大庆北部地区热储三维地质结构建模
什么是储层地质模型
1、什么是储层地质模型？为什么要建立三维储层地质模型？答：储层地质模型是指能定量表示地下地质特征和各种储层（油藏）三维空间分布的数据体，一个完整的储层地质模型应包括构造模型、沉积模型、储层模型和流体模型等。
三维储层地质建模是从三维的角度对储层的各种属性进行定量的研究并建立相应的三维地质模型，其核心是对井间储层进行三维定量化及可视化的预测，与传统的二维储层研究相比具有以下的优势：1）更客观地描述并展现储层各种属性的空间分布，克服了用二维图件描述三维储层的局限性。
三维储层建模可以从三维空间上定量的表征储层的非均质性，从而有利于油藏工程师进行合理的油藏评价及开发管理。
2）更精确地计算油气储量。
在常规的储量计算时，储层参数（含油面积、有层厚度、孔隙度、含有饱和度等）均用平均值表示，这显然忽视了储层非均质性的影响。
应用三维储层模型计算储量时，储量的基本计算单元是三维空间上的网格（分辨率比二维高得多），因为每一个网格均附有储集体（相）类型的孔、渗、饱等参数。
因此，通过三维空间运算，可计算出实际的含油储集体（砂体）体积、孔隙体积及油气体积，其计算精度比二维储量计算高得多。
3）有利于三维油藏数值模拟。
三维油藏数值模拟要求有一个把油藏各项特征参数在三维空间上定量表征出来的地质模型。
粗化的三维储层地质模型可以直接作为油藏数值模拟的输入器，而油藏数值模拟成败的关键在很大程度上取决于三维储层地质模型的准确性。
2、如何理解储层概念模型、静态模型和预测模型？它们有何异同？答：储层概念模型是指把所描述油藏的各种地质特征，特别是储层，典型化、概念化，抽象成具有代表性的地质模型。
只追求油藏（储层）总的地质特征和关键性地质特征的描述，基本符合实际，并不追求所有局部的客观描述。
静态模型也称实体模型，是把一个具体研究对象(一个油田、一个开发区块或一套层系)的储层，依据资料控制点实测的数据将其储层表征在三维空间的变化和分布如实的描述出来而建立的地质模型，并不追求控制点间的预测精度。
三维地质建模及其粗化结果检验
第30卷第1期2018年1月常州大学学报(自然科学版)J o u r n a l o fC h a n g z h o uU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)V o l.30N o.1 J a n.2018文章编号:2095-0411(2018)01-0076-06三维地质建模及其粗化结果检验师昊,李占东,梁顺(东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆163318)摘要:油藏地质模型是一个描述油藏地质特征和储层物性的三维网格化数据体,建立高质量的地质模型是进行油藏精细管理和高效开发的关键㊂研究区小层断失严重,断层接触关系复杂,分别采用断层框架模型和基于体的建模方法(V B M)完成断层模型和层面模型的建立,因为它们采用的是完全非结构化的三维断层网格,可以很好地解决断层与断层㊁断层与层位的接触关系,从而保证模型精度㊂在构造模型和沉积微相模型的基础上,采用相控属性建模和地震波阻抗体进行辅助约束相结合的方法得到研究区储层的属性模型㊂同时,为了使粗化模型能最大程度上保留原有地质模型的非均质性特征,分别使用洛伦兹曲线和数值模拟法对粗㊁细模型进行了对比验证㊂关键词:构造模型;沉积微相模型;属性模型;V B M;洛伦兹曲线中图分类号:O621.3文献标志码:A d o i:10.3969/j.i s s n.2095-0411.2018.01.0123DG e o l o g i c a lM o d e l i n g a n d I t sR o u g hR e s u l tV e r i f i c a t i o nS H IH a o,L I Z h a n d o n g,L I A N GS h u n(S c h o o l o f P e t r o l e u m E n g i n e e r i n g,N o r t h e a s tP e t r o l e u m U n i v e r s i t y,D a q i n g163318,C h i n a)A b s t r a c t:R e s e r v o i r g e o l o g i c a l m o d e l i s a3D g r i d d i n g d a t a v o l u m e d e s c r i b i n g t h e g e o l o g y c h a r a c t e r i s t i c s a n dr e s e r v o i r r e s e r v o i r p r o p e r t i e.G e o l o g i c a lm o d e l i n g w i t hh i g h q u a l i t y i s t h ek e y o f r e s e r v o i r f i n em a n a g e m e n t a n dh i g h-e f f i c i e n c y.I n t h e s t u d y a r e a,t h e f a u l t c o n t a c t r e l a t i o n s h i p i s c o m-p l e x,s o t