尹艷樹(shù)　張昌民　李少華

摘要：傳統(tǒng)序貫指示建模中產(chǎn)生隨機(jī)路徑時(shí)未能考慮條件數(shù)據(jù)，與實(shí)際地質(zhì)研究不符，導(dǎo)致所建立模型不確定性增加。為此，結(jié)合沉積微相研究方法，在序貫指示建模中通過(guò)偽隨機(jī)路徑優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)點(diǎn)周圍待估點(diǎn)，利用條件數(shù)據(jù)確定信息減弱預(yù)測(cè)中的不確定性，提高建模精度。比較研究證明，利用偽隨機(jī)路徑的序貫指示建模能夠減弱傳統(tǒng)建模方法的不確定性，提高模型精度。

關(guān)鍵詞：偽隨機(jī)路徑；序貫指示建模；不確定性；地質(zhì)模型

中圖分類號(hào)：TE122.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

儲(chǔ)層建模是油藏描述的核心，地質(zhì)模型的建立可以分為確定性建模和隨機(jī)建模。油藏開(kāi)發(fā)階段，尤其是我國(guó)陸相油藏開(kāi)發(fā)中后期，儲(chǔ)層復(fù)雜性和非均質(zhì)性特征增加了所建立地質(zhì)模型的不確定性，使隨機(jī)建模逐漸成為開(kāi)發(fā)階段建立精細(xì)地質(zhì)模型的主流技術(shù)。而油藏開(kāi)發(fā)階段資料豐度的增加使地下情況認(rèn)識(shí)更清楚，儲(chǔ)層不確定性逐漸減少，尤其在相對(duì)密井網(wǎng)區(qū)，儲(chǔ)層分布特征相對(duì)確定，儲(chǔ)層建模中需要體現(xiàn)出儲(chǔ)層的確定分布特征，并利用確定信息提高井間儲(chǔ)層預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)序貫指示建模方法采取的是純隨機(jī)路徑，不能體現(xiàn)資料豐富程度對(duì)建模結(jié)果的影響，導(dǎo)致模擬實(shí)現(xiàn)仍具有較大的不確定性。偽隨機(jī)路徑的序貫指示建模方法通過(guò)優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)點(diǎn)周圍待估點(diǎn)，利用條件數(shù)據(jù)確定信息減弱預(yù)測(cè)中的不確定性。對(duì)序貫指示建模進(jìn)行了改進(jìn)，用偽隨機(jī)路徑替代了傳統(tǒng)的純隨機(jī)路徑。對(duì)比研究證明，偽隨機(jī)路徑確實(shí)提高了儲(chǔ)層建模精度。

1序貫指示建模原理及問(wèn)題

序貫指示建模是通過(guò)隨機(jī)函數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)路徑，在順序訪問(wèn)的待估點(diǎn)處，采用合適的隨機(jī)函數(shù)建立待估點(diǎn)條件概率分布，利用蒙特卡羅抽樣獲得模擬值。對(duì)序貫指示建模方法的研究表明，隨機(jī)路徑不同將導(dǎo)致模擬某個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)的條件數(shù)據(jù)空間配置不同，進(jìn)而導(dǎo)致累積條件概率差異，因此，在相同的數(shù)據(jù)分布格局下，隨機(jī)路徑?jīng)Q定模擬實(shí)現(xiàn)的差異，不同隨機(jī)路徑將產(chǎn)生不同模擬結(jié)果。實(shí)際地質(zhì)研究中，條件數(shù)據(jù)豐富區(qū)域其不確定性遠(yuǎn)小于條件數(shù)據(jù)缺乏的區(qū)域，加之條件數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)過(guò)程存在影響，采取純隨機(jī)路徑方法進(jìn)行儲(chǔ)層預(yù)測(cè)不符合實(shí)際研究過(guò)程，應(yīng)根據(jù)條件數(shù)據(jù)分布對(duì)模擬過(guò)程進(jìn)行約束，以減少模擬的不確定性，提高建模精度。

