一種對複雜地質構造層序建模的方法
2023-10-08 20:16:24
一種對複雜地質構造層序建模的方法
【專利摘要】公開了一種對複雜地質構造層序建模的方法，該方法包括：步驟A：通過對地震解釋的層位、斷層散點數據進行第一組段，來找出並記錄與各個層位段相關聯的斷層；步驟B：根據相關聯的層位、斷層建立塊狀模型；步驟C：通過對在步驟B劃分的小塊進行處理來獲得網格化後的小層結果；步驟D：根據在步驟C獲得的小層結果輸出整體層序建模結果。
【專利說明】一種對複雜地質構造層序建模的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及油氣勘探開發領域，更具體地說，涉及一種基於測井層位(分層)和斷層雙重約束對複雜地質構造層序建模的方法，所述雙重約束指的是同時考慮層位信息和斷層Ih息。
【背景技術】
[0002]油藏地質建模技術是地震勘探開發中一項重要的油藏描述技術，對於儲層空間分布區域的識別、油藏參數的表徵具有非常重要的作用。儲層地質模型是油藏描述的關鍵，是儲層特徵及其非均質性在三維空間上變化和分布的表徵。儲層建模貫穿油田開發的全過程，不同的開發階段，獲得的資料基礎和地質認識不同，儲層建模的重點內容和精度不同，其所採用的儲層建模技術和方法也有很大差別。
[0003]一般而言，建立儲層模型有兩種基本途徑，即確定性建模和隨機建模。確定性建模是對井間未知區給出確定性的預測結果，確定性建模的思路是試圖從具有確定性資料的控制點(井點)出發，推測出井間確定的、唯一的、真實的儲層參數。隨機建模，是指以己知信息為基礎，以隨機函數為理論，應用隨機模擬方法產生可選的、等概率的儲層模型的方法。這種方法承認控制點(井點)以外的儲層參數具有一定的不確定性，即具有一定的隨機性。隨機建模不僅能反映觀測數據中包含的總體趨勢，還能反映局部變化。所建立的模型更加符合地質體的實際情況和物性分布規律，從而克服了確定性建模帶來的「平滑」效應。因此，隨機建模可對儲層非均質性進行高解析度的表徵。
[0004]層序建模方法是後續的屬性建模方法的核心，它的主要功能是通過某種方法在兩個已知的層位之間模擬出其中未知空間的大體構造。即通過已知層位信息估算在無層位的位置空間位置的可能層位走勢，這些層位既受到其上下兩個已知層位的影響，又滿足與之相關的所有的斷層信息的約束。它模擬出了兩個層位之間的實際的地質構造走勢，為後續的模型構建提供依據。層序建模是儲層建模過程中的一個關鍵環節，它決定了最終的油藏地質模型的準確性和精度。而對於複雜地質構造的油氣藏，準確建立層序模型是一個難道很大的難題。因此，需要一種能夠方便快捷地對複雜地質構造層序建模的方法。
【發明內容】
[0005]為了解決含逆斷層的複雜地質構造在層序建模過程中的小層劃分不清、小斷層層序走向不確定和網格化不清楚、尖滅點、上超點無法確定的問題，本發明提出了採用測井地質層位(分層)和斷層雙重約束的方法，建立準確、合理的層序模型，提高了層序建模的效率，節省了油藏建模工作者的工作時間，並且得到的結果更加合理。
[0006]根據本發明的一方面，提供了一種對複雜地質構造層序建模的方法，該方法包括:步驟A:通過對地震解釋的層位散點數據、斷層散點數據進行第一組段，來找出並記錄各個層位的關聯斷層，其中，所述關聯斷層是將所述各個層位中的相應層位分割為兩個單獨層位段的斷層，並且所述第一組段操作包括對斷層散點數據進行第一組段的操作和對層位散點數據進行第一組段的操作；步驟B:根據彼此關聯的層位和斷層建立塊狀模型，其中，通過找出兩個層位之間的所有大斷層並將其排序，來根據排好序的大斷層以及工區邊界信息將組段後的層位段劃分成小塊，所述大斷層是與上下兩個層位相關聯的斷層；步驟C:通過對在步驟B劃分的小塊進行處理來獲得網格化後的小層結果；步驟D:根據在步驟C獲得的小層結果輸出整體層序建模結果。
[0007]優選地，所述步驟C包括:步驟1:判斷小塊內部是否包括斷層；步驟2:如果小塊內部沒有斷層，則對小塊進行網格化；步驟3:如果小塊內部包括斷層，則通過抹去內部斷層操作及層位拉平操作，將內部有斷層的小塊近似轉化為內部無斷層的小塊；對小塊進行網格化；對網格化後的小塊進行劃分；返回步驟1，直到所有小塊中都不包括斷層；步驟4:輸出網格化後的小層結果。
[0008]優選地，對小塊進行網格化的步驟包括:根據小塊的上下層位段信息，得到小塊的上下層位段的起始及結束位置；根據所述起始及結束位置，將上下層位段按等比例劃分為相同段數的小段；分別連接上下層位段上相同比例處的分割點，連接上下層位段上相同比例處的分割點的直線是參考線；根據小層個數，將每條參考線進行相應的等比例劃分；通過連接相應的參考線上的分割點，來獲得所需的小層。
[0009]優選地，對小塊進行劃分的步驟包括:斷層範圍計算、關鍵斷層選取、約束小層構建和小塊構建。