h e f a u l tm o d e l a n d t h e h o r i z o nm o d e l a r e e s t a b l i s h e db y u s i n g t h e f a u l t f r a m e w o a km o d e l i n g a n d t h ev o l u m eb a s e d m o d e l i n g(VB M)t e c h n o l o g y.B e c a u s et h e y a r ef u l l y u n s t r u c t u r e df a u l t e d3D m e s h,t h e y c a n s o l v e t h e f a u l t a n d f a u l t,f a u l t a n d t h eh o r i z o n c o n t a c t r e l a t i o n sw e l l,s oa s t oe n s u r e t h em o d e l a c c u r a c y.B a s e do n t h e s t r u c t u r a lm o d e l a n d t h e s e d i m e n t a r y m i c r o f a c i e sm o d e l,t h e a t t r i b-u t e m o d e lo ft h er e s e r v o i ri nt h es t u d y a r e ai so b t a i n e d b y t h ec o m b i n a t i o n o f p h a s e-c o n t r o l l e d a t t r i b u t em o d e l i n g a n d s e i s m i c i m p e d a n c e.I no r d e r t o e n s u r e t h e u p s c a lm o d e l r e t a i n t h e h e t e r o g e n e i t y c h a r a c t e r i s t i c o f t h e o r i g i n a l g e o l o g i c a lm o d e l,t h e u p s c a l e d a n d t h e o r i g i n a lm o d e l sw e r e c o m p a r e db y L o r e n z c u r v e a n dn u m e r i c a l s i m u l a t i o n r e s p e c t i v e l y.K e y w o r d s:s t r u c t u r em o d e l;s e d i m e n t a r y m i c r o f a c i e sm o d e l;a t t r i b u t em o d e l;V B M;L o r e n z c u r v e收稿日期:2017-09-09㊂基金项目:中国石油科技创新基金资助(2016D-5007-0212)㊂作者简介:师昊(1992 ),男,陕西榆林人,硕士生㊂通信联系人:李占东(1979 ),E-m a i l:136********@163.c o m第1期师昊,等:三维地质建模及其粗化结果检验目前,中国已开发油田多数已处于高含水和高采出程度阶段,东部多数老油田综合含水高达90%以上,可采储量采出程度达到70%以上㊂为了进一步发挥已开发油田的潜力,提高采收率,必须建立能真时的反映储层非均质性的三维地质模型,为油田综合开发方案调整提供可靠的地质依据㊂油藏地质建模就是应用地质㊁物探㊁测井及生产动态等多种信息开展油藏描述研究,然后通过建模手段,将对油藏取得的认识以 数学模型 的方式体现出来,建立 三维数字油藏 ,以供油藏工程技术人员开展相关数值模拟等研究[1]㊂本文在完成研究区构造模型和属性模型的基础上,对模型粗化结果进行了检验㊂1构造模型的建立构造模型再现了储层的三维空间格架㊂使地下的构造形态很直观的显示出来㊂并能比地震剖面更加精细,能够显示精细的微构造[2-5]㊂1.1断层模型断层模型的建立是构造建模的重要组成部分,它的效率和精度直接影响着后续建模工作的精确性[6]㊂在研究区内发育有7条正断层,目的层内有57个断点,采用调整p i l l a r的方式不仅耗时而且无法精确反映断层的交切关系和空间形态㊂为此,提出了以下解决方案:①断点数据归属整理:通过连井对比,对现有的断点数据库进行梳理,对同一断层的断点数据设定统一标识;②断层格架初步建立:整理断点数据,根据断点不同断距㊁断点深度㊁断失层位等数据,对断点库进行断点归属分析,尤其是针对一井多断的断层,确立一井多断的断层模式㊂在此基础上,利用整理后的每条断层断点数据和对应构造图断层的P O L Y G O N建立断层框架初步模型,确定断层空间展布形态(图1);③断点校正:对部分断点无法收敛到断层模型的井重新进行地层对比,改正了断点位置,最终使断层面与所有断点相吻合,得到研究区最终断层模型(图2)㊂图1断点-p o l g o n断层框架模型(局部)图2研究区断层模型1.2构造模型及其纵向网格划分层面模型反映的是地层界面的三维分布,叠合的层面模型即为地层格架模型[7]㊂研究区多口井穿过断层,导致小层断失严重,所以初步建立的层面模型非常混乱,窜层现象严重㊂因此在层面模型的建立过程中,采用基于体的建模方法(V