[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于空間矢量的砂體儲(chǔ)層構(gòu)型建模方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310744975.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103699751A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宇鵬;吳勝和
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50;G06T17/05
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于油田開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于儲(chǔ)層的空間建模技術(shù)，具體的講是一種基于空間矢量的砂體儲(chǔ)層構(gòu)型建模方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

三維儲(chǔ)層建模，即建立儲(chǔ)層特征三維分布的數(shù)字化模型，其本質(zhì)是基于三維網(wǎng)格表征儲(chǔ)層特征的分布，其成果是三維數(shù)據(jù)體。這一技術(shù)是上世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。基于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和顯示技術(shù)，將儲(chǔ)層三維網(wǎng)塊化后，對(duì)各個(gè)網(wǎng)格(grid)賦以各自的儲(chǔ)層參數(shù)值，并按三維空間分布位置存入計(jì)算機(jī)內(nèi)，形成了三維數(shù)據(jù)體，這樣就可以進(jìn)行儲(chǔ)層的三維顯示，可以任意切片和切剖面(不同層位、不同方向剖面)，以及進(jìn)行各種運(yùn)算和分析。對(duì)于一個(gè)給定的儲(chǔ)層，按X，Y，Z三個(gè)方向劃分網(wǎng)格，將儲(chǔ)層在三維空間劃分成眾多網(wǎng)格，即為三維網(wǎng)格化（如圖13所示）。

在儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)的研究中，對(duì)于儲(chǔ)層在三維空間的表征主要是應(yīng)用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的理論和方法，綜合多學(xué)科的信息對(duì)儲(chǔ)層非均質(zhì)的空間分布進(jìn)行確定性和隨機(jī)性的賦值。確定性的途徑主要應(yīng)用各種克里金方法，隨機(jī)性的途徑則主要是應(yīng)用各種高斯模擬（如截?cái)喔咚鼓M、序貫指示模擬）方法。按照隨機(jī)模擬基本單元不同，隨機(jī)建模方法可以分為基于目標(biāo)的方法和基于象元的方法兩類(lèi)。

基于象元的方法的模擬基本單元為象元（cell），即網(wǎng)格化儲(chǔ)層模型中單個(gè)網(wǎng)格（grid），借助地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的變差函數(shù)，以不同變差函數(shù)表征變量的空間變異特征，逐網(wǎng)格分配儲(chǔ)層屬性值。基于象元的模擬方法中，對(duì)于河流相應(yīng)用較多的方法主要為序貫指示模擬。盡管序貫指示模擬應(yīng)用相當(dāng)廣泛，然而由于它是以變差函數(shù)為依據(jù)來(lái)反映儲(chǔ)層形態(tài)及空間分布特征，而變差函數(shù)只考慮了兩點(diǎn)相關(guān)性。地質(zhì)現(xiàn)象復(fù)雜性決定了對(duì)其描述應(yīng)該是基于更多點(diǎn)信息的，而變差函數(shù)很難真實(shí)反映儲(chǔ)層地下結(jié)構(gòu)及形態(tài)，難于再現(xiàn)復(fù)雜地質(zhì)的界面信息。

基于目標(biāo)的方法的模擬基本單元為目標(biāo)物體（即具有離散性質(zhì)的地質(zhì)特征，如沉積相、流動(dòng)單元等），通過(guò)對(duì)目標(biāo)幾何形態(tài)(如長(zhǎng)、寬、厚及其之間定量關(guān)系)的定量研究,在建模過(guò)程中通過(guò)對(duì)多個(gè)網(wǎng)格同時(shí)賦予生目標(biāo)物體而建立儲(chǔ)層的三維模型。但是，依沉積學(xué)原理，沉積砂體的橫向?qū)挾取⒑穸仁芷涑练e時(shí)的水動(dòng)力條件制約，兩者之間存在一定的定量統(tǒng)計(jì)關(guān)系，基于目標(biāo)的算法對(duì)沉積因素考慮不夠。

