三维地质建模技术方法及实现步骤.ppt

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1、三维地质建模技术方法及实现步骤阴国锋目目 录录一、三维地质建模的意义意义二、三维地质建模技术发展的现状三、三维地质建模的发展动向发展动向四、三维地质建模技术方法及实现建模的意义：建模的意义：最大程度地最大程度地集成集成多种资料信息，多种资料信息，最大程度地最大程度地减少减少储层预测的储层预测的不确定性不确定性。一、建模意义一、建模意义 二步建模或相控建模二步建模或相控建模，即首先建立沉积相、储层结构或流动单元模型，然后根据不同沉积相（砂体类型或流动单元）的储层参数定量分布规律，分相（砂体类型或流动单元）进行井间插值或随即模拟，建立储层参数分布模型。三步建模三步建模，相控建模表征了层面的非均质性

2、。为表征垂向的非均质性，人们开始采用三步建模。即利用沉积微相图约束岩相建模；再利用所建立的岩相模型，进一步约束孔、渗、饱等属性参数建模。由于研究的深入，过去储层表征、随机建模领域主要利用井资料分析相带空间展布及物性空间特征的基本格局正在被突破!地震资料地震资料在储层随机建模中的应用越来越多，如岩相建模时地震速度的应用，模拟退火算法中地震资料和露头及井资料的结合等。由于这些进展，随机建模的思路与方法也开始在地震反演中得到应用。二、地质建模技术发展的现状三、发展动向 开开发发地地震震和和随随机机模模拟拟是是两两大大发发展展方方向向，而而且且也也在在向向综综合合方方向向发发展展，甚甚至至是是与与流流

3、动动模模拟拟三三者者的的结结合合，这这将将是是必必然结果。然结果。研研 究究 思思 路路四、三维地质建模技术方法及实现河河道道宽宽度度W厚厚度度储层储层三维三维地质模型地质模型地层对比测井解释微相划分储层地质知识库储层地质知识库地震资料解释时深转换波阻抗反演地地质质建建模模流流程程图图构造模型相模型属性模型地质建模三步程序（地质建模三步程序（Three-steps Modeling）：）：建立井模型（建立井模型（Well Model）建立层模型（建立层模型（Framework Model）建立参数模型（建立参数模型（Attributes Model）步步 骤骤(1)(1)正确描述井孔柱状剖面开

4、发地质属性技术正确描述井孔柱状剖面开发地质属性技术 （一维井模型一维井模型）(2)(2)划分流动单元及井间等时对比技术划分流动单元及井间等时对比技术 （二维层模型二维层模型）(3)(3)井间属性定量预测技术井间属性定量预测技术 （三维整体模型）（三维整体模型）（一）（一）、建立井模型技术、建立井模型技术目的：目的：建建立立每每口口井井各各种种开开发发地地质质属属性性（Attributes）的的一维柱状剖面一维柱状剖面井筒油藏描述最基本的九项属性：井筒油藏描述最基本的九项属性：渗透层（储层）渗透层（储层）有效层有效层 隔夹层隔夹层含油层含油层 含气层含气层 含水层含水层孔隙度孔隙度 渗透率渗透率

5、 饱和度饱和度（一）（一）、建立井模型技术、建立井模型技术比较成熟的现有技术比较成熟的现有技术 方方法法手手段段：以以岩岩心心及及各各种种测测试试资资料料为为基基础础，以以测井为主要手段；测井为主要手段；关键：关键：建立把各种储层测井信息转换成开发地建立把各种储层测井信息转换成开发地 质属性的定性、定量模型。以实际静、动态资质属性的定性、定量模型。以实际静、动态资 料对其进行标定。料对其进行标定。现阶段存在的主要技术难点现阶段存在的主要技术难点 渗透率还无法直接由测井方法求得（核磁共振渗透率还无法直接由测井方法求得（核磁共振 测井有望）。测井有望）。现有测井解释方法都是间接求得现有测井解释方法

