1、1迎接油气储层建模理论、应用的大发展 1 从 2007 年国际石油地质统计学大会谈起Greeting great developments of theories and applications of reservoir modeling王家华西安石油大学， 陕西 西安， 710065Wang Jiahua Xian Shiyou University, Xian, China, 710065Abstract: The results of the Petroleum Geostatistics 2007 Conference indicate the integrations of 3 a
2、spects: geology, seismic, and production, are a trend in the theories and applications of reservoir modeling. The whole process of reservoir modeling developing incarnates the integration of multi-disciplines. Because of geostatistics promotion, reservoir modeling possess ability to analyze and to p
3、rocess uncertainty mainly caused by underground complex geological environment. The core function of geological study in reservoir modeling is mainly incarnated by applying of facies controlling and geological conceptional models. At last, this paper studies 2 issues in reservoir modeling: participa
4、tion of seismic data, and the integration of production. 摘要：2007 年国际石油地质统计学大会的成果表明，运用地质研究、地震解释、生产动态等三个方面的数据与模型的相互结合，是当前油气储层建模理论和应用的一个发展趋势。油藏描述、油藏表征及储层建模发展的整个过程，始终体现了这种多学科的融合。由于地质统计学的促进，储层建模技术具备了分析和处理各种主要由于地下地质环境引起的不确定性的能力。地质研究对储层建模的核心作用，主要体现为相控建模原则、和地质概念模型的应用。最后，本文研究了储层建模中地震数据的参与，和生产动态数据的结合等方面的发展。关键
5、词： 储层建模 油藏描述 地质研究 地震解释 生产动态 地质统计学 不确定性 0 前言油藏描述，储层建模方法和技术的发展经历了曲折的道路，然而它们的主要原理和应用，从其诞生之时就已经基本形成。由于它们不断、反复和地质学、地球物理、油藏工程及油藏数值模拟等学科的结合，产生了越来越多的应用成果、新方法和新技术，在油气田开发方面发挥了越来越大的作用。同时，这门方法的不断发展吸引了越来越多的地质学家、油藏工程师、地球物理学家、数学家、和软件工程师。由于计算机软硬件的不断发展，作为储层建模技术基础理论之一的石油地质统计学正在不断成熟。它作为储层建模的主心骨，把地质、测井、地震、生产等方面的数据结合起来，
6、同时又能够处理、分析其中结果中存在的各种不确定性。当前，这种结合则表现出更高的层次：从定性结合到定量化的结合，从综合研究到各种算法的结合，从个别数据、模型的结合到各种数据、模型1作者简介：王家华，西安石油大学计算机学院教授，主要从事油藏描述，储层建模，地质统计学，地质图形可视化，决策分析，风险分析等方法，及其软件系统。国家自然科学基金项目“河流相储层建模的随机游走方法研究”( 50474042)和陕西省科技厅项目：“储层地质统计分析系统 GASOR/PC 微机版开发与推广 ”的资助。2的交叉全面的结合。1 会议概况2007 年 9 月 10 日至 14 日，于葡萄牙的卡斯卡伊斯（Cascais
