尹艷樹 張昌民 李少華
摘要:傳統(tǒng)序貫指示建模中產(chǎn)生隨機路徑時未能考慮條件數(shù)據(jù),與實際地質(zhì)研究不符,導(dǎo)致所建立模型不確定性增加。為此,結(jié)合沉積微相研究方法,在序貫指示建模中通過偽隨機路徑優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)點周圍待估點,利用條件數(shù)據(jù)確定信息減弱預(yù)測中的不確定性,提高建模精度。比較研究證明,利用偽隨機路徑的序貫指示建模能夠減弱傳統(tǒng)建模方法的不確定性,提高模型精度。
關(guān)鍵詞:偽隨機路徑;序貫指示建模;不確定性;地質(zhì)模型
中圖分類號:TE122.2文獻標(biāo)識碼:A
引言
儲層建模是油藏描述的核心,地質(zhì)模型的建立可以分為確定性建模和隨機建模。油藏開發(fā)階段,尤其是我國陸相油藏開發(fā)中后期,儲層復(fù)雜性和非均質(zhì)性特征增加了所建立地質(zhì)模型的不確定性,使隨機建模逐漸成為開發(fā)階段建立精細地質(zhì)模型的主流技術(shù)。而油藏開發(fā)階段資料豐度的增加使地下情況認識更清楚,儲層不確定性逐漸減少,尤其在相對密井網(wǎng)區(qū),儲層分布特征相對確定,儲層建模中需要體現(xiàn)出儲層的確定分布特征,并利用確定信息提高井間儲層預(yù)測準確性。傳統(tǒng)序貫指示建模方法采取的是純隨機路徑,不能體現(xiàn)資料豐富程度對建模結(jié)果的影響,導(dǎo)致模擬實現(xiàn)仍具有較大的不確定性。偽隨機路徑的序貫指示建模方法通過優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)點周圍待估點,利用條件數(shù)據(jù)確定信息減弱預(yù)測中的不確定性。對序貫指示建模進行了改進,用偽隨機路徑替代了傳統(tǒng)的純隨機路徑。對比研究證明,偽隨機路徑確實提高了儲層建模精度。
1序貫指示建模原理及問題
序貫指示建模是通過隨機函數(shù)產(chǎn)生隨機路徑,在順序訪問的待估點處,采用合適的隨機函數(shù)建立待估點條件概率分布,利用蒙特卡羅抽樣獲得模擬值。對序貫指示建模方法的研究表明,隨機路徑不同將導(dǎo)致模擬某個節(jié)點時的條件數(shù)據(jù)空間配置不同,進而導(dǎo)致累積條件概率差異,因此,在相同的數(shù)據(jù)分布格局下,隨機路徑?jīng)Q定模擬實現(xiàn)的差異,不同隨機路徑將產(chǎn)生不同模擬結(jié)果。實際地質(zhì)研究中,條件數(shù)據(jù)豐富區(qū)域其不確定性遠小于條件數(shù)據(jù)缺乏的區(qū)域,加之條件數(shù)據(jù)對預(yù)測過程存在影響,采取純隨機路徑方法進行儲層預(yù)測不符合實際研究過程,應(yīng)根據(jù)條件數(shù)據(jù)分布對模擬過程進行約束,以減少模擬的不確定性,提高建模精度。
2偽隨機路徑及地質(zhì)依據(jù)
隨機建模中采取準確的地質(zhì)約束能夠提高建模精度,如沉積相帶控制、成因控制建模等,從綜合資料出發(fā),結(jié)合經(jīng)驗認識對建模進行有效控制(如砂體連通信息、砂體寬厚度、虛擬井等)。
沉積相研究過程中,繪沉積微相平面圖總由井點數(shù)據(jù)出發(fā),結(jié)合砂體厚度、砂地比、相模式等信息,進行綜合沉積微相平面分布分析,即沉積微相平面分布預(yù)測中首先考慮井點(條件數(shù)據(jù)),其次分析少井區(qū),最后才對無井區(qū)進行推測。因此,沉積微相研究方法是充分利用現(xiàn)有井資料對沉積微相分布的最確定預(yù)測,再以此為基礎(chǔ)對無井區(qū)沉積微相預(yù)測進行指導(dǎo)和約束。
