胜利油田勘探开发计算机应用技术进展

　　摘要：勘探开发计算机应用技术已经成为勘探开发的关键支撑技术，明确目前该领域的技术进展是下一步工作的基础。随着计算机技术的进步，勘探开发的计算机软硬件环境得到改善，已有的盆地模拟.构造解释.储层预测.油藏数值模拟等成熟的勘探开发计算机应用技术在多方面取得了巨大进步，在勘探储量落实.开发提高采收率工程中发挥了技术先锋的作用。不断涌现出的隐蔽油气藏勘探技术.油气藏整体精细建模.热力采油模拟.化学驱提高采收率等勘探开发计算机应用新技术逐步成为勘探开发的核心技术，有效地提高了储量动用率及油藏采收率，勘探开发计算机应用技术正在向勘探开发计算机应用一体化.数据软件共享化.跟踪应用模型化等方向发展。

　　关键词：计算机应用；勘探开发；储层建模；油气藏数值模拟；胜利油田

　　计算机已经成为油田勘探开发研究中不可缺少的工具。每一次计算机技术的进步，都为石油工业带来巨大的经济效益。勘探开发计算机技术应用于构造解释、储层预测、地质建模及油气藏动态跟踪模拟研究等方面，能够不断为增加储量和提高产能提供技术保证。随着勘探开发程度的不断提高，针对老油田完全进入隐蔽油气藏阶段，发展完善了勘探开发计算机应用技术，为油田持续稳定发展做出了重要贡献。目前，勘探开发计算机技术为油田增储上产提供了主要的支撑。

　　1勘探开发计算机应用研究现状

　　胜利油田采用软硬件集中配置方式，目前，如在地质科学研究院有3台运转的UNK服务器，62台工作站，主干为万兆位以太网；2005年引进了数值模拟微机集群系统，该系统配置128台安腾服务器HPX620为计算节点，每个节点配置2个1.6G勺CPU4GB内存，2个73GB15000!o的磁盘，RedhatL_W这0操作系统。同时还配置了9台同档次X620作为管理节点和计算节点。网络互联采用延迟小、速度快、稳定性好的nfiniband交换系统，节点间的传输速度可达10GB/S理论计算峰值是BMP590理论峰值的10倍，达到16384X108次。与"十五"相比，工作站增加了近一倍，服务器进行了换代，微机数量增加了一倍多，网络由千兆升级为万兆。

　　"十一五"期间，胜利油田共引进大型勘探开发应用软件17套，与"十五"期间相比，勘探开发软件环境有了较大改善，主要表现在：①对大型软件如Ladnak等进行了系统升级，引进了微机地震解释系统，常规解释技术有了显著提高;②应用升级后的ASN反演系统以及其他特色预测技术，提高了储层预测的技术精度，丰富了预测手段;③引进非地震解释系统、三维运聚模拟技术、测井二次解释等，拓展了解释技术的应用领域;④大规模油气藏数值模拟并行计算取得突破，黑油模型模拟节点达到138X104;⑤油气藏工程研究类软件应用效果显著，油气藏工程综合分析、经济评价、开发在线等多套软件在科研生产中发挥着重要作用；⑥计算机地质建模及开发一体化技术有了长足的进步，一批熟练掌握地震解释软件、地质建模软件、油气藏模拟软件的技术骨干力量已经形成，应用成果水平进一步提高。

　　"十一五"期间，胜利油田自行编制勘探开发新技术类、专业应用类、配套完善类应用软件18套并且都在相应领域发挥了不可替代的作用，为勘探开发专业研究、辅助决策提供了有力支持。其中，自研软件开发决策支持系统、油气藏工程综合分析软件

