石油开采怎么会这么准?

   2007-05-14 科技日报周琼

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核心提示:  陕西坪北油田:在储层随机建模技术基础上实施的新井钻井成功率达到100%。  中原油田:储层随机建模技

  陕西坪北油田:在储层随机建模技术基础上实施的新井钻井成功率达到100%。

  中原油田:储层随机建模技术帮助年产量400多万吨的油田新增可采储量144.5万吨。

  江汉油田:利用储层随机建模技术做出的相关预测,符合率高达90%。

  ……

  在上述数据的光环围绕下,4月27日,湖北长江大学和江汉油田分公司等多个单位联合承担的“储层随机建模系列技术”项目通过鉴定,被认为已达到国际先进水平。

  对于油藏储层随机建模技术,标准的科学解释是,“利用计算机建立各种沉积物质在储层内部的空间分布,并在此基础上运用地质统计学建立渗透率等各种物性参数在储层内部的空间分布。”

  听起来好像很玄,但此项技术却是实实在在地攻克了石油勘探开采的不少难题,在各个方面取得了很大成效。该技术究竟好在哪里?取得了哪些成效?还需要面对哪些难题?带着这些问题,记者走访了长江大学“储层随机建模系列技术”的主要负责人李少华副教授。

  “最有可能”VS“95%的可能”

  在石油开采的早期,主要采用确定性地质模型。专家指出,这类模型只是对储层大范围特征的定性认识,而且常把储层的地质状况看成是连续性和持续性都比较好的理想模式,对很多参数常赋予一个平均值来刻画,哪怕两个井孔之间其实横跨了数百米的距离,中间存在各种各样巨大的地质变化。

  而随机建模就不同。研究人员强调,随机建模的最大特色在于采用了统计学的方法来建模。这相对而言能够更准确地描述储层的地质情况。

  “一个是只告诉你最有可能是那个答案;一个是告诉你,这个答案有95%的可能,那个答案,有50%的可能。”李少华这样解释确定性建模与随机建模的区别。

  因为钻井间距离较远,地质情况又复杂,所以数据信息必然不够充足,也必然会导致建模结果的不确定性。随机建模方法因为采用了统计方法,可以定量评价这种不确定性究竟有多大,而确定性模型就不可以。李少华指出:“对不确定性的定量评价可以使相关人员更准确地估算下一步行动的风险,权衡成本与收益之间的性价比。”比如有些决策,95%可能的时候就会去做,而50%的时候就不一定了。

  与此同时,专家还指出,能够对不确定性做出定量评价,也使得随机建模方法可以尽可能准确地利用多项数据。李少华说:“影响油藏的各种参数本身就存在误差,而且各自的误差程度不一样,而随机建模技术可以将这种不确定性计算出来。”

  从“一击即中”到“枪枪毙命”

  专家指出,储层随机建模对石油开采的很多方面都起到了重要作用。

  首先,因为随机建模可以更为准确地描述某处的地质环境,这自然大大提高了钻井的成功率。在陕西坪北油田,通过随机建模方法对其储层砂体的分布进行了预测,在此基础上实施的新井钻井成功率达到100%%。研究人员形容说,这几乎是“一击即中”。

  而储层随机建模的作用还不止于“一击即中”。专家指出,通过随机建模,针对不同类型的砂体内部结构特点和开发中主要矛盾的差异,选用不同的方法,是提高钻井的采收率的重要措施。这几乎是从“一击即中”,飞跃到了“枪枪毙命”。李少华举例说,比如在一个厚度较高、稳定性也较好的储层面钻井,就应该打斜井或者水平井,使得这口井的井身尽可能长,采到更多的油。而这很大程度上取决于模型的建立是否准确。

  不仅仅是一口井,随机建模的作用覆盖到了整个油田。它能够帮助开采者根据地势状况,将油田恰当地划分成若干部分,分别采用不同的开发技术政策,提高油田产量。李少华解释说,比如出现断层的地带,断层两边的地质状况会有很大差异,如果不将其区别对待,而是用确定性建模求平均值,就会出现很大的误差。而采用储层随机建模的油田,仅以中原油田为例,它依据储层随机建模技术实施了种种相应的调整措施,大大改善了油藏的开发效果。与实施前相比,中原油田年增油1.5万吨,新增可采储量144.5万吨。

  然而一座油田不可能光靠一口井,一个国家也不能光指望一座油田。专家指出,储层随机建模技术还能够帮助掌握油井产量分布和转移规律,积极培养高产井和搞好产量接替。一口井能够打几年,下一口井应该在什么时候打,具体在什么地方打,都与储层的地质情况息息相关。而扩大到整个油田,能否准确估算整座油田原始地质储量和可采储量,都离不开储层随机建模技术的运用。资料显示,在河南油田,利用研究成果预测剩余油富集的有利区,钻井证实储层及剩余油预测结果与实际情况符合率达90%。