7、）召开了由 EAGE(European Association of Geoscientists and Engineers, 欧洲地球科学家和工程师协会) 组织的国际石油地质统计学大会（Petroleum Geostatistics 2007） ，来自世界各地的 161 名专家、教授参加了会议。这是继1999 年首次召开的国际石油地质统计学大会之后的再一次召开。这次会议是对于油气储层建模方法和应用成果的一次大总结、大检阅。与会的代表都是在地质统计学（约 40 人） 、地质（约 40 人） 、地震（约 40 人） 、油藏工程（约 40 人）等不同领域的专家。其中 40 位代表来自应用储层建模技
8、术的主体各石油公司。其他的代表则来自各大学和研究中心。其中，100 位代表来自欧洲，40 位来自美国，10 位来自亚洲。我们中国国内 6 位代表，另外在海外工作和学习的 5 名中国学者也参加了会议。其中，中国地质大学（北京）于兴河教授担任了本次大会组委会的委员和半天会议的执行主席，这是中国学者首次在 EAGE 组织的学术会会议上担任相关职务，这标志着我国学者在石油地质统计学领域已进入国际舞台并开始得到国际相关学者的认可。这次会议共发表论文 76 篇，其中宣读 44 篇。这些论文分别列入了大会组织委员会指定的地质建模、地震数据反演、生产数据集成 3 个主题。这突破了储层建模传统的理论和应用的范围
9、，充分展示了石油地质统计学的发展趋势及其在油气田开发中应用范围的扩大。这充分体现了石油地质统计学在地质、测井、岩心、地震、生产等多种数据集成方面显示出来的巨大潜力，以及作为储层地质学和油藏工程学之间桥梁作用的进一步增强。这些论文进一步表明了，石油地质统计学作为一门新兴的学科，已经推动、并将继续推动着油气储层建模技术理论和应用的大发展。参加大会的石油公司、服务公司、研究院所、大学主要包括： Chevron、Shell 、Statoil、CSIRO、Total、Horsk Hydro、Schlumberger 、Roxar、Fugro-Jason、Geomodeling、IFP(法国石油研究院)、
10、挪威计算中心 Stanford 大学、德州大学（Austin ） 、 Alberta 大学、Nancy 大学、挪威科技大学、Bergon 大学、巴伦西亚技术大学、中国地质大学（北京） 、中国石油大学（华东） 、长江大学、西安石油大学等。2 储层建模的形成和发展2.1 油藏描述最早的有关油藏描述的论文，发表在 1966 年（Jahns ，1966） 。这篇论文应用回归分析，24利用干扰试井数据，获得一个非均质性油藏的二维描述，也就是获得对该油藏各种参数的随机估计。就是说，这篇论文涉及的油藏描述是利用动态数据来描述油藏的各种非均质性参数。另一篇早期的油藏描述论文则是采用了最小二乘方法和线性规划，利
11、用动态特性数据，提供了油藏描述所获得的各种参数（Coats，1970） 。在上世纪的六十年代和七十年代初期，虽然油藏描述作为一门技术1还没有形成和出现，但关于油藏描述的研究，就被打上了油藏工程的深刻烙印，与油藏工程有着深刻的内在联系。早期出现的关于利用生产动态数据进行油藏描述研究，还有 Callard 等人（1980）3的论文。10油藏描述诞生的最初动力之一，就是计算机技术的发展(Browne 等人, 1974) 。使用计算机和9相应的算法以网格形式为油藏数值模拟提供所需孔隙度、渗透率、层厚、构造等的输入数据，以便为进行油藏数值模拟节省大量的时间，也是推动油藏描述技术形成的重要因素之一(Koe
12、dertiz,等人 , 1977) 。27由斯伦贝谢测井公司在 70 年代提出了以测井为主体的油藏描述技术服务(或称油藏研究) ，并于1985 年将三维地震资料和 VSP（垂直地震）资料引入油藏描述的相关研究中。早期油藏描述技术强调以测井为主体模式，多学科的协同研究及最终的储层三维模型，从而形成了油藏描述技术的基本框架。在这期间，斯仑贝谢公司首先研制了油藏描述软件系统，并在阿尔及利亚等地区进行了应用，取得了明显的效果。随后，其它许多石油公司、软件公司也先后开展了油藏描述技术软件系统的研究。80 年代初，油藏描述的基本方法是以测井资料为主，对关键井进行测井相分析、油田测井资料数据标准化处理、油田