　　RES、开发计算机一体化软件、三维三相黑油模型并行软件等在国家版权局注册成功，实现了自主知识产权保护。

　　2勘探开发计算机应用成熟技术新进展

　　21盆地模拟技术

　　"十一五"之前，油气运聚模拟技术主要侧重于二维模拟，仅考虑了油水两相的运移过程，后来将断层活动性、盐丘上涌和刺穿、气体扩散效应、油气水三相运移、油气吸附模型等关键技术逐步融入相应的油气运聚模拟技术之中。"十一五"期间，盆地分析、油气资源评价技术从二维发展到三维、从油水两相发展到油气水三相、从生排烃发展到生排运聚扩散的全过程模拟。可对断层系统的封堵性作各种不同的假设，并快速模拟出断层对油气运移和圈闭以及资源分布的影响，为圈闭目标优选建立了坚实的基础，是新区、新层系、新领域勘探得力的技术支撑。可帮助油气勘探学家分析评价某些具体的目标，是勘探工作者地质评价、勘探部署、勘探决策的重要工具，为制订科学的油气勘探方案提供依据。

　　该技术在古潜山油气藏勘探及临南、陈家庄、孤北、博兴等地区的油气勘探中都得到了较广泛的应用，特别是PtOOd3D在郑家一王庄地区稠油油气藏的运移模拟，为该区储量上报和勘探决策提供了技术支持，取得了较好的应用效果。

　　22复杂构造精细解释技术

　　低幅构造断裂精细识别的倾角扫描技术常规的相干算法对于低幅构造断裂无法识别。倾角扫描技术沿地震同相轴计算地层倾角，利用倾角的变化来刻画断层，能较好地解决微小断距断裂系统的识别问题。

　　深层及逆掩带的高阶统计量相干分析技术深层及逆掩带地震资料品质差，应用常规的相干算法，断层常表现为不相干的带，无法将其准确地识别出来。高阶统计量能保持相位信号，并且能够自动抑制信号中线性高斯噪音，建立了适合于低信噪比地震资料的断裂系统识别技术。

　　复杂断裂体系识别的分频相位扫描技术复杂构造地区通常发育不同级别、不同期次、不同样式的断层，由于断层规模不同，往往具有不同的响应特响应频带，达到识别复杂断裂体系的目的。

　　断层、倾角、方位角综合构造解释的多信息相干分析技术一方面，该技术实现了断层与构造面的综合精细解释，完善了低幅构造的识别方法;另一方面，该技术解决了常规相干分析有时难以区分断层和地层边界的问题，如较平直的岩相变化边界、笔直的河道等，多信息相干分析可综合倾角、方位角等信息，从构造角度有效识别真假断层。

　　目前，已建立了一套集微小断层及复杂断裂体系识别、构造面精细描述、三维追踪解释、可视化显示、变速成图的构造精细解释技术系列，以滚动勘探为例，"十一五"以来探明并有效动用东辛、现河、临盘、河口、粧西等5个油田的80个区块，累积石油地质储量达7095X1〇4，键成生产能力为154X1041勘探开发计算机应用技术在老区隐蔽油气藏勘探开发和新区勘探开发中发挥了重要作用。

　　23不同类型砂岩储层描述技术

　　济阳坳陷储集类型多样，既有大型三角洲储层，又有深水浊积体储层，砂体厚度最大的超过百米，小的仅有i~2m客观准确地描述隐蔽油气藏是勘探成功的关键。针对隐蔽油气藏建立了适应河道砂体、砂砾岩体、浊积岩及滩坝砂等储层预测的配套技术。

　　浅层河道砂岩技术系列通过地质研究进行古水域条件分析，进一步识别河道的发育规模与迁移规律;通过地震相分析和正演模拟技术等确定河道砂的地震响应特征14;应用相干技术、地层切片、三维可视化解释、属性分析技术等对河道砂体进行描述，先进行各种切片的浏览，确定各条河道纵横向的变化和迁移特征，然后选择有利的河道目标进行追踪解释;应用谱分解解释技术进行河道边缘亚相的解释和薄层河道砂厚度的计算;进行储集物性的预测和含油气判识，确定勘探目标。

　　陡坡带砂砾岩体技术系列利用相干分析技术进行构造的精细解释;利用平衡剖面技术、三维可视化技术进行古地貌的恢复;在古地形和断裂系统分析的基础上，识别出地形坡折和持续断坡面，根据断坡控砂理论和沟扇对应关系预测有利的砂砾岩体发育的相带、可能的砂体类型和分布规模;选择反射结构、反射边界、层速度、波形分析、（几何）属性分析技术，结合岩心相、测井相的分析结果，对扇体进行描述，划分扇体叠合期次关系;采用时频分析、波阻抗反演技术、三维可视化解释技术、属性反演技术进征.通过频率域相位扫描，寻找不同级别断层的优势行扇体内部构成的识别和砂体的描述;进行储集物性的预测，以型疏导和相一势控藏为指导进行目标优选等。