[0010]優選地，對層位數據進行第一組段的步驟包括:確定與各個層位相關聯的斷層；遍歷每個層位點，找出沿上下方向離該層位點最近的斷層點，獲取關聯斷層信息並進行標記；對確定了關聯斷層信息的層位點進行第二組段，所述第二組段操作包括組小段和組大段；確定層位與斷層的關聯關係信息，並根據所述關聯關係信息對層位段進行排序；其中，組小段操作包括:在所有層位點中遍歷並尋找到具有相同屬性的點；並將相同屬性的點組合為一個小段；組大段操作包括:如果小段的尾點與另一小段的首點相鄰，則將所述兩個小段組合為一個大段。
[0011]優選地，所述第二組段操作還包括:當尋找到特定小段時，遍歷其他小段，根據該特定小段的共深度點CDP信息判斷其他小段是否可能與該特定小段進行組段；如果未找到能夠與當前小段進行組段的小段，則當前大段組段結束，並開始下一大段的組段工作；如果找到一個小段能夠與當前的特定小段進行組段，則將這兩個小段合併為一個大段；如果找到能與當前小段進行組段的多個小段，則首先讀取出當前小段的尾點以及所有符合條件的小段的首點；通過對所有小段的時間值或深度值進行比較，找出首點距離與當前小段尾點最近的小段，並將該小段與當前的特定小段進行組段。
[0012]優選地，根據關聯關係信息對層位段進行排序的步驟包括:根據關聯關係信息對層位段從左到右進行排序，其中，首先找到左關聯斷層為空的層位段，之後循環插值左關聯斷層與上一層位段的右關聯斷層相同的層位段，直到找到一個右關聯斷層為空的層位段為止。
[0013]根據本發明的另一方面，提供一種對複雜地質構造三維層序建模的方法，包括:將整個工區按共深度點CDP坐標劃分為二維剖面；在每個剖面上單獨進行如權利要求1所述的層序建模的方法；將每個剖面的層序建模結果組合成三維空間中的建模結果。【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發明的上述和其它目的、特點和優點將會變得更加清楚，其中:
[0015]圖1示出根據本發明實施例的層序建模的方法的流程圖；
[0016]圖2示出根據本發明實施例的組段的方法的流程圖；
[0017]圖3示出根據本發明實施例的關聯斷層的示意圖；
[0018]圖4示出根據本發明實施例的組段原理的示意圖；
[0019]圖5示出根據本發明實施例的層位組段的特殊情況的示意圖；
[0020]圖6示出根據本發明示例性實施例的確定關聯關係的示意圖；
[0021]圖7示出根據本發明實施例的斷層與層位之間的關係的特殊情況的示意圖；
[0022]圖8示出根據本發明實施例的成塊原理的示意圖；
[0023]圖9示出根據本發明實施例的小塊網格化的遞歸方法的流程圖；
[0024]圖10示出根據本發明實施例的小層劃分操作的示意圖；
[0025]圖11示出根據本發明實施例的層位拉平操作的示意圖；
[0026]圖12示圖根據本發明實施例的忽略斷層約束引起的兩種問題；
[0027]圖13示出根據本發明實施例的小層與斷層閉合問題的解決方法的流程圖；
[0028]圖14示出根據本發明實施例的小層穿越斷層的四種情況；
[0029]圖15示出根據本發明實施例的小層閉合的示意圖；
[0030]圖16示出根據本發明實施例的無斷層區域以及有斷層區域的示意圖；
[0031]圖17示出根據本發明實施例的小塊劃分的方法的流程圖；
[0032]圖18示出根據本發明實施例的斷層範圍統計的示意圖；
[0033]圖19示出根據本發明實施例的關鍵斷層與區域邊界的示意圖；
[0034]圖20A至圖20C分別示出根據本發明實施例的上有斷層、下有斷層、上下均有斷層的小塊構造的三種情況；
[0035]圖21示出根據本發明實施例的上下均有斷層的特殊情況；
[0036]圖22示出根據本發明實施例的測井分層約束的層序模型構建。
【具體實施方式】
[0037]現在，將參照附圖更充分地描述不同的示例實施例，其中，一些示例性實施例在附圖中示出。
[0038]圖1示出根據本發明實施例的層序建模的方法的流程圖。
[0039]參照圖1，在步驟S110，通過對地震解釋的層位、斷層散點數據進行第一組段，來找出並記錄每個層位段相關聯的斷層，其中，層位由斷層劃分為層位段，一個層位由多個層位段組成。由於資料庫中所保存的層位信息按散點方式存儲，因此將從資料庫中提取的層位數據稱為層位散點數據。對於散點數據，能夠方便的獲取每個點的CDP (共深度點)坐標和時間(深度)值，然而散點數據本身缺少了層位點之間的關聯關係以及層位點與斷層之間的關聯關係等關鍵信息，因此難以用於後續的方法處理。通過組段方法，可以尋找到層位點之間以及層位與斷層之間的關聯關係。
