吳勝和，楊延強(qiáng)

（中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249）

0 引 言

儲層表征是指應(yīng)用多學(xué)科信息定量預(yù)測和描述地下非均質(zhì)儲層的一個過程，屬于油氣藏開發(fā)地質(zhì)研究的范疇。開發(fā)地質(zhì)工作的核心任務(wù)是描述油氣藏開發(fā)地質(zhì)特征，即油氣藏所具有的那些控制和影響油氣開發(fā)過程，從而也影響所采取的開發(fā)措施的所有地質(zhì)特征［1］，其中最為重要的是儲層地質(zhì)特征，如儲層的空間連續(xù)性和連通性、儲層內(nèi)部夾層分布、儲層質(zhì)量差異分布等。

儲層表征屬于地下地質(zhì)研究的范疇。與野外露頭不同，后者“看得見，摸得著”，直觀可辨，而地下地質(zhì)研究的資料主要為極少量的巖芯、各井的連續(xù)測井資料、分辨率有限的地震資料、少量的單層井間動態(tài)監(jiān)測資料［2－5］。顯然，針對復(fù)雜的非均質(zhì)儲層，應(yīng)用這些不完備的資料進(jìn)行地下儲層空間預(yù)測具有很大難度，預(yù)測結(jié)果也具有很強(qiáng)的多解性，即不確定性。

長期以來，學(xué)者們對儲層表征（包括不確定性評價的理論和方法）進(jìn)行了大量研究，并取得了豐富的研究成果。然而，不確定性的類型及生成機(jī)理不同，采取的表征對策及方法亦不同，對表征精度的影響亦有較大差別，而這一點又往往容易被忽視。筆者擬從儲層預(yù)測的不確定性入手，探討不確定性的生成機(jī)理，并進(jìn)一步論述儲層表征研究所應(yīng)重視的科學(xué)思維方法。

1 “灰箱”系統(tǒng)及不確定性分析

1.1 “灰箱”系統(tǒng)

按照控制論的觀點，內(nèi)部結(jié)構(gòu)一時無法直接觀測，只能從外部去認(rèn)識的現(xiàn)實系統(tǒng)稱為“黑箱”，如果內(nèi)部結(jié)構(gòu)只能部分直接觀測，則稱為“灰箱”［6］。

地質(zhì)體具有復(fù)雜的時空結(jié)構(gòu)［7］。在鉆井和地球物理測量之前，地下地質(zhì)體可看作為一個“黑箱”。在進(jìn)行油氣勘探發(fā)現(xiàn)油氣田之后，這一“黑箱”被部分打開了。然而，這個“黑箱”雖然是確定的，具有唯一性的特征，但由于資料獲取的局限性及地質(zhì)情況的復(fù)雜性，很難完全、確切地了解“黑箱”的內(nèi)幕細(xì)節(jié)。應(yīng)用測井資料可解釋井筒內(nèi)的油藏特征，但井筒體積僅占地下油藏體積的很小一部分；地震資料雖然平面分辨率高，但其垂向分辨率低且資料具有多解性。顯然，就地下儲層表征而言，地下復(fù)雜儲層系統(tǒng)為一個“灰箱”系統(tǒng)（圖1）。

圖1 地下地質(zhì)研究的規(guī)模示意圖Fig.1 Schematic Diagram of the Scale in Subsurface Geology Study

地下儲層表征則是一個如何使“灰箱”變?yōu)椤鞍紫洹钡倪^程，亦即“白化”過程。然而，在資料不完備的情況下，井間儲層預(yù)測便必然出現(xiàn)不確定性，或者說“白化”過程難于使“灰箱”變?yōu)椤鞍紫洹?，“白化”模型中總是具有“灰性”，而對這種“灰性”或不確定性的把握對于降低油氣開發(fā)風(fēng)險具有至關(guān)重要的作用。

儲層表征的終極原則就是盡量降低不確定性，使不確定性最小化，并對不確定性進(jìn)行評價。不同的不確定性有不同的生成環(huán)境和變化規(guī)律，需要分別應(yīng)用不同的方法加以研究。因此，正確認(rèn)識不確定性的生成機(jī)理，對于儲層表征具有重要意義。

對不確定性的研究，一直是系統(tǒng)科學(xué)的重要理論課題之一。從預(yù)測論的角度而言，可識別兩種基本的不確定性，即隨機(jī)不確定性和模糊不確定性。

1.2 隨機(jī)不確定性

隨機(jī)不確定性為因果律破缺而造成的不確定性。由于條件不充分，某一事件可導(dǎo)致各種可能的結(jié)果［8］。就井間儲層預(yù)測而論，因果律表現(xiàn)為地質(zhì)變量的空間函數(shù)關(guān)系以及井間信息（如地震信息）與地質(zhì)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系。由于獲取的資料總是不完備，這兩個函數(shù)也不是確定的，所以在儲層預(yù)測結(jié)果中必然存在不確定因素。

1.2.1 局部預(yù)測整體導(dǎo)致的不確定性

地下儲層表征的核心之一是井間儲層預(yù)測。在地震資料不足以分辨目標(biāo)地質(zhì)體的情況下，需要應(yīng)用多井資料進(jìn)行井間預(yù)測。這一問題即是從局部預(yù)測整體的問題。

任何從局部到整體的預(yù)測均要求已有數(shù)據(jù)具有規(guī)律性，即局部與整體具有明確的因果關(guān)系。井間儲層預(yù)測屬于空間預(yù)測范疇，因此，嚴(yán)格意義上的井間預(yù)測前提是建立地質(zhì)變量的空間函數(shù)關(guān)系。長期以來，學(xué)者們一直在試圖建立這一關(guān)系［9］。

