第1章 储层表征概论
储层宏观表征与建模
储层表征与建模
2020/8/3
Reservoir Characterization and Model building
4、储层宏观非均质性表征
层内非均质性
指单砂层垂向上储层性质的变化，是控制和影响砂层组内一个 单砂层垂向上注入剂波及体积的关键因素。
粒度的韵律性：单砂体内部粒度大小在垂向的变化序列
储层表征与建模
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一、宏观表征与建模 的研究内容与流程
储层表征与建模
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1、储层地质概念模型
储层表征与建模
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储层结构模型
碎屑沉积环境的三种基本储层类型 （K.J.Weber和L.C.Van Geuns,1989）
陆相
海岸相
海相
千层饼 状
席状洪积物 湖泊席状砂 风成砂丘
障壁坝 海岸沙脊沉积物
有效厚度系数：有效厚度与砂层厚度的比值，反映层内油 气的饱满程度，越大越均质。
储层表征与建模
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平均砂层厚度：砂层总厚度与总层数的比值，反映 砂体的分散程度，越大越均质。 砂岩钻遇率：钻遇砂岩的井数与总井数的比值，其 值越大砂体分布越广。 连通系数：砂厚大于平均厚度的井数与总井数的比 值，反映砂层厚度的变化，越大连通性越好。 分布系数：钻遇油层的井数与钻遇砂层的井数的比 值，反映油层的分布范围，越大油层分布越广。
中国石油大学《储层表征与建模》吴胜和 绪论
Deutsch,C.V. Oxford Unversity Press. 2002 （另：学术期刊相关文献，教材每一章之后）
二、课程安排
课程内容
绪论 第一章 储层表征概论 第二章 储层构型 第三章 储层质量 第四章 确定性建模 第五章 随机建模
2
绪论
课程安排
先修课程（地质本科课程）：
地质类：
♦ 《沉积岩石学》（含岩相古地理） ♦ 《油矿地质学》（地层对比与储层部分）
地球物理类：
♦ 《地球物理测井》 ♦ 《地震勘探原理》
（北京）
储层表征与建模
Reservoir Characterization & Modeling
主讲 吴胜和 助课 李宇鹏
绪论
（课程概况）
What? Why? How?
储层表征与建模
课程定位 课程安排
一、课程定位
What? Why?
储层： 能够储集流体并能使其在一定压差下
渗流的岩石（层）。
储集岩的特性 ----孔隙性与渗透性
账号： reservoir_cup@ 密码： reservoir@cup
自学：教材、相关文献
考核方法：作业（20％） 开卷考试（80％）
3
油 气 田 勘 探
油 气 田 开 发
绪论
课程定位
生产阶段
区域勘探 选凹定带 （生储盖组合）
区 域
储
圈闭预探
圈闭的含油性
（有利储集相带）
层 研
究
油藏评价 开发早期
储层表征概论
储层表征内容与阶段性 储层表征内容
储层参数分布
储层流动单元分布
储层动态地质模型
储层表征内容与阶段性 储层表征内容
二、不同阶段储层表征内容 1. 油藏评价阶段
•６
探明油气藏 评价油气藏 开发可行性评价
-2350 -2300 -2200
-2350 -2300 -2200
A 2•
•1
•4 A’
A 2• •3
（孔隙度、渗透率、 含油饱和度等）
储层表征规模与多维性
2．点解释
√针对砂层， 按8点/米的密度 进行储层参数解释。
