随着全球许多油气田的逐步老龄化以及油气需求量的急剧增加,油气田开发地质学在石油地质领域的主导地位越发明显。然而,传统的基于二维的以定性为主的开发地质研究技术,已无法满足老油田提高采收率和现代多元化油气高效生产的需求。鉴于此,中心建立了3D可视化的油气田开发地质虚拟仿真实验平台,该平台由地下沉积体空间演化仿真实验系统、地下储层构型虚拟仿真实验系统、油藏三维地质建模仿真实验系统和剩余油分布虚拟仿真实验系统等4部分构成。

油气田开发地质虚拟仿真实验平台为油气田地下地质学、储层地质学、沉积岩与沉积相、地震地层学、石油地质学、构造地质学、油藏工程等课程提供了强有效的实验教学平台。该平台通过3D可视化功能,以相对直观、便捷的手段,形象生动地展示了沉积体沉积演化过程、地下储层建筑结构、油气藏地下空间分布、剩余油地下空间动态变化等抽象的油气地质理论、现象,这极大地激发了学生的学习兴趣,培养了学生发散性、创造性思维方式,提升了课堂教学效果。

(1)地下沉积体空间演化仿真实验系统

功能介绍:

地下沉积体的空间演化模式是认识油气储层空间分布的关键和基础。传统的基于现代沉积和野外露头的沉积模式认知受资料丰度和品质的限制,多为某特定时间点的、二维的静态沉积模式,这难以满足油气田精细开发的需求。为此,本团队建立了地下地质体空间演化仿真实验系统。该系统以高频三维地震数据为基础,通过分析目标沉积体边界的地震响应特征,开展多个沉积体边界的高精度3D雕刻,进而提取每个沉积体的地震岩性属性信息,构建不同地史时期的3D沉积样式和尺度规模,并分析其3D空间沉积演化过程(图1),从而实现地下沉积体空间演化仿真实验。通过该系统,可使学生深入了解地下沉积体的地震解释过程,深刻理解沉积体的空间几何形态和储层3D分布样式,明确沉积体的沉积演化过程,激发学生对沉积学、储层地质学的学习兴趣。

教学效果:

该仿真平台完全可视化地将沉积体的外部形态和演化过程展现在学生面前,而且沉积体尺度参数定量化程度强,使学生对沉积体沉积演化有了更加深刻、直观的理解、认识,而且可以利用该平台实施地下储层构型、油气藏三维地质建模等研究,促进和激发了学生的学习热情和创造性。

实验项目(表1):

图1 某深海沉积体3D空间演化过程

A:沉积前古地貌;B:第一期沉积体;C:第二期沉积体;D:第三期沉积体

表1 地下沉积体空间演化仿真实验系统

序号

实验项目名称

学时

服务课程

服务专业

实验类别

1

沉积体边界的地震响应特征分析和高精度3D雕刻

1

地震地层学、沉积岩与沉积相、储层地质学、油气田地下地质学

资源勘查工程、勘查技术与工程

综合型

沉积体地震属性信息的提取与3D沉积样式的构建

2

综合型

沉积体3D空间沉积演化过程仿真实验

2

综合型

(2)地下储层构型虚拟仿真实验系统

功能介绍:

地下储层构型表征是近十几年发展起来的油气藏开发地质研究方向,是油气藏高效开发和提高采收率的关键地质技术。本团队建立的地下储层构型虚拟仿真实验系统,整合地质、测井、地震和生产动态等多学科信息,按照“层次分析、模式拟合、多维互动”的思路,通过多井模式拟合和井震模式拟合的方法,构建不同层次储集体的空间建筑结构(图2~图5),实现地下储层构型虚拟仿真实验。通过该系统,可使学生深入了解地下储集体的层次性,深刻理解地下储层构型表征的过程和地下储集体的内部结构,激发学生对储层地质学、油气田开发地质学的学习兴趣。