B M);首先建立各油组顶面的层面模型,通过三维可视化交互编辑使层面模型符合实际地质要求,再以它们为控制面,以其转换所得的构造面为限制面,建立其余小层的层面模型㊂这种方法的主要思想是直接建立地质体而不是层位㊂它具有以下特点:①V B M基于地层层序建㊃77㊃常州大学学报(自然科学版)2018年模,在同一层序内,会尽使保地层倾角和厚度的变化量最小化,不出现窜层现象;②可以选择性保留断层附近数据,减少异常值,使层面建模结果与实际数据更稳合;③断层俩侧是不连续的㊂最后在层面模型的基础上完成研究区构造模型(图3)的建立,大幅度提高了模型精度㊂图3 研究区构造模型为了保证构造模型的精度,选取12%的后验井对构造模型进行验证,平均误差为0.35ɢ,其中断层附近平均误差为0.76ɢ,满足精度要求㊂2 属性模型的建立由于研究区储层物性分布具有各向异性和非均质性两大特点,为了能建立准确反映储层物性空间分布的参数模型,本次研究采用相控属性建模和地震波阻抗体进行辅助约束相结合的方法㊂在地震㊁测井㊁地质原始资料综合解释等基础上,首先统计不同沉积微相内物性参数的分布特征,并进行正态分布转换和消除异常值值处理,从而满足随机模拟的要求;其次分析和选择变差函数的类型,确定主变程㊁次变程和垂向变程(表1),完成变差函数的拟合(图4);最后对不同沉积微相中的物性参数采用序贯高斯模拟的方法进行物性参数的模拟[8-9]㊂在相控的基础上,将地震波阻抗体(深度域)作为第二变量通过协克里金方法对属性模型的计算进行体对体的条件约束,完成属性模型的建立㊂表1 变差函数参数参数沉积相方位/(ʎ)变差函数类型块金值常数主变程/m 次变程/m 垂向变程/m 净毛比河道40.8球状模型0532.7349.54.3河道侧缘41球状模型0542.1362.35.5孔隙度河道41球状模型0453.9375.03.8河道侧缘40球状模型0425.1368.44.9渗透率河道40.6球状模型0657.0523.75.3河道侧缘40球状模型0598.3402.84.7含水饱和度河道41球状模型0463.2352.74.6河道侧缘40.6球状模型0463.2360.15.1 从图5可以看出,分流河道和堤岸微相中的孔隙度和渗透率的数值明显大于分流河道侧缘微相内的孔渗值㊂采用相控属性建模和地震波阻抗体进行辅助约束相结合的方法,较好地解决了沉积微相变化快㊁非均质性严重的储集层物性参数模拟问题㊂3 模型粗化及其结果检验模型粗化是在减少网格数与尽量保持原有地质模型非均质性(平面非均质性和层间非均质性)之间㊃87㊃第1期师昊,等:三维地质建模及其粗化结果检验图4变差函数拟合结果图5 净毛比和含水饱和度模型寻求平衡的反复过程,粗化后的等效网格必须能保留原有地质模型的地质特征及流动效应[10]㊂3.1 构造粗化构造粗化主要是纵向粗化,其关键是在减少小层数的前提下如何确保纵向上的储层非均质性能最大程度的反映到三维网格中㊂因此,纵向粗化须将物性差异显著的层隔开,尤其是对于泥质含量较高的低渗带流动屏障,合并后用净毛比法体现这一特征㊂针对研究区的储层特征,在纵向网格的粗化过程中,根据储层纵向上的沉积韵律性采用按比例设置的方法给定每个纵向粗网格所包含细网格的数目㊂由于隔夹层厚度差异较大,因此纵向粗化是一个反复的过程,在对模型粗化结果反复检验的基础上最终完成构造粗化㊂3.2 属性粗化本次研究分别采用网格总体积加权平均㊁净体积加权平均㊁孔隙体积加权平均对净毛比㊁孔隙度和含水饱和度这3个标量进行粗化㊂渗透率具有方向性,并且极差大㊂一般采用几何平均算法㊁定向平均算法和流动计算方法对其粗化㊂由于在研究区内纵向上存在非渗透性隔离带,为了精确地保留地质模型的隔夹层信息,采用流动计算方法对渗透率模型进行粗化,最终得到Z 方向渗透率为0㊂如图6所示㊂流动计算方法由压力解算原理计算粗化网格各向渗透率㊂考虑数值模拟时,当精细网格和粗化网格在相同的压力梯度条件下,流经等体积单元的流体应相等㊂粗化计算时,首先计算压差,由此得到精细地质模型水平方向和纵向的流量,然后计算粗化网格的渗透率,以便粗化网格与精细网格得到相同流量[11]㊂如图7所示㊂3.3 粗化结果检验为了充分保持原有地质模型的特征,必须对模型粗化结果进行检查,常用的方法有直方图法和储量㊃97㊃㊃08㊃常州大学学报(自然科学版)2018年Array垂向渗透率粗化计算方法图6图7流动计算方法计算法,但是其无法最大程度上反映储层非均质性,针对研究区储层状况,选取L o r e n z曲线和数值模拟法来评价粗化模型的可靠程度,如果粗㊁细模型非均质性差异较大,则需要重新进行构造粗化㊂洛伦兹曲线分布理论最早由美国经济统计学家M.L o r e n z提出,通常用于描述分布不均匀等现象[12]㊂在油气藏工程的研究过程中,用洛伦兹曲线可以直观描述储层的非均质性,目前国内也有很多人已经用这种方法研究过储层非均质性[13]㊂洛伦兹曲线的本质是分析储层的储集能力与渗流能力的关系,对角线表明储层是均质的(即储层的储集能力与渗流能力是平等的),随着洛伦兹曲往左上角移㊂动,储层的非均质增加㊂图8分别为粗㊁细模型的洛伦兹曲线和井底压力变化曲线Array图8粗细模型L o r e n z曲线和井底压力变化曲线㊃18㊃第1期师昊,等:三维地质建模及其粗化结果检验从L o r e n z曲线和井底压力变化曲线来看,粗化模型基本保留了精细模型的非均质性特征,因此,模型的粗化过程是可以接收的㊂4结论1)采用基于体的建模方法(V B M),可以确保在同一层序内倾角和厚度变化的最小化,保证了模型精度㊂2)在属性模型的建立过程中,采用相控属性建模和地震波阻抗体进行辅助约束相结合的方法,较好地解决了沉积微相变化快㊁非均质性严重的储集层物性参数模拟问题㊂3)通过洛伦兹曲线和数值模拟法对粗㊁细模型非均质性进行对比验证,可以使粗化模型能最大程度上保留原有地质模型的非均质性特征㊂参考文献:[1]杜玉山.