另外的學(xué)者則對(duì)基于變差函數(shù)的兩點(diǎn)統(tǒng)計(jì)學(xué)儲(chǔ)層建模的改進(jìn)，提出了多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)。應(yīng)用“數(shù)據(jù)事件”代替變差函數(shù)表達(dá)地質(zhì)變量的空間結(jié)構(gòu)性，克服傳統(tǒng)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)不能再現(xiàn)目標(biāo)幾何形態(tài)的不足。但是多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)作為一種新的建模思路和方法，在再現(xiàn)河道的連續(xù)性方面仍需改進(jìn)，并且對(duì)各種非平穩(wěn)現(xiàn)象（具有趨勢(shì)分布的）的模擬方面仍然存在困難，尤其在對(duì)地質(zhì)體的三維形態(tài)表達(dá)和模擬方面仍需改進(jìn)。

儲(chǔ)層構(gòu)型建模則多采用序貫指示模擬與人機(jī)結(jié)合再處理的手段，特點(diǎn)是工作量大，且無(wú)法表征模型中不確定的因素。也有學(xué)者提出了二次網(wǎng)格加密方法、基于沉積過(guò)程的模、層次約束下的隨機(jī)抽樣等隨機(jī)建模方法。

但各種方法仍然沿用了傳統(tǒng)的基于象元的建模方法。即首先定義網(wǎng)格，之后將構(gòu)型要素作為一種離散屬性定義在網(wǎng)格之上。因此在網(wǎng)格化研究區(qū)時(shí)必須考慮到所定義的網(wǎng)格能予以刻畫(huà)最關(guān)鍵的非均質(zhì)體。對(duì)曲流河儲(chǔ)集層構(gòu)型模型而言，雖然點(diǎn)壩內(nèi)部的側(cè)積層厚度較小(0.1m～1.0m級(jí))，但卻具有一定規(guī)模的橫向延伸范圍,是造成點(diǎn)壩砂體剩余油富集的主要因素。在精細(xì)儲(chǔ)層構(gòu)型建模中,為了刻畫(huà)此種規(guī)模的非均質(zhì)體，選擇之一便是細(xì)化網(wǎng)格，這樣勢(shì)必會(huì)造成網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)的膨脹。雖然計(jì)算機(jī)有了很大的發(fā)展，對(duì)于一個(gè)縱向、橫向上劃分的網(wǎng)格精度還是有一定的限制，并不能采取任意細(xì)化的網(wǎng)格。例如，對(duì)于一個(gè)1km×1km×50m的模型，如果使用5m×5m×1m的建模網(wǎng)格，網(wǎng)格總數(shù)將達(dá)到200×10⁴個(gè)。即使這樣的網(wǎng)格依然無(wú)法刻畫(huà)垂向上小于0.5m的非均值體。因此，在建模階段采用基于網(wǎng)格的方法導(dǎo)致網(wǎng)格數(shù)目急劇增加，增加了計(jì)算時(shí)間，也限制了隨機(jī)模擬實(shí)現(xiàn)的個(gè)數(shù)。雖然已有隨機(jī)建模算法對(duì)高級(jí)別構(gòu)型要素，如單一河道砂體的三維建模有較好的效果，但難于滿足砂體內(nèi)部構(gòu)型建模解剖與建模的需要。尤其對(duì)于微小級(jí)次的構(gòu)型單元，人工繪制進(jìn)行三維建模的工作量巨大，效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于空間矢量的砂體儲(chǔ)層構(gòu)型建模的方法及系統(tǒng)，對(duì)模擬地質(zhì)體的定義采用了基于實(shí)數(shù)集的點(diǎn)、線、面所限定的體，因而模型在模擬過(guò)程中不受網(wǎng)格尺寸的限制，使得模擬結(jié)果可以刻畫(huà)不同規(guī)模層次的非均質(zhì)體，可以快速的對(duì)模型進(jìn)行調(diào)節(jié)，在模擬過(guò)程中只是對(duì)地質(zhì)體的空間位置和形態(tài)的定義參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。