地质建模

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇地质建模范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

地质建模范文第1篇

地质空间三维动态建模研究是近些年的研究热点，同时，也是难点之一。按照数据来源可以分为四类，即基于剖面、散点、钻孔和多源数据的建模方法。按照技术层次分为五个阶段，分别是可视化阶段、度量阶段、分析阶段、更新阶段和时态构模阶段，其中前三种为静态阶段，后两个阶段为动态阶段。以多源数据为基础的三维地质动态模型可以通过转化为前三种方法进行分析，所以本文主要讨论剖面、散点和钻孔三种动态建模方法。

1 基于钻孔的动态建模方法

钻孔数据是地质数据中最基本的数据，获取方法也较为简单，直接观察和地下取样即可；同事，钻孔数据也是构建几何模型中不可缺少的原始数据。由于钻孔数据的重要性，基于钻孔的地质三维动态建模也成为了众多动态建模方法中的基础。

1.1 研究进展

在三维地质建模方面的研究中，国内外已经研发了多种建模软件，如国外的地质建模软件GOCAD、多角度立体视觉三维技术MVS 、三维设计软件MicroStation 以及大型三维数据化矿山软件Geovia Surpac；国内的模型主要有三维地学可视化信息系统GeoView、真三维地质模型GeoMo 3D、三维地质建模软件Titan 3DM等等。此后，相继出现了构造-地层格架三维可视化数值模拟、三维岩土工程地基模型、三棱柱模型、Horizon建模方法等研究方法。但以上方法多为基于钻孔的静态交互模型，而本文将主要讨论基于钻孔的动态建模方法。

1.2 地质专控的可视化表达

不同的模型需要的钻孔数据不同，但是对于本文研究中的地质三维动态建模方法中，将钻孔数据分为孔段、钻孔以及钻孔群，加之两个辅助地层对象构成BoreModel钻孔模型。在建模过程中，所有钻孔都将先被归为BoreModel钻孔模型，这也是所有钻孔建模方法的基础。钻孔数据的存放形式是关系型数据库，通常采用Excel和Access、以及SQL Server和Oracle等软件进行存储与管理。钻孔一共有钻孔柱状图、三维的线划表示以及三维立体表示等三种图形表达方式。

1.3 基于钻孔的动态建模方法

利用GeoView 3D软件完成地质空间三维动态模型的构建。钻孔群为多种钻孔数据格式提供了读取的功能，生成的钻孔群里面包含多个钻孔，每个钻孔中又含有多个孔段，孔段的排列在前的为上层的地层，在后的为下层的地层。并根据全球范围的地层序列建立了一个标准的连续地层序列。在实际使用时，可以进行更加详细的划分。该序列为地层层面的构建提供了理论依据。结合地层序列的数据，通过插值法获取的钻孔集合构建地层层面模型。在建模时，要考虑研究区周边的钻孔，也需要将其作为建模的基础数据。约束条件为地质体表面，同时，在地质体内进行了限定网格剖分，然后调整网格的密度简化，从而形成三维地质体。

2 基于剖面的动态建模方法

2.1 研究进展

基于剖面的建模方法属于三维重建方法，应用最为广泛。20世纪70年代，基于剖面的技术被应用于地质方面。之后，Meyres将基于剖面的建模方法归纳为对应问题、构网问题、分支问题和光滑问题等四个子问题。此时的研究多为静态模型。随后，三维地质体动态建模方法从数据结构向地质知识的表述与应用。

2.2 非共面地质剖面数据结构

地质体建模的主要数据来源之一就是剖面，而且，都是一种非共面曲面，其拓扑关系主要通过结点、线、区以及面四个部分，而且设置SectSeries作为管理非共面地质剖面的序列。利用TopoModel实现剖面上的2.5维拓扑关系，随即可得到三维的空间曲面拓扑关系。

2.3 基于剖面的三维地质体动态重构算法

通过曲面2.5维拓扑关系构建，为下一步进行拓扑推理提供基础。然后通过把剖面对比问题转换成拓扑推理问题，将剖面中所有多边形按照推理计算，然后，完成无拓扑变化情况、地层尖灭情况、地层分叉情况以及含断层情况的拓扑推理与建模，进行有效的动态重构。

3 基于散点的动态建模方法

基于散点的动态建模方法的实质是网格剖分技术的问题。

3.1 研究进展

网格剖分始于20世纪50年代的有限元分析，研究技术也从人工剖分转换至网格自动剖分，此后，二维三角网和三维四面体网格剖分技术开始逐渐引起人们的重视。而国内从90年代才开始关于网格剖分方面的研究。

3.2 基于散点剖分的三维地质体动态重构算法

地质建模范文第2篇

国外三维地质建模和可视化研究发展较快。加拿大阿波罗科技集团公司推出的三维建模与分析软件MicroLYNX，通过对离散点采样、钻探采样和探槽采样等空间数据的处理，产生剖面、块和面等模型，确定矿藏分布和等级变化并计算矿藏储量。加拿大GemcomSoftwareInternationalInc.公司开发的Gemcom软件通过钻孔、点、多边形等数据，利用实用的图形编辑和生成工具，显示钻孔孔位分布，运用不规则三角网建立表面和实体模型，运用多义线圈闭岩层和矿体边界进行储量和品位分析，提供了交互操作功能并允许用户根据自己的经验和专家知识勾画地质模型，实现任意剖面切割任意角度观察和实体与实体或实体与表面的交切与布尔运算等。国外软件主要是瞄准采矿工程，能够较好地满足采矿工程活动中的矿产资源勘探和评价、地下矿井和露天矿坑设计和规划、矿产资源管理和采矿生产管理等需求。美国Kinetix公司开发的3DStudioMAX，Alias/Wavefront公司开发的Maya和微软公司开发的Softimage等大众化的三维建模软件，在构建工业和建筑模型与动画制作方面有其独到之处，但交互查询的功能较弱，与工程勘测数据库结合并应用于工程地质三维建模方面还有较大距离。