中高渗透砂岩储层地质建模应注意的几个问题[J].油气地质与采收率,2009,16(1):44-46,114.[2]杨少春,王瑞丽.不同开发时期砂岩油藏储层非均质三维模型特征[J].石油与天然气地质,2006,27(5):652-659.[3]佘德平,曹辉,郭全仕.断裂系统解释与储层预测中的三维相干技术[J].石油与天然气地质,2007,28(1):100-105.[4]张世明,万海艳,戴涛,等.复杂油藏三维地质模型的建立方法[J].油气地质与采收率,2005,12(1):9-11.[5]隋淑玲.河流相储层三维流动单元模型建立 以孤东油田七区馆上段为例[J].油气地质与采收率,2005,12(3): 12-14.[6]崔廷主,马学萍.三维构造建模在复杂断块油藏中的应用 以东濮凹陷马寨油田卫95块油藏为例[J].石油与天然气地质,2010,31(2):198-205.[7]吴胜和,金振奎.储层建模[M].北京:石油工业出版社,1999:1-10.[8]石晓燕.P e t r e l软件在精细地质建模中的应用[J].新疆石油地质,2007,28(6):773-774.[9]尹艳树,吴胜和.储层随机建模研究进展[J].天然气地球科学,2006,17(2):210-215.[10]祁大晟,裴柏林.油藏模型网格粗化的理论与方法[J].新疆石油地质,2008,29(1):91-93.[11]蔺学军.油藏数值模拟入门指南[M].北京:石油工业出版社,2015:16-24.[12]刘超,马奎前,李红英,等.基于洛伦兹曲线法定量表征储层非均质性方法的改进与应用[J].中国海上油气,2012,24 (2):36-38,43.[13]门岳峰,郑雪,杨其栋.济阳拗陷上古生界煤成气储层非均质性研究[J].西南石油大学学报(自然科学版),2015,37 (1):25-32.(责任编辑:殷丽莉)。
三维地质建模(全)
模拟退火(simulated annealing)
模拟退火类似金属冷 却和退火。高温状态 下分子分布紊乱而无 序，但随着温度缓慢 地降低，分子有序排 列形成晶体。 模拟退火的基本思路 是对于一个初始的图 象，连续地进行扰 动，直到它与一些预 先定义的包含在目标 函数内的特征相吻合
目标函数
表达了模拟实现空间特性与希望得到的空间特性 之间的差别。
理)
基于目标的随机建模方法 (object-based)
布尔模拟
标点过程 （示性点过程）
基于目标的方法与 建立目标模型（离 散变量模型）的方 法有差别，很多人 混淆了这种差别
基于象元的随机建模方法 (pixel-based) pixel : Picture element， 象元、象素
高斯模拟 （连续）
（简单克里金、普通克里金、
具有趋势的 克里金、 同位协同克里金)
（综合地震信息)
P
P
Mean St.Dev.
φ
（cdf）
（ccdf） φ
随机模拟： 从条件概率分布函数（ccdf）中随机地提
取分位数便可得到模拟实现。
序贯高斯模拟 Sequential Gaussian Simulation (SGS) 概率场高斯模拟 P-field Gaussian Simulation
③克里金插值法(包括其它任何插值方法) 只产生一个储层模型，因而不能了解和 评价模型中的不确定性，而随机模拟则 产生许多可选的模型，各种模型之间的 差别正是空间不确定性的反映。
（克里金作为部分随机建模方法的基础)
第一节 随机模拟原理
随机模拟以随机函数理论为基础。 随机函数由区域化变量的分布函数
和协方差函数来表征。
第三讲
三维地震对大庆北部油田构造研究
下地 层 的 变 换 成 标 量 域 内 由 沉 积 层 序 信 息 组 成 的 类 断层 的产状 、 态 发育 、 形 组合关 系有 了更 接 画 出断 层 的轨 迹 利 用上 、 化 情 况 识 ￣ｊ ， 层 ， 大 断 层 而 言 ， 断 似 无 穷 个 解 释 层 位 组 成 的 层 序 场 三 维 数 ｌｊ断 ｊ， 对 其 清晰 的认识 。 开层 位十 分 明显 ， 易于 解释 ； 对小 断层 来 据 体 ， 为低 频模 型 的制 作 提 供详 细 的层
数 据 体 切 片 上 ， 能 得 到 断 层 面 附 近 有 就
清 二 是 井 间 微 幅 度 构 造 难 以 识 别 和 表 否 存 在 。
作 ． 而指 导小 断层识 别 判定 ， 助 小断 从 辅
征 。 单 纯 依 靠 测 井 资 料 很 难 对 小 断层 但
４ 充 分 利 用 ｆ－ 系 统 灵 活 多 变 的 层 走 向 、 向 厘 定 。 ａ＠ ？ － 倾
在 断层 解 释 过 程 中 发 现 可 疑 小 断 层 函 数 作 为 Ｆ．Ｊ 件 用在 计 算 过 程 中。 Ｆ 条 ￣ 时 其 与 相 邻 测 线 进 行 对 比 分 析 。 用 将 利 要 存 在 以下 问 题 ： 是 复 杂 断 层 区 大 断 一 然 后 根 据 计 算 数 据 体 可 以 进 行 沿 层 附近 伴 生小 断层 及 井 间 小 断层认 识不 相 邻 剖 面是 否存 在 断层 来判 断 该 断层 是 层切 片、 透 视切 片、 层 相 干切 片等 操 体 沿
