三維地質(zhì)建模技術(shù)的研究與應(yīng)用

摘要 針對薩北開發(fā)區(qū)井網(wǎng)密度不斷加大、剩余油分布高度零散的實際情況，二維的砂體沉積相帶圖和構(gòu)造圖已不能滿足特高含水后期工作的需要。充分利用三維可視化建模軟件的功能，描述密井網(wǎng)條件下的精細(xì)構(gòu)造特征和砂體發(fā)育特征，揭示儲層厚度、滲透率、孔隙度等屬性數(shù)據(jù)的分布狀況，為尋找剩余油富集區(qū)提供地質(zhì)依據(jù)，并為油藏數(shù)字化工作探索出一條切實可行的方法。

關(guān)鍵詞: 三維可視化 建模軟件 構(gòu)造

1、三維地質(zhì)建模技術(shù)的關(guān)鍵

1.1 建立三維構(gòu)造地質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵

構(gòu)造模型的建立主要由斷層模擬、三維網(wǎng)格化、建立地層格架三部分組成，它是三維地質(zhì)建模的基礎(chǔ)，其精度直接影響到最終的模擬結(jié)果。在建模流程中， Petrel軟件定義斷層的方法很多，根據(jù)斷層polygon、地層解釋層面、輸入的構(gòu)造圖、fault stick、斷點都能生成斷層。薩北開發(fā)區(qū)斷層主要由測井解釋對比得到的斷點信息確定的，因此采用斷點信息來構(gòu)建斷層。利用斷點信息，通過make surface形成斷層面，斷面轉(zhuǎn)換成模擬斷面形狀的線，線轉(zhuǎn)換成模型中定義斷層形狀的Key Pillar。

斷層模型建好后，利用已建立的斷層和設(shè)置的邊界經(jīng)過Pillar網(wǎng)格化、make horizon、make zone三個步驟建立骨架模型。垂向上則利用地層對比結(jié)果，建立地層格架。

1.1.1校正斜井軌跡與斜井?dāng)帱c數(shù)據(jù)

由于斜井只有地面坐標(biāo)和地下坐標(biāo)，斷點深度是測量深度，在二維上進(jìn)行斷點組合難度大且準(zhǔn)確率低，所以在建立構(gòu)造模型時，應(yīng)用petrel軟件內(nèi)置的斜井軌跡校正程序，輸入斜井的井斜角、方位角數(shù)據(jù)，建立斜井軌跡模型。對斜井的層面海拔深度進(jìn)行校正，將測井解釋層面深度回送到斜井井軌跡上，輸出斜井軌跡數(shù)據(jù)，將對應(yīng)層面點坐標(biāo)及垂深進(jìn)行校正。校正后使斷點與斜井軌跡吻合，能準(zhǔn)確反映出斷點空間的真實位置，降低組合難度。

圖1 斜井?dāng)帱c與軌跡

圖2 lock to well top 示意圖

1.1.2確保斷層面穿過油層部位斷點

結(jié)合斷點平面上分布形態(tài)、斷距變化的規(guī)律、斷層面傾向和性質(zhì)以及斷層面兩側(cè)地層層位落差等，從上到下逐層將油層部分?jǐn)帱c于相鄰的Key Pillar進(jìn)行鎖定，確保斷層平面在油層部位穿過斷點。

1.1.3截斷斷層處理

斷層空間組合一般包括相交與交叉斷層和截斷斷層，相互截斷的兩條斷層采取大斷層截斷小斷層方法，即在斷層的Key Pillars長短以及間距調(diào)整好的基礎(chǔ)上，以大斷層為主，運(yùn)用斷層截斷工具，上截斷、下截斷或者交叉截斷兩個斷層中對應(yīng)的Key Pillar，將小斷層附著到大斷層上。

1.1.4斷層附近構(gòu)造異常處理方法

利用斷層和層位產(chǎn)生HORIZON LINES，激活其控制點，調(diào)整層位在上下盤的位置直到合理，完成之后再做一次MAKE HORIZONS，使斷層和層位接觸關(guān)系按編輯結(jié)果重新計算，建立合理的斷層邊部構(gòu)造。