井深 孔隙度 （m） （%） 2100.000 17.0 2100.125 18.0 2100.250 18.1 2100.375 18.2 2100.500 20.5
渗透率 （×10-3μm2）
储层的非均质性，因此，可克服用二维图件描 述三维储层的局限性。
有利于油田勘探开发工作者进 行合理的油藏评价及开发管理
储层表征规模与多维性
★建模目的
2. 可更精确地计算油气储量
常规的储量计算
储量计算单元：原则上以油藏（一个油水系统）
为计算单元。
纵向上：油组、砂组、小层、单层 横向上：一个圈闭，或更小单元。
三维数据体
储层表征规模与多维性
三维网格化 （3D griding）
网块尺寸越小，标志着模型越细；每个网
块上参数值与实际误差愈小，标志着模型
的精度愈高。
(精细油藏描述)
储层表征规模与多维性
数值模型----即三维数据体----图形显示
三维显示 任意旋转 任意切片
从不同角度显示储层的外 部形态及其内部特点
/流动单元平面分布 （3）隔夹层平面分布
储层表征
2、流动单元模型 概 念 ： (C.L.Hearn etc 1984 ； W.J.Ebanks，1987) 影响流体流动的储层属性参数在 各处相似，且岩层特点也相似的 纵、横向连续的储集带单元。 流动单元不同，流体流动特征也 不同。 流动单元模型： •由许多流动单元块体镶嵌组合 而成，离散模型 •包括：流动单元划分，流动单 元间边界、单元内储层属性相似 •对油藏模拟及动态分析有很大 意义，对预测二次采油和三次采 油的生产性能亦意义重大。
胜坨油田胜二 区74小层不同 含水期渗透率 实现对比图
胜坨油 田胜二 区沙二 段74小 层不同 含水期 含油饱 和度模 型
内容提要
一、储层表征的概念
二、储层模型的分类 三、储层建模的概念 四、地质统计学基础知识 五、随机建模方法简介
六、随机建模步骤、策略
建模的目的
白化过程
测井信息与解释
地质信息与解释
油藏地质建模 是油藏描述的核心。
Reservoir description Reservoir characterization
 ¤Í ï Â Ï é ³ ±Ó Ì ³ 3¶ ¿ K2t1-K 2cÓ ² Æ Ã Í Í Ø Ê æ ¼
储层表征（Reservoir Characterization） 是由油藏描述（Reservoir Description） 向定量化方向发展演化出来的
1988年，SPE苏格兰会议，模拟是否有实际意义讨论
1991年，SPE科罗拉多会议，肯定方法，讨论方法适用性 2000年，Strebelle,多点地质统计学 国内 《国外储层建模技术》，原中国石油天然气总公司
1991年，裘怿楠教授 ，“储层地质模型”，石油学 报
内容提要
一、储层表征的概念
储层微观表征与建模
储层表征与建模
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泥质岩的分析鉴定 X衍射：粘土矿物含量及矿物混层比 热解分析：矿物最大热峰 镜质体反射率：有机岩成熟度
4、微观表征与建模的重点和难点
微观参数众多，如何挑选最具代表性的参数
微观参数获取困难，目前主要依靠岩心进行各种分 析化验来获得，应拓宽微观参数的获取途径，使得 其规律能够反映地下储层变化规律。
微观参数的分辨率相差悬殊
如何使得微观参数的研究和表征与宏观参数的表征 相结合，只有微观与宏观相结合，才能使微观表征 直接应用于生产。
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一、微观表征与建模概述
储层表征与建模
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微观表征与建模的研究目的意义 微观表征与建模的研究内容 微观表征与建模的研究方法 微观表征与建模的研究流程 微观表征与建模的重点和难点