　　洼陷带浊积岩技术系列利用相干分析和连井综合标定，进行精细的地震解释;利用三维可视化技术进行古地形分析，识别沉积型断坡面，预测有利的池积岩体发育的相带和分布规律;利用地震相分析、波形分析、属性分析、相干分析等技术，结合岩心相、测井相的分析结果，进行沉积体系和沉积微相的分析;利用倾角建模波阻抗反演，描述砂体;利用裂缝型疏导与相一势控藏模式进行目标优选。

　　缓坡带滩坝砂岩技术系列通过古地形分析和相干分析技术识别阶段持续断坡及挠曲型坡折面；利用断坡控砂理论，预测有利的滩坝砂发育的相带和分布规律;通过正演模拟技术、速度统计分析，建立薄层滩坝砂的属性异常分析；以属性分析技术为核心，结合高分辨率波阻抗反演、三维可视化解释等进行砂体描述;利用阶梯型疏导与相一势控藏模式进行储集物性的预测、目标优选等。

　　24精细油气藏模拟技术

　　精细化是目前油气藏数值模拟发展的趋势1之一，特别是针对高含水开发后期剩余油分布零散的特点，精细数值模拟研究是寻找层间和层内剩余油、定量描述剩余油的有效手段。精细油气藏数值模拟主要体现于6项关键技术。

　　网格细分技术平面上网格步长细化到20~3〇m采用先进的角点或PEB胸格技术更加精细地描述储层物性的非均质性变化以及断层的轨迹和变化趋势。层内细分到时间单元或韵律段，包括3种方法，按比例划分、厚度和属性模型划分。通过层内细分，充分反映了层内纵向上饱和度的变化、韵律性变化和夹层分布，解决了小层内纵向上剩余油分布的问题，为高含水开发后期层内挖潜提供了直接依据。

　　地质建模到数值模拟-体化技术精细地质模型是数值模拟运算的基础，地质模型和模拟模型的一致性尤为关键，一体化技术实现了从数据集成到地质建模、流线模型快速历史拟合、精细地质模型优化、网格模型粗化，形成了高保真的数值模拟模型，实现了地质模型到模拟模型的无缝链接，避免了重复建模，提高了模型的质量和工作效率。

　　渗流特性细化技术岩石的渗流特性通过相对渗透率和毛管压力体现，在常规数值模拟中，一般整个区块或一个砂层组、一个小层对应一条相对渗透透率曲线和毛管压力曲线在平面上对应到沉积相域沉积微相）流动单元和网格；在纵向上对应到时间单元、韵律段和流动单元，更加准确地描述了地下流体在不同类型岩石中的渗流规律。

　　射孔丼段精确描述技术根据层内细化的模型，射孔信息描述到射孔井段，考虑了层内夹层的分布，反映了层内夹层的分割性和韵律性。常规数值模拟一般只描述到射孔层位，不考虑层内夹层对流体的分割性。

　　剩余油定量描述技术寻找断层、隔夹层影响形成的剩余油富集区及描述剩余油分布是数值模拟的主要目的和成果之一。采用可视化的技术手段，从剩余油到剩余可动油、从含水率变化到采出程度分布、从层间到层内、从小层到潜力井层多侧面、多角度量化剩余油，更加直观地描述剩余油，为后期调整挖潜、化学驱实施提供可靠依据。

　　精细油气藏模拟并行化技术并行化也是油气藏数值模拟发展的必然趋势之一。随着精细地质模型研究的不断深入，以及大规模整体油气藏模拟的进行，网格模型上升到百万级节点，为了提高运算的速度和效率，油气藏数值模拟的并行化也势在必行。

　　3勘探开发计算机应用新技术

　　31特殊及隐蔽油气藏勘探开发技术

　　随着油气藏勘探的深入，深层和天然气成为胜利油田新的产能建设接替阵地。在完善古近系和新近系隐蔽油气藏勘探技术的同时，向深层油气藏、天然气藏及特殊储集体类型方向拓展，初步探索形成了火山岩油气藏识别和储层描述、古潜山油气藏地震和地质成像、深层裂缝性储层预测、天然气藏油气检测等技术取得了新的勘探发现，为油田可持续发展奠定了资源基础。

