分复杂，确定性建模结果确定，但难以实现。用唯一的地质模型决策会增大风险。随机建模产生多个地质模型，据此能得到不同的评估结果，从而有效的把握决策风险。

建模方法是地质建模的基础，地质统计学是理论基础之一，由于传统的地质统计学以变差函数为工具，考虑两点之间的相关性，故也称之为两点地质统计学，但由于实际地质体非常复杂，通过两点间的相关性很难完全表达其空间变化，为此，抛弃变差函数的概念，用“训练图像”代替变差函数表达地质变量的结构性，产生了多点地质统计学。从经典统计学到两点地质统计学再到多点地质统计学是很大的进步。

由于地质体具有离散性的特征，因此发展了离散模型的建模方法。碳酸盐岩缝洞型油藏建模采用“分而治之”的策略，将储集体分为溶洞型、溶蚀孔洞型、多尺度裂缝，然后在离散分布模型的约束下建立属性参数模型。目前已成为成熟的建模方法。

问：目前开发地质领域有哪些研究进展 ？

答：近年来，在高含水阶段中高渗油气藏、低渗-致密-页岩油气藏、缝洞型油气藏开发地质等方面取得了较大的进展。这些进展对基础地质学科的发展起到了较好的促进作用，如沉积约束的高精度等时地层对比促进了地层学的发展，储层构型研究促进了沉积学的发展，低序级断层及裂缝表征研究促进了构造地质学的发 展，也促进了地质与油藏工程学科的融合。

对于我国东部老油田来说，多于上世纪70年代投入开发，经过多年开发早已进入高含水、特高含水开采阶段，剩余油分布复杂，措施效果变差。但由于油藏非均质严重，油藏采收率低，一般不到30%，大部分的原油开采不出来，如何认识这些剩余油的分布规律，成为进一步提高采收率的关键。

为解决这个问题，实现老油田的持续发展，开展了大量的研究工作，在储层构型研究、水驱过程中岩石组构变化及渗流优势通道预测、剩余油形成机理及分布规律等方面取得了较大进展。 另外，对于低渗、致密-页岩油气开发地质研究也取得显著进展，孔隙结构表征、天然裂缝与注水诱导裂缝表征和储层可压裂性研究都取得了不错的成绩。

问： 我国油气藏开发地质学将会在哪些领域取得进展？

答：为了认识油气藏“连通性、可流动性、时变性”，在储层研究方面，需要研究和发展深层储层的形成机理和分布规律，低渗-致密-页岩储层质量差异的控制因素及作用机理，微-小尺度天然裂缝形成机理、分布规律、裂缝充填影响因素及有效性，改善储集层渗流能力的地质因素和作用机理；在油气藏动态演化方面，研究开发过程中多场相互作用与演化耦合机理，对剩余油气的控制作用机理及分布规律；油田注水开发（包括其他驱替剂）对储集层性质（特别是孔隙结构、注水诱导缝）的作用机理，断层及裂缝封闭性的时变规律以及优势渗流通道分布规律，深化对剩余油的认识。

进一步创新发展油气藏开发地质“识别、预测、建模”技术。油气藏描述和建模是一个多尺度、离散和非线性的问题，也是研究的难题。为此，要发展监测和识别技术、实验技术和建模方法和技术。应用基于大数据云计算的计算机技术，进一步发展油气藏地质与地质统计学结合的建模方法，井震结合、动静结合等多学科多信息融合，有效提高开发地质建模精度和“甜点”预测精度，为油田开发提供解决方案。

中国油气藏地质构造条件复杂多样，油气藏类型多，需要我们不断认识，不断发展新的理论和技术，以提高油气藏的储量动用率和采收率；要推进与AAPG、SPE等国际学术组织的合作，扩大开放与合作，吸取学术发展营养，扩大学术影响，培养开发地质研究人才，为开发利用好油气资源，保障石油工业的持续稳定发展做出贡献。