一种矿物被另一种矿物所置换
方
颗 粒 边 缘 交 代
解 石 大 面 积 交 代
粘
土
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重结晶作用
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破裂作用
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《储层地质学》期末复习题及答案
《储层地质学》期末复习题第一章绪论一、名词解释1、储集岩2、储层3、储层地质学第二章储层的基本特征一、名词解释1、孔隙度2、有效孔隙度3、流动孔隙度4、绝对渗透率5、相渗透率6、相对渗透率7、原始含油饱和度8、残余油饱和度9、达西定律二、简答题1、简述孔隙度的影响因素。
2、简述渗透率的影响因素。
3、简述孔隙度与渗透率的关系第三章储层的分布特征一、简答题1、简述储层的岩性分类？2、简述碎屑岩储层岩石类型？3、简述碳酸盐岩储层岩石类型？4、简述火山碎屑岩储层岩石类型？5、风化壳储层的结构6、泥质岩储层的形成条件二、论述题1、简述我国中、新生代含油气湖盆中的主要储集砂体成因类型及主要特征。
（要点：重点针对河流相、三角洲、扇三角洲、滩坝、浊积岩等砂体分析其平面及剖面展布特征）第四章储层孔隙成岩演化及其模型一、名词解释1、成岩作用2、同生成岩阶段3、表生成岩阶段二、简答题1、次生孔隙形成的原因主要有哪些？2、碳酸盐岩储层成岩作用类型有哪些？3、如何识别次次生孔隙。
三、论述题1、简述成岩阶段划分依据及各成岩阶段标志2、论述碎屑岩储层的主要成岩作用类型及其对储层发育的影响。
3、论述影响储层发育的主要因素有哪些方面。
第五章储层微观孔隙结构一、名词解释1、孔隙结构2、原生孔隙3、次生孔隙4、喉道5、排驱压力二、简答题1、简述砂岩碎屑岩储层的孔隙与喉道类型。
2、简述碳酸盐岩储层的孔隙与喉道类型。
三、论述题试述毛管压力曲线的作用？并分析下列毛管压力曲线所代表的含义第六章储层非均质性一、名词解释1、储层非均质性2、层内非均质性3、层间非均质性4、平面非均质性二、简答题1、请指出储层非均质性的影响因素。
2、如何表征层内非均质性？三、论述题1、论述裘怿楠（1992）关于储层非均质性的分类及其主要研究内容。
2、论述宏观非均质性对油气采收率的影响(要点：分析层内、层间、平面非均质性对油气采收率的影响)第七章储层敏感性一、名词解释1、储层敏感性2、水敏性3、酸敏性4、速敏性二、简答题1、储层损害的原因？2、储层敏感性类型？《储层地质学》期末复习题参考答案第一章绪论一、名词解释1、储集岩：具有孔隙空间并能储渗流体的岩石。
储层地质学
第一章储层的一般特征第一节储集岩的特性一、储集岩的概念在自然界中，把具有一定储集空间并能使储存在其中的流体在一定压差下可流动的岩石称为储集岩(reservoir rock)。
储集岩必备的两个特性为孔隙性及渗透性。
孔隙性即岩石具备由各种孔隙、孔洞、裂隙及各种成岩缝所形成的储集空间，其中能储存流体。
同时，储集岩还必须具有渗透性，即在一定压差下流体可在其中流动。
广义地说，所有具连通孔隙的岩石都能成为储集岩。
由储集岩所构成的地层称为储集层，简称储层。
储集层的孔隙性控制储能大小，当其中储存有工业价值的油、气时，则分别称之为油层、气层或油气层。
储集层的渗透性控制油气层的产能。
不同成因类型的岩石其储集性优劣相差甚大。
在石油地质研究中，一般按岩类将储层分为三大类，即碎屑岩储层、碳酸盐岩储层及特殊岩类储层(包括岩浆岩、变质岩、泥质岩、火山岩等)。
另外，尚有按储集空间类型或岩石物性的储层分类方案。
如按照储集空间类型可将储层分为孔隙型储层、裂缝型储层、孔缝型储层、缝洞型储层、孔洞型储层、孔缝洞复合型储层等；按照渗透率可将储层分为高渗储层、中渗储层和低渗储层。