[0040]在步驟S120，通過根據相關聯的層位、斷層段建立塊狀模型(B卩，成塊)。建立塊狀模型是生成小塊的過程，是小塊網格化的前提。通過尋找同時劃分上下兩個層位的斷層，並記錄兩兩斷層之間的層位段，從而形成小塊，來建立塊狀模型。
[0041]在步驟S130，通過對在步驟120獲得的小塊進行處理來獲得網格化後的小層結果。在步驟S140，根據小層結果輸出層序建模結果。下面將參照附圖描述操作SllO至操作S130的詳細操作。
[0042]圖2示出根據本發明實施例的第一組段的詳細方法的流程圖。
[0043]組段的實際工作分為斷層組段以及層位組段兩部分。然而，由於斷層結構簡單、情況單一，且每個⑶P坐標上均不存在重值點，因此斷層組段方法簡單，僅需讀取出相鄰的斷層點將其組合即可，因此，此處不再累述。以下將詳細描述層位數據的組段方法。
[0044]首先，在操作S210，確定關聯斷層。關聯斷層，即將一個層位段分割為兩個單獨層位段的斷層。參照圖3，對於某一斷層，如果當前層位存在這樣的點，其CDP坐標與某些斷層點的CDP坐標相等，而其時間(深度)值小於對應斷層點的時間(深度)值，則將其稱為層位相對於此斷層的上盤點；類似地，如果所述點的時間(深度)值大於對應斷層點的時間(深度)值，則將其稱為層位相對於此斷層的下盤點。根據圖3可以看出，如果當前層位對於某一斷層既存在上盤點，也存在下盤點，則說明當前斷層將層位分割，即當前斷層為層位的關聯斷層。
[0045]因此，針對每一個層位點，尋找其上(下)離其最近的斷層點並標記。我們可以大體認為當前層位點是其上(下)斷層的下(上)盤層位點。最後，統計並找出既存在上盤層位點，也存在下盤層位點的斷層，並將其標記為當前層位的關聯斷層。
[0046]尋找關聯斷層的意義在於我們所處理的工區之中可能存在數量眾多的斷層數據，然而只有關聯斷層會將一個層位分割為多個段數據。因此，尋找關聯斷層能使我們在組段時忽略其他無效斷層的影響。同時，由於每個關聯斷層都將層位分割為兩段，因此根據關聯斷層的數量還可以預先得到組段之後層位段的數量。
[0047]在操作S220，計算層位點(B卩，構成層位的點)的屬性，即，計算層位點的上下關聯斷層，也就是說，確定沿上下方向離層位點最近的兩個關聯的斷層點，即，關聯斷層信息。所述點屬性指的是該層位點上下的關聯斷層點所屬的斷層，和關聯斷層信息相關。此外，一個層位點的屬性與其上方和下方的兩個斷層點信息相關。通過遍歷每一個層位點，找出沿上下方向離該層位點最近的斷層點，並獲取相關的斷層信息和標記，來確定到特定層位點上下離其最近的關聯斷層信息。由於斷層將層位劃分為上盤與下盤兩部分，因此上盤點與下盤點具有不同的屬性值，可以根據屬性值將上盤點和下盤點分割到不同的段中。
[0048]在操作S230，對確定了屬性的層位點進行第二組段。根據輸出結果的不同，可以大體上將組段劃分為組小段與組大段。
[0049]組小段是根據點屬性的不同，將相同屬性的點進行初步聚合的操作。簡而言之，在所有層位點中遍歷並尋找到具有相同屬性的點，並將其組合為一個小段。參照圖4，根據屬性值的不同，可以將當前層位劃分為7個小段。
[0050]在某些情況下，僅僅根據點屬性來判定小段並非十分準確。如圖4中示出的第1、
4、7小段，在此三段中，每個層位的點的上下關聯斷層均為空，因此這三段中每個點的屬性值均相同。然而從圖4中可以看出，這些層位點分屬於三個不同的小段。因此，在組小段時，某些情況下還需要考慮層位點之間的位置關係，通過點屬性與位置關係才能準確的進行小段組合。
[0051]從圖4中可以看出，根據點屬性組合出的7個小段並非最終的層位段，因此，還需要將組合好的小段合併為最終的大段。採用CDP號作為判斷大段的標準，也就是說，如果某一個小段的尾點與另一個小段的首點相鄰，則將其組合為同一個大段。根據此方法，可以將圖4中的第1、2段，第3、4、5段，第6、7段分別組合為三個大段。
[0052]然而，由於目前所使用的層位數據情況較為複雜，同時層位與斷層之間的閉合計算可能出現誤差，因此可能出現一種特殊情況導致此判斷方法失效，需要引進其他判斷準則來進行更為準確的判斷。
[0053]從圖5中可以看出，應該將1、2組合為一個大段，而將3作為一個單獨的大段。然而，由於小段3與斷層並未閉合，僅僅依靠CDP信息來判斷小段的組合關係可能會出現錯誤，因此，在這種情況下，需要引入其他的條件進行輔助判斷。
[0054]具體地說，當尋找到特定小段時，遍歷其他小段，根據特定小段的CDP信息判斷其他小段是否可能與該特定小段進行組段。如果未找到能夠與當前小段進行組段的小段，則當前大段組段結束，並開始下一大段的組段工作；如果找到一個小段能夠與當前的特定小段進行組段，則將這兩個小段合併為一個大段；然而，如果尋找到多個小段可能與當前小段進行組段，需要首先讀取出當前小段的尾點以及所有符合條件的小段的首點，之後，通過對所有小段的時間值或深度值進行比較，找出首點距離與當前小段尾點最近的小段，並將其與當前小段進行組段。