张菊明等对风化带分布、多层地层等地质信息的可视化和断层错断岩层的表达和显示的算法[1,2]进行了较为深入的研究，为工程地质三维可视化软件的开发准备了数学基础，并借助AutoCAD平台实现了复杂三维地质图形的显示。国内的灵图VRMap地理信息系统软件有较强的地形模拟和地表地物的查询功能，但不是真三维的地质建模工具。北京东方泰坦科技有限公司开发TITAN三维建模软件，基于框架建模的思想，利用平行或基本平行的剖面数据，建立起三维空间复杂形状物体的真三维实体模型，但目前只是初步的三维建模与图形处理的引擎，在面向具体专业时，需要添加或扩充专业模块，比如工程地质专业模块等。

纵观国内外几种软件的研究与开发现状，它们为工程地质三维建模与可视化打下了很好的技术基础，提供了很宝贵的开发经验。但是，对于工程地质专业的地质体建模与可视化分析的针对性不强，不能够很好地满足工程地质生产与研究的专业功能需要。因此本文将从分析工程地质的三维建模和可视化的关键技术问题入手，简单描述作者在工程地质三维建模和可视化方面的初步开发研究成果。

2关键技术问题分析2.1离散数据的插值与拟合

工程地质复杂地质体中的各种地质信息，包括地表地形、地下水位、地层界面、断层、节理、风化带分布、侵入体及各种地球物理、地球化学、岩土体的物理力学参数或数据的等值面(线)等，都可以看作是三维空间中的函数，它们的拟合函数要根据实际勘测数据建立，实测数据越丰富，越能够真实描绘出这些信息的空间分布规律。地表地形测量数据、地下水位埋深测量信息等的单值曲面图形生成可归结为双自变量离散数据的插值和拟合，多值曲面如倒转褶皱和空间等值面等，则应采用多参变量插值等其他一些较复杂的方法。空间曲面插值函数有以下构造方法，如与距离成反比的加权方法(Shepard方法)，径向基函数插值法(Multiquadric方法)[3]，平面弹性理论插值法[1,2]等，它们同样适用于单个连续地层界面、地球物理勘探数据、地球化学勘探数据以及岩土体物理力学参数在地质体空间的分布。

2.2三维数据结构

工程地质体一般是不规则形体，在计算机图形学中曲线和曲面总是分别通过很多微小直线段和微小三角面逼近来模拟地层岩性界线和岩层曲面，即岩层界面（和地表曲线、地下水位面等地质层面界线）和岩层曲面都分别是许多微小直线段和微小三角面的集合。地质体三维空间数据结构是工程地质三维建模和可视化的基础，这就要求必须具备有效的分层的三维数据结构，能够确保人机交互和查询的实现。

2.3曲面求交

地质体中存在大量各种层面，当出现地层不整合、断层错断岩层、地层尖灭和地下水出露于河谷地表等情形时，就自然会遇到曲面间求交的问题；地质体三维模型的上部边界是地表曲面，通过数学方法拟合出的岩层面或地下水位面不应超出地表曲面，即超出部分不应显示。同样的，当显示多层地层时，下面的每一岩层应以其上一岩层为边界。因此，为了可视化地层界面必须要解决地层面与地表、断层面和其他地层面的求交问题。另一方面，在剖面图成图时，地质界线的绘制是通过显示剖面(平面)与各种地质界面(曲面)求交所得出的交线。因此曲面求交包括地质界面（层面）之间的相交，和地质界面与剖面的相交两类问题。

2.4三维拓扑结构分析

从地质学角度看，拓扑是地质对象间关系的表格，拓扑表存储层位间上覆、下伏和交切(被断层切割后地层的拓扑表达)等的地层学关系及地质空间位置关系。拓扑也可视为允许这些地质关系合理储存的数据结构。例如，考虑多层地层，上一个岩层的底面和与其相邻的下一个岩层的顶面是上下岩层这两个实体的公共部分或共享边界，它们之间的拓扑关系就是相邻和同一的关系，在存储数据时只存储上一个岩层的底面或其相邻的下一个岩层的顶面，即相邻岩层的边界曲面可以存为一个地层曲面，大大减少数据存储量。评价地质模型系统的优缺点往往决定于描述地质对象所用的拓扑结构[4]。

2.5可视化技术

工程地质复杂地质体可视化，是利用计算机技术将工程勘测获得的数据，转换为形象直观的便于进行交互分析的地下地质结构空间形态的立体图和剖面图形，其基础是工程数据和测量数据的可视化〔5〕。利用可视化技术可以从庞大的地质勘测数据中构造出地质工程中对于边破稳定性和地下硐室变形破坏等起关键作用的岩层和结构面，并显示其范围、走向和相互交切关系，帮助工程地质人员对原始数据做出正确解释，继而为工程地质分析具体问题提供决策支持。

