三維地質建模技術的研究與應用

摘要 針對薩北開發區井網密度不斷加大、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，描述密井網條件下的精細構造特征和砂體發育特征，揭示儲層厚度、滲透率、孔隙度等屬性數據的分布狀況，為尋找剩余油富集區提供地質依據，并為油藏數字化工作探索出一條切實可行的方法。

關鍵詞: 三維可視化 建模軟件 構造

1、三維地質建模技術的關鍵

1.1 建立三維構造地質模型的技術關鍵

構造模型的建立主要由斷層模擬、三維網格化、建立地層格架三部分組成，它是三維地質建模的基礎，其精度直接影響到最終的模擬結果。在建模流程中， Petrel軟件定義斷層的方法很多，根據斷層polygon、地層解釋層面、輸入的構造圖、fault stick、斷點都能生成斷層。薩北開發區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建斷層。利用斷點信息，通過make surface形成斷層面，斷面轉換成模擬斷面形狀的線，線轉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置的邊界經過Pillar網格化、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果，建立地層格架。

1.1.1校正斜井軌跡與斜井斷點數據

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

圖1 斜井斷點與軌跡

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

結合斷點平面上分布形態、斷距變化的規律、斷層面傾向和性質以及斷層面兩側地層層位落差等，從上到下逐層將油層部分斷點于相鄰的Key Pillar進行鎖定，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長短以及間距調整好的基礎上，以大斷層為主，運用斷層截斷工具，上截斷、下截斷或者交叉截斷兩個斷層中對應的Key Pillar，將小斷層附著到大斷層上。

1.1.4斷層附近構造異常處理方法

利用斷層和層位產生HORIZON LINES，激活其控制點，調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系按編輯結果重新計算，建立合理的斷層邊部構造。

1.2 建立三維相控屬性地質模型的技術關鍵

1.2.1井所在網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、飽和度屬性曲線數據進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格值與單井單層屬性曲線保持一致。

1.2.2確定變異函數主方向

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變成范圍

受儲層砂體沉積特征控制，儲層屬性參數的分布存在非均質性與各向異性，因此需要確定不同沉積環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據。

2 、三維地質模型在油田開發中的應用

2.1數字化油藏，展現三維形態

地質模型建立后，把地下的油藏形態進行了數字化，直觀地反映出地層的構造形態，斷層的傾向、走向、斷層之間的相互關系，了解地層層位之間的接觸關系。

2.2斷點重組

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

2.2.1去除組合不當斷點。例如1#井深820m處斷點原來解釋為71號斷層的斷點，經三維模型分析后，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。經對比落實后，改為725號斷層。

2.3利用模型生成各種地質圖幅

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

圖3構造平面圖

圖4斷層二維剖面圖

3、結論

三維地質建模技術主要包括2個方面:三維構造地質模型與三維相控屬性地質模型

總結出提高模型精度的技術方法，規范了Petrel軟件建立三維地質模型的建模流程。

結合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，提高地質圖幅繪制效率。

參考文獻:

1 吳勝和，等.儲層建模.北京:石油工業出版社，1999

作者簡介:

荊艷飛，(19830803)，男，2006年畢業大慶石油學院石油工程專業，第三采油廠地質大隊攻關隊三維地質建模崗