目前，国内外对渗透率低于100×10-3μm2的低渗储层给予了关注，因为其中赋存有1/3的石油资源量及巨大的天然气储量。
随着勘探、开发技术的发展，其中的油气资源由不可动用到可动用。
由于低渗储层从成因到特性均有其特殊性，因而本章将其作为重要内容之一论述之。
二、储集岩的孔隙性广义的孔隙是指储集岩中未被固体物质所充填的空间部分，即储集空间，有人亦称其为空隙，包括各种类型的孔隙(狭义的)、裂缝和溶洞，其中狭义的孔隙是指岩石中颗粒(晶粒)间、颗粒(晶粒)内和填隙物内的空隙。
严格地讲，地壳上所有的岩石或多或少都具有孔隙。
而只有那些具一定数量的连通孔隙的岩石才能成为储集岩。
其储集性的优劣取决于孔隙大小、孔隙连通性及孔隙含量的多少。
1.孔隙的大小孔隙的大小对流体的渗流有较大的影响。
储层表征与建模
储层表征与建模储层表征与建模是石油勘探开发过程中的重要组成部分。
通过对储层进行表征和建模，可以帮助工程师更好地了解储层的地质特征、储层中的油气分布情况以及储层的物理和化学性质，从而更好地进行石油勘探开发。
储层表征是指对储层进行地质学、物理学和化学学等方面的综合描述和分析。
它包括对储层岩石类型、岩石结构、质地、孔隙类型、孔隙度、渗透率、压力、饱和度等多方面信息的描述。
不同储层的地质构成会有所不同，因此储层表征需要根据实际地质情况进行分类和细化。
首先，对储层的岩石结构进行描述。
岩石结构是指岩石中各个粒子之间的排列方式，包括岩石的成分、化学结构、结晶状态、晶粒度、含水量等因素。
在储层表征中，需要对岩石的成分、结晶状态和晶粒度进行综合描述，其中成分的描述包括岩石的矿物质组成、化学成分和地球化学特征等；结晶状态的描述包括晶体形态、晶体大小和晶体排列方式等；晶粒度的描述包括粗细程度、均匀性和分布情况等。
其次，对储层的孔隙类型、孔隙度和渗透率进行描述。
孔隙度是指储层中孔隙体积所占的比例，是一个重要的物理参数，直接关系到油气的运移和储存能力。
因此，对孔隙度的描述需要从不同尺度上进行，分别描述微观孔隙、介观孔隙和宏观孔隙。
渗透率是指储层中油气流动能力的大小，是另一个重要的物理参数。
在储层表征中，需要对渗透率的大小、分布和变化进行描述，这样可以更好地了解储层中油气的运移方式和储存能力。
最后，对储层的压力、饱和度和物性等方面进行描述。
压力是指储层中油气所受的压力，包括孔隙水压和地层压力等，需要进行准确的测量和分析，通过建立压力场模型，可以帮助预测油气运移和储存的情况。
饱和度是指储层中油气所占的比例，是根据测量数据和流体力学原理进行计算的。
物性包括油气相对密度、粘度、温度等参数，对储层中油气的运动规律和物理特性有着重要的影响，需要进行详细的物性分析和测量。
除了储层表征，建立储层模型是石油勘探开发过程中的另一个重要步骤。
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一、油藏评价阶段
A 2•
•1
•4 A’
探明油气藏 评价油气藏 开发可行性评价
•６
A 2• •3
•1
•4 A’
５•
2 A
1
4
A’
231
4
A
A’
282280200000
284000
282680600000
实 例
544000 544000
400 200
0
200 400 m
400 200 0 200 400
1. 储层系统的层次性与复杂性
地层层次
据Van Wagoner（1990）
106 104
102
1
储层层次
多砂体规模
（层序－层组）
单砂体规模
（层）
纹层组规模 纹层规模 孔隙规模
据Pettijion(1973)
储层层次界面 与层次结构
界面分级
Miall(1985,1988,1991,1996)
主要分为6级