3工程地质三维可视化技术的初步开发与应用3.1研究框图

工程地质复杂地质体三维建模与可视化的研究框图如图1所示。

基于离散采样数据的插值与拟合的思想，即将离散数据转化为连续曲线曲面,工程地质复杂地质体三维建模与可视化的过程是，从勘探数据库中提取各种地质信息的坐标位置及岩土体的物理力学参数，通过不同的拟合与插值函数得到地质层面(曲面)和地质实体的三维计算机图形显示，表达地质信息在研究区域内的分布规律。生成地质岩层面和地质实体后，实现从任意角度观察建立的模型，实现根据指定的剖面走向、倾向和倾角生成垂直剖面。

3.2初步开发与应用3.2.1工程勘测空间数据库管理

在收集整理现场勘测数据后录入金沙江某水电工程勘测空间数据库各分项数据表，这些数据表不仅包括地质信息的位置数据，更重要的是提供属性数据。

以地层岩性数据表为例，要求录入钻孔编号、岩层起始深度、岩层终止深度、层厚、岩性（地层名称）、地层代码（地层年代）、岩层走向、岩层倾向、岩层倾角、接触关系、地质描述等数据。随着工程勘测的进展，能够方便地修改补充和管理勘测数据。图2是工程勘测数据库中钻孔地层系统数据表的管理界面。

3.2.2三维浏览

通过孔口坐标和测量数据等的离散数据的拟合和插值法绘制坝址区的右岸地表曲面网格（图3），进而可在三维图形环境中进行虚拟现实浏览观察（图4）。

3.2.3三维地质立体图

利用工程勘测数据，建立了坝址区右岸三维立体地质图。该坝址区自上而下地层岩性组合为：第四系崩坡堆积物，侏罗系泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，三叠系上统厚至巨厚层状细至中粒砂岩，三叠系上统薄至中厚层状粉细纱岩、粉砂岩，三叠系上统中厚至厚层状中粗砂岩。通过有限的工程勘测数据得出的立体图，能够较好地满足工程地质的精度。图5表达了该坝址区右岸三维地质图。

3.2.4三维可视化查询

通过图形与工程勘测数据库中的属性数据的链接，实现可视化查询地层岩性和其他工程地质信息，最终完成向三维地质信息系统的转变。图6是一简单的被断层错断的水平多层地层模型，通过模型的每个地层实体名称与数据表中的岩石名称字段对应链接，能够查询地层的岩性，地质年代，起止深度和地质描述等工程地质人员关心的地质信息。

4结论

(1)运用先进的可视化技术与交互图形技术建立数据库，存储和管理现场勘探实测和试验数据，建立工程地质体的三维模型，工程地质工作者可随着勘察或研究工作的不断深入细致，对研究(工作)区域随时补充信息来自动显示地质信息在研究(工作)区域内的分布，从而不断提高模型精度，并且利用模型反馈回来的信息及时发现已有勘察工作中的不足，从而及时修改勘察或研究工作方案，指导下一步勘探或研究工作的实施。

(2)工程地质三维建模与可视化的深入研究，可以充分利用已有现场勘探实测或试验数据，达到节约投资减少勘察或研究成本的目的。当现场勘探和试验数据资料不足情况下，通过对已有数据的插值与拟合到建立三维模型，可以推断和预测未知区域或研究较少区域的地质信息或岩土体物理力学参数的分布趋势，从而为减少勘探工作量提供科学的可靠的依据，达到节约花费，为生产或研究部门产生直接经济效益的目的。

(3)工程地质岩土体是复杂的不规则形体，存在各种地质岩性层面、结构面以及各种空间分布的地质与力学信息，完全表达地质信息的空间分布及岩层和结构面间的位置关系，工程地质三维建模与可视化研究是大有作为的。

参考文献：

[1]张菊明.三维地质模型的设计和显示,中国数学地质进展.北京:地质出版社,1995,158-167

ZhangJuming.DesignandDisplayofthree-dimensionalgeologicalmodel,AdvancementofChinesemathematicalgeology.Beijing:PressofGeology,1995,158-167

[2]张菊明孙惠文刘承祚.局部间断拟合函数在地质曲面分析和显示中的应用,中国数学地质进展.北京:地质出版社，1995,14-23

ZhangJuming,SunHuiwen,LiuChengzuo.Applicationofpartiallydiscontinuousfittingfunctioninanalysisanddisplayofgeologicalcurvesurface,AdvancementofChinesemathematicalgeology.Beijing:PressofGeology,1995,14-23

[3]唐泽圣等.三维数据场的可视化.北京:清华大学出版社,1999,130-135

TangZesheng,etc.Visualizationofthree-dimensionaldatasets.Beijing:PressofTsinghuaUniversity,1999.130-135

[4]孟小红王卫民姚长利等.地质模型计算机辅助设计原理与应用.北京:地质出版社，2001,4-8.

