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。

1.1.3截断断层处理

断层空间组合一般包括相交与交叉断层和截断断层,相互截断的两条断层采取大断层截断小断层方法,即在断层的Key Pillars长短以及间距调整好的基础上,以大断层为主,运用断层截断工具,上截断、下截断或者交叉截断两个断层中对应的Key Pillar,将小断层附着到大断层上。

1.1.4断层附近构造异常处理方法

利用断层和层位产生HORIZON LINES,激活其控制点,调整层位在上下盘的位置直到合理,完成之后再做一次MAKE HORIZONS,使断层和层位接触关系按编辑结果重新计算,建立合理的断层边部构造。

1.2 建立三维相控属性地质模型的技术关键

1.2.1井所在网格值与单井单层属性曲线保持一致

利用scale up well log流程,对加载的单井孔隙度、渗透率、饱和度属性曲线数据进行离散化时采用最大值法,生成离散化属性模型。这样可保证井所在网格值与单井单层属性曲线保持一致。

1.2.2确定变异函数主方向

选择要模拟的沉积单元生成一张变差图,反映该沉积单元在平面上的变异性,由此确定主变程方向

1.2.3确定不同沉积微相控制下储层属性参数变成范围

受储层砂体沉积特征控制,储层属性参数的分布存在非均质性与各向异性,因此需要确定不同沉积环境下的不同沉积微相储层属性的主次方向以及垂向方向变程数据。

2 、三维地质模型在油田开发中的应用

2.1数字化油藏,展现三维形态

地质模型建立后,把地下的油藏形态进行了数字化,直观地反映出地层的构造形态,断层的倾向、走向、断层之间的相互关系,了解地层层位之间的接触关系。

2.2断点重组

断点数据在Petrel软件中的三维可视化,使过去抽象地按数据分析进行的断点组合直观化,从而降低了断点组合难度,并提高了准确度。从理论上讲,相同编号的断点应分布在同一平滑的曲面上,通过对14条断层的244个断点的反复分析判断后,发现绝大多数断点都在主断层面上,但有少数断点偏离主断层面分析其原因有以下几种情况:

2.2.1去除组合不当断点。例如1#井深820m处断点原来解释为71号断层的断点,经三维模型分析后,把这一个断点确定为孤立断点。

2.2.2修改断点归属。例如2#井井深1107m处断点,原归属724号断层,但三维显示该断点落在725号断层的断面上。经对比落实后,改为725号断层。

2.3利用模型生成各种地质图幅

根据建立的三维地质模型,生成了研究区的平面图,在平面图窗口(map windows)中,选中数据窗口中的井位(wells)、构造模型horizon中的某一层面以及所有断层模型(faults)和相应的层位,完成井位图、构造平面图等平面图的绘制,并可以在右键的setting中对显示效果进行调整,任意选择构造线的间隔深度,能够标识每条构造线的深度。

图3构造平面图

图4断层二维剖面图

3、结论

三维地质建模技术主要包括2个方面:三维构造地质模型与三维相控属性地质模型

总结出提高模型精度的技术方法,规范了Petrel软件建立三维地质模型的建模流程。

结合Petrel软件的三维显示功能,降低了断层断点组合难度,提高了断层模拟的精度。

(4) 通过Petrel软件地质图幅批量成图方法,解决手工绘制工作量大,成图速度慢的问题,提高地质图幅绘制效率。

参考文献:

1 吴胜和,等.储层建模.北京:石油工业出版社,1999

作者简介:

荆艳飞,(19830803),男,2006年毕业大庆石油学院石油工程专业,第三采油厂地质大队攻关队三维地质建模岗