序貫指示建模對未知井區(qū)的預(yù)測是建立在條件數(shù)據(jù)和先期模擬結(jié)果基礎(chǔ)上的,在完全隨機路徑情況下,無條件數(shù)據(jù)區(qū)域的模擬是直接根據(jù)邊緣概率,利用蒙特卡羅隨機抽樣來獲得的,具有很大的不確定性,使數(shù)據(jù)稀少區(qū)域的模擬結(jié)果具有很強的不確定性。參考沉積微相研究思路,優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)豐富地區(qū),并利用已有條件硬數(shù)據(jù)進行相鄰區(qū)域估計,降低模擬結(jié)果不確定性。因此,可以在序貫指示建模方法中加入此研究思路,即優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)區(qū)域的估計、隨后進行其他資料貧乏區(qū)域估計。對序貫指示建模方法進行改進,放棄傳統(tǒng)的純隨機路徑方法,采用偽隨機路徑方法:首先根據(jù)搜索范圍內(nèi)條件數(shù)據(jù)的多少確定優(yōu)先模擬網(wǎng)格,如果待模擬網(wǎng)格節(jié)點周圍條件數(shù)據(jù)最多,則此節(jié)點最先模擬;然后再在搜索范圍內(nèi)沒有條件數(shù)據(jù)的待估點處采用純隨機路徑方法進行模擬。模擬步驟如下:①確定序貫指示建模模擬路徑,即根據(jù)條件數(shù)據(jù),利用搜索策略確定偽隨機路徑,優(yōu)先模擬搜索范圍內(nèi)包含條件數(shù)據(jù)的待估點,并根據(jù)條件數(shù)據(jù)多少確定優(yōu)先順序,如果相等,則隨機確定模擬次序,再采取純隨機路徑方法模擬剩余待估節(jié)點;②在待估點處,采用指示克里金方法估計待估點條件概率,建立累計概率分布;③蒙特卡羅抽樣,獲得模擬值;④轉(zhuǎn)向下一節(jié)點,并重復(fù)步驟②、③,直至所有節(jié)點被訪問,獲得一個模擬實現(xiàn)。
3方法比較
利用理論模型,對傳統(tǒng)的序貫指示建模和偽隨機路徑的序貫指示建模進行了比較研究。首先利用非條件模擬方法產(chǎn)生一個實現(xiàn)(圖la,網(wǎng)格大小均為100×100),表示實際儲層展布情況。以此實現(xiàn)為基礎(chǔ),利用數(shù)值化方法選取30個點,作為模擬的條件數(shù)據(jù)。再保證其他輸入不變,僅改變隨機路徑產(chǎn)生方式進行方法比較。從單個模擬實現(xiàn)結(jié)果看,純隨機路徑產(chǎn)生的實現(xiàn)結(jié)果分散性較大(圖1b),而偽隨機路徑分散性相對較小(圖1c),反映偽隨機路徑模擬結(jié)果相對較好。
單個模擬實現(xiàn)無法描述不確定性,分析2種不同方法的模擬效果,必須通過多個實現(xiàn)分析評價獲得。對模擬實現(xiàn)不確定性評價的方法之一是利用統(tǒng)計概率評價不確定性。分別做10個模擬實現(xiàn),利用10個模擬實現(xiàn)計算砂泥巖出現(xiàn)概率,以此衡量模擬不確定程度。從出現(xiàn)砂巖概率小于75%的模擬圖可以看出:純隨機路徑方法的分布范圍大,分布相對離散;偽隨機路徑方法的分布區(qū)域小,分布相對集中;反映純隨機路徑方法的不確定性分布范圍廣,而偽隨機路徑方法的不確定性則相對弱些。進一步比較條件數(shù)據(jù)點對模擬不確定性的影響發(fā)現(xiàn):偽隨機路徑方法在有條件數(shù)據(jù)點處其模擬不確定性較弱;而純隨機路徑方法的模擬實現(xiàn)仍然存在較強的不確定性(圖2圓圈部分);證明偽隨機路徑優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)的影響,減弱了地質(zhì)不確定性。
通過統(tǒng)計某一點出現(xiàn)砂、泥巖概率,對2種模擬方法不確定性進行了比較:概率為50%時,模擬結(jié)果不確定性最高,偽隨機路徑為198個模擬點,純隨機路徑為206個模擬點;概率大于75%時,模擬結(jié)果不確定性低,偽隨機路徑為1375個模擬點,純隨機路徑僅為1311個點。顯然,偽隨機路徑能夠降低模擬的不確定性,提高了儲層建模精度。
4結(jié)束語
隨機建模需要借助合理的地質(zhì)約束提高建模精度,針對傳統(tǒng)序貫指示建模方法中純隨機路徑方法不確定性高的不足,參考傳統(tǒng)儲層微相研究思路,提出了偽隨機路徑的改進措施,通過優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)的確定信息,有效地減弱了預(yù)測過程中的不確定性。對比研究表明,偽隨機路徑的序貫指示建模方法較傳統(tǒng)隨機路徑序貫指示建模方法能夠明顯降低模擬的不確定性,提高儲層建模精度,對于生產(chǎn)實踐具有很好的實用意義,具有較高的推廣價值。
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編輯董志剛