2偽隨機(jī)路徑及地質(zhì)依據(jù)

隨機(jī)建模中采取準(zhǔn)確的地質(zhì)約束能夠提高建模精度，如沉積相帶控制、成因控制建模等，從綜合資料出發(fā)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)對(duì)建模進(jìn)行有效控制(如砂體連通信息、砂體寬厚度、虛擬井等)。

沉積相研究過(guò)程中，繪沉積微相平面圖總由井點(diǎn)數(shù)據(jù)出發(fā)，結(jié)合砂體厚度、砂地比、相模式等信息，進(jìn)行綜合沉積微相平面分布分析，即沉積微相平面分布預(yù)測(cè)中首先考慮井點(diǎn)(條件數(shù)據(jù))，其次分析少井區(qū)，最后才對(duì)無(wú)井區(qū)進(jìn)行推測(cè)。因此，沉積微相研究方法是充分利用現(xiàn)有井資料對(duì)沉積微相分布的最確定預(yù)測(cè)，再以此為基礎(chǔ)對(duì)無(wú)井區(qū)沉積微相預(yù)測(cè)進(jìn)行指導(dǎo)和約束。

序貫指示建模對(duì)未知井區(qū)的預(yù)測(cè)是建立在條件數(shù)據(jù)和先期模擬結(jié)果基礎(chǔ)上的，在完全隨機(jī)路徑情況下，無(wú)條件數(shù)據(jù)區(qū)域的模擬是直接根據(jù)邊緣概率，利用蒙特卡羅隨機(jī)抽樣來(lái)獲得的，具有很大的不確定性，使數(shù)據(jù)稀少區(qū)域的模擬結(jié)果具有很強(qiáng)的不確定性。參考沉積微相研究思路，優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)豐富地區(qū)，并利用已有條件硬數(shù)據(jù)進(jìn)行相鄰區(qū)域估計(jì)，降低模擬結(jié)果不確定性。因此，可以在序貫指示建模方法中加入此研究思路，即優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)區(qū)域的估計(jì)、隨后進(jìn)行其他資料貧乏區(qū)域估計(jì)。對(duì)序貫指示建模方法進(jìn)行改進(jìn)，放棄傳統(tǒng)的純隨機(jī)路徑方法，采用偽隨機(jī)路徑方法：首先根據(jù)搜索范圍內(nèi)條件數(shù)據(jù)的多少確定優(yōu)先模擬網(wǎng)格，如果待模擬網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)周圍條件數(shù)據(jù)最多，則此節(jié)點(diǎn)最先模擬；然后再在搜索范圍內(nèi)沒(méi)有條件數(shù)據(jù)的待估點(diǎn)處采用純隨機(jī)路徑方法進(jìn)行模擬。模擬步驟如下：①確定序貫指示建模模擬路徑，即根據(jù)條件數(shù)據(jù)，利用搜索策略確定偽隨機(jī)路徑，優(yōu)先模擬搜索范圍內(nèi)包含條件數(shù)據(jù)的待估點(diǎn)，并根據(jù)條件數(shù)據(jù)多少確定優(yōu)先順序，如果相等，則隨機(jī)確定模擬次序，再采取純隨機(jī)路徑方法模擬剩余待估節(jié)點(diǎn)；②在待估點(diǎn)處，采用指示克里金方法估計(jì)待估點(diǎn)條件概率，建立累計(jì)概率分布；③蒙特卡羅抽樣，獲得模擬值；④轉(zhuǎn)向下一節(jié)點(diǎn)，并重復(fù)步驟②、③，直至所有節(jié)點(diǎn)被訪問(wèn)，獲得一個(gè)模擬實(shí)現(xiàn)。