傳統(tǒng)數(shù)學(xué)插值方法將地質(zhì)變量視為井間距離的函數(shù)，如三角剖分法、距離反比平方法等。這類方法將地質(zhì)變量視為純隨機(jī)變量，將地質(zhì)變量作為井間距離的函數(shù)，據(jù)此進(jìn)行井間預(yù)測。這類方法沒有考慮多井?dāng)?shù)據(jù)的空間相關(guān)性，顯然是不合適的。應(yīng)用這種方法進(jìn)行建模不是真正意義上的預(yù)測，而僅是“繪圖”；只有在數(shù)據(jù)點較多時才能反映目標(biāo)體的分布趨勢。

20世紀(jì)60年代初興起的地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)將地質(zhì)變量視為區(qū)域化變量（既有隨機(jī)性又有結(jié)構(gòu)性的變量），應(yīng)用變差函數(shù)工具，獲取變量的空間相關(guān)性，據(jù)此進(jìn)行加權(quán)插值，如各種克里金方法［10－12］。與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)插值方法相比，這類方法考慮了地質(zhì)變量的空間相關(guān)性，因而插值結(jié)果更符合地質(zhì)實際。然而，在這種方法中，表征空間相關(guān)性的變差函數(shù)尚存在以下不足：①變差函數(shù)僅反映主變程方向（相當(dāng)于物源方向）及數(shù)據(jù)相關(guān)程度，難于反映成因單元之間的配置關(guān)系；②變差函數(shù)所表達(dá)的空間相關(guān)性為空間兩點之間（兩個數(shù)據(jù)點之間或一個數(shù)據(jù)點和一個待估點之間）的相關(guān)性，因而難于表達(dá)復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)；③在井點較少時，難于求取變差函數(shù)，特別是當(dāng)井距大于變程時，應(yīng)用目標(biāo)區(qū)的井資料難于求準(zhǔn)實際的空間相關(guān)性［13］。因此，空間函數(shù)的局限性及不確定性必然導(dǎo)致井間預(yù)測結(jié)果的不確定性。

自20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行過不少儲層地質(zhì)知識庫的研究，企望建立垂向信息與側(cè)向規(guī)模的關(guān)系，涉及河流相、三角洲相、扇三角洲相、深水濁積相等，取得了豐富的研究成果［14－29］。然而，大部分成果為研究區(qū)儲層單元的定量規(guī)模，部分地區(qū)建立了沉積單元垂向與側(cè)向之間的定量關(guān)系，但主要為砂體的寬厚比，其普適性不夠。研究程度相對較高的為曲流河沉積，而且只是高彎度曲流河沉積建立了垂向沉積序列與點壩規(guī)模及側(cè)積體規(guī)模的定量關(guān)系［30－31］，據(jù)此可進(jìn)行較好的井間儲層構(gòu)型預(yù)測。系統(tǒng)建立不同相型的定量可預(yù)測模式是儲層表征乃至開發(fā)地質(zhì)學(xué)十分重要的前沿研究課題。

1.2.2 非完全映射導(dǎo)致的不確定性

應(yīng)用測井和地震資料進(jìn)行儲層解釋是儲層表征的重要研究內(nèi)容。測井和地震資料為第二性資料，對其進(jìn)行儲層地質(zhì)解釋，實際上是一個映射過程。以地震儲層預(yù)測為例，如果地震資料與儲層特征具有一一對應(yīng)的線性映射關(guān)系，則儲層預(yù)測的結(jié)果是確定的。但是，由于地震資料的分辨率和多解性，地震資料與儲層特征并不存在確定的映射關(guān)系。

地震資料具有橫向采集密度大、分辨率高（達(dá)25m×25m）的優(yōu)點，因而是儲層橫向預(yù)測的重要信息。地震儲層預(yù)測的基本前提是建立地震屬性與地質(zhì)變量之間的關(guān)系。然而，用于地震資料的垂向分辨率和地質(zhì)多解性問題導(dǎo)致了儲層表征中的不確定性。

（1）分辨率問題。地震資料本身所達(dá)到的分辨率（真分辨率）由有效頻寬確定，可分辨厚度為1／4視波長［32］。因此，在地震分辨率極限的情況下，若要預(yù)測該極限范圍內(nèi)的細(xì)節(jié)，便難于建立地震參數(shù)與地質(zhì)變量的關(guān)系，從而產(chǎn)生不確定性。

在一定的資料情況下，將地質(zhì)體劃分很多網(wǎng)格，則玻耳茲曼熵S為

式中：k為玻耳茲曼常量；N為網(wǎng)格數(shù)，代表宏觀層次的N個微觀狀態(tài)數(shù)量。在玻耳茲曼常量一定的情況下，網(wǎng)格數(shù)越大，則玻耳茲曼熵越大，微觀狀態(tài)的復(fù)雜程度或不確定性程度越強(qiáng)，亦即垂向網(wǎng)格劃分越細(xì)（或者說地質(zhì)研究程度要求越高，如細(xì)化到單砂體及內(nèi)部構(gòu)型），不確定性越大。

基于模型的波阻抗反演可提高視分辨率，但井間波阻抗具有一定誤差，且離井越遠(yuǎn)，誤差越大，多解性越強(qiáng)。因此，在提高視分辨率的情況下，波阻抗本身具有多解性。這一多解性將“傳遞”到地震參數(shù)與地質(zhì)變量的關(guān)系上，從而導(dǎo)致該函數(shù)關(guān)系的多解性。

