基于GIS的储层综合评价系统的设计与实现

摘要：运用组件式开发技术，以Visual Basic6.0作为基本开发环境，以SuperMap Objects组件式GIS作为系统基本功能实现平台，开发了一个储层综合评价系统。利用GIS强大的空间分析和图形可视化功能，通过各单因素间的叠加分析，实现了从基础数据输入到管理、多因素综合分析乃至评价结果的显示等储层评价一体化，提高了储层评价效率，增加了评价结果的真实性、客观性和表现力，减少了人为因素造成的多解性与不确定性。该系统可为油气勘探决策提供更可靠的依据。

关键词：储层评价；地理信息系统；SuperMap Objects组件式GIS；叠加分析

0　引言

储层综合评价是在沉积相、成岩、储集特征等综合研究的基础之上，对储层进行分类并分段、分区块地进行评价，确定不同层段、不同区块储层质量的相对差异，是储层研究中一项重要的工作。目前，储层的综合评价仍主要采用传统的以定性为主的评价方法，这种方法不仅效率低下，而且存在人为因素造成的多解性与不确定性，评价结果的可信度。因此，开发智能化的储层综合评价系统势在必行。

基于GIS的储层综合评价系统能够运用GIS方便快捷的实现多源数据采集与输入功能、强大的地图编辑与空间数据管理功能、独特的多种空间分析方法，以及直观的图形和属性数据的可视化表达，将地下油藏地质信息在GIS应用平台上实现信息的可视化。该系统对于以加快油气勘探开发速度，提高石油行业的科研生产管理水平，提供决策依据，提高办公效率有着十分重要的作用。

该系统运用组件式开发技术，以Visual Basic6.0作为基本开发环境，以SuperMap Objects组件式GIS作为系统基本功能开发平台，为油气田储层综合评价系统的开发提供了一个具体的实现样本。

1　系统目标与功能模块

1.1系统目标

基于GIS的储层综合评价系统是一个面向石油行业决策层的可视化辅助决策系统。系统扩展了GIS的空间分析功能，不仅具有通用GIS软件的基本功能，而且能融入油气勘探领域的储层综合评价知识，实现储层综合评价中的数据输入、处理、管理、分析、可视化表达及辅助决策的一体化。应用该系统，能够提高储层评价效率，增加评价结果的真实性与客观性，增强分析结果的表现力，减少人为因素产生的多解性与不确定性，为油气勘探决策提供更可靠的依据。系统设计的主要目标有以下：

数据的转入编辑：由于所收集的数据不一定具有统一的标准和格式，而且本系统只支持SuperMap所支持的数据，所以首先必须将各种来源的数据进行统一录入与编辑，包括地图配准、点数据插值、数据类型转换等。

储层评价模型建立：根据相关专业知识建立实用、高效的数学模型。

实现储层评价核心功能：利用COM组件式开发技术，在VB环境下编写储层评价模块。

结果数据及图件的输出：最终结果数据集和评价结果图的编辑与输出。

1.2系统功能模块

系统的功能模块设计如图1所示。

1.2.1数据处理模块

数据处理功能是通用GIS平台的常见功能，主要是指数据的输入、储存、处理编辑等功能。要利用SuperMap完成储层综合评价就必须先将数据转换成SuperMap支持的格式并对其进行必要的处理，因此这些功能对于评价分析是必不可少的。数据处理模块可分为5个子模块，各子模块的名称及功能如下。

(1)数据导入与管理：该功能实现沉积微相及井位信息属性数据的录入与管理，是油气勘探决策分析的基础和必要前提。本模块所要实现的子功能包括工作空间、数据源、数据集的创建，空间数据的扫描数字化，属性数据的录入与建库，数据库的修改与维护，多种格式数据的转入与转出。

(2)对象编辑：包括对象的查找、选择、剪切、复制、粘贴、取消操作、重复操作，图形的放大、缩小、漫游、全副显示等基本操作。

(3)数据处理：包括栅格图象导入后的配准，分层矢量化，文本文件转化为SDB数据文件，以及对这些数据的分析，诸如点数据集、面数据集的一系列转换为格网数据集。DEM数据集等的处理影像数据压缩；数据格式转换；点对象的风格设置；线、面对象的结点增删、光滑、风格设置等。该功能用于油气勘探决策分析的数据的预处理，如将输导层顶面等值线数据集转为DEM数据集以作为油气运移路径模拟的基础数据集，将各井点的离散孔隙度点数据集转换为等值线数据集，在转成DEM或格网数据集，以用于储层综合评价中对孔隙度的评价。

(4)基本空间查询与分析：包括SQL查询、几何量算、缓冲区分析、矢量叠加分析、网络分析、三维空间分析等。该功能用于从数据库中获取满足一定条件的数据子集，用于油气勘探决策特定问题的分析与研究，计算生油区面积、油气聚集区面积、油气从生油区到聚集区的路径长度等。

