一种缝洞型碳酸盐岩油藏模型建立方法

摘要

本发明公开了一种缝洞型碳酸盐岩油藏模型建立方法，通过获取能够反映缝洞型碳酸盐岩油藏目标区域储集体信息的地震剖面图像；去除图像中基本不具有储渗能力的基质部分区域；再根据S1中处理后的地震剖面图像的颜色深浅生成灰度图，将灰度图中的不同灰度对象对应不同的亮度值，依据亮度值的大小进行非等距拉伸，构成三维模型。本发明保证了不同储集空间和缝洞体内流动特征的差异性，保证了地下缝洞结构的真实性与流动规律的多样性。

权利要求

1.一种缝洞型碳酸盐岩油藏模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取能够反映缝洞型碳酸盐岩油藏目标区域储集体信息的地震剖面图像；去除图像中基本不具有储渗能力的基质部分区域；

S2：根据S1中处理后的地震剖面图像的颜色深浅生成灰度图，将灰度图中的不同灰度对象对应不同的亮度值，依据亮度值的大小进行非等距拉伸，构成三维数值模型，在几何层面上采用等比例缩放的原则，按照灰度值的大小沿图像垂直方向进行拉伸，拉伸长度最小值为0，最大值为H；

不同颜色信息对应的拉伸长度h=L*H；

所述的地震剖面图像为地震剖面及均方根振幅变化率图，

所述步骤S2具体包括：

1）将S1中的地震剖面图像颜色对应不同的灰度等级G，其中，0≤G≤255，表示亮度的由深到浅，白色为255，黑色为0；将不同的灰度对象对应不同的亮度值L，其中，0%≤L≤100%，白色为0%，黑色为100%；

2）设定最大拉伸长度H，根据不同灰度对象对应的拉伸长度h=L*H，将灰度图进行非等距拉伸。

2.根据权利要求1所述的一种缝洞型碳酸盐岩油藏模型建立方法，其特征在于，所述的步骤S2还包括：将步骤S1中的地震剖面图像进行等比缩放。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种缝洞型碳酸盐岩油藏模型建立方法建立的三维模型制作缝洞型碳酸盐岩油藏物理模型的方法，其特征在于，步骤以下包括：

1）将三维模型进行分层，并通过数控加工制作每层的单层物理模型；

2）将每层的物理模型依次连接成一体，构成缝洞型碳酸盐岩油藏物理模型，并添加对应的井位。

4.根据要求3所述的一种制作缝洞型碳酸盐岩油藏模型的方法，其特征在于，所述的单层物理模型材料采用有机玻璃，且相邻的单层物理模型通过氯仿进行粘接。

5.根据要求3所述的一种制作缝洞型碳酸盐岩油藏物理模型的方法，其特征在于，所述的缝洞型碳酸盐岩油藏物理模型四周钻有孔，通过螺杆对整个模型进行加固。

说明书

一种缝洞型碳酸盐岩油藏模型建立方法

技术领域

[0001] 本发明涉及石油开发技术领域，尤其涉及一种缝洞型碳酸盐岩油藏模型建立方法。

背景技术

[0002] 地下的缝洞形态、结构、组合及连通关系是能否清楚认识是缝洞型碳酸盐岩油藏从而实现高效开发的基础之一。缝洞型碳酸盐岩油藏是不同规模和时期的岩溶缝洞体在空间上的叠合形成的，其中存在裂缝、溶蚀孔洞，溶洞等多种流体储集和流动通道，各储集空间在空间上的组合具有很大的随机性，并非整体连片、均匀分布的，具有很强的非均质性。且裂缝、溶洞尺寸大、尺度变化也大，形态发育多样，所以其缝洞的组合及沟通模式也就变化多样。由此导致油水在其间的流动状态极为复杂，存在渗流、非线性渗流、管流、面流、对流等多种流动特征，整体上反映出多种流动特征并存的耦合流动。油气生产规律也是极为复杂，产能评价方法主要借鉴于砂岩油藏，以传统的渗流理论为指导的开发方案和技术措施效果差，采收率低。由于油藏多处于地下数千米，所以无法直接观察到缝洞油藏的真实情况，更不能看到井组之间的连通情况，只能根据地震数据和开发动态等资料推测其井间的连通情况。并且注水开发是目前提高缝洞型油藏采收率最有效的开发措施，但是其油水流动规律、注采井组关系及注采开发措施并未形成系统的理论，所以这些都迫切要求提高对该类油藏的认知程度以及开发水平。因此，很有必要开展缝洞型碳酸盐岩油藏的室内物理模拟的研究，以满足对缝洞型油藏储集体形态、结构、组合、连通情况及注采井组等研究的需要。

