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2014年4月总第五十五期——【斯伦贝谢地学软件专栏】栏目 油田勘探开发集成平台应用概述

□ 陆光辉 / 斯伦贝谢科技服务(北京)有限公司

随着石油勘探开发挑战不断加大及新技术快速发展,油田软硬件配置规模不断扩大,软件应用水平不断提高。因此在面临寻找新的接替储量,保持或增加现有产量的压力下,大部分油田正在尝试或已经建立了新一代勘探开发软件应用集成平台。

勘探开发应用集成平台建设是一个系统的持续不断的完善过程,由于它要覆盖油田勘探开发及生产和应用决策的各个领域,因此它牵扯到油田数据集中管理、软件技术平台的统一配置、硬件资源的优化管理等各方面。因此,如何通过有效的方式对油公司软硬件资源、数据资源实施优化管理,提高油公司工作效率并提高生产力,是目前勘探开发软件技术发展过程中急需解决的问题。在此基础上,我们的工作和思维方式也将由传统的“单兵作战”逐步向多学科综合研究以及团队协同的工作方式转变。

勘探开发应用集成平台的考量因素

兼容性 油田常规包含勘探、开发及生产三部分工作,不同部分细化出不同的专业领域。油田勘探包括油田地化、地球物理、地质力学、地质分析、岩石物理、油藏地质模型以及地质钻井设计;油田开发主要在油田勘探精细油藏描述特别是精细油藏地质建模的基础上,开展油藏数值模拟及油藏工程研究并制定开发方案,从而更好地监测地下流体状态并高效合理地实施油田开发生产。因此,勘探开发应用平台建设需涵盖从地震到生产的所有专业领域。只有这样的平台才能真正实现一体化的无缝工作流程,目前仅仅Petrel软件做到了这种无缝工作流的整合(如图1)。

图1 勘探开发应用集成平台Petrel的专业构成

全面性         在当前油田勘探工作中,大多数油田工程师将更多的精力投入到地层圈闭的寻找及油气储集层的分析工作中,并未注重油田油气运移系统的分析及油气圈闭封闭性和封堵性的分析。这种工作方式已经给油田勘探带来了很大的风险。下图是某石油协会对世界上近几年一些大石油公司二百多口初探井所做的统计分析结果。其中由于圈闭失利的探井占到10%,由于储集层原因失利的探井占到15%,然而由于封闭原因造成失利的探井高达45%,由于油气运移风险分析失利的探井高达30%。由此可见,运用勘探开发应用集成平台分析油气运移系统以及圈闭的封闭性工作至关重要。

目前,大多数油田的开发和勘探研究相对独立,同时开发地质与油藏数值模拟技术研究间的联系也相对松散,互动不够。因此对于油藏勘探及静态地质认识的不足,导致了有些油田开发的失利或采收率不高。准确的地质认识是一个油田成功开发的重要基础,以往工作流程采取从地质建模到油藏数值模拟的单向研究流程。现今,大家已经认识到油藏数值模拟动态研究过程中可发现诸多地质认识的不足或需调整之处,油藏工程师应该把这些信息反馈给地质工程师,帮助其对地质概念进行重新认识及评估。

因此,现代开发应用平台一定要扩大范围,强调油藏数值模拟研究与地质研究紧密结合,实现互为所用、综合分析、协同工作;另一方面,实现地质模型与油藏模型的快速调整、实时更新,以便高效地指导油田开发生产。

循环性         一般油田往往在已经进入开发生产阶段后,很多地质认识仍需要改进,如地质分层、油源物源等需要进一步澄清。因此需要开发生产井的许多信息和数据返回去指导油田勘探的再认识或重新评价。基于更加客观、合理的勘探评价认识结论所做的开发方案才能更好地指导油田生产,因此新老油田都应该该是往复循环的过程。油田勘探开发软件应用集成平台,倡导以油藏地质模型为中心来开展工作。以油藏地质模型为中心的工作流程向上可以快速扩展到油气运移系统的空间分析,向下可以方便地与油藏数值模拟整合,保证从大勘探油气运移系统分析到油藏地质模型的综合描述,再到精细的油藏数值模拟以及生产就可以快速形成回路,从而提高油田勘探开发生产的工作效率和决策精度(如图2)。