具自然产能，储层敏感性一般较强
（2）特低渗储层（10-1）
微孔隙发育，束缚水饱和度高，测井解释有难度; 自然产能一般达不到工业标准，需压裂投产
（3）低渗近致密储层（1-0.1）
孔喉半径小，接近油层下限;
几无自然产能，需大型压裂投产
标准致密储层（0.1-0.01)
(4) 低渗致密储层 (<0.1)
只能作为储气层（非常规气层）,
544000 544000
•构造图 •砂体分布图（岩性边界） •油水界面 •井眼油气水干层解释
油水界面
546000 546000
548000 548000
550000 550000
3 65 0
GS1G9S19
360 0
GS66
GS52X1 GS20 GS52X1
G339 G339 GX57GX57
GS12GG-SS11G160SMG2-1GS-121G116--GGS0612SMS8-81G1-10G1216-GS--6G1S821S81-81012-6-MG12GS8011-G2G3S2M-45G2510G-GS32455
（1）储层（砂体）厚度平面分布；
（2）沉积微相/构型单元 /流动单元平面分布
主
泛
滥
主
（优势相，比例优势或指定优势）。 河 平 河
（3）隔夹层平面分布
道原 道
（4）储层参数平面分布
孔隙度、渗透率等平面分布。
（5）渗透率非均质参数平面分布
层间及层内渗透率非均质参数
（变异系数、级差、突进系数等）
渗透率
四、体规模
----三维地质建模
★建模概念
建立储层地质特征三维分布的数字化模型。
三维网块化(3D griding) 三维储层预测
三维数据体
三维网格化 （3D griding）
★建模概念
网块尺寸越小，标志着模型越细；每个网
块上参数值与实际误差愈小，标志着模型
的精度愈高。 (精细油藏描述)
数值模型----即三维数据体----图形显示
定义：单砂层内垂向上储层性质的变化。
•粒度韵律、渗透率韵律及高渗层位置 •层理构造及渗透率各向异性 •层内渗透率非均质程度 •层内夹层（产状、频率、密度） •层内裂缝
（4）微观非均质性
微观规模孔隙、颗粒、填隙物等性质的差异。
•孔隙非均质性
孔喉形状、大小、分选及相互连通关系
•颗粒非均质性
颗粒分选及排列的方向性
分辨率：横（数十米） 纵（0.2~0.5m）
1 41
官 104 断块孔一段
Ⅲ１１储层流 动单元 平面分 布图
王33 1 04 - 3
0
300 m
王24
6 6- 3 4
官 103
6 6-32 6 8- 3 2
6 6- 3 6 王1
68-36 69-37
70-30 70-32
69-35 70-36
8 0- 1 4
三、开发中后期阶段
注水开发调整 优化三次采油方案
提高油田最终采收率
单砂体间及砂体内部 渗流屏障及渗流差异 控制剩余油分布
研究单元：横向（油藏/开发井组） 垂向（单层）
分辨率：横（十米级）、 纵（<0.2m）
砂
小 层 单层
组
储层表征
单一微相/内部构型分布 储层流动单元 储层参数分布 （裂缝网络）
第三节 储层表征的规模与多维性
孔渗测定、 压汞分析、 敏感性分析等
•非规则样品
岩石薄片 电镜分析 粒度分析 X衍射分析
孔隙结构
二、线规模
----单井规模 沿井轨迹的储层表征。 •连续取心井段的岩心研究 •单井测井解释
单井解释
1．层解释
地层内部属性相似的层. （1）砂层与隔层 （2）油水干层\ 水淹层 （3）沉积微相/岩性
/构型单元/流动单元 （4）层平均参数
束缚水成因：毛管滞水、薄膜滞水 导致：测井解释油气层的困难
降低油气相渗，常规开采困难
+ Na,Ca,H2O
（3）天然裂缝相对发育
低渗 致密 性脆
（4）储层敏感性强 水敏、速敏、酸敏 孔喉小，易受伤害
（5）应力敏感性强 细小片状孔缝，受应力易压缩， 应力释放后易扩大
二、储层系统
