基于数值模拟的解释方法应用
发布网友
发布时间：2022-04-28 11:05
共1个回答
热心网友
时间：2023-10-02 05:15
下面以某油田为例说明时移地震数据基于油藏数值模拟解释技术的应用和优点。此油田在1988年、1994年分别进行三维地震数据的采集及处理，而且油藏是1988年底开始生产。两次地震数据的采集方向 非常相近，非常适合进行时移地震研究。
该油藏属于上新世的中等砂岩油层，以细砂岩为主，砂体向上尖灭于构造高点的盐丘上，其平均孔 隙度为31％，平均渗透率为500mD。油藏为天然水驱开采，用Gassman方法得知油藏含油饱和度从80％ 降低到20％时，将引起声阻抗11％的变化。
在本应用实例中，用数值模拟方法对时移地震数据解释的流程框图见8.22。
图8.22 时移地震基于数值模拟解释实际应用流程图
8.2.3.1 油藏描述数据的收集
由于油藏没有数值模拟模型，所以首先收集了油藏建模所需的各类油藏描述数据。三维储层建模方 面采用随机建模的方法。在建模过程中，要应用地质、物探、测井、测试、开发等多学科数据，通过精 细的地层对比和沉积微相分析，应用地质统计学随机建模的方法以及先进的储层建模理论和技术（如序 贯高斯模拟等），建立工区三维地质模型，包括三维构造模型、三维储层格架模型、三维储层参数（孔 隙度、渗透率、含油饱和度）模型，并进行三维体积计算和模型粗化。因此，收集的数据包括：
1）用井标定过的两次采集的地震体；
2）深度、厚度解释；
3）在测井信息约束下的声阻抗反演；
4）测井数据及岩心数据；
5）生产数据，包括相渗、PVT信息。
8.2.3.2 建立油藏数值模拟模型
油藏模型主要包括四个部分，地层模型、构造模型、储层模型和流体模型。其中储层模型是建模的 核心部分。
储层模型包括储层格架模型和（渗流）参数模型。储层格架模型即储层的空间展布，由储层埋藏深 度和储层厚度两个变量控制，它可以清楚地展示出目的层段储层的空间立体展布状况；储层（渗流）参 数模型反映了储层储集能力、渗流能力以及孔隙中流体的种类与含量，包括孔隙度、渗透率、含油（气，水）饱和度等。
（1）建立储层格架模型（图8.23）
图8.23 建立的储层格架模型
（2）建立油藏流体（渗流）参数模型
油藏流体参数模型包括：(1)从油藏特征中得到的深度、厚度、孔隙度的最优值；(2)从渗透率与孔隙 度或与其他参数的相互关系中得到的油藏绝对渗透率的数值和分布；(3)从试井、测井和岩心分析数据中 得到相对渗透率曲线、压力和饱和度参数值；(4)从油藏工程中得到油藏的压缩系数参数。
8.2.3.3 前期模型及在动态数据约束下的数值模拟
在收集了以上所有数据的基础上，建立油藏数值模拟的初始模型，模型面元为600ft×600ft，网格划 分为40×65×1（Huang，1997）。
对模型进行模拟运算，在运算的过程中，手工对模型进行初步修改，修改集中在对油藏的压缩性和 相对渗透率曲线的调整上，并用从单井测井等方面获取的数据对井点所在处的模型参数进行校准。
但这种校准只能集中在近井地带，由于油藏非均质性的存在，井间的油藏参数还是存在不可靠之处。为此，对油藏模拟进行以动态生产数据为目标函数的模拟运算，通过反复修改模型和运算，得到模拟生 产60个月的压力和含水率，拟合曲线见图8.24。
图8.24 动态数据约束下的压力和含水率拟合曲线
图8.25 在动态数据约束下模拟的含水变化
拟合成功后油藏含水饱和度的变化如图8.25所示，含水饱和度的变化显示，经过60个月的模拟生产 后，模型中边水明显向油藏中推进。
8.2.3.4生产、地震数据共同约束下的历史匹配