（2）多解性問題。即使在地震分辨率能達(dá)到預(yù)測目標(biāo)的需求時，但由于地震資料與地質(zhì)屬性之間不存在確定性的函數(shù)關(guān)系，所以會導(dǎo)致較強(qiáng)的地質(zhì)多解性，亦即預(yù)測結(jié)果的非唯一性和不確定性。以波阻抗為例，該參數(shù)是預(yù)測巖性和物性的常用地震參數(shù)。波阻抗是儲層巖性、物性和含流體性質(zhì)的綜合響應(yīng)，意味著在儲層預(yù)測中，需要應(yīng)用一個已知數(shù)求解3個未知數(shù)；波阻抗與上述任一地質(zhì)參數(shù)均無嚴(yán)格的確定性關(guān)系。因此，應(yīng)用波阻抗預(yù)測地質(zhì)參數(shù)（巖性、物性、含流體性質(zhì)）必然存在不確定性。

目前，降低這類不確定性的方法主要有：①加強(qiáng)地震正演模擬，進(jìn)一步研究不同類型儲層定量模式的地震響應(yīng)，建立地震屬性與地質(zhì)參數(shù)的關(guān)系；②進(jìn)一步研究整合地震屬性特別是多屬性的儲層隨機(jī)建模算法。另外，由于地震資料為時間域信息，所以加強(qiáng)速度場研究以及提高時 深轉(zhuǎn)換精度亦是應(yīng)用地震資料進(jìn)行精細(xì)地質(zhì)建模的關(guān)鍵。

1.3 模糊不確定性

模糊不確定性為排中律破缺而造成的不確定性。一種情形是“意會”的不確定性，如不同研究者對河流類型的判別存在分歧，導(dǎo)致對砂體分布預(yù)測結(jié)果有差異；另一種情形是“語義”不確定性，如河道砂體“較寬”與“較窄”，中間找不到明確的邊界。儲層概念模式認(rèn)知不足而導(dǎo)致儲層預(yù)測的不確定性屬于模糊不確定性的范疇。

假如所采集的井間資料（如地震資料）具有預(yù)測目標(biāo)所要求的縱、橫向分辨率，再假如井間資料與所預(yù)測的地質(zhì)參數(shù)（如巖性、物性、含油性）具有確定的函數(shù)關(guān)系，儲層預(yù)測問題就變得很簡單了。但事實上上述假設(shè)不成立。于是，在儲層預(yù)測過程中必然要體現(xiàn)地質(zhì)約束，而地質(zhì)約束的關(guān)鍵是建立符合地質(zhì)實際的儲層概念模式，如基于目標(biāo)的儲層建模（預(yù)測）方法要求預(yù)知目標(biāo)體的幾何構(gòu)型（如砂體物源方向、長度、寬度、厚度、幾何形態(tài)等）［33］；基于象元的多點地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)儲層建模（預(yù)測）方法要求預(yù)知“訓(xùn)練圖像”（替代經(jīng)典地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)中的變差函數(shù)）［34］。幾何構(gòu)型及“訓(xùn)練圖像”實際上就是數(shù)字化的儲層地質(zhì)模式。

精確儲層預(yù)測的前提是要求建立符合地質(zhì)實際的儲層概念模式。錯誤的儲層地質(zhì)模式必然導(dǎo)致儲層預(yù)測結(jié)果的錯誤；模糊的儲層地質(zhì)模式必然導(dǎo)致儲層預(yù)測結(jié)果的不確定性。圖2為通過9口井的單井相信息預(yù)測平面相分布的2種可能性的示意圖。在兩種情況下，井資料不變，只是概念模式不同。其中，圖2（a）為應(yīng)用單一河道模式預(yù)測的相分布，圖2（b）為應(yīng)用分叉河道模式預(yù)測的相分布。顯然，不同的儲層概念模式產(chǎn)生不同的儲層預(yù)測結(jié)果。

圖2 應(yīng)用2種相模式預(yù)測的平面相分布Fig.2 Facies Prediction Maps from Applying Two Different Facies Models

值得注意的是，旨在評價儲層不確定性的隨機(jī)建模中，若不能準(zhǔn)確確定地下地質(zhì)模式，則隨機(jī)建模所產(chǎn)生的一系列模擬實現(xiàn)將不足以反映真實儲層的實際不確定性，而只是在忠實測井資料和地震資料的前提下隨機(jī)種子數(shù)（seed number）產(chǎn)生的、人工輸入的儲層概念模式的隨機(jī)波動［35］。顯然，這種建模結(jié)果包含著由儲層概念模式認(rèn)知不足導(dǎo)致的模糊不確定性，而這一類型的不確定性又往往沒有得到足夠的重視。

為了降低上述模糊不確定性，需要對地下目標(biāo)體的相型及定量地質(zhì)模式進(jìn)行有效認(rèn)知。目前的方法主要是地質(zhì)類比和機(jī)理分析，即根據(jù)測井資料和地震資料與原型模型進(jìn)行類比，同時分析各成因單元的成因及其可能的幾何分布。但是，由于資料的不完備性以及地質(zhì)認(rèn)識水平的影響，研究區(qū)地下儲層模式的準(zhǔn)確認(rèn)知又絕非易事。因此，加強(qiáng)地下地質(zhì)模式認(rèn)知理論和方法研究是今后儲層表征乃至開發(fā)地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的一個重要研究方向。

2 科學(xué)思維方法

由于地質(zhì)的復(fù)雜性和資料的不完備性，地下地質(zhì)研究特別是井間預(yù)測便具有很大的難度和不確定性。為了盡量降低不確定性，使儲層表征結(jié)果逼近地質(zhì)實際，除了正確應(yīng)用和創(chuàng)新相關(guān)理論和方法外，還要注重正確的思維方法。