6、都是间接求得 的，的，误差误差30%；当前建模中各油公司实用的方法是：当前建模中各油公司实用的方法是：用岩心数用岩心数 据建立的孔隙度据建立的孔隙度渗透率关系反求，最简单的渗透率关系反求，最简单的 办法是，求办法是，求 LnK=f()的线性关系，这样仍然的线性关系，这样仍然 有一定的误差，因为一个有一定的误差，因为一个值相应的是一个值相应的是一个渗渗 透率分布范围，不是一个定值透率分布范围，不是一个定值。（一）（一）、建立井模型技术、建立井模型技术 目前在发展的技术：目前在发展的技术：用神经网络技术等提高用神经网络技术等提高K的相关系数；的相关系数；用随机建模方法模拟相应用随机建模方法模拟相应

7、的的K分布。分布。最重要的是新测井技术的发展和完善：最重要的是新测井技术的发展和完善：成像测井；成像测井；过过套管测井；套管测井；随钻测井。随钻测井。（一）（一）、建立井模型技术、建立井模型技术（二）（二）、建立层模型技术、建立层模型技术 目的：目的：建建立立储储集集体体格格架架：把把每每口口井井中中的的每每个个地地质质单单元元通通过过井井间间等等时时对对比比联联接接起起来来把把多多个个一一维维柱柱状状剖剖面面构构筑筑成成三三维维地地质质体体，建建成成储储集集体体的的空空间间格格架。架。关键点：关键点：正正确确地地进进行行小小单单元元的的等等时时对对比比，即即要要实实现现单单个个砂砂层层的的正

8、正确确对对比比。可可对对比比单单元元愈愈小小，建建立立的的储储集集体格架愈细。对于陆相沉积难度更大。体格架愈细。对于陆相沉积难度更大。现有成熟和流行技术：现有成熟和流行技术：“旋回对比、分级控制旋回对比、分级控制”；河流砂体小层对比，应用河流砂体小层对比，应用“等高程等高程”，“切切片片”等方法；等方法；地震横向追踪技术；地震横向追踪技术；高分辨率层序地层学。高分辨率层序地层学。（二）（二）、建立层模型技术、建立层模型技术 现有成熟和流行技术：现有成熟和流行技术：“旋回对比、分级控制旋回对比、分级控制”：对于湖相沉积是相当有效的；对于湖相沉积是相当有效的；对于冲积相沉积、划分和对比砂组一般是对

9、于冲积相沉积、划分和对比砂组一般是 有效的；连续沉积井段过长时难于控制。有效的；连续沉积井段过长时难于控制。（二）（二）、建立层模型技术、建立层模型技术 现有成熟和流行技术：现有成熟和流行技术：河河流流砂砂体体小小层层对对比比，应应用用“等等高高程程”，“切切片片”等方法：等方法：现已比较广泛应用，但仍为有待深化的技术；现已比较广泛应用，但仍为有待深化的技术；地震横向追踪技术：地震横向追踪技术：有待提高分辨率；有待提高分辨率；高高分分辨辨率率层层序序地地层层学学：露露头头岩岩心心测测井井地地 震综合，力争把准层序缩小到震综合，力争把准层序缩小到“十米级十米级”。（二）（二）、建立层模型技术、建

10、立层模型技术 正在攻关的方向及内容：正在攻关的方向及内容：冲积相（重点是河流砂体）的层序（旋回）冲积相（重点是河流砂体）的层序（旋回）识别标志；识别标志；地震、测井结合高分辨率层序地层学；地震、测井结合高分辨率层序地层学；沉积学；沉积学；计算机自动对比。计算机自动对比。（二）（二）、建立层模型技术、建立层模型技术（二）（二）、建立层模型技术、建立层模型技术 正在攻关的方向及内容正在攻关的方向及内容 冲积相冲积相（重点是河流砂体）的层序（旋回）（重点是河流砂体）的层序（旋回）识别标志识别标志 古土壤古土壤 遗迹化石，现发展遗迹相遗迹化石，现发展遗迹相 古地磁学古地磁学 前两者成功的报导较多，将同