对 大 庆 ： － 油 田构 造 研 究 ｌａ Ｂ ｔ
■ 戚金花
目前 相干 体 技术 的 发展 主要 经 历 了 ２０ 年 运 １ ７ 年 大 庆 油 田基 础 井 网 全 面 投 入 时机 ， ０ ９ 开展 井震 结合技 术 ， 用多 ９５
复杂地层结构三维地质建模空间插值方法研究
DOI: 10.3969/J.ISSN.2097-3764.2024.01.016Vol. 19 No.01 March, 2024第 19 卷 第1期 2024 年 3 月/复杂地层结构三维地质建模空间插值方法研究郑杨，简季（成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059）摘 要：三维地质体对于自然资源勘探、环境保护、自然灾害风险评估等领域都具有重要意义。
在建模过程中，地质体的模型精度与插值算法有着直接关系。
为研究不同插值算法的适用情况，文章对云南陆良某污染场地进行浅层三维地质建模，分别选取反距离权重法和自然邻域法，利用钻孔数据插值建模，并对模型结果进行目视检验和误差对比分析。
研究结果表明：反距离权重法适用范围广，建模精度较高；相较于自然邻域法，反距离权重法更适用于地层结构复杂的三维地质建模，该方法对断层细节的描述更细致，模型更符合实际情况；而自然邻域法在断层明显的区域插值效果较差，不适用于地层结构复杂的情况。
关键词：三维地质模型；钻孔数据；反距离权重法；自然邻域法；精度验证Spatial interpolation methods for 3D geological modeling ofcomplex strata structuresZHENG Yang, JIAN Ji（School of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, Sichuan, China ）Abstract: Three-dimensional (3D) geological bodies are of great significance in natural resources exploration, environmental protection, natural disaster risk assessment, and other fields. In the modeling process, the accuracy of geological body models is directly related to interpolation algorithms. T o study the applicability of different interpolation algorithms, this paper con-ducted shallow 3D geological modeling in a heavy metal pollution area in Luliang, Yunnan. The inverse distance weighting method and natural neighborhood method were selected to interpolate the drilling data in the study area. Visual inspection and error comparison were carried out of the model results. The results show that the inverse distance weighting method has a wider applicability range and higher modeling accuracy. Compared to the natural neighborhood method, the inverse dis-tance weighting method is more suitable for complex geological modeling with distinct stratigraphic structures, providing a more detailed description of fault details and a model that better reflects reality. On the other hand, the natural neighbor-hood method has poor interpolation performance in areas with distinct faults and is not suitable for complex stratigraphic structures.Keywords: 3D geological model; drill data; inverse distance weighting method; natural neighborhood method; accuracy verifica-tion收稿日期：2023-09-05；修回日期：2023-11-16第一作者简介：郑杨（1990- ），男，在读硕士研究生，研究方向：数字孪生与三维建模。