2.1 總體把握，分級約束

首先，在儲層表征過程中，需要有全局的觀念。包括以下2層含義。

（1）把握總體技術(shù)路線。針對研究目標(biāo)，確定研究思路、研究內(nèi)容及其間的聯(lián)系。由于儲層表征通常有多個環(huán)節(jié)（如精細(xì)地層對比、儲層內(nèi)部構(gòu)型、儲層質(zhì)量差異等），在對每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行研究時，需要把握以下幾點：①該環(huán)節(jié)在整個研究目標(biāo)中的位置；②該環(huán)節(jié)的研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)；③該環(huán)節(jié)與其他環(huán)節(jié)的關(guān)系等。

（2）把握儲層總體特征。例如，若要確定目標(biāo)區(qū)的沉積微相，首先要確定沉積背景和沉積體系，并明確目標(biāo)區(qū)在沉積盆地的位置。

在總體把握的前提下，分層次進(jìn)行儲層表征。地質(zhì)體具有多層次性，地層、斷層、相、儲層均可分為多個級次，如油層單元可分為含油層系、油組、砂組、小層、單層等，沉積相可分為大相、亞相、微相等。高級次的單元比低級次的單元具有更宏觀且更易辨析的規(guī)律（如亞相分布規(guī)律比微相分布規(guī)律更明確、更易把握）；因此，在研究過程中，先研究高級次單元，然后在其約束下研究較低級次的單元。

2.2 多科一體，地質(zhì)為核

對于地下儲層這樣一個“灰箱”系統(tǒng)，難于應(yīng)用單一學(xué)科手段去研究，而應(yīng)采取“多學(xué)科綜合一體化”（即多科一體）的研究策略。

儲層表征信息包括巖芯、測井、地震、動態(tài)信息等，相應(yīng)的學(xué)科為地質(zhì)、地球物理測井、地球物理勘探、油藏工程等。針對各個學(xué)科采集的信息進(jìn)行處理和解釋，并得到相應(yīng)的研究結(jié)果。然而，這只是“多學(xué)科分離式”的研究?？茖W(xué)的研究思路應(yīng)為綜合一體化的研究，要求將所有信息放置在統(tǒng)一的平臺上，建立各信息之間的聯(lián)系和約束關(guān)系，如巖芯標(biāo)定測井、井筒約束地震，進(jìn)行協(xié)同研究。

由于儲層屬于地質(zhì)體，所以在儲層表征的過程中，一定要以地質(zhì)體為核心。這表現(xiàn)在以下2個方面。

（1）盡量建立各信息對地質(zhì)體的響應(yīng)關(guān)系。對于測井、地震等信息，要特別注意其儲層響應(yīng)的物理含義，而不僅僅是信息本身的數(shù)學(xué)變換。

（2）需要對儲層地質(zhì)理論有深刻的理解，并具有深厚的地質(zhì)“功底”。由于儲層表征目標(biāo)是具有“灰性”的地下儲層地質(zhì)體，為了預(yù)測這一地質(zhì)體，必須掌握其形成機(jī)理、分布規(guī)律或模式。

2.3 發(fā)散求索，聚焦論證

任何科學(xué)認(rèn)識的取得都包括3個環(huán)節(jié)，即論點預(yù)設(shè)、論據(jù)挖掘和論證過程［36－37］。在儲層表征中，科學(xué)論證的基本思路見圖3。

圖3 儲層表征中的科學(xué)論證思路Fig.3 Diagram of Scientific Appraisal in Reservoir Characterization

論點可理解為一個地質(zhì)認(rèn)識，如一個觀點、一張沉積微相圖。由于地下地質(zhì)體“看不見，也摸不著”以及“時過境遷”的特點，難于一步得出最終認(rèn)識。在研究過程中，或者從已有數(shù)據(jù)和資料中得出多個可能認(rèn)識，或者從繁雜數(shù)據(jù)和資料中初步歸納出一個初步認(rèn)識，這就是論點預(yù)設(shè)。預(yù)設(shè)需要“領(lǐng)悟”和“揣摩”。

當(dāng)獲得這樣一個或多個初步地質(zhì)認(rèn)識時，要盡量收集有效證據(jù)來進(jìn)行論證。證據(jù)來自于數(shù)據(jù)和資料，承載著各不相同的可信度和有效性，只有真實且有效的證據(jù)才能成為論據(jù)。地下地質(zhì)研究最大的難點是“信息不完備”。因此，在研究過程中，應(yīng)盡量從多學(xué)科資料中尋找更多的證據(jù)，即“發(fā)散求索”，如對相類型的論證，應(yīng)盡可能“挖掘”（主動尋找）更多的巖芯相標(biāo)志、測井相標(biāo)志及地震相標(biāo)志等。在論據(jù)挖掘過程中，沒有經(jīng)驗的研究人員容易出現(xiàn)以下問題：①不主動找證據(jù)；②對已有的論據(jù)“視而不見”。

論證過程就是邏輯分析的過程。邏輯是將預(yù)設(shè)和證據(jù)結(jié)合在一起，運用有效的推理而得出結(jié)論，即“聚焦論證”。有效應(yīng)用演繹邏輯和歸納邏輯，是科學(xué)論證的關(guān)鍵。演繹邏輯從前提出發(fā)，通過證據(jù)推理出結(jié)論，需特別注意的是，前提必須具有真理性，證據(jù)必須具有客觀性，并且還應(yīng)避免邏輯謬誤帶來的無效論證（如歧義謬誤、循環(huán)推理等）。歸納邏輯推理是從實際數(shù)據(jù)得出一個推論，但需注意的是，應(yīng)盡量挖掘更多的有效論據(jù)，以使歸納推理具有“充分性”。

2.4 辯證思維，綜合分析

在地質(zhì)研究中，既要有邏輯推理，又要有辯證思維。辯證思維是反映事物的辯證法及按照客觀世界辯證法規(guī)律（對立統(tǒng)一律、質(zhì)量互變律、否定之否定律）進(jìn)行的思維［38－39］。辯證思維的根本作用在于反映事物的矛盾，并從事物發(fā)展和變化的角度反映對象，而且將該對象同與其相聯(lián)系的對象聯(lián)系起來構(gòu)成一個整體。因此，辯證思維更能從整體上看問題，即全面綜合地分析問題。

