利用地质约束降低天然气概率储量的不确定性.pdf

7 6 4 2 0 1 1 年 1 2 月 石油勘探与开发 PETR0LEUM EXPL0RAT1 0N AND DEVEL0PM ENT 文章编号1 0 0 0 0 7 4 7 2 0 1 1 0 6 0 7 6 4 0 5 利用地质约束降低天然气概率储量 的不确定性 王家华 ，卢涛 2 ，陈凤喜 2 ，王旭东 2 ，王勇2 1 ．西安石油大学；2 ．中国石油长庆油田公 司勘探开发研究院 基金项目国家自然科学基金项 目 “ 曲流河储层建模的自回避随机游走方法研究” 5 0 8 7 4 0 9 1 摘要以 Y L 气田山西组二段主力气层为例 ，利用储集层展布和物性参数的横向和纵向非均质性等地质条件约束建 模，降低气藏建模结果的不确定性，从而降低主力气藏概率储量的不确定性。地质约束条件包括①主力气藏东南 部大片地 区几乎没有砂岩；②砂岩集中分布在辫状河道 中部和底部 ，气藏物性参数比例 曲线显示孔隙度、渗透率、 含气饱和度值呈顶部较小、底部较大的特征。比较没有地质条件约束得到的 4 0 0个建模实现和利用约束 1 、约束 l 约束 2分别得到的 1 0 0个实现和 2 3个实现，并求取 了概率储量 P 9 0 、P 5 0 、P 1 0 。所得结果说明，应用地质约束后， 山西组二段主力气藏的概率储量不确定性明显降低。图7表 1 参 1 8 关键词储集层建模；天然气；地质约束；非均质性；不确定性；概率储量 中图分 类号 T E 3 1 9 文献标 识码 A Re d uc t i o n o f p r o b a b i l i s t i c g a s r e s e r v e s u nc e r t a i n t y by g e o l o g i c a l c o ns t r a i n t s W a n g J i a h u a ， Lu T a o ， Ch e n Fe n g x i ， W a ng Xu do n g ， W a n g Yo n g 1 ． Xi ’ a n S h i y o u U n i v e r s i t y ， Xi ’a n 7 1 0 0 6 5 ， C h i n a ； 2 ． E x p l o r a t i o n＆De v e l o p me n t Re s e a r c h I n s t i t u t e o f P e t r o C h i n a C h a n g q i n g Oi lfie l d C o m p a n y ， S h a a n x i 7 1 0 0 2 1 ， C h i n a A b s t r a c t Wi t h a m a j o r g a s r e s e r v o i r o f th e s e c o n d m e m b e r o f S h a n x i F o r ma t i o n i n t h e Y L g a s fi e l d a s a n e x a mp l e ， r e s e rvo i r mo d e l i n g c o ns t r a i n e d b y g e o l o g i c a l c o n d i t i o ns ，i nc l ud i ng d i s t r i b u t i o n o f s a n d bo d i e s a n d l a t e r a l a nd v e r t i c a l he t e r o g e n e i t y, i s c a r r i e d ou t t o r e du c e u n c e r t a i n ty o f r e s u l t s o f g a s r e s e rvo i r mo d e l i n g a n d u n c e r t a i n ty o f p r o b a b i l i s t i c r e s e r v e s o f the ma j o r g a s r e s e r v o i r ． T h e g e o l o g i c a l c o n s t r a i n t s i n c l u d e 1 t h e r e i s a l m o s t n o s a n d b o d y i n mo s t o f t h e s o u t h e a s t e r n p a r t i n t h e s t u d y a r e a ； 2 o w i n g t o s a n d b o d i e s c o n c e n t r a t e d i n t h e mi d d l e a nd b o t t o m pa r t s o f b r a i d e d c ha nn e l s ， t h e p r o po rti o n C u rve s o f pe t r o p h ys i c a l p a r a me t e r s of t he g a s r e s e r vo i r s h o w t h a t p o r o s i ty,p e r me a b i l i ty,a n d o i l s a t u r a t i o n p r e s e n t l o w v a l u e s o n t h e t o p a n d h i g h v a l u e s o n t h e b o t t o m o f t h e c h a n n e l s ． Co mpari s o n wi t h 4 0 0 r e a l i z a t i o n s o b t a i n e d wi t ho u t a n y g e o l og i c a l c o n s t r a i nt s ，1 0 0 r e a l i z a t i o n s wi t h c o n s t r a i n t No． 