[0055]在完成組段之後，還需要在操作S240確定層位與斷層的關聯關係信息，並根據此信息對層位段進行排序，以供後續使用。
[0056]參照圖6，在操作S240，針對每個層位段，尋找其左右斷點被哪一個關聯斷層所分害I]。首先，判斷當前層位段的左右端點是否處於工區邊界處，如果特定層位段上存在一點位於工區邊界處，則將其對應關聯斷層標記為空，如圖6中示出的從左起第一段的左關聯斷層及第三段的右關聯斷層。
[0057]之後，如果某斷點不在工區邊界處，則取出其所作⑶P坐標上所有的層位與斷層信息，並從中提取出與該層位相關聯的斷層的斷層點信息。然後，比較當前層位端點與所有關聯斷層點之間的距離，並找出與其距離最小的一個斷層，將其標記為該段的左(右)關聯斷層。
[0058]然而，由於工區與數據的相互關係，可能出現如圖7所示的導致關聯斷層判斷較為困難的特殊情況。
[0059]由於在實際的使用過程中，為了滿足生產需要，可能會將實際使用的各工區數據按一定需求進行裁剪，導致層位與斷層關聯關係難以判斷。如圖7所示，由於在實際情況中層位與斷層數據被工區邊界裁剪掉，導致此處的部分關鍵信息丟失，現有信息量不足，從而導致無法判斷實際的層位與斷層之間的關聯關係。因此，將這種情況下的層位與斷層之間的關係視為以下情形:上下兩個層位段被中間的斷層分割，並分別與中間的斷層相互關聯。
[0060]因此，將在完成基本的組段方法之後查找此種情況並對組段結果進行修改。具體地說，遍歷組段好的所有層位段，尋找位於工區左(右)邊界的段，判斷此段左(右)關聯斷層是否為空。如果存在位於左(右)邊界上的多段層位段，則尋找其兩兩層位段之間的斷層。對於其中任意兩段相鄰層位段，如果其中存在斷層，則判斷兩層位段的右(左)關聯斷層是否為此斷層(即，所述存在的斷層)，如果所述兩層位段中的一段的右(左)關聯斷層為此斷層，則將所述兩層位段中的另一層位段的左(右)關聯斷層設置為此斷層；如果沒有層位右(左)關聯此斷層且兩層位之間無其他斷層，或者兩層位之間無斷層，則層位信息出錯，結束處理過程。
[0061]至此，已完成層位由散點到段結構的組段過程。由於後續需要，需要將層位段從左至右進行排序。具體地說，首先找到左關聯斷層為空的層位段，之後循環查找左關聯斷層與上一層位段的右關聯斷層相同的層位段，一直到找到一個右關聯斷層為空的層位段為止。
[0062]通過圖2示出的組段方法，可以將特定層位上的離散的點信息組合成為由斷層分割的段信息，並得到段信息與斷層之間的關聯關係。
[0063]圖8示出根據本發明實施例的成塊原理的示意圖。
[0064]在層序建模中，實際所需的最終結構是通過層位與斷層約束所模擬出的兩個層位之間的空間位置中的構造結構。參照圖8，當兩個層位之間的特定區域左右均被斷層或工區邊界從整體區域中整體劃分出來，則可認為其內部構造結構不受其他區域構造結構的影響，因此可以作為層序建模中的一個單獨的構造區域，所以，在進行實際的層序建模之前，需要首先對兩個層位之間的區域進行分塊。
[0065]參照圖8，將同時與上下兩個層位相關聯的斷層稱為大斷層，而將只與其中之一關聯的斷層稱為小斷層。大斷層與工區邊界構成了用於劃分塊區域的標準。因此，通過找出兩個層位之間的所有大斷層，並將其排序，來根據排好序的大斷層以及工區邊界信息將組好的層位段劃分成小塊，所述小塊指的是由層位與斷層為邊界構成的封閉的全連通區域。
[0066]成塊的過程對後續所需要處理的區域進行了進一步劃分，構成了後續處理所使用的基本單位，所述基本單位指的是使得兩兩小塊之間的建模過程互不影響的基本單元。因此，只需要考慮單獨考慮塊內的信息，而不會受到其他部分的影響。
[0067]小塊網格化，又稱為小層劃分，是層序建模的基本步驟。小塊網格化根據當前塊中的層位信息和斷層信息，構造出經過所述層位信息和斷層信息約束之後的扭曲的空間網格。圖10示出根據本發明實施例的小層劃分的示意圖。圖10中的橫向網格線稱為小層，即它是根據上下層位信息在當前位置模擬的出的一些虛擬的層位信息。
[0068]小塊網格化的過程根據小塊的結構可以分為兩種情況，即無內部斷層與有內部斷層的情況。如果小塊無內部斷層(如圖8中的塊I與塊3)，則由於小塊為一個簡單的多邊形模型，不需要進一步劃分，因此可以直接進行網格化操作，計算當前小塊內部的層序模型，並輸出層序建模結果，該層序建模結果如圖10中示出的橫向的網格線。然而，如果小塊中內部存在斷層(如圖8中的塊2)，則無法在此小塊的基礎上直接計算出層序模型，而需要對其進行一些預處理，並將其交給小塊劃分模塊進行進一步的小塊細分，最後使用遞歸的方法處理完所有小塊。
[0069]圖9示出根據本發明實施例的小塊網格化的遞歸方法的流程圖。