在儲層表征過程中，要充分運用辯證思維，正確理解矛盾關(guān)系。

（1）宏觀與微觀。地質(zhì)體總體是宏觀的，但由不同層次的微觀單元所組成。因此，宏觀包含微觀，微觀反映宏觀。宏觀與微觀構(gòu)成了復(fù)雜的多層次系統(tǒng)。地震資料所反映的地質(zhì)體主要為宏觀規(guī)模，巖芯塞主要反映微觀規(guī)模，井筒測井則反映“中觀”規(guī)模的一個側(cè)面。如何綜合多種信息進(jìn)行多層次儲層解釋和預(yù)測，正是儲層表征的主要目的。

（2）絕對與相對。油氣藏（儲層）的非均質(zhì)性是絕對的，而均質(zhì)性是相對的。雖然在某一層次可將儲集單元視為均質(zhì)的，但其內(nèi)部則是有多個低序次單元組成的非均質(zhì)體，如將曲流河點壩視為一個相對均質(zhì)體，其內(nèi)部則是由多個側(cè)積體和側(cè)積泥巖組成的非均質(zhì)體。儲層的客觀實在是絕對的，但由于資料豐富程度及地質(zhì)體規(guī)模的相對性，導(dǎo)致對地質(zhì)體的認(rèn)識程度也具有相對性。對于諸如長江和松花江規(guī)模（數(shù)百米寬）的河流砂體，可以通過開發(fā)井網(wǎng)很好地確定點壩范圍，甚至能很好地解剖點壩內(nèi)部的側(cè)積體與側(cè)積層，而對于小河流如內(nèi)蒙古呼倫貝爾南部的輝河（10m寬）規(guī)模的砂體，即使井距達(dá)到50m，也難于確定點壩的邊界。另外，雖然儲層的客觀實在是絕對的，但由于在開發(fā)過程中作用于油氣層措施的相對性，導(dǎo)致一些概念及其定量標(biāo)準(zhǔn)具有相對性。例如，有效層滲透率下限值、層間干擾的滲透率級差都是相對于采油工藝技術(shù)的；隔層和夾層的區(qū)別是相對于非滲透層在井間分布來說的，而是否在井間連續(xù)分布則取決于井距和井網(wǎng)密度。

（3）靜態(tài)與動態(tài)。地下油藏在鉆采前是一個相對靜態(tài)的平衡系統(tǒng)。投入開發(fā)后，由于鉆井、注水、采油等開發(fā)工程作業(yè)措施，原始油、氣、水的平衡狀態(tài)被打破，形成一個動態(tài)的非平衡系統(tǒng)，地下油、水分布狀態(tài)發(fā)生變化，儲層性質(zhì)也可能發(fā)生變化。這一作用過程是流體滲流與復(fù)雜地質(zhì)體的相互作用過程。由于地質(zhì)體的動態(tài)響應(yīng)依賴于地質(zhì)體本身，所以可通過靜態(tài)地質(zhì)體正演預(yù)測動態(tài)演化，同時也可通過實際的動態(tài)響應(yīng)特征反演解釋和預(yù)測地質(zhì)體。

（4）映射與多解。在油氣藏表征中，測井和地震信息的解釋依賴于其對儲層的映射關(guān)系。然而，很多信息與地質(zhì)體之間并沒有一一對應(yīng)的確定性映射關(guān)系，因而導(dǎo)致儲層解釋的不確定性。建立確定的地球物理信息與地質(zhì)體之間的映射關(guān)系，是儲層地質(zhì)工作者追求的目標(biāo)。

（5）局部與整體。在油田開發(fā)中后期儲層表征中，最常見的情形是應(yīng)用多井資料進(jìn)行井間儲層預(yù)測，即從局部預(yù)測整體的問題。整體包含局部，局部是整體的一個反映。因此，建立局部與整體的關(guān)系是井間儲層預(yù)測的重要前提。最大的難題是局部與整體的關(guān)系難于建立，即因果律破缺，儲層預(yù)測將出現(xiàn)不確定性。建立明確的垂向信息與側(cè)向規(guī)模的關(guān)系，一直是地質(zhì)工作者努力的目標(biāo)。

（6）模糊與置信。在實際儲層預(yù)測過程中，預(yù)測結(jié)果總是包含著由儲層概念模式認(rèn)知不足導(dǎo)致的模糊不確定性。然而，模式認(rèn)知本身具有很大的難度。地下地質(zhì)模式的確定對于儲層預(yù)測具有至關(guān)重要的作用。

（7）確定與隨機(jī)。地下地質(zhì)體是確定的，但由于地質(zhì)的復(fù)雜性以及資料的不完備性，人們又難于掌握任一尺度下儲層確定且真實的特征或性質(zhì)。這些難于確定的儲層性質(zhì)（不確定性），即為儲層的隨機(jī)性質(zhì)。在儲層表征中，需要盡量應(yīng)用多學(xué)科手段和方法使儲層預(yù)測的不確定性最小化，并通過隨機(jī)建模的方法評價不確定性［40－42］。

（8）個別與一般。地下儲層類型很多，而同一類型儲層往往具有相似的一般規(guī)律。長期以來，通過大量儲層實例探索儲層的一般規(guī)律，以指導(dǎo)同類地下儲層表征的實踐。然而，在一般規(guī)律的實際應(yīng)用中，一定要注意儲層的個性；也就是說，在應(yīng)用某類儲層的一般規(guī)律對某一具體儲層進(jìn)行表征時，需要注意該儲層的具體特征。正如沒有一條河流是完全相同的一樣，沒有一個儲層是完全相同的。