MengXiaohong,WangWeimin,YaoChangli,etc.PrincipleofComputer-aideddesignofgeologicalmodelanditsApplication.Beijing:PressofGeology,2001,4-8

地质建模范文第3篇

关键词：单砂体；非均质；地质建模；薄夹层控制

中图分类号：P618　文献标识码：A　文章编号：1009－2374(2011)25－0119－04

目前中石油正在如火如荼地开展老油田二次开发工作，对于占我国油田类型绝大多数的陆相砂岩油藏，二次开发的研究对象将是单砂体内的剩余储量，研究工作的重点将是单砂体空间展布及非均质描述，日益丰富的动静态资料也将使单砂体建模变为可能。

一、多资料约束单砂体3D非均质地质建模

多资料约束建模，是指高含水期油田由于井网密，各类动静态资料丰富，均从不同角度不同侧面反映了储集层非均质。但是这些资料存在着可信度高低的问题。主要表现在4个方面：(1)不同类间资料同时使用时，资料间可信度的问题。例如测井资料预测的孔隙度要高于通过地震波阻抗反演得到的孔隙度；(2)一般实际的油田资料，由于开发历史较长，同类资料的分辨率和可信度存在着较大的差异，例如早期的测井资料质量远不如现在测井资料；(3)即使同一类资料，不同开发历史阶段或使用不同测量采集仪器或处理软件等也存在着较大的差异；(4)同类资料间存在着相互影响和相关性问题。因此需要解决不同类资料间和同类不同时期资料问的可信度和相关性问题。解决这一问题主要采取办法是，同类资料间差异的数据标准化和不同类资料间的赋予不同大小权值进行约束建模。

单砂体建模，是指充分利用井点处单砂体建筑结构认识成果(主要指4级夹层界面)或高分辨率地震夹层反演数据对单砂体约束建模。

地震约束地质建模技术，就是充分利用地震资料的横向连续性和测井资料的纵向高分辨率的各自优势来增加模型的精度，尤其是井间的不确定性。使得储层地质模型在地震资料的约束作用下，不仅具有在井周围纵向上保持测井高分辨率特征，而且井和平面上也具有了受井约束的地震资料的大尺度反射结构特征及连续性，实现了高精度储层地质建模。下面以温米油田温西一区块J2s油藏砂体骨架模型为例进行说明。

温米油田温西一区块J2s油藏为多层断块边水砂岩油藏。储集层为一套辨状河三角洲前缘的砂泥岩薄互层沉积体，纵向上共发育26个单砂体，平均砂岩厚度8.1米。表现为纵向砂层数量多厚度薄，井间砂体相变快，预测难度很大。为了能建立精度较高井问砂体骨架模型，利用序贯指示模拟方法，采用高分辨率三维地震反演资料进行约束，建立砂体骨架模型。

由于该区目的层段上覆的七克台组大套湖相泥岩呈明显的低速特征，对其下伏目标地层屏蔽影响较大，加之温西一区块J2s油藏砂泥岩速度差异较小，三孔隙度曲线难以区分砂泥岩，砂泥岩波阻抗分布混杂，纵向上分辨特征不明显，难以用其准确区分岩性。因此常规阻抗反演不适应于本区砂体预测。考虑到sP曲线在三间房油藏反映砂泥岩特征明显，利用Emerge软件对该区进行了sP属性体的预测。以井上的岩相解释数据为硬数据，以Emerge反演得到的砂体分布图为横向趋势，在对井上进行变差函数分析统计参数的控制下，用带趋势的序贯指示方法，建立既符合井点取值，又遵循井约束地震反演得到的砂体总体分布趋势的砂体骨架模型(图1)。

多资料约束地质建模技术主要是指在3D空间建立地质模型时，不能仅仅考虑单一某种资料数据的对地质模型属性(或骨架)的影响，还要考虑其他资料数据的影响，尤其是对复杂油气藏，更为适用。复杂油气藏往往其属性与不同类资料数据间相关性较差，所含的属性有用信息散布于多种资料中。如果把隐含地质属性有用信息的多种资料看作是多个集合，则多资料约束建模技术就是对多个集合求取交集过程，即多资料包含的公共空间。实际上是去伪存真，增加所建模型可靠性的过程。主要对不同类资料赋予不同大小权值进行约束建模。

一般单砂体由多个4级结构体通过加积方式叠置而成。每一个4级结构体，实际上均为一次级河流沉积体。由于两期次级河流在气候、物源、流速、流量等方面的差异，造成河道砂体粒径、分选性、储集层物性等的差别，如果两期次级河流间发育有泥质夹层，则代表了上期河道沉积结束到下期河道沉积开始之间短暂的细粒物质沉积；如果是钙质层则代表了上期河道发育后，原河床水体不流畅，长期处于浅水蒸发环境，形成钙质层；如果没有夹层发育，两期河流沉积体问直接以冲涮面或岩性突变面方式接触，则代表了其被后期强水动力冲刷掉或因本期水动力持续较强而未能沉积。因此，如果仅仅认为单砂体内部的薄夹层界面对渗流场起不渗透或低渗透屏障作用则是很片面的。因为薄夹层不仅代表着不同沉积事件和古水文环境，而且不同级次规模大小、不同类型和不同产状组合构造形式，构成了单砂体内部薄夹层建筑结构空间网络格架体系。这一薄夹层的复杂建筑结构空间网络格架系统以及其中的具有不同渗流能力大小、不同规模形态和不同开放连同程度(被薄夹层网络格架分割的封闭程度)的不同级次结构实体，对渗流场和剩余油的形成起到重要的影响和控制作用。