图2 勘探开发应用集成平台循环工作流程图

开放性         由于软件平台需考虑其销售市场广泛性和用户受众面,因此不可能完全满足各个油田本身的勘探开发特点,如有些油气田需面临碳酸盐岩及油田薄储层小断块多的情况,近几年非常规油气藏勘探又已提到议事日程,特殊的油气勘探都需要有相应的特殊的技术手段才能保证油田开展工作。

为了开展这些特殊储层勘探开发生产工作,工程师针对特殊油藏类型已经开发特有的算法或流程,但受资源和人力的限制,这些算法或流程仅仅针对特殊的目标而设计的,并不能快速地转化为生产力,它们急需被整合在一个成熟的软件平台下才能更好地发挥其作用。因此油田勘探开发应用集成平台建设也应该考虑其开放性,这样才能真正保证平台的长久生命力和实用性。Ocean就是为该平台提供的一个开放的开发应用整合工具,其具有开放性、灵活性、易用性以及先进性等特点,目前一些国际大型石油公司、著名石油院校以及软件研发销售公司已经利用Ocean工具开发了很多实用的前沿技术应用算法,这些应用针对特殊油气储层、特殊储层的特殊需求上都帮助油公司做了很多别人替代不了的工作。目前,特殊地震同步反演、叠前地震解释分析、井孔微地震、煤层气以及页岩气的模拟算法等功能都已经融入到了勘探开发平台中。

协同性         随着世界石油勘探开发市场的开放性越来越强,石油公司立足本油田并积极向海外拓展业务。因此,现代勘探开发平台需满足世界范围的工作需求而具备远程协同性。该特性不仅可以帮助用户在公司企业网内部访问所有勘探开发应用成果,同时可以通过计算机远程进行桌面沟通和协同工作,改善团队工作的效率,减少项目组成员间成果的冲突,加强同一项目组成员的技术交流。协同工作使得我们不必要在每一个用户的桌面配置多种平台的多个应用软件,所有的软件、服务器、工区数据都是统一管理。将基础设施、数据和各种勘探开发应用软件整合在一起,可以在统一的PC平台上集中访问基于Windows,Solaris和Linux的应用,远程访问和操作勘探开发应用软件以及相应的项目数据。通过web网页进行管理和应用非常简单方便。

平台构成需体现衔接与全面

基于现代勘探开发软件平台所考量的五大因素,平台的构成应该首先考虑勘探与开发如何能够更好地衔接。目前,勘探工作主要基于地震和综合地质数据产生用于分析的平面及剖面图,如平面构造图、储层分布图、油藏剖面图和地层地质框架图等。此外,开发工作主要基于油藏地质模型进行数值模拟,如何将勘探与开发更好地衔接,可在勘探二维平面及剖面成果以及开发三维数值模拟之间找到一个桥梁,这就是全三维油藏地质模型。

全三维油藏地质模型的“全”包含两层含义,首先指静态勘探地质研究的多层次与多级别综合研究,即包括近井筒模型、油藏地质模型以及盆地模拟模型;其次指横向的多学科综合研究,即强调勘探开发多学科紧密结合并互为所用,从而提升整体研究水平和研究精度。基于这一思路,勘探开发集成平台的构成框架(如图3)。

图3 勘探开发应用平台架构图

勘探开发集成平台真正实现地球物理专家、岩石物理专家、地质学家、油藏工程师和钻井工程技术人员以及油田决策者能够在一个无缝的工作流上高效地开展油藏的综合分析及决策工作,因符合国际石油公司的工作性质和工作模式而受到推崇。

目前,该平台已经为勘探地学研究平台增添了煤层气、页岩气、电法磁法分析和断层封堵等一系列特殊储层的分析应用功能。向前它将勘探盆地含油气系统风险分析、地震地质综合分析、复杂构造及储层分析同地震资料处理融为一体,为目前勘探成熟或未成熟盆地进行新一轮的综合整体评价提供快速工具;向后它融合了油藏数值模拟和油田生产的整个工作链,真正为数字化油田的建立、分析和跟踪提供有力保证。

平台贯穿了勘探、开发直至进入油气储集库为止的全部工作过程,科学合理地形成了统一的高效数据流和工作流,这一过程在国际油公司的应用过程中已经取得了较好的经济和社会效益。

作者简介: 陆光辉:男,高级地球物理工程师,1996年毕业于西南石油学院勘探系,目前从事油田技术服务与管理工作。电子信箱:glu@excange.slb.com

转载于《石油与装备》杂志2014年2月总第五十四期

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