[0070]在步驟S910，從存儲小塊信息的棧頂取出一個小塊，對其進行相應處理。在步驟S920，判斷小塊內部是否存在斷層。如果小塊內部無斷層，則在步驟S930，對小塊進行網格化。具體地說，首先，根據當前小塊的上下層位段信息，可以得到其上下層位段的起始及結束位置。根據此信息，可以將上下層位段按等比例劃分為相同段數的小段。之後，分別連接上下層位段上相同比例處的分割點，如圖10所示，可以得到圖中豎直方向的直線部分。[0071]這些直線就是後續劃分小層的依據，被稱為小層劃分的參考線。根據預先設定好的參數，可以獲得用戶所要求的小層個數。之後，根據小層個數，將每條參考線進行相應的等比例劃分，最後，連接相應的參考線上的分割點，即得到所需的小層。
[0072]參照圖10，在網格化分之後，可以得到如圖10中所示的所有交點的坐標信息。之後，在步驟S940，可以根據網格信息(B卩，網格中每個頂點的實際空間坐標)輸出小層信息(即，關於兩個層位之間估計所得的其他層位的信息)，或者直接將網格信息輸出用於後續的確定建模處理。由於網格點坐標為浮點數坐標，因此在輸出小層信息時，需要將小層點投影至整數坐標上，再進行小層輸出。
[0073]通過以上描述可知，小塊由斷層和層位段構成。然而，由於斷層原本為曲線，而在上述處理中將其視為直線進行處理。因此，小塊網格化中作為基準的斷層是一條擬合的直線，這導致網格化結果不準確，從而產生閉合問題。需要通過小層閉合操作對該問題進行修正。因此，在實際的小層輸出之前，仍然需要對小層進行優化處理，該優化處理將在之後進行詳細介紹。
[0074]如果在步驟S920確定小塊內部存在斷層，則由於其內部構造不僅僅受上下層位的約束，還要受到內部斷層的約束，因此不能直接使用上下層位信息進行直接的網格劃分。因此，為了保證小層劃分的準確性，需要對其進行一定的處理，並交由小塊劃分模塊進行進一步的小塊細分，將其劃分為多個內部無斷層小塊之後，再分別進行處理。
[0075]為了給小塊劃分模塊提供一定的劃分依據，需要對當前小塊進行預處理，並進行網格化。此時，網格化的結果並不作為實際的小層劃分依據，它與最終的小層信息沒有實際的關聯。
[0076]由於小塊內部存在斷層，其上下層位段可能包含多段，因此在對其進行網格化時，難以將其層位段進行等比例劃分。因此，在進行步驟S970的小塊網格化之前，需要在步驟S960，對包括多於一個層位段的層位進行層位拉平的處理，將其近似為一個整體的層位段，將此步操作稱為層位拉平。
[0077]層位拉平即將兩段或者多段由斷層分割的層位段通過近似的方法還原為一個層位段。圖11是示出根據本發明示例性實施例的層位拉平的操作的示意圖。首先，由於單一層位段之中每個CDP坐標點上均不存在重值點，因此需要先刪除其所有重值點信息。之後，統計出剩餘層位部分在空白區域處的端點位置，並根據線性插值的方法將空白區域補齊。最後，為了保證最終小塊劃分的準確性及美觀性，需要使用線平滑的方式將層位進行平滑。
[0078]線平滑主要採用加權平均的方式對層位段進行平滑。其權重分配使用1:2:1的分配方式，即當前點標量值=(前一點標量值+後一點標量值+當前點標量值*2)/4。通過此種方式可以逐漸的將層位進行平滑處理，在實際應用中，所需要的平滑次數約為500次。
[0079]通過抹去內部斷層及層位拉平等操作，可以將一個內部有斷層的小塊近似的轉化為一個內部無斷層的小塊。之後，可以使用內部無斷層小塊網格化方法對其進行網格化操作。然而，由於忽略了內部斷層的影響，此處的網格化操作結果極不準確，無法直接用於小層結果的計算，只能用作在步驟S980的小塊劃分操作的數據基礎。將在下面參照圖17詳細描述小塊劃分的方法的流程圖。在步驟S990，在完成小塊劃分處理之後，將處理後的小塊信息壓棧。之後處理返回步驟S910，直到在步驟S950確定棧為空時，結束處理。這裡，由於層序建模最終的輸出結果為小塊網格，具有內部斷層的小塊雖然進行了層位拉平處理了消除了內部斷層，但其建立的小塊網格並不準確，因此只能作為小塊劃分的標準。為了獲得準確的結果，需要將一個內部含有斷層的小塊劃分為多個內部不含斷層的小塊，之後再對這些小塊進行準確的小塊網格化。
[0080]在以上所介紹的網格化方法中，為了保證方法的高效性與簡便性，採用上下層位的端點連線來模擬邊界斷層的方法。這種方法實際上忽略了邊界斷層對小塊網格化過程的影響，雖然簡化了方法，卻會導致包括小層穿越及小層不足在內的一些問題，如圖12所示。為此，在進行最終的小層結果輸出之前，需要先對小層進行優化，使其滿足小塊的邊界斷層約束，使網格化的結果更加的準確，其中，各個單個小塊的小層輸出結果可以組成整體層序建豐吳結果。