　　深层裂缝性储层地震地质综合预测技术对济阳坳陷复杂潜山形成了断陷盆地多样性潜山的成因、成藏理论认识及以叠前偏移技术为核心的技术系列。以此为基础，建立了深层裂缝性储层的地震地质综合预测技术。该技术针对潜山裂缝性储层的振幅与频率等的变化特征，采用常规属性分析圈定异常带;针对潜山裂缝性储层横向连续性差的特点，采用相干分析与相干聚焦分析技术圈定不相干带的分布;针对潜山裂缝储层处地层变形的特点，采用曲率分析的方法，预测地层变形区的分布;针对潜山裂率曲线和毛管压力曲线，通过细化技犬研究，相对渗缝储层波形复杂的特点，采用分形、撤屯等基于非线性动力学属性的预测方法；针对潜山裂缝储层含气后具有低速度的特征，采用波阻抗反演等反演技术，确定低速度带的分布;最后，对各种分析结果采用叠加综合或加权识别的分析方法，确定最有利的裂缝发育区。

　　气藏检测配套技术系列气藏检测技术就是将从隐藏在地震波中的含气信息检测出来。浅层天然气藏勘探从"八五"以来形成了成熟的技术，近几年，在中深层气藏识别方面作了较为有益的技术探索，形成了一套从保幅处理一AVQJt集分析一AVO反演一弹性反演一叠后属性分析一各种吸收分析等纵贯叠前叠后的气藏检测配套技术系列。其中，近期完善的新技术有3项:①AVO精细处理技术。地层含天然气时，会造成反射界面上反射振幅随炮检距增加而增加的异常现象，而叠前地震数据经球面扩散补偿、地表一致性振幅补偿、地表一致性反褶积等保幅处理及迭前时间偏移得到的CRP道集转换成的角道集即可直接进行天然气检测。②Pron吸收滤波技术。采用Mtofanv算法，通过Pirn变换实现，是目前世界上较为先进的非线性滤波算法，可以较好地反映地震弹性波的吸收特性，用于研究各种地质作用的差异和含油气性造成的地质体非均质的特征，达到进行岩性、岩相、断层裂隙发育带和含油气性预测的目的。③基于弹塑性能分解的吸收分析技术。气层具有对地震波能量吸收的特性，双重介质在地震波的传播过程中表现为弹性与塑性2种不同的弹性性质，该技术利用弹性与塑性在频率域上表现出不同的分布特征，根据统计学的原理，合理分解弹、塑性，识别有利的气藏分布区。

　　32相控约束下的精细地质建模技术

　　随着油田开发的不断深入，采出程度越来越高，含水率也越来越高。剩余油分布零散，储层的非均质性使得水淹状况更加复杂，开采挖潜的主要对象转向高度分散而又局部相对富集的、不再大片连续分布的剩余油，甚至转向提高微观的驱油效率。因此，建立精细地质模型，是油气藏复杂性、非均质性及高含水后期油气藏开发的必然趋势。

　　以高性能计算机为基础11101，形成了多信息相控约束下精细地质建模的技术路线，在高分辨率层序地层学研究的基础上，加强了多信息储层定量模拟技术和流动单元研究，生成了地震约束参数库、储层骨架参数库、储层物性参数库结合地质统计学，研究了确定性、随机性、相控约束多种建模方法，建资料建立了储层骨架模型，通过抽稀井验证能够准确预测到5〇m范围内的砂体。根据地震、露头和井数据综合建立了岩相骨架模型，合成了反映储层空间变化规律的变差函数，模型的预测精度进一步提高，井的符合率提高了10%左右。在沉积微相约束的条件下，使用序贯高斯模拟方法，预测了储层参数分布规律，建立了多于600X104节点的网格模型，X方向网格步长为25mY方向网格步长为25mZ方向网格步长为0125丐目前，地质建模技术已成为油田开发的支柱技术之一。