密井网区精细地质建模策略——以大庆油田杏六中区为例
密 井 网 区精 细 地 质 建 模 策 略
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以 大 庆 油 田杏 六 中 区 为 例
欧 阳静 芸 ，尹 太 举 （ 长江大学地球科学学院， 湖 北 武汉４ ３ ０ １ ｏ ｏ ）
吴 志 超 （ 中 石油渤海钻探第一录井公司， 天津 ３ ０ ０ ２ ８ ０ ）
刘 晓 （ 中 石油 西南油气田分公司Ｊ Ｉ Ｉ ｃ ｐ ￣％Ｅ － ，四 Ｊ Ｉ Ｉ 遂宁 ６ ２ ９ ０ ０ ０ ）
Байду номын сангаас
相 控储 层建 模 首先需 要 建立 能够 表征 储层 较 大规模 非 均质性 的沉积微 相模 型 （ 图１ ） ， 这 种非 均质 性 主要 是 由不 同地 质体 或不 同沉积 相 的空 间分布 引起 的＿ ２ ］ 。・
２ ． ２ 密 集 层 面 约 束 的 构 造 建 模
杏 六 区 中西 部 位于 杏树 岗背 斜构 造西 翼 ，从研 究数 据来 看 ，大 部分井 点 深度 大于 ｌ Ｏ ０ ０ ｍ，由东 向西
石油天然气学报 （ 江 汉 石 油 学 院 学 报 ）２ ０ １ ３ 年３ 月 第３ ５ 卷第３ 期 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｏｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｊ ． Ｊ Ｐ Ｉ ）Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． ３
一
般 地 质建模 工 作 中 以油组 为单元 建立 模 型 的 分层 单 元 （ ｚ ｏ ｎ ｅ ） ，针 对研 究 区资料 丰 富 ，基 础 地 质
研究 工作 细 致 、扎实 的特 点 ，为 了进 一步精 细 表征储 层 砂体 及其 物性 分布 特点 ，采 用 了以小 层为单 元 的
三维建模论文：三维地质建模技术的研究与应用.doc
三维建模论文：三维地质建模技术的研究与应用摘要针对萨北开发区井网密度不断加大、剩余油分布高度零散的实际情况,二维的砂体沉积相带图和构造图已不能满足特高含水后期工作的需要。
充分利用三维可视化建模软件的功能,描述密井网条件下的精细构造特征和砂体发育特征,揭示储层厚度、渗透率、孔隙度等属性数据的分布状况,为寻找剩余油富集区提供地质依据,并为油藏数字化工作探索出一条切实可行的方法。
关键词: 三维可视化建模软件构造1、三维地质建模技术的关键1.1 建立三维构造地质模型的技术关键构造模型的建立主要由断层模拟、三维网格化、建立地层格架三部分组成,它是三维地质建模的基础,其精度直接影响到最终的模拟结果。
在建模流程中, Petrel软件定义断层的方法很多,根据断层polygon、地层解释层面、输入的构造图、fault stick、断点都能生成断层。
萨北开发区断层主要由测井解释对比得到的断点信息确定的,因此采用断点信息来构建断层。
利用断点信息,通过make surface形成断层面,断面转换成模拟断面形状的线,线转换成模型中定义断层形状的Key Pillar。
断层模型建好后,利用已建立的断层和设置的边界经过Pillar网格化、make horizon、make zone三个步骤建立骨架模型。
垂向上则利用地层对比结果,建立地层格架。
1.1.1校正斜井轨迹与斜井断点数据由于斜井只有地面坐标和地下坐标,断点深度是测量深度,在二维上进行断点组合难度大且准确率低,所以在建立构造模型时,应用petrel软件内置的斜井轨迹校正程序,输入斜井的井斜角、方位角数据,建立斜井轨迹模型。
对斜井的层面海拔深度进行校正,将测井解释层面深度回送到斜井井轨迹上,输出斜井轨迹数据,将对应层面点坐标及垂深进行校正。
校正后使断点与斜井轨迹吻合,能准确反映出断点空间的真实位置,降低组合难度。
图1 斜井断点与轨迹图2 lock to well top 示意图1.1.2确保断层面穿过油层部位断点结合断点平面上分布形态、断距变化的规律、断层面倾向和性质以及断层面两侧地层层位落差等,从上到下逐层将油层部分断点于相邻的Key Pillar进行锁定,确保断层平面在油层部位穿过断点。
储气库建设中三维地质建模的应用与探讨
储气库建设中三维地质建模的应用与探讨发布时间：2021-01-22T05:45:09.305Z 来源：《中国科技人才》2021年第2期作者：金橙橙[导读] 地下储气库是能源结构改变和天然气工业发展的产物，是能源战略储备和季节调峰的需要，在天然气存储和调峰中发挥不可替代的作用。
地下储气库作为天然气存储、调峰保供的主要工具，被国内外广泛使用。
本文以A气田储气库为例,A气田储气库准备进入现场实施阶段，但对于主力建库层位泉一段Ⅴ、Ⅵ砂组及泉三段Ⅲ、Ⅳ砂组单砂体展布特征仍不明确，因此拟通过以单砂体级别为核心综合地质研究，进一步深化A气田储气库的气藏地质特征认识，建立三维地质模型，复核地质储量，为注采试验效果分析的数值模拟研究提供精确的地质模型。
金橙橙吉林油田松原采气厂吉林松原 138000摘要：地下储气库是能源结构改变和天然气工业发展的产物，是能源战略储备和季节调峰的需要，在天然气存储和调峰中发挥不可替代的作用。