13、参数转换、单井综合测井评价、参数集总、计算网格值与作图、单井动态模拟及成果质量控制为主要特点（王捷，1996） 。52Reservoir Characterization 一词在国内学术界被译成“储层表征” ，与油藏描述的定义有明显的区别。油藏描述（Reservoir description）定义为：以沉积学、构造地质学和石油地质学的理论为指导，用地质、地震、测井及计算机手段，定性分析和定量描述油藏在三度空间特征的一种综合研究方法体系。其目的是建立油藏（储层）的静态模型。然而，储层表征的定义为：定量地确定储层的性质（特征） 、识别地质信息及空间变化的不确定性过程。其目的是建立储层的预测模型。2
14、.2 油气储层建模对油气储层的非均质性和相应的不确定性研究，以及各种地质统计学随机建模方法的引入，导致了油气储层建模技术的形成和发展。离散模型用以描述地质特性的离散性质，如在河流相沉积的砂体，以及在砂体中间的泥岩。连续模型用来描述在储层连续变化的变量，如孔隙度、渗透率等。离散模型和地质学家的解释平行，用以描述大尺度的油藏特性和沉积相的架构。然而，连续模型则适合于在合理的均质体内，对岩石特性的空间分布建模。储层沉积学的应用，离散模型和连续模型的两阶段建模，带来了相控建模方法的兴起。对于油气储层随机建模，分析多个储层实现的各种方法和成果的出现，导致了储层不确定性的定量评价和分析。在这个阶段，仍然保
15、持着油藏描述和油藏表征时的多种方法，多种数据相结合的特点， 并且把这个特点提高到一个全新的高度。3 地质统计学的促进在油气储层建模技术的发展的过程中，地质统计学始终起着基础与关键的促进作用。3.1 初始阶段1982 年，Haldorsen 和 Lake 发表了一篇关于利用统计方法预测储层之间泥岩空间分布的论19文。在后来的学者的论文和著作中，该文作为油气储层建模方面最早的文献而被引用。虽然，该文中的方法算不上是正统的地质统计学方法，但是他们毕竟运用了统计学来解决油气储层的空间预测4问题。然而，Delfiner 等人(1977) 在上文发表前 5 年，提出了利用地质统计学作为条件的一种模13拟方
16、法，能够产生具有自相关结构的二维或三维数据场。这个方法的结果与所输入的数据是一致的。这个方法可以用于油藏描述中的参数模拟。在油藏描述的初级阶段，所采用的地质统计学方法是仅仅局限用于作为绘图方法的克里金方法（王家华，1999） 。503.2 随机建模方法基于随机函数理论和蒙德卡罗方法所构成的的空间模拟理论，是地质统计学的一个重要组成部分，形成了油气储层建模最主要的理论基础之一。然而，储层建模的地质学基础，则是储层沉积学。在油藏描述技术出现的基础上，由于空间模拟理论和储层沉积学的加入，才导致了油气储层建模方法、技术的出现和发展。在 1990 年前后发表的以下 3 篇论文的有关内容，奠定了储层建模的
17、理论基础。它们对以后的油气储层建模技术的发展影响甚大。Haldorsen 等人（1990） 在他们的论文中，首先 分析了在建模过程中采用随机概念的理由和18优点，以及随机性和确定性之间的关系，随后全面研究了储层随机建模的有关方面。为了对油气储层的非均质性进行建模，提出了两种主要的随机模型：离散模型和连续模型，同时定量分析了储层随机建模中的不确定性以及混合模型等。这篇论文对储层建模技术中经常遇到的重要概念，如模型、方法、和算法等给出了一个比较清晰的定义。在地质统计学中，一个模型定义了一个概率机制：以描述研究现象的随机特征。一个方法则是一个原则，一种技术或一个过程，以完成对相应模型的操作，或者是估
18、计相应的参数，或者进行模拟以获取各个实现。一个算法则是一个方法的具体化，相当于一组计算规则。例如，高斯随机场是一个模型。条件化的地质统计学模拟则是一种方法，可以产生相应模型的多个实现。转带法，快速傅立叶变换及自回归分析等，都是完成相应方法的算法。Metropolis 算法经常被用于马尔可夫随机场模型。对于示性点过程模型，Ripley-Kelly 生灭过程则是可用的一种算法。该论文在最后给出了有关结论：1） 随机建模技术可以填补已知观察井点和未采样位置之间在提供数据方面的差别。2）随机技术的选择必需以传统的地质原理为指导。3）多个储层实现，为人们提供了定量化研究地质的不确定性。第二篇论文是以两阶