因此，基于单砂体非均质的3D地质模型的建立，即如何用单砂体内建筑结构分析成果来约束单砂体非均质3D地质模型。建立既符合岩相和属性模型非均质空间分布规律，又能体现单砂体内部薄夹层建筑结构规律的单砂体非均质3D地质模型，即单砂体非均质3D地质模型。本文以连木沁油田为例，对单砂体非均质3D地质模型建立的关键环节技术进行论述。

连木沁油田白垩系油藏为一块状厚层砂岩底水油藏。共有油水井20口，其中油井18口，开井15口，注水井2口，年产油6.3816×10t，可采储量采油速度3.76％，可采储量采出程度55.42％，截止2009年10月，综合含水为64.2％。生产特征表现是，油藏天然能量充足，地层压力基本保持稳定。从油藏开发动态反映来看，油藏压力下降幅度小，压降速度缓慢， 2004年油藏地层压力为9.43MPa，2005年为9.37Mpa，压力基本保持稳定。油田目前表现出的问题是含水井不断增多，含水普遍升高，成为影响产量的主要因素，油田含水由2004年底的25％上升为目前的38.7％，对应日产油量由638t／d降为591t／d。油层内部发育多个稳定或不稳定低渗泥质或钙质夹层，厚度在，O～4.5m问，同时在油层顶部位置，部分井发育了较厚钙质夹层，厚度在4米左右(图2)，油层内部这些夹层对油井含水上升率影响极大。夹层发育及存在与否决定着油井含水上升率大小，夹层的厚达大小及空问延伸分布范围的预测，成为油田调控主要依据。

由于油层内夹层类型、厚度大小和分布范围在井间难以预测，致使油田开采呈现出一“点强面弱”的格局，生产压差等开采技术政策与油藏内夹层空间分布的规律难以匹配协调；如果能找到一种对油层内夹层空间分布预测的较准确的方法，实现油层内夹层较准确预测，则可以依据夹层在油层内分布规律，进行调控实现均衡开采，极大提高开发效果。即夹层厚度较大分布延伸有一定范围的井区则可适当放大压差，提高采油量，而在夹层厚度很小，分布延伸有限的井区，则可适当降低压差，小产量生产。

如何用单砂体内建筑结构分析成果来约束单砂体非均质3D地质模型，建立既符合岩相和属性模型空问非均质分布规律，又能体现单砂体内部薄夹层建筑结构规律的3D非均质地质模型。要实现这一目标，具有一定的难度，主要体现在三个方面：

1.井点处可以通过取心资料的夹层界面研究结果与对应测井资料进行对比，建立单砂体内夹层及界面测井响应关系图板，就可以利用图板实现对未取心井层的夹层及界面进行识别，但是井问夹层的分布规律却难以确定。

2.由于夹层厚度一般较薄，井间分布具有一定的随机性，利用纵向分辨率远大于夹层厚度地震资料进行井间夹层的预测，是否可行有待实践经验。

3.此方面的研究成果少有公开报道，具有一定的前沿性和探索性。

在进行多种方案的实验后，最终选用“三步法”建模思路，取得了较好的效果“三步法”建模主要步骤如下：

(1)按常规从构造模型一岩相模型一属性模型的地质建模方法建立单砂体级非均质3D地质模型；

(2)利用单砂体4级夹层界面识别成果，建立单砂体内部夹层建筑结构3D地质模型；

(3)利用夹层建筑结构3D地质模型，对单砂体非均质3D地质模型进行效正，最终得到既符合常规岩相和属性模型空问非均质分布规律，又能体现单砂体内部薄夹层建筑结构的三维非均质地质模型。

对于薄夹层建筑结构，是单砂体内部不同类型、不同延伸大小规模、不同产状组合的薄夹层空间结构网络格架系统。它对单砂体内部渗流场产生着重要的影响。薄夹层建筑结构3D地质模型，就是要建立单砂体内部薄夹层网络这一复杂空问建筑结构的定量数字3D地质模型。在实际的薄夹层建筑结构3D地质模型建立中，可以对基于测井识别的夹层，将其看成一类特殊的岩相对待，按岩相类离散数据处理。

为了精细刻画薄夹层纵向变化，和受地震资料约束，模型横向步长定义三维地震道间距为25×2 5m，纵向步长定为0.5m，这样网格的精度为25m×25m×0.5m，模型规模为1 59×1 28×80共1628160个节点。

分别对井模型的泥质和钙质夹层进行横向及纵向变差函数分析，通过分析发现，平面上泥质夹层或钙质夹层的主变程方向基本上都为西北45度左右，主变程长度为700～600m，次变程长度为600～450m，纵向变程为2～5m左右(图3)。

同时考虑到井数据较少，井间距离较大350～700米之间。为了提高井间夹层预测的精度，进行了常规波阻抗地震夹层反演预测。从地震资料频谱分析的结果看，其主频在32～35hz，频宽为3～70hz，难以有效预测0.5～3.5米厚的夹层。因此，地震波阻抗预测夹层结果，仅供参考，不宜直接使用。将地震波阻抗反演的夹层数据作为夹层序贯指示模拟约束的趋势变量进行模拟预测。序贯指示模拟方法是随机算法，可以生成多个等概率地质模型实现，夹层地质模型既符合井数据的统计学特征，又能反映出隐含在地震数据中的井间大尺度夹层反射信息特征。图4为采用地震波阻抗约束序贯指示模拟的钙质夹层分布模型。