地下储气库作为天然气存储、调峰保供的主要工具，被国内外广泛使用。
本文以A气田储气库为例,A气田储气库准备进入现场实施阶段，但对于主力建库层位泉一段Ⅴ、Ⅵ砂组及泉三段Ⅲ、Ⅳ砂组单砂体展布特征仍不明确，因此拟通过以单砂体级别为核心综合地质研究，进一步深化A气田储气库的气藏地质特征认识，建立三维地质模型，复核地质储量，为注采试验效果分析的数值模拟研究提供精确的地质模型。
关键字：三维地质建模；储气库；应用技术地下储气库作为天然气存储、调峰保供的主要工具，被国内外广泛使用。
吉林油田A气田储气库准备进入现场实施阶段，但对于主力建库层位泉一段Ⅴ、Ⅵ砂组及泉三段Ⅲ、Ⅳ砂组以单砂体级别为核心的储层展布特征仍不明确，因此，急需开展单砂体级别为核心的储层精细表征研究及三维地质建模研究，从而有效指导井位优化部署，为数值模拟研究提供地质模型。
精细的构造建模是地质建模的重要研究内容之一，是油气藏评价的基础。
构造模型反映储集层宏观构造形态、断层空间分布及组合关系，由断层模型及地层层面模型组成[1]。
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大庆北部地区热储三维地质结构建模发表时间：2018-10-19T10:33:41.847Z 来源：《防护工程》2018年第14期作者：孟祥菲1 马翠2 刘光2 [导读] 1.黑龙江省九0四环境工程勘察设计院黑龙江哈尔滨 150027；2.黑龙江省九0四水文地质工程地质勘察院黑龙江哈尔滨 150027孟祥菲1 马翠2 刘光2 1.黑龙江省九0四环境工程勘察设计院黑龙江哈尔滨 150027；2.黑龙江省九0四水文地质工程地质勘察院黑龙江哈尔滨 150027摘要：在地热资源勘查初期，掌握研究区地质及水文地质条件至关重要。
因此，建立研究区热储三维地质结构模型，对模拟结果加以详细、准确的分析，是确保地热工作顺利进行的一种重要手段。
本文借助于GMS软件中地层模拟模块，利用地质资料、钻孔数据和物探信息，结合虚拟钻孔，构建了大庆北部地区三维地质结构模型及热储结构模型。
模型真实反应了区域地质结构，细致刻画了热储分布情况，为认识区域地质条件提供了便捷的工具，为计算区域地下水资源储量、地热储量奠定了基础。
关键词：GMS；大庆北部；热储；地质结构模型影响地壳浅部热储状态的因素包括基岩起伏、构造形态以及地下水活动等。
热储是埋藏于地下、具有有效空隙和渗透性的地层、岩体或构造带，其中储存的地热流体可供开发利用。
从区域到局部地带，基岩的起伏、构造形态对地壳浅部地温场及热储的分布都起着重要的作用。
因此，研究地热的形成、蕴藏情况与特点，就必须对地层构造有深刻而全面的了解[1]。
三维地质结构建模就是利用现代计算机技术，在3D立体空间下，将研究区的勘探数据、地质解译、地学统计、空间信息管理、空间分析、空间预测、实体内容分析、图形数字化、图形可视化等工具结合起来，用于地质研究的三维空间模拟技术[2-3]。
基于 GMS 软件构建大庆市北部地区三维热储地质结构模型，可将二维抽象的热储数据信息，以三维可视化的图形方式表达；借GMS软件的三维可视化工具，可任意剖切模型，从三维空间的角度观察大庆市北部地区热储层空间变化特征，有利于分析和认识其内部的热储条件。
1 研究区概况研究区位于大庆市北部地区，南起大庆市，北至林甸县，西起杜尔伯特蒙古族自治县，东至大庆市边界，地理坐标：北纬46°20′00″—47°40′00″，东经124°40′00″—125°20′00″，研究区总面积9222.08km2。
大庆地区位于松辽盆地的中北部，总的地势北东部高，南西部低，地形呈波状起伏。
北部分布有较多的砂丘、砂垄，多呈南北向及北北西向展布。
湖泡、湿地分布广泛，水域面积较广，显示出低平原的景观特征。
按地貌成因类型划分，属湖成地貌；按岩性形态划分，为冲、湖积泥砂低平原，由粉砂质粘土、黄土状粉砂质粘土、粉细砂等组成。
区内基底主要由古生代浅变质岩以及各时期侵入的花岗岩组成，其上堆积了巨厚的陆相碎屑岩地层，主要为白垩系、第三系砂岩、泥岩、砂质泥岩及第四系松散砂、砂砾石、砂质粘土等，它们相互成层，为多层地下水的赋存创造了极其有利的条件。
该区地层层序自下而上为中生界白垩系登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组、明水组，新生界古近系依安组，第四系泰康组、林甸组。
根据地下水赋存条件、地形地貌和水文地质特征，区内分为以第四系孔隙潜水、孔隙承水及第三系、白垩系裂隙孔隙层间承压水为主的盆地水文地质单元和以风化裂隙、构造裂隙水为主的盆周水文地质地块。
2 三维地质结构模型的建立 2.1 建立方法 GMS地下水模拟系统是水文地质专业、水环境专业广泛应用的软件，本次利用GMS软件中Map模块、TINs模块、Borehole模块和Solid模块建立三维地质结构模型，其建模步骤见图2-1，主要包括：Map模块中导入地理底图并确定对应的坐标位置，绘制工作区边界，生成相应TINs文件；将研究区内所有可用的钻孔资料在 Excel 文件中加以整理及编号，完成后导入GMS中的Borehole模块，生成钻孔数据；使用Borehole模块中的命令，生成地质结构实体（Solid），建立三维地质结构模型。
图2-1 GMS三维地质结构建模流程 2.2 建立步骤（1）确定建模边界，建立三角网格运行GMS软件，在菜单栏中打开地理底图，对其进行坐标配准并建立坐标系。