19、段的建模为前提进行的研究（Damsleth，1992） 。其应用背景是为了12解决海上油田的井间物性参数的内插问题。他们认为离散模型可以描述砂岩、泥岩的位置。连续模型则可以描述在整个储层范围内连续变量，孔隙度与渗透率等的变化。这种离散模型和地质学家对油藏的解释很是一致，往往可以对大尺度的油藏因素或沉积相的架构进行建模。然而，连续模型则是在一个相对比较均质的地质体对岩石性质的空间分布进行建模。著名学者儒耳奈尔教授（A. Journel）以“储层表征中的地质统计学 ”（1990） 为题发表的26论文，对于地质统计学在储层建模中的的作用进行了研究。他说，地质统计学提供了一个概率的框架，和信息整合初期
20、数据分析的一个工具箱。储层主要参数的空间分布的不确定性可以通过建模来表现。这种随机建模的算法可产生多个实现。它们是等概率的，变化状况不光滑的储层模型。3.3 多点统计方法自美国斯坦福大学儒耳奈尔（A. G. Journel）教授提出的多点统计建模方法至今已经有十多年5了。近几年来由于采用了搜索树技术（Search Tree） ，加上微机硬件的巨大进步，这种建模方法才被推向实用。挪威计算中心、法国石油研究院的学者在这次石油地质统计学 2007 会议上，发表了多篇多点统计建模方法的研究论文。这表明，美国学者在多点统计建模方法的研究的成果，已经被欧洲学者普遍接受。会议在地质建模方面的论文包含了多点统
21、计建模方法的应用，油气储层物性参数模拟，断层建模，全渗透率张量的模拟等研究内容，不确定性、非均质性、参数敏感性分析等的研究。这些研究继续成为油气储层建模技术中的一个主要方面。3.4 贝叶斯方法这次会议的不少论文表明，贝叶斯反演（Bayesian inversion） 、卡尔曼滤波(Kalman filtering)、马尔可夫、傅立叶变换、投影方法等众多的现代应用数学理论，和数据处理的方法，已经融入到石油地质统计学研究领域，扩大了石油地质统计学的内涵。这充分反映了石油地质统计学理论体系正在生机勃勃地兴起，油气储层建模技术理论的日益成熟与完善。贝叶斯（Bayes）定理是用以计算条件概率的一个简单的
22、数学公式。贝叶斯模型就是用联合概率表示后验概率的一个数学模型。然而，它在许多方面都有着广泛的具体应用，演绎出了许多的方法。在储层建模方面，发表的贝叶斯模型应用的论文为数已经不少，并正在形成了一个明显的研究方向。较早的贝叶斯（Bayes）定理用在和地质统计学相结合的工作，是用于克里金估计，称为贝叶斯克里金方法。从中引伸出了软数据和硬数据的概念。如下的应用表明了这个方向的若干研究：储层不确定性的定量研究(Gao, 2005; Spalburg, 2004) ，利用生产数据综合来建立储层模型,417（Vega, 2004） ，基于贝叶斯决策理论，综合测井数据与地震属性等，用于推论油藏的岩相和48流体
23、饱和度，以及相应的不稳定性模型的分析（Teixeira, 2007） ，借助于体积和物质平衡分析，48利用贝叶斯方法，估计油气体积，及其相应的不确定性的定量化研究（Ogele, 2006） ，基于油36气产量趋势，利用贝叶斯方法进行概率储量的最佳估计（Jimenez, 2005） 。254 地质研究的核心作用地质学研究在储层建模和油藏描述技术和方法中，发挥了一个核心的作用储层建模在各方面的应用中，都会涉及到地质学的问题。从地质建模的成因对象来看，浊积砂体与曲流河的点坝砂体则是本次会议讨论相对较为集中的话题之一。正是由于这些成因砂体在预测上的难度与变化的多样性，使其地质模型建立与有效砂体的预测成