1 ，a n d 2 3 r e a l i z a t i o n s wi t h c o ns tra i n t s No． 1 a n d No． 2 ，an d the c a l c ul a t i on o f t he p r o ba bi l i s t i c r e s e r v e s P9 0，P5 0 ，a n d P1 0 s h o w t h a t o wing t o t he ge ol o gi c a l c o n s t r a i n t s ， t h e u n c e rt a i n ty o f t h e p r o b a b i l i ty r e s e r v e s o f t h e ma j o r g a s r e s e r v o i r i s r e d u c e d s i g n i fi c ant l y Ke y wo r d s r e s e rvo i r mo d e l i n g ； g a s ； g e o l o g i c a l c o n s tr a i n t ； h e t e r o g e n e i ty； u n c e r t a i n ty； p r o b a b i l i s t i c r e s e rve O 引 言 在油气藏开发中，不确定性越来越受到重视 。一 个油气藏参数的不确定性通常具有一个概率分布 ， 可用 随机变量表示。 概率储量 P 9 0 、 P 5 0 、 P 1 0 是油气储量预测 中处理不确定性的重要概念『 8 ] ，是油 田开发中决策分 析 、风险分析的重要根据。概率储量方法的优点是能获 得关于储量的合理判断 ，更好地描述储量的不确定性。 地质建模结果 的不确定性 ，会使计算的油气储量 具有不确定性 ，最终会导致开发指标的不确定性 。油 气藏建模过程 中，建模结果的不确定性和物性参数的 非均质性是两个核心问题。本文利用地质认识 ，研究 储集层的空间分布及储集层孑 L 隙度 、渗透率 、含气饱 和度等物性参数的非均质性 ，通过储集层地质建模 ， 揭示储集层 采用序贯指示算法模拟 和物性参数 利 用序贯高斯算法模拟 在横 向、纵 向上 的分布特点 。 由此 ，可以对建模的多个实现进行选择 ，进而计算得 到概率储量 ，减小不确定性 。 1地质背景 Y L气 田位于鄂尔多斯盆地东北部 ， 气田南区为本 文研究区， 气藏埋深一般为 2 6 5 0 3 1 0 0 1 T I 。目的层 山 西组二段 s 2 段 属辫状河三角洲沉积体系 ，发育辫 状河三角洲平原和辫状河三角洲前缘亚相 ，以三角洲 平原亚相沉积为主，三角洲分流河道砂体发育。 s 小层为 Y L气 田南区主力气层 ，分流河道砂体 7 6 8 石油勘探与开发 学术讨论 V O 1 ． 3 8 N o ． 6 没有这种约束 ， 算得的概率储量 P 1 0不符合地质实际。 对于概率储量 P 5 0和概率储量 P 9 0 ，有地质约束 的概 率储量 和没有地质约束 的概率储量之 问的差别 小于 1 0 ％ 。 5结语 国内学者 已经就油藏建模结果在油气 田开发 中的 应用进行了许多研究工作[ 1 5 - 1 8 】 。本文从地质学 的角度 ， 分析了 Y L气田南区 s 小层的横 向非均质性和纵向非 均质性 ，并利用纵 向比例曲线对纵 向非均质性进行 了 定量描述。利用归纳出来 的 2个地质约束条件 ，对建 模结果及其相应的天然气储量进行 了选择 ，降低了概 率储量 的不确定性 。 本文研究突出了地质约束条件的作用 ，使储集层 建模 的结果更好地体现储集层 的地质特性 ，明显地改 善了油藏建模结果的应用效果。 致谢 长庆油 田公司勘探开发研究院冯强汉高级 工程师 、艾芳高级工程师和兰义飞工程师、游 良容工 程师等为本文做 了大量的工作并提出了不少有益的建 议 ，西安石油大学石油工程学院、计算机学院硕士研 究生冯锐 、张国梁 、吴建祥 、郑昊等为本文的完成做 了许多工作 ，在此一并致谢 。 参考文献 【 1 ] S t e p h e n K D， Ma c B e t h C． R e d u c i n g r e s e r v o i r p r e d i c t i o n u n c e r t a i n t y u s i n g s e i s mi c h i s t o r y ma t c h i n g [ R ] ． S P E 1 0 0 2 9 5 ， 2 0 0 6 ． [ 2 1 E l S a y e d S S ，Da o u d A M，E l T a y e b A De v e l o p me n t o f w a t e r s a t ur a t i o n e r r o r a n a l y s i s c h a r t s f o r di f f e r e n t s h a l y s a n d mo d e l s fo r u n c e r t a i n t y q u a n t i fi c a t i o n o f v o l u me t r i c i n p l a c e e s t i ma t e [ R] ． S P E 1 1 6 5 9 1 ， 20 0 8 ． [ 3 ] Ma Xi a n l i n ， A1 一 H a r b i M， D a t t a G u p t a A， e t a 1 ． An e ffic i e n t t wo 。 