★储层系统的层次性与复杂性 ★储层非均质性 ★储层敏感性
（河流相）
同一层次内部的差异性
结构差异性 性能差异性
如：层规模
结构差异： 不同微相; 同一微相内部 的结构单元
储集性能差异
2. 储层非均质性
定义：储层分布及内部 各种属性在三维 空间上的不均一 变化，即为储层 非均质性
沉积非均质 成岩非均质 构造非均质
（回顾内容）
相对与绝对 规模与层次 标量与矢量
GS16G-S1146-1G4S16GG-SS191646G-S1964GS11GS11
3500
GS3255G0G0S-S112G880-S-111688-G1S618G-S1188-G1S818G-S2108-20
3600
3650
GS39GKS39K
GS23 GS23
3650
GS67 GS63-2GS63-2
7 8- 1 6 8 0- 1 6
7 0- 3 4
71-3 7
7 2- 3 0
7 4- 2 0
7 4- 2 8
72-32 1 04-2 72-36 73-31 73-3 373-35
7 2- 3 8
7 6- 1 8
7 4- 2 2
7 4- 3 0
74-3 2 7 4- 3 4
7 6- 2 0
王28Βιβλιοθήκη 78-18 78-20 78-22
三维显示 任意旋转 任意切片
从不同角度显示储层的外 部形态及其内部特点
储层地质模型
储集体分布模型
----离散变量分布模型
★储层相（构型）模型
储集砂体的大小、几何形态 及其三维空间的分布
★储层流动单元模型
影响流体流动的地质参数在 内部相似的、垂向上和横向上 连续的储集单元。
552000 552000
286000 286000
内含油边界 外含油边界
284000 284000
图例
图例
GS8-1G6S8-16
井名 井名
2500
等深线
水道中含心油区
推测含油区
水道边缘及漫溢
油水同层区
水层
水道间及湖盆泥
552000
干层
552000
未知区
282000 282000
泥干 纯 过 纯 岩层 油 渡 水 区区 区 区 区
研究单元：横向（油藏/油田） 垂向（砂组）
分辨率：横（数百－数十米） 纵（0.5~1.0m）
砂
小 层 单层
组
储层表征
沉积亚相/复合微相 有效储集体分布 宏观储层参数分布 （裂缝发育区带）
二、开发早期阶段
优化开发方案 优化管理及调整方案 提高油藏开发效率
井网布置 配产配注 射孔方案
研究单元：横向（油藏/油田） 垂向（小层）
•填隙物非均质性
3. 开发过程中的动态变化
油气储层与外来流体 发生各种物理或化学作 用而使储层孔隙结构和 渗透性发生变化。
水敏、盐敏、 速敏、酸敏、 碱敏、水锁
第二节 储层表征内容与阶段性
• 储集体及内部构成单元 • 储层质量及其差异性 • 储层裂缝
-2350 -2300 -2200
-2350 -2300 -2200
（1） 层间非均质性
砂层之间的差异性
层间非均质 平面非均质 层内非均质 微观非均质
储层纵向分布的复杂程度 分层系数 砂岩密度
层间渗透率非均质程度
层间隔层 层间裂缝
（2）平面非均质性
砂体的平面差异性
砂体几何形态 砂体规模与各向连续性 砂体连通性 渗透率平面变化 平面渗透率的方向性
（3）层内非均质性
8 0- 2 6
7 8- 3 2
王19
图例
8 2- 2 2
王18
8 2- 2 0
8 2-24
注 水 井 生 产 井 取 心 井 设 计 井
84-2 0
地面— 地下井位 断 层 泥岩屏障 钙质屏障
Ⅰ类流动单元Ⅱ类流动单元Ⅲ类流动单元Ⅳ类流动单元
储层表征
砂
小 层 单层
组
沉积微相分布 储层流动单元分布 储层参数分布 储层敏感性 （裂缝发育带及方向）
（孔隙度、渗透率、 含油饱和度等）
2．点解释 针对砂层，按8点/米的密度
进行储层参数解释。