24、为多数学者关注的焦点。目前，随着储层建模技术应用的不断扩大和不断深入，地质学所发挥的作用是突出的、全面的、而且是核心的。以下引用的 SPE 文献，有的反映了储层地质模型和油藏数值模拟的关系，有的则反映了在油气生产方面中地质学的作用。总之，在储层建模的框架下，地质学的参与体现在油气田开发的方方面面。4.1 相控建模的发展6储层建模的一个根本问题就是沉积相空间分布控制下的物性参数空间分布建模。国人称之为相控建模。它作为储层建模的一个传统部分，地质研究的作用是最明显的。相控原理已成为人们普遍使用并承认的概念。每一个储层建模商品化软件也都考虑了相应模块的设置。在储层建模的发展过程中，从最早提出沉积相和
25、油藏描述的关系，一直到从油藏数值模拟的需要，再到提出相控的思路，经历了十多年的漫长之道路。仿造沉积岩储层沉积相的概念，和沉积岩储层建模的相控原则，对于碳酸盐储层，有的学者定义了岩石结构相（rock-fabric facies）（Lucia，2003） 。对于火山岩储层，则有的学者通过定义30专门的地质相（geological facies），以实现相控建模（Tang 等人，2004） 。47然而，储层物性参数的空间分布不再必须要求在沉积相控制下的建模。 张团锋等的论文（2006） 提出了一种多点统计的算法，可以直接对孔隙度空间分布进行模拟。对于碳酸盐岩等5特殊储层而言，孔隙度和渗透率等的空间变
26、化趋势不再和传统的沉积相空间分布相联系。这时，将直接运用相应的连续训练图像，模拟这些参数，成为了一个更有效的简便方法。4.2 地质概念模型的应用很长的一段时期内，甚至在现代计算机的产生之前，地质概念模型都处于储层建模核心地位。地质概念模型是储层建模的一个重要、必要的工具。概念模型和随机建模的融合已经成为中的储层建模方法的一个突破。 地质概念模型的重要作用在于，可以用来填补储层地质学和储层建模之间的间隙。建造概念模型实际上是一个复杂的过程，难以由精确数学描述。地质学家在储层建模的过程中，自觉地、和不自觉地都在运用着地质概念模型。他们掌握研究区域的地质规律和特点越多，他们在建模过程中运用地质概念模
27、型，也越正确，越全面。从而，他们建立的储层模型也越接近于实际。早在 1991 年，我国著名的储层沉积学家裘译楠教授，提出储层建模建立的地质模型包括，概念模型，静态模型，和预测模型（裘译楠，1991） 。它们体现了不同开发阶段、不同开发研究40任务所要求的，不同精细程度的储层地质模型。在 1999 年，Tamhane 等 研究了储层建模中的地质概念模型。他们提出了，地质概念模型的46内涵，构建地质概念模型的步骤，以及地质概念模型的局限。有关的具体内容讨论如下。地质概念模型就是人们的地质认识，包含着地质规则，和地质经验。地质规律是石油地质学基本理论的产生的结果。它们包括构造地质学、地层学、沉积学、
28、古生物学、成岩作用、地球化学及其他的规律。地质经验则是长期地质实践中产生的。它们对油藏预测非常有用，尤其是当支持地质规律的油藏数据不足的时候。与地质规律相反，地质经验一般被认为是“主观经验”。这是因为它们在地质工作者中几乎不能得到普遍一致的认同，尤其是在有不同研究经验的人中。在多种不同类型的环境中工作的地质学家，不断地改进了他们各自的直觉可信度，形成了他们各自的地质经验。因此，在地质直觉中存在的各种主观因素，成为油藏建模不确定性的主要原因。概念模型的建造涉及许多步骤，主要包括如下3个主要的步骤。1）第一步是基于地震、局部地质和井数据建立一个构造模型。2）下一步是确定一个沉积模型。这个确定沉积相
29、的过程，是基于局部地质信息（构造学和地层学）、地球海面升降解释、测井曲线，岩心描述、古生物、地球化学、模拟数据。3）由于原始的油藏特征都受到成岩作用的显著影响，下一个重要的步骤是预测成岩相7模型。这个模型的构造基于沉积后的、物理-化学的、生物的和机械过程、详细岩心描述的、测井的、岩石物理和地球化学数据。基于成岩相模型，油藏流动单元和边界能够被确定。最终得到的就是三维的地质概念模型：构造形态、油藏几何、流动单元空间分布、边界，以及关于非均质性的定性认识。然而，地质概念模型有着很多局限。首先，概念模型大部分是符号特征（如砂体分布），而不是数值（如孔隙度）。其次，它仅代表着非均质性的总体走向，而不能
