2019年湖北省科学技术奖提名公示--储集体内部结构三维精细建模技术及应用​

作者: 时间:2019-04-16 点击数:

项目名称:储集体内部结构三维精细建模技术及应用

提名者:湖北省教育厅

提名意见:该成果针对剩余油气资源预测精度低、挖潜难度大的难题,从储集体内部结构三维建模技术方面进行了系统创新。发明了储集体三维精细建模方法系列,提高了复杂陆相储层内部结构特征及非均质性表征准确度;发明了断层破碎带建模方法,解决了断层空间封堵能力差异性表征的难题;发明了夹层影响的渗透率模型粗化方法,实现了粗化模型中夹层的保真处理;发明了基于距离聚类的模型优选方法,准确评价了模型的不确定性,降低了开发风险;发明了基于模式降维的多点地质统计学建模方法,建模效率提高了60余倍,实现了工业化应用。

该项目获发明专利授权9项,计算机软件著作权3项。成果应用于中石化胜利油田分公司、中石油新疆油田分公司多个油田的生产开发,累计产生经济效益20余亿元,为油田培养了一批技术骨干。

提名该项目为湖北省 技术发明 奖 一 等奖。

项目简介:项目所属科学技术领域、主要内容、特点及应用推广情况等:

本项目属于石油与天然气地质技术领域。油气藏地质建模是应用地球物理、地质、油藏工程等信息,准确刻画储集体三维形态及其属性空间变化的技术,是实施油藏模拟、制订油气田开发方案的核心。由于储集体内部结构的复杂性和多样性,目前已有的建模方法和软件在陆相储层内部结构特征及非均质性刻画、断层空间封堵能力差异性表征、模型粗化中夹层保真处理、模型优选与不确定性评价、建模计算效率等方面存在不足,难以实现工业化应用,亟需开展储集体内部结构三维建模技术攻关。

【主要内容】针对曲流河储集体内部结构建模发明了基于沉积过程的建模方法;针对三角洲前缘储层非平稳性的特点,发明了基于位置的多点地质统计学建模方法;针对冲积扇储层辫流水道规律性变化的特点,发明了基于目标的河道建模方法。针对常规断层建模难以表征断层封堵能力差异性的问题,发明了断层破碎带建模方法。发明了考虑非渗透性夹层遮挡作用的渗透率模型粗化方法,提高了粗化模型的精度。发明了基于模式降维的多点地质统计学建模方法,建模效率提高了60余倍。发明了采用聚类进行模型优选的方法,准确评价了模型的不确定性。

【技术特点】本项技术发明涵盖了建模的多个环节,包括储集体结构的建模,断层破碎带的建模,模型的粗化和优选,建模的计算效率等。在储集体结构建模方面,该技术具有普适性,不仅适用于曲流河、三角洲和冲积扇油气藏等类型储集体;也适用于深水沉积、扇三角洲等碎屑岩储集体系。

【应用推广】本项技术在胜利油田应用,累计增加原油产量30万吨;在新疆油田应用,累计增加原油产量40万吨。发表论文60余篇,出版专著4部,推动了储层地质建模理论、方法和技术的发展与应用。

客观评价:2013年3月22日新疆油田分公司开发处组织相关专家对《冲积扇砾岩储层地质建模方法研究》进行了验收,认为:1、利用研究区8口密闭取心井的资料,本项目首次采用神经网络技术建立了冲积扇储层构型单元识别模式,提高了未取心井构型单元识别的能力,并且对基于神经网络技术的构型建模方法进行了探讨。2、针对冲积扇不同亚相单元储层结构特征不同,对4种主流相建模方法(序贯指示模拟、基于目标模拟、截断高斯模拟、多点统计模拟)进行了算法实验与优选,形成了一套适用于冲积扇储层的建模技术系列组合。3、针对河道砂体向远离物源方向具有变宽变薄趋势的特点,设计并实现了新的基于目标的算法,更好的再现了河道砂体的分布规律。4、针对现有模型粗化方法在考虑泥岩夹层对渗透率影响方面的不足,形成了新的渗透率粗化方法,更好的体现了泥岩夹层对渗透率的影响。

5、利用VC和OpenGL开发的软件系统实现了模型岩性符号填充的可视化,丰富了模拟结果的表现形式。6、分层分相带建立了密闭取心井区及六中东区构型模型及在构型约束下的储层参数模型(包含孔隙度、渗透率、含水饱和度模型),经动静态资料检验模型具有较高精度。7、在大量文献调研和算法实验基础上,对冲积扇构型建模算法的发展方向提出了建设性参考意见。综上所述,本项目研究基础扎实,内容丰富,完成了合同规定的任务,对六中东区砾岩油藏开发具有很好的参考价值和指导意义。经研究决定,同意通过验收。