[0081]小層與斷層閉合的問題主要包括如圖12所示的兩種。為了解決這兩種問題，本方法所使用的方法是根據邊界斷層對小層進行優化，具體方法為先將小層穿越斷層的部分進行裁剪，再將小層不足的部分進行補齊，使其最終與斷層閉合，將在以下參照圖13對該操作進行詳細描述。
[0082]在步驟S1310，進行小層裁剪。小層裁剪的主要目的是將小層穿越斷層的部分進行裁剪，其主要難點在於判斷小層是否穿越斷層，並找出所有穿越斷層的小層點。
[0083]判斷小層點是否穿越斷層點可以通過小層點與對應⑶P坐標上的斷層點的時間(深度)值的比較來確定。圖14示出根據本發明示例性實施例的小層穿越的四種情況。首先，根據斷層起始點和結束點的時間(深度)值以及其為小塊的左或右邊界等信息，可以計算出其參考線的傾斜方向。之後，根據小層點的時間(深度)值與斷層點的位置關係，以及斷層的傾斜方向，可以判斷出當前點是否屬於小層穿越斷層部分的點。例如，如果特定斷層為某小塊的右邊界斷層，且其起始點的時間(深度)值小於結束點的時間(深度)值，則可以判斷出該斷層的參考線方向如圖14的左上圖所示。因此，凡是時間(深度)值小於同CDP坐標下斷層點的小層點，均屬於穿越斷層的小層點。因此，可以從右至左遍歷整個小層，並將穿越斷層的小層點刪除。由於經過小塊網格化所計算出的小層點坐標為浮點數坐標，因此在實際判斷時需要對斷層進行線性插值以計算相應坐標點上的時間(深度)值。
[0084]在完成了小層裁剪之後，可以保證所有的小層均不穿越斷層，因此，可以在步驟S1320對進行小層補齊操作，即，對所有的小層進行小層與斷層閉合的操作而不用判斷小層是否穿越斷層。
[0085]圖15示出根據本發明示例性實施例的小層閉合的示意圖。參照圖15，小層閉合採用了相同時間(深度)值延長的方法。即針對每一個待處理的小層，取出其端點位置的時間(深度)值，並按此時間(深度)值對小層做延長線，計算出此延長線與小塊邊界斷層的交點。之後，根據斷層交點以及小層端點的距離，判斷是否需要進行小層閉合操作。可通過使用當前小層的端點和斷層點之間距離的絕對值來判斷小層是否穿越斷層。如果小層需要閉合操作，則從小層端點處出發，按一定的步長在小層延長線上進行採樣，並將採樣點添加到小層之中。在實際使用中，為了保證後續確定建模等方法效果，優選採樣步長小於1/2個CDP坐標標準單位長度。採樣一直到當前採樣點穿越斷層為止，至此，可保證小層與其關聯斷層完全符合。
[0086]如果層序建模的結果用作隨機建模或屬性建模的輸入，則由於方法的特殊要求，需要保證每個小層上的點數相等。因此，在完成小層閉合操作之後，需要在步驟S1330，統計出當前小塊中小層的最大點數，並在其他小層首尾添加重值點，使所有小層長度一致。之後，在步驟S1340，輸出小層結果。
[0087]圖17示出根據本發明示例性實施例的小塊劃分的方法的流程圖，包括斷層範圍計算(操作S1710)、關鍵斷層選取(操作S1720)、約束小層構建(操作S1730)和小塊構建(S1740)四個步驟。
[0088]小塊劃分，即將內部存在斷層的小塊劃分為多個更小的小塊。由於內部斷層會影響小塊內部層序構造，使小塊難以構建正確的層序模型，因此需要儘可能的消除內部斷層，從而將其轉化為更容易處理的邊界斷層。小塊劃分通過將小塊劃分為更小的塊來將其內部斷層轉換為劃分後部分小塊的邊界斷層，從而減少了內部斷層。再加上使用了遞歸調用的方法，因此小塊劃分最終能夠將所有的小塊劃分成為一系列無內部斷層的小塊，為後續的層序建模工作提供保證。
[0089]小塊劃分的主要依據是進行層位拉平之後所建立的初步的網格模型。雖然經過層位拉平之後忽略了內部斷層對小塊內部結構的影響，無法準確的描述小塊內部構造，但由於小塊內部的主要構造按層劃分，所以對於無斷層約束的部分，此種網格化方法仍具有一定的可靠性，因此，可以根據此網格化所得到的近似的小層結果將原小塊劃分為有斷層約束區域及無斷層約束區域兩部分，如圖16所示，以方便進一步的小塊劃分工作。
[0090]根據這一原理，小塊劃分可以將具有內部斷層的小塊進行進一步的細分，最終得到多個無內部斷層的小塊。
[0091]參照圖17，在操作S1710，由於需要使用根據層位拉平之後的結果所建立的網格模型(即，近似網格模型)進行判斷，並在其中找出有斷層區域及無斷層區域的分割線，因此需要首先統計出每個內部斷層所覆蓋的小層範圍。該步驟分為上盤斷層及下盤斷層兩種情況，其中，上盤斷層為只關聯上層位段的斷層，相應地，下盤斷層為只關聯下層位段的斷層。由於兩種情況類似，因此此處將以下盤斷層為例，介紹相關方法。