30、提供任何精细的特征。还有，三维的地质概念模型的建立，显得有点困难。最后，该文在使用地质认识和地质概念模型以弥合储层地质学和地质实践之间的差别方面，提出了未来的五个主要研究方向。它们是地质认识的形式化，储层建模中或然论的应用，储层地质学的量化，多个储层实现的基于规则的排队，基于规则的储层粗化。4.3 油藏数值模拟应用中的地质研究为了油藏数值模拟的需要，Harris（1975） 在研究油藏描述时，提出应该把注意力集中于 421个方面的地质特性。其中，建立岩性特征和确定沉积环境被列为第一个方面的特性。Weber(1982) 为了油藏数值模拟，推导出详细的渗透率的分布模型。他指出，所有的非均质性可以由
31、下列因53素控制：断层，岩性，成岩作用，沉积环境。其主要的控制因素是在砂体内部的、由沉积结构所引起的非均质性。Mijnssen(1990) 指出，对于油藏数值模拟，各个网格块上的岩石性质的平均是一32个重要的问题。 以前油藏数值模拟的算法，往往忽略了小尺度的非均质性。为了弥补这个不足，该文提出了基于不同类型成因砂体（沉积相带）的平均方法。Henriquez 等人（1990） 提出了一23个对于河流相沉积进行描述的方法。Bashore 等人（1993） 的研究表明，如果没有正确的地质模型，没有地震数据的结合，会导5致油藏数值模拟中出现的错误结论。 从地质模型生成的角度，存在着两个不同的的策略：岩
32、性地层学，和年代地层学。从而，利用测井数据，可以分别生成两个不同的模型。然而，利用地震反演和年代地层学的策略可以生成第三种模型。对于仅利用测井数据的两种模型的油藏数值模拟的结果而言，井中见水时间的直方图显示的差别较小，而水驱替模式就有很大的差别。合理油藏数值模拟结果的选择，和油藏管理有着紧密的联系。和仅用测井数据的模型相比较，使用地震数据加上测井数据的模型时，井中见水时间的不确定性则是有极大的减少。Oliveira 等人（2007） 描述了如何37将 4D 地震的结果应用于地质模型中，以及在油藏管理决策中的应用。Shaw 等人（1993） 对随机建模和确定性建模在油藏模拟中的作用做了对比。他们
33、指出当在43油田开发的早期，随机模型一般是更为有用的。一种面向对象的模型提供了一个比较好的建模方法：油藏的地质不确定性随机模拟，对于确定性建模方法的结果而言是一个检验。这种面向对象的模型是一种有用的工具，可以预测加密井动态性质的范围。 Ballin 等人（1993） 在论文中，通过油4藏模拟，到油藏动态预测，研究了把在地质模型中的不确定性进行转换的问题。地质模型的不确定性是指， 利用地质统计学建模方法、所产生等概率的储层的各个实现之间的差别。然而，油气产量预报中的不确定性，则可利用油藏数值模拟所提供的响应变量的变化进行描述。或更精确地说，这种不确定性是由响应变量的概率分布函数进行描述。这些油藏
34、数值模拟所提供的响应变量，可以是累计产油量，采油量，见水时间，累计油水比等等。84.4 油气生产应用中的地质研究Webster 等人（2007） 提出一个方法，预报砂岩油气产量。这个方法不仅利用了数值分析，54而且还包含着一个利用地质信息的定量方法。Petit 等人(1994) 研究了在油气田评价阶段，利用38地质统计学的面向对象方法，和连通性计算，以定量评价油气储量。 Hand 等（1994） 综合了20地质统计学，地质、物性参数、和露头数据等信息，进行油田的加密井的评价。 Antonsen 等人（1993） 分析了在水平井的井位确定时，地质不确定性造成的有利因素和不利因素。Phillips
35、 等3人（2007） 提出了一个地质模型和相应的粗化模型，从而在常规的测井分辨率以下，通过小尺9度的沉积微相的建模，能够识别出纯油藏。这种方法综合了确定性建模方法和随机建模方法的特点，生成了在井附近的三维模型。这个模型抓住了薄片的尺度，岩心的尺度，和岩相尺度等的沉积结构。Syaefuddin 等人（ 2001）从实现一个成熟油田油气产量的最优化的角度，研究了一个合理的储层地质模型的必要性。为此，首先需要显示出剩余油的潜在的位置，以及识别出新的钻井井位。然而，这个储层地质模型可以确定若干口垂直井和水平井的井位，以便在风险和机会之间找到一个平衡点。最后，在开发计划的实施过程中，有着许多的挑战：诸如
