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1、第28卷第2期新疆石油地质Vol.28,No.2第28卷第2期郭凯,等:储集层随机建模中三维变差函数研究2007年4月XINJIANGPETROLEUMGEOLOGYApr.2007文章编号:1001-3873(2007)02-0179-03储集层随机建模中三维变差函数研究郭凯,史静,杨勇(中国石油石油勘探开发科学研究院,北京100083)摘要:三维变差函数是反应储集层非均质性最重要的参数。目前储集层随机建模中往往忽略了建立合理的空间变差函数这一基本而重要的储集层物性。针对油气储集层垂向上物性分布的特点,系统分析了奇异值、混合分布和漂移3个主要影响油气储集层物性的三维变差函数求取
2、的地质因素,总结了消除这些地质影响因素的相应操作手段和技术方法,最后归纳提出了三维变差函数求取的工作流程。关键词:变差函数;漂移;混合分布;奇异值中图分类号:TE111.3文献标识码:A近年来,随机建模技术(2)单向正韵律颗粒粒度自下而上由粗变细,已经成为储集层表征的重物性由下至上变差,如曲流河河道沉积。要手段,它可以定量地建立(3)单向反韵律颗粒粒度自下而上由细变粗,三维储集层地质模型,既能物性由下至上变好,如三角洲前缘河口砂坝沉积。够反映人们对这些特征认(4)复合韵律包括复合正韵律、复合反韵律、识的不确定性,又能够综合复合正反韵律、复合反正韵律,这类主要为多个同一地体现储集层
3、物性特征的微相或不同微相的组合,如进积三角洲前缘河口砂坝非均质性。虽然大量相关文与水下分流河道组合为复合反正韵律。[1,2]献涉及了相建模和物性上述物性分布特点在陆相碎屑岩油气储集层测建模,但侧重面主要集中在井曲线中普遍可以找到相应的反映。除了均质韵律如何选择和应用诸如用序贯模拟或概率场等随机方外,其他韵律均具有趋势(漂移)现象或多种微相组法来建立储集层模型上,对于随机建模中反映非均质合,一般很少满足计算变差函数的二阶平稳或本征假性最基本、最重要的首要步骤建立空间变差函数,却设条件,导致变差函数模型结构模糊,难以拟合。油气有意或无意地忽略了。造成这种情况的主要原因在于储集层中这种
4、沉积作用因素对变差函数的影响主要地质数据的复杂性和有限性。地质数据由于沉积环境表现为奇异值、混合分布和漂移的影响。的变化使物性参数表现的周期性、垂直和水平方向漂2奇异值影响移(趋势分布)等特性常常导致变差函数空间结构不清楚,草率确定变差函数的模型及特征参数(变程、基奇异值是指具有以下特点的数值:远离所研究的台值和块金常数)将极大影响随机条件模拟的最终实全部样品值的算术平均值或中位数值;在全部样品值现。因此,有必要对储集层变差函数的求取进行深入中只占少部分,但对全部样品值的统计结果影响大;研究。在储集层中真实存在的(如岩心中的微裂缝导致的高渗透率值、钙质胶结砂体的较低孔隙度等)并处
5、于一1油气储集层测井曲线韵律特点定的空间位置(与沉积环境或变质作用有关),绝非人油气储集层纵向上常因沉积环境的不同表现出为误差所致。由于变差函数是通过差值平方和计算[3]不同的韵律,导致物性纵向的差异。在油气储集层钻的,故数据中的奇异值对变差函数具有非常突出的影井曲线上物性特点一般分为以下4类:响。(1)均质韵律(无韵律)颗粒粒度在垂向上无判断奇异值是否存在的主要方法有:①按数据值变化或无规律,物性变化较小,比较均一,如多个河道均方差的倍数来确定,即奇异值≥m±3σ,其中m为均叠加或滨岸滩砂等微相。值,σ为均方差;②按数据参数的变化系数(v=σ/m)来收稿日期:2006-07-2
6、0修订日期:2006-10-23作者简介:郭凯(1981-),男,湖北天门人,博士,石油地质,(Tel)010-62093191(E-mail)guokai@petrochina.com.cn·180·新疆石油地质2007年识别;③在分布直方图上将远离主体分布的值作为奇影响,以达到获取较为真实的变差函数。图1中通过[4]异值;④估计邻域法;⑤影响系数法。区分沉积微相,仅对分流河道砂体孔隙度计算变差函例如:在某井井深1945m附近由于钙质胶结使数,效果明显。得孔隙度值偏低,远离整体数据分布,导致变差函数4漂移影响基台值不稳定。结构特征难以确定;剔除奇异值后变差函数即可以较好地反映该
7、段孔隙度的细致变化,基所谓漂移是指当区域化变量的数学期望不是常台值平稳,变程容易确定,模型较易拟合。数,而是随位置变化,即E[Z(x)]=m(x)(其中Z(x)为当奇异值数量较多时,为避免原始数据信息损失区域化变量,m(x)为趋势变量)。在油气储集层钻井曲过多,可采用限制特高邻差值的方法,即当某一点对线上,漂移通常表现为趋势现象。可以证明当存在漂差值绝对值大于给定的邻差极限时,该点对的差值平移时,即Z(x)=m(x)+R(x)(其中R(x)为剩余变量),Z方和不被计入。此种方法不