在以上工作的基础上，进行了在地震和生产数据共同约束下的历史匹配。双重约束下的模拟循环流 程见图8.26。
图8.26 地震和生产数据共同约束下的模拟循环流程图
油藏在1988年和1994年分别进行了一次地震测量。因此在合成时移地震属性时，也分别用模型模 拟计算出的1988年和1994年的油藏动态模型，以及相应的油藏静态模型，分别合成1988年和1994年 的地震响应，最后将合成的两次地震响应求差，得到由模型合成的地震差异性属性体。
采用模拟计算出的饱和度、压力和Gassmann模型来合成弹性模量，其计算公式为
海上时移地震油藏监测技术
式中：Ks为岩石颗粒弹性模量；Kd为干岩石弹性模量；Φ为孔隙度；Kf为流体系数，可由式： 计算；Kw，Ko，Kg分别是水、油、气的弹性模量；Sw，So，Sg分别是水、油、气的饱和度。
在每一次循环运算中，利用以上给出的公式，合成1988年和1994年的地震差异性属性（图8.27）。
图8.27 由初始模型合成的1988年和1994年地震差异性属性的平面分布
8.3.3.5 时移地震数据处理
首先对1988年和1994年的地震数据进行面元重置、归一化处理、属性提取和差异性分析，得到测 量的地震差异。实际上，流体接触面的运移、各种外界干扰、测量区域的误差都有可能造成测量的地震 数据体的差异。因此，要对不同时间采集到的数据进行归一化处理，使得那些与油气藏无关的地震响应 具有可重复性，保留与油气藏有关的地震响应的差异。
将处理得到的实测地震差异性属性与合成的地震差异性属性进行对比。图8.28是由初始模型合成的 时移地震属性与实测数据的对比。根据对比结果进行模型修正，进入下一次模拟循环，直到动态历史拟 合和时移地震数据匹配都满足目标函数的要求，即得到油藏的最优化模型。
图8.28 合成时移地震数据与实测数据的对比（据Huang，1998）
8.2.3.6 时移地震数据基于数值模拟的解释结果
图8.29是由最优化模型得到的1988年和1994年的油藏动态模型合成时移地震差异性属性分布。地 震差异的对比图显示，实测和合成的地震差异基本一致。因此，这两个时间点的油藏模型中参数的变化，就是对时移地震数据的最优解释，并且是结合了动态信息的结果。
图8.29 测量地震差异与最优模型合成地震差异对比（据Huang，1998）
图8.30反映了该模型含水饱和度参数的变化，包括生产前原始含水饱和度、由最初模型和最优模型 模拟得到的1994年的含水饱和度。由于最优模型即满足动态开发历史又能和时移地震数据进行很好的匹 配，因此，由最优模型得来的1994年的含水饱和度分布的置信度是比较高的。
图8.30 在时移地震数据约束下得到的油藏参数动态变化（据Huang，1998）
8.2.3.7 不同目标函数约束下最优模型对比
由于约束历史拟合的目标函数不同，最终得到的最优模型会存在较大差异（图8.31）。比较证明，仅用动态数据或仅用地震数据做目标函数得到的模型拟合含水的误差都要大于用动、静态数据共同约束 下得到的含水拟合误差。
图8.31 不同约束下得到的最优含水拟合曲线比较（据Huang，1998）
8.2.3.8 结论及认识
1）比较证明，用数值模拟的方法对时移地震数据进行解释不但是可行的，而且由于有了时移地震数 据作历史拟合的目标函数，极大地提高了历史拟合的精度和模型调整的可信度。
2）本次时移地震技术的应用还证明：用随机最优化的方法缩小测量数据和合成数据差异的方法是有 效的。
3）时移地震方法可以用来进行油藏动态描述，用时移地震方法监测油藏流体运动的准确度要超过许 多其他方法。