36、构造预测的精确度，井位的实时设计问题，开发计划实施过程中发生的各种突发事件等等。同时，合理储层地质模型的建立也应该考虑这些挑战的因素。储层物性参数的空间模拟不再要求必须在沉积相控制下的建模。 张团锋等的论文（2006）提出了一种多点统计的算法，直接对孔隙度进行空间模拟。对于碳酸盐岩等特殊储层而言，孔53隙度和渗透率等的空间变化趋势不再和传统的沉积相空间分布相联系。这时，将直接运用相应的连续训练图像，模拟这些参数，会成为一个更有效的简便方法。以上的成果说明，地质学对储层建模的参与，和作用是多方面的，从而是基本的、也是核心的。5 地震数据的参于40 多位从事地震解释的地球物理学家参加了这次石油地质
37、统计学 2007 的会议。有多篇关于利用地震数据进行建模研究的论文发表。这些足以说明在地震数据建模的方法方面的巨大进展。这方面的论文涉及子波提取、地震反射系数反演、地质统计学 AVO 反演、贝叶斯随机反演、地震数据质量估计、地震数据和动态数据结合、地震波速度分析等等。这方面的应用说明了两个侧面：一是利用地震数据为储层建模服务，另一个则是利用地质统计学为地震解释服务。这次会议的论文还反映出，地震数据不仅和测井数据相结合，还能够和生产数据相互结合。5.1 初期的参与最初，地震数据参与油气储层建模的研究思路，首先来自油藏描述中多种数据相结合的原理（Doyen 等人, 1989） ，也得益于地质统计学
38、中的软硬数据的结合原理（Martinez，等人, 1989）14。当初，在油藏描述中，地震数据和其它数据的结合，是以综合分析各种成果和图件的面貌出31现的，还没有采用算法形式的综合。只有在地质统计学参与下的油气储层建模阶段，才出现了地质9统计学反演算法，以实现地震数据、测井数据、地质数据和生产动态数据之间直接的结合，导致了油藏描述走向储层表征与建模。 地震数据参与油藏描述、储层建模的方法和技术，出现在上世纪 80 年代。1985 年以前，只有为数不多的论文发表(Moore 等人, 1973; Harris 等人, 1982； McDonald 等人，1982; Neidell, 1984) 。
39、在油藏描述中，这种技术的出发点是发挥了地震数据密度大的优势。35,2,34尤其，在井的数量较少，或井距过大的情况下，可以对井间数据进行必要的补充。5.2 全面的参与自从 1985 年以后， 有关地震数据建模方面的论文，才逐步多起来。直到 2005 年前后，地震建模的技术已经得到了充分、全面的发展。在这段时间内，取得的地震数据建模成果包括：利用三维地震、地质统计学、储层表征、岩心数据进行复杂油藏的描述，利用地震数据、VSP 数据以及测井数据来改进油藏描述（Roberts, 1986） ，在油藏描述中，地震、钻井、地质等数据的综合利用42（Martinez，1989 ） ，利用地震数据的综合建模方
40、法研究（Litvak, 2007） ，利用基于梯度的31 29方法，对四维地震数据进行历史拟合（Emerick ，2007） ，利用四维地震数据和生产历史数据相15结合，以改善压力和饱和度的细化过程（Enchery 等人， 2007） ，利用对地震数据进行历史拟合，6以减少储层预测中的不确定性（Stephen 等人，2006） ，利用地震数据等信息的综合研究方法的4历史综述（Breit，2004） 。8特别需要指出的是，2003 年由 O. Dubrule 博士担任了 SEG，EAGE 组织的的杰出演讲者的全球性巡回演讲，其题目为“在地质建模的地震数据综合中的地质统计学”（“Geostatis
41、tics for Seismic Data Integration in Earth Models”）。他在这次演讲中，全面地总结了地质统计学在地震数据建模中的发展，展望了未来。有幸的是，不少中国的学者和专家在北京曾聆听过 Dubrule 博士的这个精彩演讲。需要说明的是，这是第 6 次由 SEG 举办的环球性的讲座。 前 5 次的内容，都是针对地震解释中的最基本，也是最重要的问题，如：时移地震, 地震速度模型, 横波的获取与解释，地震幅度解释，地震各向异性的认识等等。Dubrule 博士关于地震数据的地质统计学分析的讲座，能够由 SEG、EAGE 主办，在世界各地面向广大石油地球物理学家举行