(5)可视化与输出：包括点、线、面要素的二维和三维显示，普通地图和专题地图的制作、地图的布局排版、打印输出等。此功能用于油气勘探决策成果的二维和三维显示与输出。

1.2.2储层评价模块

储层综合评价指的是对控制储层物理性质的孔隙度、渗透率、储层厚度、储层砂地比、储层埋藏深度、沉积环境等可量化的参数进行分析研究，确定每一储层物性表征参数对储层物性的影响，对分析结果的可视化表达，然后综合各表征参数的评价结果，对储层的储集性进行综合评价，确定有利的储层分布区，为进一步结合预测性评价参数开展储层综合评价奠定基础，进而为油气勘探决策中目标的评价提供聚集空间方面的依据。

该模块实现的功能是对三个待评价DEM数据集进行叠置分析。每个DEM数据集在SuperMap地图窗口中显示为一个图层，每个图层由n行m列的像元阵列组成，每个像元有行列号(i，j)和格网值，像元的行列号(i，j)表征地理位置，格网值(Value(i，j))表示对应于该位置关于该层的属性值(在此用于表示储层相关的属性值，如孔隙度的大小)。具体到本设计，我们考虑孔隙度、渗透率和沉积微相两类储层物性，其他诸如储层厚度、储层砂地比等暂不考虑；且储层综合评价子模块只支持沉积相类型不大于3的沉积相分类数据，因此，在进行沉积相分类时必须将类型分成三类以内，通过评价最终得到由孔隙度和沉积相两类物性确定的储层分布区域图。

2　系统的数据处理过程

2.1储层评价的技术路线

储层综合评价是一项环节多、工作量大、繁复的工作，必须根据各环节的关系制定正确的工作流程。本系统的工作流程包括如下步骤：①原始数据的获取；②资料分析、评价单元确定和评价指标的选取；③待评价数据的编辑与处理；④评价方法对比选择、建立模型；⑤进行储层评价；⑥评价结果分析。

2.2原始数据的获取

用于测试本系统的原始数据包括：相关油田的井位的坐标信息及油井的诸如孔隙度、渗透率、砂体厚度等各项属性信息，

及相应的沉积微相影像图。

2.3资料分析、评价单元确定和评价指标选取

为了便于设计评价模型而又能完整地表现本系统的功能，最终确定利用油层孔隙度、渗透率及沉积微相三类数据完成评价。因为孔隙度、渗透率数据范围相对于沉积微相比较有限，我们将根据油田井位的(x，Y)坐标的最大x，最小x和的最大Y，最小Y的值确定评价范围。

本储层评价系统只支持DEM类型的数据，所以在评价之前必须对数据进行必要的编辑和处理。数据处理流程如图2所示。

3　应用实例

我们采用本系统对涠洲12-1油田沉积砂体进行了评价。评价时，首先创建一个结果数据集(DEM类型)，然后按行列分别读取待评价DEM数据集中相同行列的格网值，再按设计好的判定条件对其进行判别和运算，将结果赋给结果数据集的对应像元，最后通过循环就可以将整个评价范围内的评价结果计算出来，并赋给结果数据集。最终得到的评价结果如图3所示。

从评价结果图中我们可以看出，该结果将评价单元划分为三类(每类用不同的颜色表示)：1类表示沉积相为1型和2型且孔隙度大于18.5和渗透率大于100的区域，2类表示沉积相为1型孔隙度介于16.5-18.5之间或渗透率介于50-100之间的区域和18.5和沉积相为2型且孔隙度大于17.5和渗透率大于75的区域，3类表示沉积相为1型且孔隙度小于16.5或渗透率小于50的区域和沉积相为2型且孔隙度小于17.5或渗透率小于75的区域。

通过对评价结果的分析可知，利用GIS的叠置分析的原理实现储层评价的基本功能，不仅能准确高效地得到评价结果，达到单元分类的目的，而且评价结果以图像显示，具有较强的表现力，方便用户进行分析识别。

4　结束语

储层综合评价研究是地学中油气资源勘探开发研究的一部分。储层是油气聚集的场所。储集岩的储集性能由孔隙度、渗透率等储层物性参数表征，此外，沉积环境是制约储层储集性能的重要参数。因此，储层的综合评价实际上是考虑孔隙度、渗透率和沉积环境等的多因素综合分析。利用GIS的强大的空间分析和图形可视化功能，通过各单因素问的叠加分析，可以实现从基础数据输入与管理、多因素综合分析到评价结果的显示等储层评价的一体化，可以提高储层评价效率，增加评价结果的真实性与客观性，增强分析结果的表现力，减少人为因素产生的多解性与不确定性，为油气勘探决策提供更可靠的依据。另一方面，本系统的开发，也为深化GIS在地学中的应用深度和广度创造了条件。

参考文献：

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