定位好地理地图之后，在MAP模块下根据研究范围，绘制出所要建模的边界范围，并建立成区。
确定建模边界之后，右键点击所建立的图层，对边界曲线进行剖分，重新分配边界上的节点间距，再建立TINs。
本次研究共剖分三角形23499个，使用结点12019个在剖分过程中采用Kriging插值法进行插值计算，并将相应结果赋值到相应的TIN上。
（2）地质条件概化在地质实体建立之前，首先要对研究区地质条件进行概化处理，地质条件概化需综合考虑区域地质、地球物理勘探、钻探等多种信息。
本次研究重点是热储条件较好的白垩系地层，第四系地层不作为重点研究对象，且其各组地层厚度较薄，单一划分在模型中不具备代表性，故可将第四系统一概化为一层。
结合研究区收集的钻孔资料，对区内地层分布条件进行统计，并对其厚度、岩性特征等进行概化处理（见表2-1），自下而上划分为8组，由于白垩系登楼库组地层埋深较深，钻孔揭露程度较低，并且不是本区的主要热储层，故本次研究不进行模拟。
（3）导入钻孔数据，建立三维地质结构在地层概化的基础上，选择具有代表性的钻孔，整理钻孔编号、坐标、概化地层的顶、底板高程和地层编号等有关数据，生成GMS 识别的文件格式，作为建模的原始数据，导入GMS中生成Borehole Data文件，并进行相关参数勾选。
将钻孔资料导入后，调整钻孔资料在GMS软件中的显示比例，变化GMS观察视角，便呈现出各钻孔资料空间分布及各自状态（见图2-2）。
图2-2 部分钻孔结构图在Borehole模块中，通过Borehole菜单的Horizons→Solid命令，建立三维地质结构模型（见图2-3）。
图2-3 三维地质结构模型从构建的三维地质结构模型可分层展示、观察主要热储层——白垩系各地层厚度及其空间分布情况，模型地层分布特征符合区域地质条件，三维地质结构模型能够任意角度旋转，并进行任意位置的剖面切割展示（见图2-4）。
可视化的地层结构模型形象直观的展示了地层的立体结构，为深入分析区域地质特征提供了便利。
图2-4 三维地质结构模型剖面图3 三维热储结构模型的建立与功能3.1 模型的建立为较为准确的掌握研究区内热储层位，了解白垩系各组地层中富水性好的含水层分布情况，可结合已有钻孔资料以及大地电场岩性探测技术建立三维含水层结构模型。
大地电场岩性探测技术是通过接收空间中的电磁波在地下不同深度介质界面所产生低频反射电磁场信息，判断与识别地下介质界面的一种物探方法。
比如在岩性界面、断层、油气层、含水层等部位，大地电磁测深曲线均会有所显示，从而达到找油、找水的目的。
该方法具有垂直分辨率高的特点，尤其对地下薄层及条带状含油气、含水砂层具有独到的鉴别能力[4]，是识别地下热储层的有效方法之一。
本次工作布设岩性探测点共40个，沿四条近东西向剖线布设，通过利用已有钻孔资料在研究区内进行插值，计算出40个岩性探测点位置处的白垩系各组地层的顶底板高程，再将岩性探测工作中预测的含水层对应到各组地层中，最后以组为单位建立三维热储结构模型。
图3-1 白垩系三维热储结构模型剖面图3.2 模型的功能（1）辅助水文地质条件分析基于GMS构建地质结构体，可以看出该区地层并不是自下而上平行均匀展布，而是呈现出区块状分布的特征。
地质结构体的特征可为含水层的概化、水文地质参数的分区等分析提供依据。
另外，模型可以计算各分层的地层体积（见表3-1），可为区域地下水资源储量、地热储量估算提供定量依据。
4 结论（1）基于GMS软件中Map、TINs、Borehole和Solid模块，利用地质资料、钻孔数据和物探信息，构建了可视化的大庆北部地区三维地质结构模型及热储结构模型。
模型构建方法可行，为复杂地质结构区模型构建提供了参考。
（2）模型能够进行任意方向旋转以及任意位置的剖面切割。
地质结构模型根据地层岩性分为8层，较真实的反应了区域地质结构，为认识区域地质条件提供了便捷的工具；热储结构模型对各岩组进行分层展示，较为细致的刻画了热储分布情况，为计算区域地下水资源储量、地热储量奠定了基础。
（3）模型的建立包含了建模者的概化思想，根据建模目的、功能的不同，地层划分、合并以及简化、省略等处理会有所差异。
模型精度依赖于建模的基础数据信息，基于地质、水文、物探等多源数据建模对提高模型可靠性具有重要作用。
参考文献[1] 何满潮,李学元,徐能雄,李春华.三维可视化技术在天津地热研究中的应用[J].黑龙江科技学院学报,2003(02):20-23.[2] 吴观茂,黄明,李刚,邹时林.三维地质模型与可视化研究的现状分析[J].测绘工程,2008(02):1-5.[3] 郭辉.基于GMS的三维地质模型的建立[J].黑龙江水利科技,2015,43(09):6-10.[4] 柯柏林,丁连靖,冉伟彦,周艳富,于湲.大地电场岩性探测技术在北京地热勘查中的应用[J].城市地质,2007(01):42-46.[5] 沈媛媛,郭高轩,辛宝东,许亮,刘久荣.基于GMS的北京顺平地区三维地质结构模型[J].城市地质,2015,10(02):67-71.[6] 陈忠良,童劲松,包海玲.浅覆盖区第四系三维地质结构模型快速构建——以运漕幅为例[J].安徽地质,2013,23(02):118-122.[7] 谢磊.海口地区三维水文地质结构模型的建立与其应用研究[D].桂林理工大学,2013.[8] 崔义文,张丽玲.长春市第四系三维地质结构模型的研究[J].吉林地质,2008(02):125-130. 作者简介：孟祥菲（1990-），女，辽宁沈阳人，工程师，主要从事水工环地质工作。