11、样遇到向井下前两者成功的报导较多，将同样遇到向井下 转移的问题。转移的问题。正在攻关的方向及内容正在攻关的方向及内容 地震、测井结合高分辨率层序地层学地震、测井结合高分辨率层序地层学 测井约束下的地震反演；测井约束下的地震反演；沉沉积积学学：在在野野外外露露头头精精细细解解剖剖各各类类沉沉积积体体的的建建筑筑结构要素，识别界面特征；结构要素，识别界面特征；计计算算机机自自动动对对比比:有有模模拟拟手手工工对对比比，有有地地质质统统计计对比（见一些报导）。对比（见一些报导）。（二）（二）、建立层模型技术、建立层模型技术 目前的实际应用：目前的实际应用：在建立本区在建立本区“岩岩电电”关系的基础上

12、，用测井关系的基础上，用测井 曲线，地质家手工对比到可能的最小单元（一曲线，地质家手工对比到可能的最小单元（一 般为砂组，或三级旋回），计算机建模时按一般为砂组，或三级旋回），计算机建模时按一 定的地质规律进一步机械劈分。定的地质规律进一步机械劈分。对于我国陆相沉积，尽可能正确控制到对于我国陆相沉积，尽可能正确控制到“十米十米 级级”单元。单元。小层对比仍有一定的经验性小层对比仍有一定的经验性（艺术）（艺术）。（二）（二）、建立层模型技术、建立层模型技术网格设计网格设计 平面:5050M纵向细纵向细剖分剖分 Layers:107建模范围网格单元数网格单元数 12538107，总单元数50825

13、0模拟单元划分模拟单元划分三维断层模型(Fault Modeling)三维断层模型三维断层模型构造建模构造建模采用确定采用确定性建模，性建模，因为构造因为构造基本是确基本是确定的，没定的，没有随机性有随机性Make-Horizons三维油组框架模型三维油组框架模型三维地质结构模型三维地质结构模型Make-zones三维地质结构模型三维地质结构模型三维垂向网格剖分模型三维垂向网格剖分模型Layering垂向平均网格厚度垂向平均网格厚度0.50.5米米东西剖面东西剖面南北剖面南北剖面（三）（三）、建立参数模型技术、建立参数模型技术 目的：目的：定量地给出储集体内各种属性参数空间分布定量地给出储集体

14、内各种属性参数空间分布 1.1 1.1 地质建模的初期：插值地质建模的初期：插值(传统统计学估值方法)地质建模初期，人们曾尝试的各种插值算法对未知区域、特别是井间地区进行估计。如三角网格法、曲面样条法、按距离加权平均法、趋势面法等。这些算法所产生的结果均是确定性的。这些传统的插值算法，仅考虑到观测点与待估点之间的距离，而没有考虑到空间位置之间的相互关联，既地质规律所造成的储层参数在空间上的相关性，应用效果不尽人意。这个时期，开创了用数学方法解决地质问题的先河。3.1 3.1 地质建模的初期地质建模的初期3.2 3.2 地质建模的发展时期：克里金地质建模的发展时期：克里金 80年代，地质统计学方

15、法受到人们的普遍重视。在算法上步入克里金插值阶段。克里金估计是对传统内插方法的一次飞跃，即不同位置相互影响的大小是用变差函数或协方差函数来定量描述的。克里金插值方法，主要是因为该算法考虑了储层内部属性参数平面及垂向上的各向异性，在三维网格化过程中，依据储层的成因特点，在各方向上采用不同的变程做为约束条件，即插值搜索范围为一个三种轴向半径不同的椭球体，其长轴方向代表储层参数发育的优势方向，因此，算法上较距离反比加权等更加科学。克里金算法虽然能够反映各向异性，但无法表征储层井间预测的不确定性。(地质统计学克里金估值方法)3.3 3.3 地质建模的兴盛时期：随机建模地质建模的兴盛时期：随机建模 由于

