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在油气田开发的早期,由于井的数量较少,用随机建模的方法进行储层描述比较困难。但是地震资料和它的地质解释结果,包括构造解释和沉积相解释,可以弥补井少这一不足。由地质学家根据地震资料和对研究区的地质认识解释出来的构造和沉积相都是非常有用的信息。我们相信将沉积相信息、测井数据和地震资料相结合进行地下储层特征的描述,能够较好的符合实际地质和地球物理情况。在本文中,我们提出了一种在沉积相控制下用井和地震数据通过贝叶斯统计方法进行储层参数的预测的方法,该方法结合了传统的随机建模技术和地震反演方法。
在概率的框架下,基于模型的贝叶斯反演方法可以在反演过程中利用各种地质和地球物理先验信息,而且最终可以给出反演的解和解的不确定性分析。但是,一个显著的问题是,反演的解强烈地依赖初始模型和先验信息的准确性。所以,将沉积相作为一个新的约束条件加入贝叶斯反演是非常必要的。
河流相、三角洲相和湖泊相及其相应的亚相等都是与油气储层密切相关的沉积相,也是在实际工作中经常遇到的沉积相。在沉积体系内各种沉积相的空间分布十分有规律,而且在一个沉积体系内部的沉积相服从沃尔索相律,沉积相内物质的分布与对应的物性变化是本文沉积相控制建模的物理基础。
为了验证相控随机建模贝叶斯反演的有效性,我们对基本方法原理进行了深入研究,总结出一套完整的相控统计反演工作流程,具体研究内容如下:
(1)研究地质统计学和随机建模的方法原理,协克里金法能够结合多种数据对未知区域进行估值,随机建模方法可以给出多个模拟实现。采用序贯高斯协模拟方法进行随机建模,既体现了各种数据的空间相关性,也体现了地质情况的随机性。
(2)常规的地质建模以地震构造解释结果和测井资料为基础,不能确切反映地下介质的物性变化,主要是不能反映介质物性的渐变、细节和局部变化,这对基于模型的波阻抗反演有很大的影响。所以,以沉积相作为约束的地质建模,将提供符合沉积地质变化规律的反映细节变化的波阻抗模型,作为基于模型的波阻抗反演的初始模型。
(3)应用地质统计学原理,研究实验变异函数的计算方法和理论模型的拟合。通过对井和沉积相数据进行较准确的空间变异性分析,才能得到较好的随机模拟实现。
(4)统计沉积相和井波阻抗的对应关系,结合地质认识,给出较符合实际情况的先验信息。将模拟退火优化算法结合贝叶斯理论,总结出相控随机建模贝叶斯反演的算法流程。
(5)进行理论模型的随机建模实现和贝叶斯反演计算,通过结果分析,验证了算法的可行性和正确性。
(6)将相控统计反演方法应用于实际数据,最终得到了反演结果及其可靠性评价。
本文的研究说明,基于相控随机建模的贝叶斯反演方法在储层预测上具有较好的效果。结合测井和沉积相信息获得的随机建模结果,能够较好的符合实际地质情况,以此作为反演的初始模型,并根据地质认识、沉积相和测井资料总结出的先验信息作为约束条件,采用贝叶斯反演方法,最终获得了反演模型的均值、方差及其后验概率。本文提出的方法较好的解决了初始模型和先验信息的准确性,获得了较好的反演结果。