[0092]圖18示出根據本發明實施例的斷層範圍統計的示意圖。參照圖18，由於下盤斷層在小塊內部的部分從下層位處開始，因此，通過統計下盤斷層穿過的近似網格模型中的小層，來尋找其上端點所在位置的小層號。然而，由於小層線是按大量的離散點連接而成的折線，因此直接通過小層線來計算端點位置較為困難。因此，首先尋找離斷層端點最近的一根參考線。由於參考線實質上是上層位段與下層位段上兩點的連線，因此可以很方便的計算出該參考線的直線表示式。之後，將斷層端點的時間(深度)值代入此表達式，可得出該參考線與此平面相交的CDP坐標。之後，可通過尋找到在CDP坐標上與該斷層端點最接近的一個交點，來獲得離該斷層端點最近的一條參考線。而小層點在參考線上按等比例排布，因此可通過計算出交點在參考線上的比例位置，來計算出小塊內部的斷層端點所在的小層位置。
[0093]由於小塊內部的實際構造根據斷層和層位情況發生一定的扭曲，因此，此處所計算出的斷層影響範圍並非以斷層長度為準，而是考慮當小塊內部區域被層序化之後，該斷層影響的小層數。
[0094]在計算出每個斷層的覆蓋範圍之後，在步驟S1720，從所述覆蓋範圍中選取實際對區域劃分產生影響的斷層。由於影響範圍較小的斷層的影響區域會被影響範圍較大的斷層的影響區域所覆蓋，導致其無法約束區域邊界。因此，如圖19所示，在所有的內部斷層中，通過從上盤斷層和下盤斷層中分別找出影響範圍最大的斷層，來確定實際的區域邊界。
[0095]在確定了離斷層端點最近(S卩，劃分區域邊界所使用)的小層後，通過前述小層輸出處理，將該小層輸出為一個新的層位段。由於對於劃分後得到的小塊，其上層為或者下層為可能不是原有的層位，而是通過前述小層輸出處理而得到的一個新的層位，因此所述小層可能作為新小塊的上層位或者下層位，從而需要對該小層的數據格式進行一定的修正。
[0096]小層數據與層位數據最主要的區別在於其坐標位置。小層數據的坐標使用了浮點數坐標，以便提升計算的精度。而層位坐標採用的是以CDP坐標為準的整數坐標，以方便數據的存儲與使用。為了保證方法的統一，需要將所有的輸入小塊的層位和斷層信息進行統一。因此，在進行後續的小塊構建之前，需要先將其中作為約束線(即用於小塊劃分的約束小層)的小層數據重新採樣成層位格式。小層數據的重新採樣所使用的方法較為簡單，即根據相鄰兩點在對應的整數坐標位置進行線性插值。
[0097]在完成上述操作之後，在步驟S1740，根據層位、斷層、塊內斷層端點以及約束小層信息，將當前塊進一步劃分為多個小塊。其中，關鍵斷層將成為部分小塊的邊界斷層，而約束線將成為部分小塊的邊界層位段。至此，當前塊中的關鍵斷層將不再出現在任何小塊的內部，從而不會再影響小塊網格化的過程。通過如圖9所述的遞歸調用的方法，可以逐漸的消除所有的內部斷層的影響，最終將所有分塊劃分成無內部斷層的簡單小塊，提高層序建模的準確性。
[0098]圖20A至圖20C分別示出上有斷層、下有斷層、上下均有斷層的小塊構造的三種情況。參照圖20A至圖20B，將小塊劃分為三塊，以上有斷層的情況為例，將小塊約束線以上的部分劃分為兩塊，分別以關鍵斷層為其左邊界斷層和右邊界斷層。而約束線以下自成一塊，以約束線所構造的層位為其上層位。
[0099]參照圖20C，對於上下均有斷層的情況，由於存在兩天約束線，則需將小層劃分為五塊。即上部兩塊，下部兩塊以及中部一塊。之後，在依據對應的方式計算其上下層位及左右關聯斷層即可。在以上情況中，上下關鍵斷層可能存在多個，然而其處理方法與其對應的基本處理方法類似，此處不再累述。
[0100]而對於上下均有斷層的情況，存在一種如圖21所示的特殊情況。在這種情況下，上下關鍵斷層覆蓋區域相互重疊，導致上下分塊區域相互交疊，且中間區域消失。在這種情況下，如果仍然按基本方法處理，則會導致交疊區域的小塊出現重值點，導致層序建模結果錯誤。為此，目前所採用的方法是估計虛擬約束線的方法。即根據上下兩條約束線重新估算出一條中間約束線，並根據此中間約束線將原始分塊劃分為4塊，如圖21所示。
[0101]圖22示出根據本發明實施例的測井分層約束的層序模型構建。在發明中，首先在不考慮斷層影響的情況下進行層序模型及屬性模型的構建。參照圖22，由於每口井上每個TOP的厚度信息已知，因此可以使用克裡金插值方法查找出每一道上每個TOP點的厚度，再根據等比例壓縮的方法將其壓縮到一個可接受的範圍內。如果插值所得的厚度為O或者負值，則說明該小層在此處尖滅，則將其厚度設為O。
[0102]根據本發明實施例的層序建模方法是一種基於二維剖面的層序建模方法，即將整個工區按CDP坐標劃分為二維剖面，在每個剖面上單獨進行層序建模方法。將每個剖面的層序建模結果組合成三維空間中的建模結果。
[0103]為了解決含逆斷層的複雜地質構造在層序建模過程中的小層劃分不清、小斷層層序走向不確定和網格化不清楚、尖滅點、上超點無法確定的問題，本發明提出了採用測井地質層位(分層)和斷層雙重約束的方法，建立準確、合理的層序模型，提高了層序建模的效率，節省了油藏建模工作者的工作時間，並且得到的結果更加合理。
