基于偽速度模型的三維地質(zhì)模型快速構(gòu)建方法

肖大志　周展　曾曉華　董德喜

摘要：在儲(chǔ)量計(jì)算、油氣田開發(fā)方案研究、正演模擬、油氣藏滲流機(jī)理研究中，構(gòu)造不確定性是一個(gè)重要的影響因素。為評(píng)價(jià)構(gòu)造不確定性影響，常規(guī)方法需要分步建立不同構(gòu)造條件下的三維地質(zhì)模型，且難以保證不同模型間地質(zhì)參數(shù)分布一致性。采用新方法，只要先建立基礎(chǔ)模型，再通過基礎(chǔ)模型的構(gòu)造層面與相應(yīng)條件下構(gòu)造層面建立相應(yīng)虛擬速度模型，即可實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)模型在特定條件下地質(zhì)模型的快速轉(zhuǎn)換，同時(shí)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)模型和特定模型間地質(zhì)參數(shù)分布的一致性，并有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)模型;構(gòu)造不確定性;偽速度模型<！-- 不少于4個(gè)，英文一致-->;時(shí)深轉(zhuǎn)換;

Rapid Construction of Three-Dimensional Geological Models Based on Pseudo- Velocity Modeling

XIAO Dazhi ZHOU Zhan ZENG Xiaohua DONG Dexi

（Zhanjiang Branch of CNOOC， Zhanjiang， Guangdong Province， 524057 China<！-- 依次為單位，市，省，郵政編碼中國(guó)（ShangqiuPolytechnic， Shangqiu， He'nanProvince， 476000China） -->）

Abstract： Structural uncertainty is an important factor in reserve calculation， research on oil-gas field development plan， forward modeling and reservoir flow mechanism study. In order to estimate the influence of structural uncertainty， conventional methods need to establish three-dimensional geological models under different tectonic conditions step by step， and it is difficult to ensure the consistency of geological parameters distribution among different models. Using the new method， as long as the basic model is established first， and then the corresponding pseudo velocity model is established through the structural layer of the basic model and the corresponding structural layer under the corresponding conditions， the fast conversion from the basic model to the geological model under the specific conditions can be realized， and the consistency of the distribution of geological parameters between the basic model and the specific model can be realized， which has a good application value.

Key Words： 3D geological modeling; Structural uncertainty; Pseudo-velocity modeling<！-- 和中文一致-->; Time depth conversion

0引言

構(gòu)造因素是儲(chǔ)量計(jì)算、油氣藏前期方案研究、正演模擬、油氣藏滲流機(jī)理研究中需要考慮的一個(gè)重要因素。在儲(chǔ)量計(jì)算和開發(fā)方案研究方面，構(gòu)造因素不僅影響地質(zhì)儲(chǔ)量大小，同時(shí)影響開發(fā)方式和開發(fā)方案選擇^[1-2];在正演模擬研究方面，構(gòu)造傾角是影響地震響應(yīng)特征重要因素^[3-5];在滲流機(jī)理和開發(fā)效果評(píng)價(jià)研究方面，構(gòu)造對(duì)底水油氣藏底水推進(jìn)，水驅(qū)、注氣驅(qū)油藏開發(fā)效果有重要影響^[6-11];同時(shí)在CO₂地質(zhì)封存方面，對(duì)CO₂封存效率和安全性影響顯著^[12]。

常規(guī)的基于不同構(gòu)造特征建立地質(zhì)模型的方法，一般需要分不同構(gòu)造建立多套地質(zhì)模型進(jìn)行模擬對(duì)比或正演比較。對(duì)于簡(jiǎn)單地質(zhì)模型，參數(shù)分布較為簡(jiǎn)單，常規(guī)分布建立不同構(gòu)造條件下的地質(zhì)模型相對(duì)簡(jiǎn)單，僅是重復(fù)相同步驟即可，雖影響效率但實(shí)現(xiàn)難度不大。但對(duì)于參數(shù)分布較為復(fù)雜的地質(zhì)模型，其屬性參數(shù)模型的建立需要較復(fù)雜的過程控制和操作，并且對(duì)于某些需要采用隨機(jī)模擬方式建立三維屬性模型，難以做到不同構(gòu)造條件下的三維屬性模型分布的一致性，因而難以比較構(gòu)造單因素對(duì)結(jié)果的影響。為此，本文提出了基于偽速度模型的三維地質(zhì)模型快速建立方法，通過構(gòu)建基礎(chǔ)構(gòu)造模型和參數(shù)模型，再經(jīng)過偽速度模型轉(zhuǎn)換的方法，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)模型和變構(gòu)造模型間構(gòu)造框架和參數(shù)模型的快速轉(zhuǎn)化，并保證各模型間地質(zhì)參數(shù)分布的一致性。

1.基礎(chǔ)模型建模

1.1構(gòu)造模型

（1）簡(jiǎn)單構(gòu)造情形：對(duì)于簡(jiǎn)單油藏滲流機(jī)理模型和簡(jiǎn)單正演模型，一般要考慮若干特定傾角狀態(tài)進(jìn)行構(gòu)造模型建模，其基礎(chǔ)構(gòu)造模型建立方法較為簡(jiǎn)單：首先確定構(gòu)造模型平面范圍，圈定建模邊界;根據(jù)需要模擬的目標(biāo)體垂向深度和地質(zhì)體結(jié)構(gòu)創(chuàng)建地質(zhì)體頂?shù)讟?gòu)造面及內(nèi)部界面;選定其中一個(gè)地層傾角狀態(tài)下的構(gòu)造層面作為構(gòu)造建模輸入?yún)?shù)，建立簡(jiǎn)單傾角狀態(tài)模型。