s t a g e s a mpl i n g me t h o d for u n c e r t a i n t y q u a n t i fic a t i o n i n h i s t o r y ma t c hi n g g e o l o g i c a l mo d e l s [ R ] ． S P E 1 0 2 4 7 6 一 P A ， 2 0 0 8 ． 1 4 ] J u n k e r H J ， Ha s L， D o s e T， e t a 1 ． Mo d e r n a p p r o a c h t o e s t i ma t i o n o f u n c e r t a i n t y o f p r e d i c t i o n s wi t h d y n a mi c r e s e r v o i r s i mu l a t i o n A c a s e s t u d y o f a G e r ma n R o t l i e g e n d Ga s F i e l d [ R ] ． S P E 1 0 3 3 4 0 ， 2 0 0 6 ． [ 5 ] R o d r i g u e z R ， S o l a n o K ， G u e v a r a S ， e t a 1 ． I n t e g r a t i o n o f s u b s u r f a c e ， s u r f a c e a n d e c o n o mi c s u n d e r u n c e r t a i n t y i n O r o c u a l F i e l d [ R ] ． S P E 1 0 7 2 5 9 ， 2 0 0 7 ． [ 6 ] Co l l i n s o n R， G u p t a R ，S mi t h G C ， e t a 1 ． S c e n a r i o a n a l y s i s t o o l f o r p r o b a b i l i s t i c a n a l y s i s o f r e s e r v e s [ R ] ． S P E 1 1 6 3 7 8 ， 2 0 0 8 ． [ 7 ] E l g s a e t e r S M， S l u p p h a u g O ， J o h a n s e n T A． P r o d u c t i o n o p t i mi z a t i o n S y s t e m i d e n t i fi c a t i o n a n d u n c e r t a i n t y e s t i ma t i o n [ R ] ．S P E 1 1 2 1 8 6 ， 2 0 08 ． [ 8 ] 张明禄，王家华，卢涛 ．应用储层随机建模方法计算概率储量[ J ] ． 石油学报， 2 0 0 5 ， 2 6 1 6 5 6 8 ， 7 3 ． Z ha n g M i n g l u ，W a n g J i a hu a ，Lu Ta o ．Ca l c u l a t i o n o f p r o b a b i l i s t i c r e s e r v e s o f r e s e r v o i r wi t h s t o c h a s t i c mo d e l i n g me t h o d [ J ] ．Ac t a P e t r o l e i S i n i c a ， 2 0 0 5 ， 2 6 1 6 5 - 6 8 ， 7 3 ． [ 9 ] 张宗林 ，王家华．相控下的天然气概率储 量计算研究 [ J ] ．天然气 工业 ，2 0 0 5 ， 2 5 1 1 2 7 2 9 ． Zh a n g Zo n g l i n ， W a n g J i a h u a ． S t u d y o n t h e c a l c u l a t i o n o f p r o b a b i l i s t i c r e s e r v e s u nd e r t h e c o n t r o l c o n d i t i o n s o f s e di me n t a r y mi c r o f a c i e s s p a t i a l d i s t r i b u t i o n [ J ] ． N a t u r a l G a s I n d u s t r y , 2 0 0 5 ， 2 5 1 1 2 7 2 9 ． [ 1 0 ] I d r o b o E A， J i me n e z E A， O s p i n o A A， e t a 1 ． A n e w t o o l t o u p h o l d s p a t i a l r e s e r v o i r h e t e r o g e n e i t y f o r u p s c a l e d mo d e l s [ R] ． S P E 8 1 0 4 1 ， 2 0 0 3 ． [ 1 1 ] C a r n e g i e A． T e c h n i q u e s t o a i d r a p i d d e t e c t i o n o f h i g h p e r me a b i l i t y c o n d u i t s a n d b a r r i e r s i n r e s e rvo i r s [ R ] ． S P E 8 8 7 7 8 ， 2 0 0 4 ． [ 1 2 ] Wa n g J i a h u a ， Ma c D o n a l d A C ． Mo d e l i n g c h a n n e l s a r c h i t e c t u r e i n a d e n s e l y d r i l l e d o i l fi e l d i n e a s t C h i n a [ R ] ． S P E 3 8 6 7 8 ， 1 9 9 7 ． [ 1 3 ] R a v e n n e C ，B e u c h e r H．