16、克里金估计方法是一种数据内插方法，把它用于储层评价常常会平滑掉储层特征在空间展布的变异性，从而对研究储层的非均质性和不确定性是不适合的。所谓随机建模，是指以已知的信息为基础，应用随机函数理论、随机模拟方法，产生可选的、等概率的储层模型的方法。从模拟单元的角度来分从模拟单元的角度来分，随机模拟可以分为：(地质统计学在石油工业中广泛应用地质统计学在石油工业中广泛应用)基于目标基于目标随机模型其基本模拟单元为目标物体（即是离散性质的地质特征，如沉积相、流动单元等），主要方法为标点过程。基于象元基于象元的随机模型以象元（相当于储层网格化后的单个网格）为基本模拟单元，既可用于连续性储层参数的模拟，也可用

17、于离散地质体的模拟。基于目标基于目标（Objectbased)和 基于象元基于象元（Pixelbased）离散模型离散模型主要描述一个离散性质的地质特征，如沉积相分布、砂体位置和大小、泥质隔夹层的分布和大小，裂缝和断层的分布、大小、方位等。连续性模型连续性模型主要描述连续变化的地质参数的空间分布，如孔隙度、渗透率、流体饱和度等岩石物理参数，地震层速度、油水界面等参数的空间分布。在实际油藏中，离散性质和连续性质是共存的。将上述两类模型结合在一起，则构成混合模型，亦称为二步模型，即第一步建立离散模型，描述储层大范围的非均质特征（储层结构）特征，第二步是在离散模型的基础上建立表征岩石参数空间变化和分

18、布的模型，由此便获得了混合模型。这种建模方法成为“二步建模”方法。从随机模拟方法可以分为从随机模拟方法可以分为二大类：离散型（Discrete）连续型（Continuous）从而建立的模型称为离散模型（Discrete models）连续性模型（Continuous models）随机模拟是以随机函数理论为基础的。随机函数由一个区域化变量的分布函数和变差函数来表征。根据模拟的方法不同，其变量亦称为:离散型变量和连续性变量。确定性建模是对井间未知区给出确定性的预测结果，即试图从具有确定性资料的控制点出发，推测出点间（如井间）确定的、唯一的储层参数。例如：克里金，移动平均算法都是确定性建模方法。例

19、如：克里金，移动平均算法都是确定性建模方法。随机建模与确定性建模的差异是算法不同(确定性建模无论软件运行多少次，其结果是不变的。)随机建模与确定性建模的差异确定性建模序贯指示模拟法SIS（针对离散/连续变量）在序贯指示模拟中，局部条件概率分布直接由指示克里金方程组求得。序贯高斯模拟法SGS（针对连续变量）在序贯高斯模拟中，局部条件概率分布都假设为高斯分布，其均值和方差由简单克里金方程组求得。示性点过程的储层建模方法最早有挪威学者提出，是一种基于目标的随机建模方法。该方法应用了随机几何学中点过程理论。点过程提供各种模型来研究点的不规则空间分布。这些点在空间上的分布可以是完全独立的（如泊松点过程）

20、，也可以是相互关联的或排斥的（如吉布斯点过程）。示性点过程则是一种特殊的点过程。一个点过程，对其上赋予一个特征值（或称为一个属性、或示性）时，就称为示性点过程。该方法在模拟地质体的空间分布是十分有用的，它的基本思路就是根据点过程理论先产生这些物体的中心点在空间上的分布，然后再将物体性质（如物体的几何形态、大小、方向等）标注于各点上，即通过随机模拟产生这些空间点的属性，并与已知的条件信息进行匹配。二、主要随机建模方法及特点（三）（三）、建立参数模型技术、建立参数模型技术 石油地下地质遇到的实质问题，也是关键点：石油地下地质遇到的实质问题，也是关键点：如何如何依据已有井点（控制点头，原始样本点）的