3方法比較

利用理論模型，對(duì)傳統(tǒng)的序貫指示建模和偽隨機(jī)路徑的序貫指示建模進(jìn)行了比較研究。首先利用非條件模擬方法產(chǎn)生一個(gè)實(shí)現(xiàn)(圖la，網(wǎng)格大小均為100×100)，表示實(shí)際儲(chǔ)層展布情況。以此實(shí)現(xiàn)為基礎(chǔ)，利用數(shù)值化方法選取30個(gè)點(diǎn)，作為模擬的條件數(shù)據(jù)。再保證其他輸入不變，僅改變隨機(jī)路徑產(chǎn)生方式進(jìn)行方法比較。從單個(gè)模擬實(shí)現(xiàn)結(jié)果看，純隨機(jī)路徑產(chǎn)生的實(shí)現(xiàn)結(jié)果分散性較大(圖1b)，而偽隨機(jī)路徑分散性相對(duì)較小(圖1c)，反映偽隨機(jī)路徑模擬結(jié)果相對(duì)較好。

單個(gè)模擬實(shí)現(xiàn)無(wú)法描述不確定性，分析2種不同方法的模擬效果，必須通過(guò)多個(gè)實(shí)現(xiàn)分析評(píng)價(jià)獲得。對(duì)模擬實(shí)現(xiàn)不確定性評(píng)價(jià)的方法之一是利用統(tǒng)計(jì)概率評(píng)價(jià)不確定性。分別做10個(gè)模擬實(shí)現(xiàn)，利用10個(gè)模擬實(shí)現(xiàn)計(jì)算砂泥巖出現(xiàn)概率，以此衡量模擬不確定程度。從出現(xiàn)砂巖概率小于75％的模擬圖可以看出：純隨機(jī)路徑方法的分布范圍大，分布相對(duì)離散；偽隨機(jī)路徑方法的分布區(qū)域小，分布相對(duì)集中；反映純隨機(jī)路徑方法的不確定性分布范圍廣，而偽隨機(jī)路徑方法的不確定性則相對(duì)弱些。進(jìn)一步比較條件數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)模擬不確定性的影響發(fā)現(xiàn)：偽隨機(jī)路徑方法在有條件數(shù)據(jù)點(diǎn)處其模擬不確定性較弱；而純隨機(jī)路徑方法的模擬實(shí)現(xiàn)仍然存在較強(qiáng)的不確定性(圖2圓圈部分)；證明偽隨機(jī)路徑優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)的影響，減弱了地質(zhì)不確定性。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)某一點(diǎn)出現(xiàn)砂、泥巖概率，對(duì)2種模擬方法不確定性進(jìn)行了比較：概率為50％時(shí)，模擬結(jié)果不確定性最高，偽隨機(jī)路徑為198個(gè)模擬點(diǎn)，純隨機(jī)路徑為206個(gè)模擬點(diǎn)；概率大于75％時(shí)，模擬結(jié)果不確定性低，偽隨機(jī)路徑為1375個(gè)模擬點(diǎn)，純隨機(jī)路徑僅為1311個(gè)點(diǎn)。顯然，偽隨機(jī)路徑能夠降低模擬的不確定性，提高了儲(chǔ)層建模精度。

4結(jié)束語(yǔ)

隨機(jī)建模需要借助合理的地質(zhì)約束提高建模精度，針對(duì)傳統(tǒng)序貫指示建模方法中純隨機(jī)路徑方法不確定性高的不足，參考傳統(tǒng)儲(chǔ)層微相研究思路，提出了偽隨機(jī)路徑的改進(jìn)措施，通過(guò)優(yōu)先考慮條件數(shù)據(jù)的確定信息，有效地減弱了預(yù)測(cè)過(guò)程中的不確定性。對(duì)比研究表明，偽隨機(jī)路徑的序貫指示建模方法較傳統(tǒng)隨機(jī)路徑序貫指示建模方法能夠明顯降低模擬的不確定性，提高儲(chǔ)層建模精度，對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐具有很好的實(shí)用意義，具有較高的推廣價(jià)值。

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編輯董志剛