[0003] 国外对于油气资源的开采起步较早，理论和技术水平都更加成熟，油藏物理模型制作的也是早有研究。将CT扫描技术和数字岩心技术相结合，制作了一系列全三维大尺度的数值模型，并配合先进的3D打印技术，能够制作出结构复杂形态多样的物理模型。但该方法尚不成熟并未全面应用，且物理模型的制作成本高昂，如此便让众多的科研工作者望而却步。并且我国缝洞型碳酸盐岩油藏结构复杂、非均质性极强，属世间罕见，国外对于如此复杂的储集体物理模型少有研究。

[0004] 缝洞型碳酸盐岩油藏物理模拟中模型的设计和制作一直是个技术难题，其能够反映出油藏中诸多特征是物理模拟可靠性的保证。综合现有技术来看，目前缝洞模型制作方法按照尺度主要分为微观和宏观两大类。微观模型主要是利用真实岩心进行刻蚀，这类模型以小尺度和机理模型为主，重在反应微观水驱油机理，主要不足是模型尺度太小，只是储集体局部特征的表示，不能反映井间缝洞结构，根本不能满足缝洞型油藏大尺度的特性。宏观模型包括两类：（1）二维平板模型。此类模型主要是以实际油藏地震剖面、地质剖面上缝洞分布情况为依据，在有机玻璃或大理石等材料上进行二维刻蚀；或使用伍德合金、石蜡、冰块铸模胶结后再将其融化。这类模型只是在平面模型的基础上进行等深度的拉伸，未反映出不同储集体的差异，流动形式单一，不是真实油藏的反应。（2）三维缝洞模型。此类模型均是简化之后缝洞概念模型，或者是针对单一缝洞体的抽提，不能体现出缝洞组合及连通结构的特点，不能与实际生产相结合，所以不能反映油藏真实特征。

[0005] 若物理模型不能表征缝洞型油藏的复杂结构特征，所做的物理模拟实验就不能够反应开发规律的本质，也就不能可靠地指导此类油藏的开发。因此，全三维大尺度且能够表征油藏复杂的结构特征模型的制作将是未来的必然发展方向。

发明内容

[0006] 为了解决上述问题，本发明提出一种缝洞型碳酸盐岩油藏模型建立方法。

[0007] 具体的，一种缝洞型碳酸盐岩油藏模型建立方法，包括以下步骤：

[0008] S1：获取能够反映缝洞型碳酸盐岩油藏目标区域储集体信息的地震剖面图像；去除图像中基本不具有储渗能力的基质部分区域；

[0009] S2：根据S1中处理后的地震剖面图像的颜色深浅生成灰度图，将灰度图中的不同灰度对象对应不同的亮度值，依据亮度值的大小进行非等距拉伸，构成三维数值模型。

[0010] 进一步地，所述步骤S2具体包括：

[0011] 1）将S1中的地震剖面图像颜色对应不同的灰度等级G，其中，0≤G≤255，表示亮度的由深到浅，白色为255，黑色为0；使不同的灰度对象对应不同的亮度值L，其中，0%≤L≤100%，白色为0%，黑色为100%；

[0012] 2）设定最大拉伸长度H，根据不同灰度对象对应的拉伸长度h=L*H，将灰度图进行非等距拉伸。

[0013] 进一步地，所述的步骤S2还包括：将步骤S1中的地震剖面图像进行等比缩放。

[0014] 进一步地，所述的地震剖面图像为地震剖面及均方根振幅变化率图。

[0015] 根据上述的一种缝洞型碳酸盐岩油藏模型建立方法制作缝洞型碳酸盐岩油藏物理模型的方法，步骤以下包括：

[0016] 1）将三维模型进行分层，并通过数控加工制作每层的单层物理模型；

[0017] 2）将每层的物理模型依次连接成一体，构成缝洞型碳酸盐岩油藏物理模型，并添加对应的井位。

[0018] 进一步地，所述的单层物理模型材料采用有机玻璃，且相邻的单层物理模型通过氯仿进行粘接。

[0019] 进一步地，所述的缝洞型碳酸盐岩油藏物理模型四周钻有孔，通过螺杆对整个模型进行加固。

[0020] 本发明的有益效果在于：（1）此方法适用于任何能够反映缝洞型油藏储集体信息和缝洞结构的地震属性、地质建模资料，适用性强。

[0021] （2）并且该方法资料来源于实际油藏地震属性、地质建模资料，高度还原了缝洞结构体在垂向或横向上的分布特征，确保了模型与地下缝洞结构与连通情况的一致性，高度保证了模型可靠性和有效性。

[0022] （3）相比于真实油藏储集体，所做的模型均是在规模上运用相似理论进行缩小，能够高度还原缝洞型油藏在垂向上的缝洞分布及沟通特征或横向上的缝洞展布、连通特征。