图2 曲流河点坝内部构型模型2D显示

 

   图3 曲流河点坝内部构型模型3D显示     图4 某区深水沉积地下储层构型多维互动显示

 

图5 某区深水水道地下储层构型特征3D显示

实验项目(表2):

表2 地下储层构型虚拟仿真实验系统

序号

实验项目名称

学时

服务课程

服务专业

实验类别

1

储层构型界面系统的构建

2

沉积岩与沉积相、储层地质学、油气田地下地质学

资源勘查工程、勘查技术与工程

综合型

基于模式拟合的储层构型分析

2

综合型

不同层次储层内部结构3D仿真实验

4

综合型

(3)油藏三维地质建模仿真实验系统

功能介绍:

该系统是基于计算机存储和显示技术,将油藏三维网块化(3D griding)后,对各个网块(grid)赋以各自的油藏参数值,并按三维空间分布位置存入计算机内,形成了三维数据体,这样就可以进行油藏的三维显示,可以任意切片和切剖面(不同层位、不同方向剖面),以及进行各种运算和分析,实现油气藏三维空间分布虚拟仿真实验(图6~图7)。通过该系统,可使学生深入了解地下油藏三维地质建模的流程,深刻理解油气藏地下三维构造分布、储层分布和流体分布,激发学生对构造地质学、储层地质学、石油地质学、油气田开发地质学的学习兴趣。

教学效果:该仿真平台完全可视化地将地下油藏的内部结构展现在学生面前,而且油藏属性参数定量化程度强,使学生对油气藏内部的非均质性和地下3D空间分布有了更加深刻、直观的理解、认识,而且可以利用该平台实施油气储量计算、剩余油数值模拟、油气藏开发方案编制、钻井工程设计等研究,促进和激发了学生的学习热情和创造性。

图6 某油藏储层属性模型

 

图7 某油藏流体属性模型(蓝色面为油藏油水界面)

实验项目(表3):

表3 油藏三维地质建模仿真实验系统

序号

实验项目名称

学时

服务课程

服务专业

实验类别

1

油藏构造模型仿真实验

1

储层地质学、油气田地下地质学

资源勘查工程、勘查技术与工程

综合型

油藏储层模型仿真实验

4

综合型

油藏流体属性模型仿真实验

2

综合型

(4)剩余油分布虚拟仿真实验系统

功能介绍:

该系统是基于高精度三维油藏构型模型,应用数值计算方法,研究油气藏中多相流体渗流规律,定量评价不同开发阶段剩余油的空间分布规律(图8)。通过该系统,可实现油气藏开发过程中剩余油的3D可视化显示,可对剩余油分布模型进行任意切片和切剖面,以及定量评价剩余油空间分布。这可使学生深入了解油气藏开发的全过程,深刻理解地下油气藏不同开发阶段流体的动态变化过程,定量解析剩余油的空间分布和地质控制因素,激发学生对储层地质学、油气田开发地质学的学习兴趣。

教学效果:

该仿真平台完全可视化地将油气藏不同开发阶段剩余油分布展现在学生面前,而且剩余油分布参数定量化程度强,使学生对油气藏内部剩余油的空间分布和地质形成因素有了更加深刻、直观的理解、认识,而且可以利用该平台实施剩余油气储量计算、油气藏开发方案编制、油气藏钻井工程设计等研究,促进和激发了学生的学习热情和创造性。

图8 基于构型模型的剩余油数值模拟仿真

实验项目(表4):

表4 剩余油分布虚拟仿真实验系统

序号

实验项目名称

学时

服务课程

服务专业

实验类别

1

开发早期剩余油分布虚拟仿真实验

1

储层地质学、油气田地下地质学、油藏工程

资源勘查工程、石油工程

综合型

开发中期剩余油分布虚拟仿真实验

2

综合型

开发后期剩余油分布虚拟仿真实验

2

综合型



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