（9）復(fù)雜與簡約。儲層具有多層次復(fù)雜的非均質(zhì)性。儲層表征的目的正是要客觀反映這一非均質(zhì)性，從而有效指導(dǎo)油氣藏評價和開發(fā)，特別是在油田開發(fā)后期，更需要細(xì)化表征低序次的非均質(zhì)性。然而，由于資料的不完備性，所以難于掌握任一尺度下儲層確定且真實的特征或性質(zhì)，如孔隙大小的空間分布。事實上，油田實際生產(chǎn)也不需要如此細(xì)化的儲層表征結(jié)果。因此，精細(xì)的儲層表征并不意味著越細(xì)越好，“過分”細(xì)化可能會導(dǎo)致更多的錯誤。這樣，儲層表征就需要合理的簡約化：①在滿足油田生產(chǎn)要求的前提下，合理選擇儲層表征的層次；②對表征結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠交Ｖ档米⒁獾氖?，要合理把握對?fù)雜儲層的簡約“度”。

（10）手工與自動。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，儲層表征的自動化程度得到了大幅度提高，這是儲層表征技術(shù)的進(jìn)步。然而，在享受自動化帶來好處的同時，不能忽視手工的作用。在儲層表征的各個環(huán)節(jié)，均需要進(jìn)行人機(jī)交互，特別是對于自動化批量處理結(jié)果要進(jìn)行人工檢查或編輯，例如：①批量輸入數(shù)據(jù)的檢查，如井位、井軌跡、井解釋數(shù)據(jù)等；②批量測井?dāng)?shù)據(jù)處理結(jié)果的檢查，校正由于部分測井?dāng)?shù)據(jù)不正常導(dǎo)致的自動解釋錯誤；③自動三維建模結(jié)果的人工編輯。由于目前已有算法都是在數(shù)學(xué)意義上表達(dá)部分地質(zhì)規(guī)律與地質(zhì)思維，算法具有局限性，所以得到的建模結(jié)果可能不一定符合地質(zhì)模式，需要根據(jù)地質(zhì)模式進(jìn)行人工后處理，以使建模結(jié)果具有地質(zhì)合理性。

在地下儲層表征中，研究者的地質(zhì)功底（知識與能力）至關(guān)重要。知識可以通過讀書而獲得，而能力則需通過實踐來鍛煉。這些能力包括觀察能力、理解能力、宏觀把握能力、信息挖掘能力、邏輯推理能力、辨證思維能力、綜合分析能力、總結(jié)提升能力、為解決問題而配置資源的能力、跳出自我框架不斷創(chuàng)新的能力。

3 結(jié) 語

（1）由于地質(zhì)的復(fù)雜性和資料的不完備性，地下儲層表現(xiàn)為“灰箱”系統(tǒng)，表征結(jié)果存在著不確定性，包括隨機(jī)不確定性和模糊不確定性。

（2）隨機(jī)不確定性為因果律破缺而造成的不確定性，主要由局部預(yù)測整體（如應(yīng)用多井資料進(jìn)行井間儲層預(yù)測）以及第二性資料的非完全映射（如應(yīng)用地震資料預(yù)測儲層）所致。降低這類不確定性的途徑主要有：改進(jìn)和優(yōu)化儲層垂向與側(cè)向規(guī)模的定量關(guān)系；儲層參數(shù)與地震屬性之間的定量關(guān)系。這類不確定性可通過現(xiàn)有的隨機(jī)建模方法來進(jìn)行評價。

（3）模糊不確定性為排中律破缺而造成的不確定性，主要由儲層概念模式認(rèn)知不足所致。降低這類不確定性的主要途徑是對地下目標(biāo)體的相型及定量地質(zhì)模式進(jìn)行有效認(rèn)知?，F(xiàn)有的隨機(jī)建模方法尚難于對這類不確定性進(jìn)行有效評價。

（4）為了降低儲層表征的不確定性，使表征結(jié)果逼近地質(zhì)實際，除了正確應(yīng)用和創(chuàng)新相關(guān)理論和方法外，需要具備科學(xué)的表征理念和思維，包括總體把握、分級約束，多科一體、地質(zhì)為核，發(fā)散求索、聚焦論證，辯證思維、綜合分析。同時，應(yīng)正確理解和處理宏觀與微觀、絕對與相對、靜態(tài)與動態(tài)、映射與多解、局部與整體、模糊與置信、確定與隨機(jī)、個別與一般、復(fù)雜與簡約、人工與自動等矛盾統(tǒng)一體的關(guān)系。

［1］ 裘懌楠.石油開發(fā)地質(zhì)方法論（一）［J］.石油勘探與開發(fā)，1996，23（2）：43－47.QIU Yi－nan.The Methodology of Petroleum Development Geology（Ⅰ）［J］.Petroleum Exploration and Development，1996，23（2）：43－47.

［2］ 閔 豫，石寶珩.油田開發(fā)地質(zhì)學(xué)與油藏研究［J］.石油學(xué)報，1982，3（2）：37－50.MIN Yu，SHI Bao－h(huán)eng.Oil Field Development Geology and Reservoir Study［J］.Acta Petrolei Sinica，1982，3（2）：37－50.

［3］ 裘懌楠.油藏描述［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1996.QIU Yi－nan.Oil Reservoir Description［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，1996.

［4］ 李 陽，劉建民.油藏開發(fā)地質(zhì)學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2007.LI Yang，LIU Jian－min.Reservoir Development Geology［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2007.

［5］ 吳勝和.儲層表征與建模［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2010.WU Sheng－h(huán)e.Reservoir Characterization and Modeling［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2010.