　　33泡沬驱及火烧模拟技术

　　泡沫驱油是一种以泡沫作为驱油介质的化学驱方法112-81，具有视粘度高、优先封堵高渗透层、堵水不堵油的特性，能够大幅度提高驱油效率。在室内实验的基础上，利用先进的CMG软件进行泡沫驱数值模拟研究，分析了表面活性剂的稳定性、传播速度和吸附问题，考虑了温度、粘土含量、值、矿化度对泡沫的影响，并且针对泡沫稳定性差的弱点，提出了"强化泡沫"的新思路，通过加入聚合物，起到了稳定泡沫性能、降低泡沫剂吸附损耗的作用。在埕东油田西区Ng31层泡沫试验区进行了应用，预测提高采收率达11.98%,具有广阔的应用前景。

　　火烧油层也是一种有效提高采收率技术其原理是通过燃烧少量地层原油产生的热量和压力从而降低地层原油粘度，主要用于开采高粘度稠油或浙青砂油气藏。火烧油层的难点是实施工艺难度大，不易控制地下燃烧，并且缺少直接的研究手段。采用数值模拟技术研究了火烧油层的驱油机理，优化了点火时机、注入方式以及注气量多种参数。在王庄油田郑408块进行了火烧油层试验，2003年9月成功点燃油层，截至2006年12月底，累积产油量为14X1041实践证明，对泡沫驱、火烧油层等数值模拟新技术的研究，有利于指导矿场应用，为水驱后接替开发方式研究奠定了基础。

　　34勘探应用软件数据共享系统

　　为解决多种软件之间数据共享问题，在详尽调研各油田科研生产中对数据共享方面需求的基础上，结合应用的具体问题，研制开发了一套跨网络、跨软件的勘探应用软件数据共享系统，有效地解决了勘探软件之间数据共享和管理的难题。

　　通过对不同软件使用情况的分析，首次提出并实现了分层次解决软件之间的数据共享:在解决主流解释软件Lnlmak与ceques之间数据双向直立了油气藏精细地质模型'T利用地震信息和井接共享的基础上，实现Lnak/G〇-到常用软

　　件的单向直通，并且采用外部数据格式转换的方式，完成所有软件之间数据的转换和交流。将20余项独立的应用软件有机地联系在一起，基本实现了不同应用软件间的数据共享，为解释研究人员提供了一个数据共享的平台，应用该系统优化常规地质研究工作流程，可提高精细油气藏描述的精度和水平，提高科研生产的工作效率，充分利用已有的研究成果。

　　35油气藏描述计算机一体化技术

　　针对精细油气藏描述存在基础数据的管理无统一规范，各专业软件输入输出格式不标准、软件之间无有效接口，剩余油定量描述手段不直接及项目研究周期长等问题，加强了油气藏描述计算机一体化技术研究。

　　结合油气藏精细描述及剩余油分布研究1m的实际工作需要，自行研制了油气藏描述计算机集成软件，包括数据管理与分析模块、数值模拟前处理接口模块、三维定量动态分析模块。数据管理与分析模块主要实现了与胜利油田开发数据库的有效衔接，具有数据输入、数据查错、数据输出、计算分析及图形绘制多种功能;数值模拟前处理接口模块实现了地质模型、动态数据到数值模拟模型的无缝连接，提供了地质研究软件、数值模拟软件的共享平台;三维定量动态分析模块通过对数值模拟计算结果的再处理，实现了任意区域、任意时间段、多指标的定量统计与分析，为油气藏工程综合分析提供了有利工具。自行研制的油气藏描述计算机集成软件弥补了商业化软件的不足，极大地提高了工作效率和研究成果的质量，解决了油气藏描述项目研究周期长的问题。

　　4结束语

　　计算机应用技术在勘探开发中发挥着重要作用，勘探从资源评价、构造解释、储层预测、目标评价到储量计算，开发从开发地震、测井精细解释、开发地质建模、油气藏数值模拟、油气藏动态分析到调整方案设计都离不开计算机。常规计算机应用技术不断取得新进展，适合于勘探开发新对象的计算机应用技术应运而生，随着计算机技术的进步，勘探开发计算机应用技术必将进一步朝着一体化、精细化、共享化、可视化、专业化方向发展。

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