（2）復(fù)雜巖性體：與上述簡(jiǎn)單構(gòu)造情形建模方法相似，將地球物理給定的巖性體構(gòu)造頂?shù)酌婧蛢?nèi)部界面數(shù)據(jù)作為構(gòu)造建模輸入?yún)?shù)，即可建立給定構(gòu)造數(shù)據(jù)的巖性體構(gòu)造模型。

（3）斷塊構(gòu)造：首先根據(jù)斷層解釋數(shù)據(jù)或斷層邊界數(shù)據(jù)，建立斷層模型，并設(shè)置好斷層接觸關(guān)系;根據(jù)基礎(chǔ)模型構(gòu)造面參數(shù)建立構(gòu)造模型。

1.2屬性模型

在構(gòu)造模型的限定下，根據(jù)研究的地質(zhì)體地質(zhì)參數(shù)分布特點(diǎn)，選定相應(yīng)的插值方法構(gòu)建參數(shù)屬性模型：對(duì)于屬性分布較為均質(zhì)的地質(zhì)體，可參與人工賦值的方法建立層狀均質(zhì)模型;對(duì)于地質(zhì)參數(shù)有規(guī)律變化的地質(zhì)體，要反映河道砂體物性參數(shù)的正韻律和河口壩砂體的反韻律等地質(zhì)特征，可根據(jù)特征較為明顯的典型井的井曲線進(jìn)行均勻插值。對(duì)于更為復(fù)雜的相控屬性插值，可先建立相應(yīng)沉積相或巖相模型，再進(jìn)行不同相區(qū)的分布插值。由此即完成基礎(chǔ)構(gòu)造模型的建立。

2.建立偽速度模型

根據(jù)基礎(chǔ)模型和相應(yīng)構(gòu)造變化狀態(tài)的構(gòu)造層面對(duì)應(yīng)關(guān)系，借鑒常規(guī)地球物理時(shí)-深轉(zhuǎn)換中速度建模思路，如圖2所示，先將基礎(chǔ)模型中的構(gòu)造層面數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型暫時(shí)改為時(shí)間域，然后將基礎(chǔ)構(gòu)造方案的構(gòu)造層面和構(gòu)造變化后的構(gòu)造層面一一對(duì)應(yīng)，建立起基礎(chǔ)方案和構(gòu)造變化后構(gòu)造方案之間偽速度模型。該速度模型不表示真實(shí)的時(shí)-深構(gòu)造面間的三維速度場(chǎng)，但可以表示基礎(chǔ)構(gòu)造方案和變化后構(gòu)造方案間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。

3.模型轉(zhuǎn)換

按前面的步驟，分別建立起各個(gè)構(gòu)造方案的偽速度模型之后，按圖3的模型轉(zhuǎn)換流程，完成基礎(chǔ)模型到相應(yīng)構(gòu)造方案模型的轉(zhuǎn)換。在將基礎(chǔ)模型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)構(gòu)造方案模型前，需將基礎(chǔ)模型由深度域暫時(shí)改為時(shí)間域，選擇相應(yīng)偽速度模型，執(zhí)行時(shí)深轉(zhuǎn)換步驟，就得到了相應(yīng)構(gòu)造狀態(tài)下的地質(zhì)模型。

5.結(jié)語

構(gòu)造變化對(duì)地質(zhì)模型結(jié)果較大，采用常規(guī)方法建立不同構(gòu)造狀態(tài)下的地質(zhì)模型需要重復(fù)多次構(gòu)造建模和屬性參數(shù)建模過程，在需要考慮到構(gòu)造變化狀態(tài)較多的情況下，常規(guī)方案效率較低，且難以保證模型內(nèi)部參數(shù)按相同規(guī)則分布。采用本文提出的基于偽速度模型轉(zhuǎn)換的方法，只需建立一套基礎(chǔ)地質(zhì)模型和相應(yīng)的偽速度模型。相較常規(guī)重復(fù)建立多套地質(zhì)模型方法，偽速度模型建立過程操作簡(jiǎn)單，參數(shù)設(shè)置較少，運(yùn)行效率高;同時(shí)基于基礎(chǔ)模型進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換，保證了各構(gòu)造狀態(tài)地質(zhì)模型內(nèi)部參數(shù)分布規(guī)律的一致性。在構(gòu)造因素影響分析方面有較好的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)<！-- 參考文獻(xiàn)需在文中按順序上標(biāo)參考文獻(xiàn)必須同時(shí)滿足以下條件：（1）參考文獻(xiàn)數(shù)量要求不低于6篇。（2）近5年（2017-2021年）文獻(xiàn)不少于6篇，其中近兩年的文獻(xiàn)（19-20年）不少于2篇，均為英文標(biāo)點(diǎn)符號(hào)（3）含以下目錄中的參考文獻(xiàn)不少于2篇（一共有2篇就成）（為便于核查符合下面條件的參考文獻(xiàn)的刊名或整條用紅字標(biāo)注）：不包含本刊①當(dāng)代體育科技②科技資訊③文化創(chuàng)新比較研究④南京體育學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）⑤碩士、博士學(xué)位論文⑥影響因子為0.5及以上的期刊。（核查辦法見各刊網(wǎng)站）⑦外文參考文獻(xiàn) -->

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