[0104]通過本發明的實施例，對於含逆斷層的層序模型的建立，能夠節省大量的工作時間，得到的層序模型邊界與實際地震解釋結果相一致，不需要任何簡化，層序模型的尖滅、上超等地質情況與實際情況更加吻合，解決了目前油藏建模大量運用簡化手段、得到的模型結果與實際地質分布規律脫節的問題。
[0105]儘管已經參照其示例性實施例具體顯示和描述了本發明，但是本領域的技術人員應該理解，在不脫離權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下，可以對其進行形式和細節上的各種改變。
【權利要求】
1.一種對複雜地質構造層序建模的方法，該方法包括: 步驟A:通過對地震解釋的層位散點數據、斷層散點數據進行第一組段，來找出並記錄各個層位的關聯斷層，其中，所述關聯斷層是將所述各個層位分割為兩個單獨層位段的斷層，並且所述第一組段操作包括對斷層散點數據進行第一組段的操作和對層位散點數據進行第一組段的操作； 步驟B:根據彼此關聯的層位和斷層建立塊狀模型，其中，通過找出兩個層位之間的所有大斷層並將其排序，來根據排好序的大斷層以及工區邊界信息將組段後的層位段劃分成小塊，所述大斷層是與上下兩個層位相關聯的斷層； 步驟C:通過對在步驟B劃分的小塊進行處理來獲得網格化後的小層結果； 步驟D:根據在步驟C獲得的小層結果輸出整體層序建模結果。
2.如權利要求1所述的方法，其中，步驟C包括: 步驟1:判斷小塊內部是否包括斷層； 步驟2:如果小塊內部不包括斷層，則對小塊進行網格化； 步驟3:如果小塊內部包括斷層，則通過抹去內部斷層操作及層位拉平操作，將內部有斷層的小塊近似轉化為內部無斷層的小塊；對小塊進行網格化；對網格化後的小塊進行劃分；返回步驟I，直到所有小塊中都不包括斷層； 步驟4:輸出網格化後的 小層結果。
3.如權利要求2所述的方法，其中，對小塊進行網格化的步驟包括: 根據小塊的上下層位段信息，得到小塊的上下層位段的起始及結束位置； 根據所述起始及結束位置，將上下層位段按等比例劃分為相同段數的小段； 分別連接上下層位段上相同比例處的分割點，連接上下層位段上相同比例處的分割點的直線是參考線； 根據小層個數，將每條參考線進行相應的等比例劃分； 通過連接相應的參考線上的分割點，來獲得所需的小層。
4.如權利要求2所述的方法，其中，對小塊進行劃分的步驟包括:斷層範圍計算、關鍵斷層選取、約束小層構建和小塊構建。
5.如權利要求1所述的方法，其中，對層位數據進行第一組段的步驟包括: 確定與各個層位相關聯的斷層； 遍歷每個層位點，找出沿上下方向離該層位點最近的斷層點，獲取關聯斷層信息並進行標記； 對確定了關聯斷層信息的層位點進行第二組段，所述第二組段操作包括組小段和組大段； 確定層位與斷層的關聯關係信息，並根據所述關聯關係信息對層位段進行排序； 其中， 組小段操作包括:在所有層位點中遍歷並尋找到具有相同屬性的點；並將相同屬性的點組合為一個小段； 組大段操作包括:如果小段的尾點與另一小段的首點相鄰，則將所述兩個小段組合為一個大段。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所述第二組段操作還包括:當尋找到特定小段時，遍歷其他小段，根據該特定小段的共深度點CDP信息判斷其他小段是否可能與該特定小段進行組段； 如果未找到能夠與當前小段進行組段的小段，則當前大段組段結束，並開始下一大段的組段工作； 如果找到一個小段能夠與當前的特定小段進行組段，則將這兩個小段合併為一個大段； 如果找到能與當前小段進行組段的多個小段，則首先讀取出當前小段的尾點以及所有符合條件的小段的首點；通過對所有小段的時間值或深度值進行比較，找出首點距離與當前小段尾點最近的小段，並將該小段與當前的特定小段進行組段。
7.如權利要求5所述的方法，其中，根據關聯關係信息對層位段進行排序的步驟包括:根據關聯關係信息對層位段從左到右進行排序，其中，首先找到左關聯斷層為空的層位段，之後循環插值左關聯斷層與上一層位段的右關聯斷層相同的層位段，直到找到一個右關聯斷層為空的層位段為止。
8.一種對複雜地質構造三維層序建模的方法，包括: 將整個工區按共深度點CDP坐標劃分為二維剖面； 在每個剖面上單獨 進行如權利要求1所述的層序建模的方法； 將每個剖面的層序建模結果組合成三維空間中的建模結果。
【文檔編號】G06T17/05GK103632396SQ201310598209
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月22日 優先權日:2013年11月22日
【發明者】王頎, 洪餘剛, 魯才, 陶正喜, 鄒文, 張洞君, 黃東山, 周晶晶, 錢津 申請人:中國石油集團川慶鑽探工程有限公司地球物理勘探公司