［6］ 歐陽瑩之.復(fù)雜系統(tǒng)理論基礎(chǔ)［M］.田寶國，周 亞，樊 瑛，譯.上海：上?？萍冀逃霭嫔?，2002.OUYANG Ying－zhi.Foundations of Complex System Theories［M］.Translated by TIAN Bao－guo，ZHOU Ya，F(xiàn)AN Ying.Shanghai：Shanghai Science and Technology Education Press，2002.

［7］ 於崇文.揭示地質(zhì)現(xiàn)象的本質(zhì)與核心——地質(zhì)作用與時空結(jié)構(gòu)［J］.地學(xué)前緣，2000，7（1）：2－12.YU Chong－wen.Revealing the Essence and Crux of Geological Phenomena—Geological Processes and Spatiotemporal Structures［J］.Earth Science Frontiers，2000，7（1）：2－12.

［8］ 楊綸標(biāo)，高英儀.模糊數(shù)學(xué)：原理及應(yīng)用［M］.3版.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002.YANG Lun－biao，GAO Ying－yi.Fuzzy Mathematics：Principle and Application［M］.3rd ed.Guangzhou：South China University of Technology Press，2002.

［9］ 趙鵬大.定量地學(xué)：方法及應(yīng)用［M］.北京：高等教育出版社，2004.ZHAO Peng－da.Quantitative Geoscience：Methods and Its Applications［M］.Beijing：Higher Education Press，2004.

［10］ JOURNEL A G，HUIJBREGTS C J.Mining Geostatistics［M］.New York：Academic Press，1978.

［11］ DEUTSCH C V，JOURNEL A G.GSLIB：Geostatistical Software Library and User's Guide［M］.2nd ed.London：Oxford University Press，1996.

［12］ 王仁鐸，胡光道.線性地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1989.WANG Ren－duo，HU Guang－dao.Linear Geostatistics［M］.Beijing：Geology Publishing House，1989.

［13］ 吳勝和，金振奎，黃滄鈿，等.儲層建模［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1999.WU Sheng－h(huán)e，JIN Zhen－kui，HUANG Cang－dian，et al.Reservoir Modeling［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，1999.

［14］ LEEDER M R.Fluviatile Fining－upwards Cycles and the Magnitude of Palaeochannels［J］.Geological Magazine，1973，110（3）：265－276.

［15］ LORENZ J C，HEINZE D M，CLARK J A，et al.Determination of Width of Meander－belt Sandstone Reservoirs from Vertical Downhole Data，Mesaverde Group，Piceance Creek Basin，Colorado［J］.AAPG Bulletin，1985，69（5）：710－721.

［16］ FIELDING C R，CRANE R C.An Application of Statistical Modeling to the Prediction of Hydrocarbon Recovery Factors in Fluvial Reservoir Sequences［C］∥ETHRIDGE F G，F(xiàn)LORES R M，HARVEY M D.Recent Development in Fluvial Sedimentology.Tulsa：SEPM Special Publications，1987.

［17］ MIALL A D.The Geology of Fluvial Deposits［M］.Berlin：Springer－Verlag，1996.

［18］ GIBLING M R.Width and Thickness of Fluvial Channel Bodies and Valley Fills in the Geological Record：a Literature Compilation and Classification［J］.Journal of Sedimentary Research，2006，76（5）：731－770.

［19］ 錢 寧，張 仁，周志德.河床演變學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社，1987.QIAN Ning，ZHANG Ren，ZHOU Zhi－de.Fluvial Process［M］.Beijing：Science Press，1987.

［20］ 李思田，焦養(yǎng)泉，付清平.鄂爾多斯盆地延安組三角洲砂體內(nèi)部構(gòu)成及非均質(zhì)性研究［C］∥裘亦楠.中國油氣儲層研究論文集.北京：石油工業(yè)出版社，1993：30－35.LI Si－tian，JIAO Yang－quan，F(xiàn)U Qing－ping.Study on Delta Sand Body's Internal Architecture and Heterogeneity of Yan'an Formation in Ordos Basin［C］∥QIU Yi－nan.Symposium for Studies on Chinese Petroleum Reservoir.Beijing：Petroleum Industry Press， 1993：30－35.

［21］ 劉站立，焦養(yǎng)泉.曲流河成因相構(gòu)成及其空間配置關(guān)系——鄂爾多斯盆地中生代露頭沉積學(xué)地質(zhì)考察［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1996，15（3）：6－9.LIU Zhan－li，JIAO Yang－quan.Composition of Facies of Meandering River Origin and Relationship of Its Spatial Configuration—an On－the－spot Geologic Investigation on Sedimentology of Mesozoic Outcrop in Ordos Basin［J］.Petroleum Geology and Oilfield Development in Daqing，1996，15（3）：6－9.

［22］ 裘懌楠，薛叔浩，應(yīng)鳳祥.中國陸相油氣儲集層［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1997.QIU Yi－nan，XUE Shu－h(huán)ao，YING Feng－xiang.Petroleum Reservoirs in Continental Basins，China［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，1997.

［23］ 馬世忠，楊清彥.曲流點壩沉積模式、三維構(gòu)形及其非均質(zhì)模型［J］.沉積學(xué)報，2000，18（2）：241－247.MA Shi－zhong，YANG Qing－yan.The Depositional Model，3DArchitecture and Heterogeneous Model of Point Bar in Meandering Channels［J］.Acta Sedimentologica Sinica，2000，18（2）：241－247.

［24］ 穆龍新，賈愛林，陳 亮，等.儲層精細(xì)研究方法：國內(nèi)外露頭儲層和現(xiàn)代沉積及精細(xì)地質(zhì)建模研究［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2000.MU Long－xin，JIA Ai－lin，CHEN Liang，et al.Methods of Detailed Study on Reservoirs：Study on Reservoir Outcrop，Modern Sedimentation and Fine Geological Modeling over the World［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2000.