1.2 建立三維相控屬性地質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵

1.2.1井所在網(wǎng)格值與單井單層屬性曲線保持一致

利用scale up well log流程，對加載的單井孔隙度、滲透率、飽和度屬性曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化時采用最大值法，生成離散化屬性模型。這樣可保證井所在網(wǎng)格值與單井單層屬性曲線保持一致。

1.2.2確定變異函數(shù)主方向

選擇要模擬的沉積單元生成一張變差圖，反映該沉積單元在平面上的變異性，由此確定主變程方向

1.2.3確定不同沉積微相控制下儲層屬性參數(shù)變成范圍

受儲層砂體沉積特征控制，儲層屬性參數(shù)的分布存在非均質(zhì)性與各向異性，因此需要確定不同沉積環(huán)境下的不同沉積微相儲層屬性的主次方向以及垂向方向變程數(shù)據(jù)。

2 、三維地質(zhì)模型在油田開發(fā)中的應(yīng)用

2.1數(shù)字化油藏，展現(xiàn)三維形態(tài)

地質(zhì)模型建立后，把地下的油藏形態(tài)進(jìn)行了數(shù)字化，直觀地反映出地層的構(gòu)造形態(tài)，斷層的傾向、走向、斷層之間的相互關(guān)系，了解地層層位之間的接觸關(guān)系。

2.2斷點重組

斷點數(shù)據(jù)在Petrel軟件中的三維可視化，使過去抽象地按數(shù)據(jù)分析進(jìn)行的斷點組合直觀化，從而降低了斷點組合難度，并提高了準(zhǔn)確度。從理論上講，相同編號的斷點應(yīng)分布在同一平滑的曲面上，通過對14條斷層的244個斷點的反復(fù)分析判斷后，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)斷點都在主斷層面上，但有少數(shù)斷點偏離主斷層面分析其原因有以下幾種情況:

2.2.1去除組合不當(dāng)斷點。例如1#井深820m處斷點原來解釋為71號斷層的斷點，經(jīng)三維模型分析后，把這一個斷點確定為孤立斷點。

2.2.2修改斷點歸屬。例如2#井井深1107m處斷點，原歸屬724號斷層，但三維顯示該斷點落在725號斷層的斷面上。經(jīng)對比落實后，改為725號斷層。

2.3利用模型生成各種地質(zhì)圖幅

根據(jù)建立的三維地質(zhì)模型，生成了研究區(qū)的平面圖，在平面圖窗口(map windows)中，選中數(shù)據(jù)窗口中的井位(wells)、構(gòu)造模型horizon中的某一層面以及所有斷層模型(faults)和相應(yīng)的層位，完成井位圖、構(gòu)造平面圖等平面圖的繪制，并可以在右鍵的setting中對顯示效果進(jìn)行調(diào)整，任意選擇構(gòu)造線的間隔深度，能夠標(biāo)識每條構(gòu)造線的深度。

圖3構(gòu)造平面圖

圖4斷層二維剖面圖

3、結(jié)論

三維地質(zhì)建模技術(shù)主要包括2個方面:三維構(gòu)造地質(zhì)模型與三維相控屬性地質(zhì)模型

總結(jié)出提高模型精度的技術(shù)方法，規(guī)范了Petrel軟件建立三維地質(zhì)模型的建模流程。

結(jié)合Petrel軟件的三維顯示功能，降低了斷層斷點組合難度，提高了斷層模擬的精度。

(4) 通過Petrel軟件地質(zhì)圖幅批量成圖方法，解決手工繪制工作量大，成圖速度慢的問題，提高地質(zhì)圖幅繪制效率。

參考文獻(xiàn):

1 吳勝和，等.儲層建模.北京:石油工業(yè)出版社，1999

作者簡介:

荊艷飛，(19830803)，男，2006年畢業(yè)大慶石油學(xué)院石油工程專業(yè)，第三采油廠地質(zhì)大隊攻關(guān)隊三維地質(zhì)建模崗