  “一孔之见”VS“百米天堑”

  但专家也指出,储层随机建模技术还需面对不少问题。

  “石油钻孔井的岩芯最多也就10几公分,是真正的‘一孔之见’,”李少华说,“可钻井孔间的距离一般都有几百米。”油藏体积更是比井孔体积大千百万倍。这种巨大的未知距离与未知体积,大大增加了随机建模技术预测的难度。

  储层本身地质状况的复杂程度,更加重了预测的难度。专家解释道:“储层地质的非均质性不仅包括层间的非均质性,单一储层面内同样存在平面和纵向的非均质性。”而且储层的形成过程也相当复杂,并非一次性就能完成。仅以因河道变迁形成的地貌而言,首先是河道的侧向迁移、垂直叠加,然后到小比例尺上的一些波痕运动。这些都有一定时间的形成过程,这大大增加了储层非均质性的复杂程度。

  尤其对于我国陆地石油储层而言,李少华指出,我国目前地下的油水分布,呈现出高度分散、剩余油多分布在差、薄、边部位,开采难度增大等特点。这对确保储层建模的准确性而言并不是一个好消息。仅以大庆油田为例,李少华说:“它的油田含水量已经高达90%%。这意味着大部分的油藏已经相当稀薄,好采的地域已经基本开采完毕;而且因为长时期大量注水,很多通道已经形成,水一注入就自动沿通道流出,而剩余的油藏并没有水经过,仍然位于原地不被带出。”

  原始新闻

  历经十多年科技攻关,用于定量描述地下油气储层分布特征的储层随机建模技术,日前在湖北荆州通过鉴定。

  以最经济而又最科学的方法,了解地下油气资源所在,减少勘探开发中的风险,一直是油气勘探工作追求的目标。以长江大学张昌民教授为首的课题组探索了一系列新的科学方法,新技术的突出特点就是把各种相关信息融入到一个模型中,并且利用多个模拟结果对储层进行不确定性评价,能有效地提高储层描述的准确度,不仅能避免盲目钻探造成的损失,更重要的是能提高钻井出油的成功率。

  该项技术的优越性已经一再被生产实践所证明。据统计,这项在阶段性研究中不断应用于我国油气田勘探开发的科技成果,已创造直接经济效益8亿多元。

  这项研究是由湖北长江大学、江汉油田分公司等多个单位联合完成的。(据新华社)

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  储层地质如何影响石油开采?

  专家指出,影响石油勘探开采的一个重点因素在于如何根据储层的地质状况,利用已知井点的信息来预测井点外或井点间的信息。

  “钻井的时候要尽量想办法绕过遮挡带。”李少华说。因为遮挡带虽然一方面保护了油气长时间高密度的在地壳内储存,不至于散落到空气与水中,另一方面又阻隔了石油开采。而这,如果对储层地质情况了解不清的话很难做到。

  而遮挡带不过是储层地质状况的一个小分支罢了。除此之外,渗透率和孔隙度的空间分布、砂体中悬挂着泥岩的空间分布和几何尺寸、不同砂体之间的连续性……储层的地质状况支配了一系列影响油气藏生产状况的重要因素。

  随着石油的大量开采和技术的发展,储层地质状况对采油效率的重要性更加凸现。比如为了尽可能多地将单位面积里的油气开采完全,科研人员开发出了二次注水采油甚至三次注水采油技术,在这些技术中,储层地质状况的准确描述发挥了巨大作用。“储层的一些宏观和微观的特性,是筛选二次采油方法的关键。”李少华强调道,“因为一次注水采油时已经将均质性较好地域的油基本采完了,所以二次和三次采油时储层地质的影响就更为明显。”而据国内专家估计,由于储层各种非均质性的隔档,尚有20%的可动油未被二次采油驱剂所波及到,开采潜力很大。

  同时,根据地质情况对井点间进行预测,在某种程度上决定了石油开采中投入与产出的比值。如果预测准确,油井一打一个准,可以减少大量的非必要损耗;与此同时,对周边井点的油气储藏状况的准确预测,也能保证将好钢用在刀刃上,确保投入与产出的利益最大化。反过来如果预测错误,很有可能花巨资开采的油田,可开采的油量却相当有限。

  尤其对于我国而言,专家指出,近年来我国油田开发正面临着从易开发区向难开发区和边远地区,从储采基本平衡到储采严重不平衡方向发展的严峻形势。于是认清油藏地下情况基础,优化开发方法,以最少的人力财力投入,获得最大的油气采收率和经济效益,就具有更为迫切的现实意义。



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