2010年12月15日湖北省科技信息研究院对项目《高温高盐油藏精细三维地质建模及开发优化调控技术》进行以下内容查新:1、基于沉积过程的曲流河储层结构单元建模算法。2、曲流河储层结构单元数据库系统。3、基于泰森多边形的去丛聚数据处理方法。4、基于信息度的沉积微相模型去噪后处理方法。

综合分析表明:检索中已有报道油藏精细三维地质建模的研究,也有记载曲流河储层建模的研究内容,但未见有介绍基于“沉积过程”的“曲流河储层结构单元建模”以及“曲流河储层结构单元数据库系统”的研究报道。检索中已有涉及泰森多边形以及去丛聚研究的文章(文献26),但未见有与委托查新课题要点所述“基于泰森多边形的去丛聚数据处理方法”的研究报道。

检索中已有报道沉积微相建模的研究报道,但除了委托查新课题组成员发表文章外,未见有记载“基于信息度的沉积微相模型去噪后处理”方面的研究内容。综上所述,国内外检索中未见有与委托查新课题要点相同的报道。

应用情况:本项技术在胜利油田应用,主要应用于曲流河与三角洲储层油藏,例如胜坨油田、中一区馆3油田等,应用本技术有效提高了储集体内部结构建模的精度和准确性,推进了建模技术特别是多点地质统计学建模技术的工业化应用,提高了剩余油挖潜的效率。本项技术在新疆油田应用,主要应用于冲积扇砾岩储层油藏,例如六中区油田、石南油田等,应用本技术有效提高了冲积扇辫流水道砂体等骨架砂体的建模准确性,提高了粗化模型对夹层的保真度,提高了砾岩油藏的采收率。

主要完成人:张昌民,李少华,尹太举,尹艳树,王小军,王军

主要知识产权和标准规范等目录

序号

知识产

权(标准)类别

知识产权(标准)具体名称

国家

(地区)

授权号(标准编号)

授权(标准实施)日期

证书编号(标准批准发布部门)

权利人(标准起草单位)

发明人(标准起草人)

发明专利(标准)有效状态

1

发明专利

考虑夹层影响的渗透率粗化方法

中国

2014105

10718.5

20170208

2375545

长江大学

张昌民,李少华,等

有效

2

发明专利

一种断层破碎带建模方法

中国

2014102

32885.8

20170405

2439210

长江大学

李少华,张昌民,等

有效

3

发明专利

基于几何形态的准确刻画夹层三维分布的表征方法

中国

2014108

55401.5

20180515

2926493

长江大学

张昌民,尹太举,等

有效

4

发明专利

基于位置的多点地质统计学建模方法

中国

2015101

84109.X

20171128

2717712

长江大学

尹艳树,张昌民,等

有效

5

发明专利

一种刻画河道宽度规律性变化的建模方法

中国

2014101

32227.1

20170503

2474535

长江大学

李少华,李君,张昌民等

有效

6

发明专利

预测高弯度曲流河储层内部结构的储层建模方法

中国

2015101

85399.X

20180424

2898692

长江大学

尹艳树,张昌民,等

有效

7

发明专利

利用聚类分析进行模型优选的方法

中国

2014108

07974.0

20170510

2476396

长江大学

李少华,戴危艳

有效

8

发明专利

基于相似数据样式聚类的多点地质统计学建模方法

中国

2015109

03204.0

20180925

3086478

长江大学

喻思羽,李少华,等

有效

9

发明专利

一种基于沉积过程的河流相储集层随机建模方法

中国

2015105

12528.1

20180626

2974658

长江大学

尹太举,等

有效

10

软件著作权

基于样式的多点地质统计学模拟软件

中国

2013SR0

5009

20130318

0530771

长江大学

喻思羽,李少华,等

有效

完成人合作关系说明:

项目完成人张昌民、李少华、尹太举、尹艳树是湖北省自然科学基金创新群体项目《储层精细表征与建模》的核心成员,该团队长期合作,共同承担完成了国家自然科学基金、国家科技重大专项子课题及油田委托课题20余项,合作出版专著6部,合作发表论文100余篇,合作获得国家发明专利授权10项,合作获得省部级奖励5次。

项目完成人李少华、尹艳树、王军是国家重大专项十一五子课题《储层结构单元建模算法及软件研究》和十二五子课题《储层内部结构建模软件研制》的合作研究人员,合作出版专著1部,合作发表论文5篇,合作获得国家发明专利2项,合作获得软件著作权3项。

项目完成人李少华、王小军、张昌民是新疆油田《冲积扇砾岩储层地质建模方法研究》的共同研究者,合作研发了冲积扇储层构型建模方法和考虑泥岩夹层的渗透率模型粗化方法,王小军是相关技术在砾岩油藏推广应用的主要实施者。

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