单砂体内部夹层建筑结构对渗流场屏障影响作用，必须体现在单砂体的孔渗属性值大小数量上。连木沁油田泥质夹层的岩性，通过取心资料证实为泥质粉砂岩，平均孔隙度10.2％，渗透率4.7×10-3μm2，钙质夹层为钙质粉砂岩，平均孔隙度8％，渗透率2.2×10-3μ m2。通过3D夹层建筑结构模型，对常规方法建立的单砂体的孔渗属性3D模型进行校正，即可得到单砂体薄夹层控制的孔渗3D地质属性模型。图5为夹层模型效正后3D孔隙度属性模型的过井剖面图。

这样，通过多资料约束(地震反演波阻抗体)，建立既符合井上储层属性的地质统计学规律，在井间与地震大尺度属性反射背景保持一致，又能体现单砂体内部薄夹层建筑结构规律的3D非均质地质模型，即多资料约束(地震反演波阻抗体)的单砂体非均质3D地质模型。

地质建模范文第4篇

[关键词]埕海二区 薄互层 储层建模

中图分类号：TE324 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0049-01

大港埕海油田二区构造位于埕宁隆起向歧口凹陷过渡的斜坡部位埕北断阶区，北邻歧口凹陷，南边为羊二庄油田和赵东开发区，西侧以张北断层为界，东侧以一浅鞍与张东东开发区相连，构造面积为75km2。主力油层为古近系沙二段，沉积环境为三角洲前缘亚相。岩性为深灰、灰色泥岩与浅灰色含砾不等粒砂岩、细砂岩组成互层层序，单砂体厚度较薄，为中孔、低渗储层。研究区井资料少、以地震资料为主，且薄互层较发育，对于薄互层的储层预测存在困难。针对其特点，利用三维储层建模技术，进行建模方法适应性分析，在平面上融合地震数据的空间结构和钻井描述的地质特征，在垂向上则在反演数据的基础上，进一步刻画储层垂向的特征，使其趋于测井的尺度，从而对薄互层建模效果进行评价，最终筛选出适合于研究区的随机模拟方法、地质建模流程，为滩海油田地质建模提供参考。

1 储层建模思路分析

首先进行建模方法适应性分析，对随机模拟算法进行优选，然后应用多种模拟算法井―震结合建立岩相模型，重点反映砂体的空间分布；对地质模型识别砂体情况进行分析，主要包括砂体的垂向分辨率、砂体的平面分布范围；应用新钻井资料，特别是水平井资料分析地质模型的精度，从而对薄互层建模效果进行评价，最终筛选出适合于研究区的随机模拟方法、地质建模流程。

（1）建模方法适用性分析。地质建模中的模拟方法有其地质适应性，方法的合理与否将直接影响到地质模型的预测结果。因此，通过开展地质建模方法研究探索针对不同类型储层的模拟方法，对指导今后滩海地区地质建模有着重要的意义。一方面从不同模拟方法的原理入手，对不同方法的地质适应性进行分析；另一方面对典型区块进行不同方法的模拟试验，根据各种模拟结果与实际地质条件的吻合情况对地质建模的效果进行评价。

（2）砂体厚度识别精度分析。在地质模型中对测井、地震反演和地质模型刻画的砂体进行砂体厚度统计与比较，从而对地质模型中砂体的纵向识别能力和有效识别率进行分析。

（3）砂体分布范围识别精度分析。在地质模型中对测井、地震反演和地质模型刻画的各小层砂体的平面展布范围进行统计与分析，从而检验地质模型对砂体的平面分布预测精度。

（4）地质模型精度评价。通过实际钻井资料特别是水平井段资料的检验，对已建立地质模型的精度进行验证和评价。

（5）基于地震资料的薄互层地质建模效果评价。通过研究建立起一套符合滩海地区地质情况和资料特点的地质建模效果评价方法和流程，对整个大港滩海地区以及其他类似地区的地质建模效果评价研究起到参考和指导作用。

2 建模流程

2.1 技术原理

地质建模方法适用性分析及方法优选依据随机建模的基本思想，采用不同的算法，实

现各种类型变量的随机模拟。目前国内外常用的相建模方法主要有：标点过程法、序贯指示模拟、截断高斯模拟等。但考虑到研究区井资料较少、地震资料覆盖面广，储层非均质较强且属于低渗，选用3种方法建立岩相模型：①采用地震约束的序贯指示模拟方法模拟岩相；②使用序贯高斯同位协同模拟泥质含量，然后采用泥质含量门限值的方法得到岩相模型；③ 使用序贯高斯同位协同模拟孔隙度，然后采用孔隙度门限值的方法得到岩相模型。

2.2 薄互层模型的建立

由于测井解释工作提供了岩相、泥质含量、孔隙度和渗透率等曲线，同时地震反演工作也提供了泥质含量反演体、岩相反演体和砂体边界，这为建立合理的岩相模型提供了基础。岩相模型是反映砂体分布，影响储层物性变化的一个重要因素，因此，需要首先建立岩相模型。在建立岩相模型时，如何合理地、高效地利用丰富的地震资料进行准确刻画薄互层是目前面临的主要问题，下面是采用不同模拟方法得到的岩相模型，通过岩相模型可以反映研究区的薄互层发育情况。