42、，可以充分说明地质统计学和储层建模技术在地震数据解释中应用的地位了。在地震数据建模的诸多算法中，地质统计学波阻抗反演，或称地质统计学反演，是最具有代表性的一种算法。地质统计学反演通过序贯高斯模型，提供了一个测井数据和地震数据相互结合、相互验证的模型，可以把井中数据向外推，而且在井间提供了地震数据带来的信息。以上的这些成果鼓舞着人们，使得人们能够期望在建模过程中，地震数据和钻井数据能够发挥相同的作用。实际上，人们也是在朝着这个方向不断地努力着。然而，由于相对测井数据，地震数据在分辨率、准确性方面存在的缺陷，使得地震建模的各种模型和算法还具有很大的发展空间。6 与生产动态数据相结合6.1 静态与动
43、态的相互结合从油藏描述与储层建模从诞生开始，就和生产动态数据紧密地结合在一起。为油藏数值模拟提供网格化的、三维的孔隙度、渗透率、含油饱和度等物性参数，就是发展油藏描述与储层建模的初10衷之一。近几年，静态与动态数据的结合，静态与动态模型的结合，已经成为储层建模的一个重要应用， 成为为油气藏工程服务的一个重要工具。这个领域的一般方法和应用的进展，可以在每年发表的大量的 SPE 文献中找到，并可以大致归纳为如下几类。关于改进历史拟合方面的有：利用储层地质模型来改进历史拟合的综合方法，逐步变形法、概率干扰法和弹性应力模拟等方法，采用地质模型、四维地震数据相结合的方法。关于利用各种动态数据约束地质模型
44、的方法有：利用试井数据、利用压力瞬态分析、利用砂体连通性等等。在油气生产方面，有综合静态模型与动态模型进行优化的研究，关于不确定性方面的研究等等。6.2 历史拟合方面的进步这次 2007 石油地质统计学会议的另一个重要特点就是：利用地质统计学方法解决历史拟合问题，即生产数据参与对储层模型的约束，有力地促进了油气储层建模应用范围的扩大，促进了油藏工程紧密相结合。正如大会主席 O. Dubrule 博士在他的论文中指出：生产数据对于储层模型的约束往往是一个病态的问题：许多不同的模型具有非常相似的先验和后验概率分布，仍然会导致相当不同的储层预测结果。相关的研究方法一般可以分为 2 类：一类是逐步变形
45、法和概率扰动法等参数化方法；另一类则是直接对连续变量进行控制的方法，以整体卡尔曼滤波方法(EnKF )为代表。除了以上内容的论文外，会议论文还包括了贝叶斯背景下的历史拟合，低维连通向量空间的历史拟合等等。Breit等人（ 2004） 研究了各种模型的结合问题，指出历史拟合与预测案例是油气生产和油藏工8程中的两个特有的领域。静态模型与动态模型的紧密结合，要求能够达到高质量的历史拟合，同时又能够保持所有基本数据的完整性。因此，历史拟合作为静态模型与动态模型结合、静态数据与动态数据结合的一个主要部分，在储层建模方法和地质统计学方法的参与下，其方法和应用效果都有了很大的进展。有关这方面的内容，可以在S
46、PE的各种文献中找到许多。7. 展望以地质统计学为基本原理的储层建模方法，自从 1984 年发表第一篇论文开始，至今不过短短的 22 年的历史。在这个过程中，地质统计学家、地质学家、油藏工程师、地球物理学家、软件工程师相互交流、切磋，经过了反复不断地实践、认识，已经建立了石油地质统计学的基本理论体系，扩大了在油气储层建模、油藏工程中的应用范围。人们有充分的理由相信，在为油气田开发服务的目标下，石油地质统计学必将发挥出越来越大的作用。从中也可以看出我国急需培养出一批数理基础好的地质学人才，来投身于这一朝气蓬勃、并大有作为的石油工业重要分支行业中。储层建模技术及其应用的发展历程启发我们，为了国内储层建模技术的进一步发展，应该做好一下诸个方面的工作。1) 在更大的范围用好、用活各种建模软件系统, 使之在生产中真正发挥作用；2）应在储层建模成果在油气田开发中的各种应用方面，多下功夫，下足功夫，特别要重视在油藏数值模拟中的应用；3）研究中国油气田开发的实际需要，发展适合于中国石油地质特点的各种建模方法；4）紧跟国际发展潮流，地质、地震数据、油藏数值模拟、生产动态数据相结合，走一条中国