R e c e n t d e v e l o p me n t i n d e s c r i p t i o n o f s e d i me n t a r y b o d i e s i n a fl u v i o d e lt a i c r e s e r v o i r a n d t h e i r 3 D c o n d i t i o n a l s i mu l a t i o n s [ R ] ． S P E l 8 3 1 0 ， 1 9 8 8 ． 【 1 4 ] P e r e z G，C h o p r a A K，S e v e r s o n C D．E n h a n c e d g e o s t a t i s t i c a l ma p p i n g o f r e s e r v o i r fl u i d s [ R ] ． S P E 2 9 9 6 4 ， 1 9 9 5 ． [ 1 5 ] 赵 国良，沈平平 ，穆龙新 ，等．薄层碳酸盐 岩油藏水平井 开发建 模策略以阿曼 D L 油 田为例[ J 】 l石油勘探 与开发 ，2 0 0 9 ，3 6 1 91 ． 9 6 ． Zh a o Gu o l i a n g ， S he n Pi n g pi n g ， M u Lo n g x i n ， e t a 1 ． Ge o - mo d e l i n g f o r t h i n c a r b o n a t e r e s e r v o i r s d e ve l o p e d wi t h h o r i z o n t a l we l l s A c a s e f r o m D L Oi l fi e l d ， Oma n [ J ] ． P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t ． 2 0 0 9 ， 3 6 1 9 1 - 9 6 ． [ 1 6 ] 吴键，李 凡华．三维地质建模 与地震反演结合预测含油单砂体 [ J ] l 石油勘探与开发， 2 0 0 9 ， 3 6 5 6 2 3 6 2 7 ． Wu J i a n， Li Fa n h u a ． P r e d i c t i o n o f oi l b e a r i n g s i n g l e s a n d b o d y b y 3 D g e o l o g i c a l mo d e l i n g c o mb i n e d wi t h s e i s mi c i n v e r s i o n [ J ] ． P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t ， 2 0 0 9 ， 3 6 5 6 2 3 6 2 7 ． [ 1 7 ] 郝建明，吴健，张宏伟 ．应用水平井 资料开展精细油 藏建模及剩 余油分布研究[ J 】 _石油勘探与开发， 2 0 0 9 ， 3 6 6 7 3 0 7 3 6 ． Ha o J i a n mi n g ，W u J i a n ，Z h a n g Ho n g we i ．S t u d y o n fin e r e s e r v o i r mo d e l ing a nd d i s t r i b u t i o n o f r e ma i n i ng o i l wi t h d a t a o f ho r i z o n t a l we l l s [ J ] ．P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t ，2 0 0 9 ，3 6 6 7 3 0 ． 73 6． [ 1 8 ] 穆龙新，韩国庆，徐宝军．委 内瑞 拉奥里诺科重油 带地质与油气 资源储量[ J ] l 石油勘探与开发， 2 0 0 9 ， 3 6 6 7 8 4 7 8 9 ． Mu L o n g x i n ， Ha n Gu o q i n g ， Xu B a o j u n ． G e o l o g y a n d r e s e r v e o f t h e Or i n o c o h e a v y o i l b e l t ，V e n e z u e l a [ J ] ．P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p me n t ， 2 0 0 9 ， 3 6 6 7 8 4 7 8 9 ． 第一作者简介王 家华 1 9 4 5 一 ，男，浙江绍兴人 ，西安石油大学计算 机 学院教授，主要从事油气藏描述、油气藏地质建模 、地质 图形可视化、 风 险分析和决策分析在油气田开发中的应用等方面的研究。地址西安市 电子二路 l 8号，西安石油大学计算机 学院，邮政编码7 1 0 0 6 5 。E ma i l j h wa n g _ l 1 6 3 ．c o rn 收稿 日期2 0 1 0 ． 1 2 ． 0 6 修回 日期2 0 1 1 ． 0 7 ． 2 9 编辑 郭海莉 绘 图 刘方方