（1）采用序贯指示模拟岩相模型识别薄互层利用测井解释岩相数据，在地震反演岩相数据体的约束下，进行序贯指示模拟，建立岩相模型。

（2）采用泥质含量模型识别薄互层利用测井解释泥质含量数据和地震反演泥质含量数据体，进行序贯同位协同模拟，得到泥质含量模型。在泥质含量模型的基础上采用门限值的方法，选取泥质含量的60%为界，泥质含量大于60%定为泥，反之则为砂，建立了三维岩相模型。

（3）采用储层参数模型识别薄互层以测井解释孔隙度、渗透率为硬数据，相应的地震反演数据为软数据，采用序贯高斯同位协同模拟方法模拟出孔隙度、渗透率等物性模型，然后再根据孔隙度、渗透率截止值判断砂泥岩，从而建立岩相模型。此项截至值的选取以测井解释中的物性标准为准，得到三维岩相模型。

3 地质建模精度分析

砂体分布范围识别精度砂体分布范围识别精度主要是考虑识别砂体的范围，根据地质建模岩相模型制作砂体厚度图，查看和统计主要砂体的分布面积，从而对建模方法识别砂体分布范围的精度进行评价。应用研究区序贯指示模型中砂体厚度分布图、泥质含量模型中砂体厚度图和储层参数模型中砂体厚度图为不同地质建模方法的识别砂体厚度图，通过对比可以发现，各种方法识别砂体的趋势大体一致，但是砂体分布范围明显存在差异。

本文研究选取zh5井区，对沙二段各小层砂体平面分布范围进行统计与对比可以看出。泥质含量门限值法、储层参数截止值法及序贯指示法等3种模拟方法所预测的砂体分布范围误差率，可以直观地看出序贯指示模拟方法要优于后2种方法，且在这种方法建立的模型中对砂体的预测与地质认识砂体分布范围吻合较好。说明该方法比较适合于研究区的薄互层预测，从而较为准确地得到砂体的空间展布，为生产开发提供依据。

4 结论

通过对埕海油田二区所建地质模型的效果评价研究，总结出如下薄互层地质建模效果评价方法和流程：

（1）充分利用井资料垂向精度高、地震资料横向展布广的特点，以井资料为硬数据，地震资料为软数据，采用多种方法得到岩相模型。同时，从建模原理及实际效果2方面对各种方法的适用性进行评价，从而优选出适合研究区的建模方法。研究区采用序贯指示模拟法能较好地描述薄互层的空间展布，并与实际地质条件的吻合较好

（2）对所建薄互层模型的砂体识别精度进行分析。主要从2方面进行分析：一方面，对模型中砂体的纵向识别能力和有效识别率进行分析；另一方面，从地质模型中的各小层砂体的平面展布上查看和统计主要砂体的分布面积，与地质认识得到的砂体分布面积进行对比，从而检验地质模型对砂体的平面分布预测精度。检验发现，抽稀井处砂体发育概率在抽稀前后相当，模拟井点单砂体发育位置及厚度与实际测井解释结果吻合。

（3）综合各方面的评价结果，对所建地质模型精度进行综合评价。依据本文对三维地质建模方法适用性研究及对应用各种方法所建模型的效果评价研究的结果，建议采用能有效协同地震资料的序贯指示模拟方法来建立岩相模型，满足了研究区现阶段的开发需要。

参考文献

地质建模范文第5篇

关键词：王徐庄油田，蚂蚁追踪，DFN裂缝建模，双重介质油藏

1 概况

王徐庄油田位于南大港断层上升盘，其沙一下储层为生物灰岩，厚度约50m，是王徐庄油田的主力开发层系，裂缝发育，经过长期开发，目前采收率已高达33.5%，难以进一步提高。自2000年以来，该区已经历经三次精细油藏描述工作，对于裂缝性生物灰岩的研究也取得了一定的进展，但均不能定量识别和描述。因此，如何定量识别单井裂缝以及井间裂缝预测，建立起符合其双重介质油藏的特征的地质模型就成为该区能否进一步提高开发水平的关键因素。

2 常规裂缝研究的方法

裂缝系统虽然对油井高产起到了重要作用，但对于油田的注水见效分析和后期综合治理带来了较大的难度。而目前碳酸盐岩储层裂缝系统的研究尚属于世界性难题，要达到半定量化的、准确的描述程度，难度很大。王徐庄油田在以往研究裂缝的过程中，根据油田实际情况，主要采用以下几种方法：

（1）利用测井资料描述储层裂缝

利用测井资料描述储层裂缝通常有两种方法。一是常规曲线裂缝解释，将常规测井曲线响应与已知裂缝对比进行裂缝描述，通过对多种常规测井进行综合解释可以评价裂缝的发育段、张开度、孔隙度及渗透率等；二是成像测井资料描述储层裂缝，利用成像资料达到识别裂缝的目的，成像测井能够对复杂的孔隙结构进行描述，特别是能表征裂缝的实际特征，与常规测井资料结合，可用于分析裂缝有效性以及裂缝在区域上的分布情况。

（2）地应力描述技术

利用地应力分布状态、构造形迹特征进行地应力分析，通过描述最大主应力和最小主应力方向，来认识裂缝发育。

（3）油藏动态分析法

充分利用试井动态分析、示踪剂监测、电位法井间监测和油水井注采动态关系等资料，分析预测井间裂缝的连通性及展布方向。

尽管近几年对部分井区的裂缝发育状况有了初步的认识，但仍有大部分井组认识不清，总体认识程度较低。

3 生物灰岩裂缝研究的新方法

针对以上方法难以对裂缝进行定量描述的状况，应用Petrel 2009地质建模系统软件，引用先进的蚂蚁追踪技术以及DFN裂缝建模技术，实现了对双重介质油藏的地质建模工作。