［25］ 張昌民，徐 龍，林克湘，等.青海油砂山油田第68層分流河道砂體解剖學(xué)［J］.沉積學(xué)報，1996，14（4）：70－76.ZHANG Chang－min，XU Long，LIN Ke－xiang，et al.Anatomy of Distributary Channel Sand，the No.68 Sandbody of Youshashan，Western Qinghai［J］.Acta Sedimentologica Sinica，1996，14（4）：70－76.

［26］ 付國民，李永軍，石京平.樊家川油田河流相儲層砂體非均質(zhì)模型及剩余油分布［J］.長安大學(xué)學(xué)報：地球科學(xué)版，2003，25（1）：15－19.FU Guo－min，LI Yong－jun，SHI Jing－ping.The Model of the Anisotropy of the Fluvial Facies Reservoir Sand Body and the Distribution of the Residual Oil［J］.Journal of Chang'an University：Earth Science Edition，2003，25（1）：15－19.

［27］ 于興河，馬興祥，穆龍新，等.辮狀河儲層地質(zhì)模式及層次界面分析［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2004.YU Xing－h(huán)e，MA Xing－xiang，MU Long－xin，et al.Braided River Reservoirs Geological Model and Hierarchy Interfaces Analysis［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2004.

［28］ 單敬福，紀(jì)友亮，史 榕，等.曲流河道單砂體驅(qū)油效率主控因素［J］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，2007，29（2）：170－173.SHAN Jing－fu，JI You－liang，SHI Rong，et al.Main Controlling Factors for Oil Displacement Efficiency by Single Sand Body in Meandering River Channel［J］.Journal of Earth Sciences and Environment，2007，29（2）：170－173.

［29］ 付國民，周麗梅，劉 蕊，等.塔河三疊系下油組河流相儲層夾層成因類型及其分布規(guī)律［J］.地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報，2009，31（3）：260－264.FU Guo－min，ZHOU Li－mei，LIU Rui，et al.Fluvial Facies Reservoir Interbed Genesis Category and Distribution Characteristic in Low Oil Group Triassic Tahe Oilfield［J］.Journal of Earth Sciences and Environment，2009，31（3）：260－264.

［30］ 吳勝和，岳大力，劉建民，等.地下古河道儲層構(gòu)型的層次建模研究［J］.中國科學(xué)：D輯，2008，38（增1）：111－121.WU Sheng－h(huán)e，YUE Da－li，LIU Jian－min，et al.Study on Subsurface Ancient Channels Reservoir Architecture's Hierarchical Modeling［J］.Science in China：Series D，2008，38（S1）：111－121.

［31］ 周銀邦，吳勝和，岳大力，等.點壩內(nèi)部側(cè)積層傾角控制因素分析及識別方法［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2009，33（2）：7－11.ZHOU Yin－bang，WU Sheng－h(huán)e，YUE Da－li，et al.Controlling Factor Analysis and Identification Method of Lateral Accretion Shale Beddings Angle in Point Bar［J］.Journal of China University of Petroleum：Edition of Natural Science，2009，33（2）：7－11.

［32］ 李慶忠.走向精確勘探的道路［M］.北京：石油工業(yè)出版，1994.LI Qing－zhong.The Way to Obtain a Better Resolution in Seismic Prospecting［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，1994.

［33］ HOLDEN L，HAUGE R，SKAREΦ，et al.Modeling of Fluvial Reservoirs with Object Models［J］.Mathematical Geology，1998，30（5）：473－496.

［34］ STREBELLE S.Conditional Simulation of Complex Geological Structures Using Multiple－point Statistics［J］.Mathematical Geology，2002，34（1）：1－21.

［35］ 吳勝和，張一偉，李恕軍，等.提高儲層隨機(jī)建模精度的地質(zhì)約束原則［J］.石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2001，25（1）：55－58.WU Sheng－h(huán)e，ZHANG Yi－wei，LI Shu－jun，et al.Geological Constraint Principles in Reservoir Stochastic Modeling［J］.Journal of the University of Petroleum，China：Edition of Natural Science，2001，25（1）：55－58.

［36］ 劉大椿.科學(xué)技術(shù)哲學(xué)導(dǎo)論［M］.北京：中國人民大學(xué)出版社，2000.LIU Da－chun.Introduction to Philosophy of Science and Technology［M］.Beijing：China Renmin University Press，2000.

［37］ GAUCH H G.科學(xué)方法實踐［M］.王義豹，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2005.GAUCH H G.Scientific Method in Practice［M］.Translated by WANG Yi－bao.Beijing：Tsinghua University Press，2005.

［38］ 馬 佩.辯證邏輯［M］.開封：河南大學(xué)出版社，2006.MA Pei.Dialectical Logic［M］.Kaifeng：Henan University Press，2006.

［39］ 楊德才.自然辨證法［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2006.YANG De－cai.Dialectics of Nature［M］.Wuhan：Wuhan University Press，2006.

［40］ HALDORSEN H H，DAMSLETH E.Stochastic Modeling［J］.Journal of Petroleum Technology，1990，42（4）：404－412.

［41］ SRIVASTAVA R M.An Overview of Stochastic Methods for Reservoir Characterization［C］∥YARUS J M，CHAMBERS R L.Stochastic Modeling and Geostatistics：Principles，Methods，and Case Studies，Volume（Ⅰ）.Tulsa：American Association of Petroleum Geologists，1994：107－125.

［42］ 王家華，張團(tuán)峰.油氣儲層隨機(jī)建模［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2001.WANG Jia－h(huán)ua，ZHANG Tuan－feng.Stochastic Modeling of Reservoir［M］.Beijing：Petroleum Industry Press，2001.