[0023] （4）此方法反映出了地下不同缝洞结构储集能力与流动方式的差异性。

[0024] （5）根据实际生产情况布置井位及底水能量，可根据相似理论给定模拟生产数据，保证了物理模拟的有效性。

[0025] （6）该方法原理简单，操作简便，且成本低廉，大大降低了研究的成本。

附图说明

[0026] 图1是原始地震剖面及均方根振幅变化率图；

[0027] 图2是处理之后的均方根振幅变化率图；

[0028] 图3是缩小区域之后的振幅变化率图；

[0029] 图4是精简之后的振幅变化率图；

[0030] 图5是灰度模型正视图；

[0031] 图6是灰度模型斜视图；

[0032] 图7是灰度模型局部放大图；

[0033] 图8是雕刻路径正视图；

[0034] 图9是雕刻路径斜视图；

[0035] 图10是雕刻路径局部放大图；

[0036] 图11是单层物理模型；

[0037] 图12是单层物理模型局部放大图；

[0038] 图13是三井连线物理模型图。

具体实施方式

[0039] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

[0040] 1.数值模型的建立：

[0041] 1.1地震资料提取

[0042] （1）根据研究需求，获取能够反映缝洞型碳酸盐岩油藏目标区域储集体信息的地震剖面图像资料（现有以地震剖面及均方根振幅变化率图为例）；如图1所示，此图为区域三井连线原始地震剖面及均方根振幅变化率图，振幅的强弱通过颜色的深浅反应出来，代表了不同储集空间信息。

[0043] （2）去除人为辅助线

[0044] 从图1所示内容可以看出，图片中人为添加了一些辅助线（黑色虚线：人为标定的目的层上下边界；深红色线条：标定的各井所处位置；汉字：层位说明），为了不影响振幅变化率图所反应的储层信息，对该图片中目的层附近的区域进行处理，处理结果如图2所示。

[0045] 1.2数值模型二位图片简化

[0046] （1）根据研究需要，缩小研究区域

[0047] 从图2中可知，其所示范围在深度上太大，研究对象（目的层）只是其中的一小部分，可根据目的层边界并结合储集体的连通性对图片进一步处理，以缩小研究范围，结果如图3所示。（缩小范围根据实际研究需要选取）

[0048] （2）精简研究区域

[0049] 根据振幅变化率图示原则，图3中紫红色部分为溶洞发育带；绿色部分为裂缝发育带；深蓝色区域为裂缝和溶洞连通带，基本包围在溶洞发育带四周；浅蓝色部分为基质。根据缝洞型碳酸盐岩油藏的储层特性可知，溶洞为主要的储集空间，裂缝为主要的流动通道，而基质基本不具有储渗能力。因此，将基质所示的浅蓝色区域去掉。精简之后的区域如图4所示。

[0050] 1.3生成三维灰度模型

[0051] 在几何层面上采用等比例缩放的原则（缩小比例根据研究需要选取），根据图4中颜色的深浅生成灰度图，其不同颜色都对应不同的灰度等级G（0≤G≤255，表示亮度的由深到浅，白色为255，黑色为0），不同的灰度对象对应不同的亮度值L，（0%≤L≤100%，白色为0%，黑色为100%，其他灰度对象亮度值介于白色和黑色之间，即图上每种颜色信息都有一个亮度值与其对应），并研究的实际需求，按照灰度值的大小沿图像垂直方向进行拉伸，拉伸长度最小值为0，最大值为H。不同颜色信息对应的拉伸长度h=L*H。灰度模型如图5-7所示。
（也可根据实际研究需要对图片上局部区域的灰度等级进行调整）此模型能够对反应不同储集空间信息的振幅变化率进行非等距拉伸，保证了不同储集空间和缝洞体内流动特征的差异性，保证了地下缝洞结构的真实性与流动规律的多样性。

[0052] 2.物理模型设计及加工

[0053] 2.1根据图5中所示的灰度模型，利用机床雕刻软件，采用分层雕刻及由粗到精的原则，对该模型逐次生成雕刻路径，如图8-10所示。

[0054] 2.2模型加工制作

[0055] 基于图8中的雕刻路径，根据研究需要，根据可视化、耐压性要求选取模型制作材料，（此处以可视化的有机玻璃为例）利用雕刻机雕刻模型，雕刻之后的模型如图11、12所示。

[0056] 2.3添加井位及模型固结

[0057] 由于模型设计的过程中将原有的井位已经去掉，因此需要在图1所示的相应位置处添加对应的井位，同时考虑到模型的封闭性，设计有盖板，有机玻璃层之间采用氯仿进行粘接。在模型的四周钻孔，最后通过螺杆对整个模型进行加固，如图13所示。（若需充填，根据目标区域地质信息，分析油藏充填特征，根据需求对模型充填）。

[0058] 此发明方法制作的模型可应用于需要对垂向或横向上的缝洞结构体进行井组间生产动态特征的物理模拟研究。