3.1 基本概念、原理

蚂蚁追踪技术是斯伦贝谢推出的断裂系统自动分析、识别系统。该系统的原理是：在地震数据体中播撒大量的蚂蚁，在地震属性体中发现满足预设断裂条件的断裂痕迹的蚂蚁将“释放”某种信号，召集其他区域的蚂蚁集中在该断裂处对其进行追踪，直到完成该断裂的追踪和识别。而其他不满足断裂条件的断裂痕迹将不进行标注。最后，通过该技术，我们将获得一个低噪音、具有清晰断裂痕迹的数据体。然后，以获得的断裂数据体为基础，Petrel将提取数据体中的所有断裂痕迹，并且去除大的断层，只考虑裂缝系统，完成工区内大的裂缝描述及建模工作。

DFN（离散裂缝网络）模型出现于19世纪80年代，是目前世界上描述裂缝的一项最先进的技术，它通过展布于三维空间中的各类裂缝网络集团错综复杂的交互作用来构建整体的裂缝模型，每类裂缝网络集团又由大量具有不同形状、坐标、尺寸、方位、开度及所附带的基质块等属性的裂缝片所组成，由此实现了对裂缝系统从几何形态直到其渗流行为的逼真细致的有效描述。因此，DFN 给出了更加接近于实际地层裂缝描述体系。至于基质，则可以用与裂缝片由连通关系的孔隙空间来描述。

3.2 新技术的具体应用

3.2.1 断层的自动追踪和识别

通过对原始地震属性体进行构造平滑处理、混沌处理、作方差体等来增强地震数据在空间上的不连续性。

根据研究区裂缝特征，通过设置蚂蚁追踪的各项参数来对属性体进行追踪，进而产生蚂蚁属性体。

3.2.2 DFN模型的建立

裂缝建模的目的是创建能够预测油藏裂缝属性的裂缝模型，通过确切的裂缝模型可以详尽描述裂缝的空间发育特征与分布规律。DFN裂缝建模是基于地质概念、充分利用基底解释、断层和成像测井的裂缝知识、通过类比野外露头建立的裂缝概念模型、可预测裂缝成因的地震属性等各种资料，并将这些资料转换成裂缝强度等参数，建立三维的裂缝模型。该方法采用离散性的数据形式来描述裂缝，每一条裂缝都可以用一个面表示，用Poisson法则描述裂缝体积，裂缝长度和裂缝形状可以由用户自定义或通过算法进行描述，裂缝倾角用Fisher分布定义，进而建立离散裂缝模型。通过裂缝密度、位置、开度来确定裂缝的孔隙度渗透率，并生成地质模型网格单元值。具体实现步骤是：

（1）建立离散裂缝网络进程

以一系列输入参数为基准，该进程在三维网格中的特定区域建立裂缝。这些参数可以是数值或属性，用户可以为这些参数选取最合适的定义。按数值定义裂缝模型很直接，并且会很快给出结果，但是，模型内的复杂参数变化会被忽略。Petrel拥有强大属性建模算法，该算法使用户能够把裂缝参数离散化到三维网格里，就跟离散其它属性一样。即生成的蚂蚁体进行重采样，加载到模型中。

（2）离散网络模型的建立

通过调节裂缝的长度、方位、倾角、长度等参数来进行模拟，建立裂缝的离散网络模型。统计表明生成裂缝片方位角主要位于北东和北西向，与地质认识相符。

将本次所建的裂缝模型与前人研究成果及生产上证实的裂缝进行比较，结果一致。说明本次所建裂缝模型可靠。

（3）DFN模型粗化

为了满足数模软件对裂缝油藏的需要，裂缝网络模型需要转换成裂缝孔隙度和渗透率。Petrel软件在建模流程中有两种渗透率粗化方法，两种方法在运算过程中都要直接使用Golder技术。Oda是数据统计计算方式，它以单个网格内裂缝的总面积及裂缝的不同参数为基准，进行渗透率估算。 另一种方法是基于流体的粗化技术，它为每个网格都进行特别的限定，并在压力梯度下进行流动模拟，以计算每个方向的渗透率。该计算过程考虑到了流动系统的全部可能几何态。按照王徐庄油田实际资料，本次采用第二种方法粗化裂缝参数。

4 结论与认识

（1）通过应用新技术、新方法，首次建立了王徐庄油田裂缝油藏的地质模型，且与岩心分析以及生产动态分析结果吻合较好，实现了裂缝研究的定量化描述，为下步数值模拟奠定了基础。

（2）将地震、测井、地质、钻井、生产资料等充分结合起来，从多个角度认识裂缝，形成了针对该类型油藏的研究思路。

（3）通过petrel软件，实现了裂缝建模与常规三维地质建模的无缝连接，建立双重介质油藏模型，对同类型油藏的地下模型构建具有指导意义。

（4）蚂蚁追踪技术、DFN裂缝建模技术的应用，极大地提高了建模的效率和质量。

参考文献

[1]刘建中. 油气田储层裂缝研究. 北京：石油工业出版社，2008

[2]王建华. DFN模型裂缝建模新技术. 断块油气田，2008

[3]王志章. 裂缝性油藏描述及预测. 北京：石油工业出版社，1999