21、参数依据已有井点（控制点头，原始样本点）的参数 值进行值进行合理地内插、外推合理地内插、外推井间未钻井区（预测点）的井间未钻井区（预测点）的 同一参数值。同一参数值。内插值误差愈小，地质模型精度就愈高。内插值误差愈小，地质模型精度就愈高。影响精度的因素：影响精度的因素：精、细度相互制约，单元愈细，提高精度愈难；精、细度相互制约，单元愈细，提高精度愈难；属性本身的非均质程度，非均质性愈强，提高精度属性本身的非均质程度，非均质性愈强，提高精度 愈难；精度与对其地质规律的认识程度成正比（原愈难；精度与对其地质规律的认识程度成正比（原 型模型、地质知识库）。型模型、地质知识库）。确定性建模技术（确定性

22、建模技术（Deterministic Modeling)Deterministic Modeling)传统的地质方法（包括克里金技术）传统的地质方法（包括克里金技术）开发地震技术开发地震技术 水平井技术水平井技术 随机建摸技术随机建摸技术（Stochastic Modeling)两类建模方法 确定性建模方法（确定性建模方法（Deterministic Modeling）传统的地质方法：按地质趋势线性内插；传统的地质方法：按地质趋势线性内插；开发地震反演；开发地震反演；计算机建模。计算机建模。三、建立参数模型技术三、建立参数模型技术 确定性建模方法（确定性建模方法（Deterministic M

23、odeling）传统的地质方法：传统的地质方法：按地质趋势线性内插按地质趋势线性内插:包括：简单线性内插，包括：简单线性内插，趋势面作图法，趋势面作图法，相带等控制下的线性内插，等等。相带等控制下的线性内插，等等。对构造现象和非均质程度很弱的参数是成熟可用的，对构造现象和非均质程度很弱的参数是成熟可用的，如地层压力、温度、饱和度、孔隙度等。如地层压力、温度、饱和度、孔隙度等。有时甚至稳定沉积体如有时甚至稳定沉积体如三角洲前缘河口坝三角洲前缘河口坝、席状砂席状砂的的 渗透率渗透率分布也是可用的。分布也是可用的。三、建立参数模型技术三、建立参数模型技术三、建立参数模型技术三、建立参数模型技术 确定

24、性建模方法（确定性建模方法（Deterministic Modeling）开发地震反演：开发地震反演：用地震属性（振幅、波阻抗等）与岩心（测井）孔用地震属性（振幅、波阻抗等）与岩心（测井）孔 隙度建立关系，反演孔隙度。再用孔隙度推渗透率隙度建立关系，反演孔隙度。再用孔隙度推渗透率 已在普遍应用。只要应用时要对其不确定性程已在普遍应用。只要应用时要对其不确定性程 度心中有数。度心中有数。目前除常规三维地震外，正在发展井间地震、四维目前除常规三维地震外，正在发展井间地震、四维 地震（时移地震）等。地震（时移地震）等。三、建立参数模型技术三、建立参数模型技术 确定性建模方法（确定性建模方法（Dete

25、rministic Modeling）计算机建模：计算机建模：简单插值法：简单插值法：距离反比权衡，距离反比权衡，曲面样条法，等等；曲面样条法，等等；克里金法：克里金法：以求平均值为目的的建模，如储量计算以求平均值为目的的建模，如储量计算 效果很好，反映非均质性效果差。效果很好，反映非均质性效果差。三、建立参数模型技术三、建立参数模型技术 随机建模方法（随机建模方法（Stochastic Modeling）虽然地下储层本身是确定的，但人们去认识它时就虽然地下储层本身是确定的，但人们去认识它时就 可能出现随机性。这由于：可能出现随机性。这由于：资料信息不足；资料信息不足；资料信息本身有不确定性；

26、资料信息本身有不确定性；一些储层属性的地质规律有一定的随机性。一些储层属性的地质规律有一定的随机性。三、建立参数模型技术三、建立参数模型技术 随机建模方法（随机建模方法（Stochastic Modeling）定义：定义：用一组已知信息，依据一定的地质统计特征，用用一组已知信息，依据一定的地质统计特征，用 某一随机算法，模拟出一组等概率的实现某一随机算法，模拟出一组等概率的实现 （Realizations）。）。关键点：关键点：原型模型和地质知识库，原型模型和地质知识库，合适的随机算法。合适的随机算法。随机建模的两个关键随机建模的两个关键表征一定统计表征一定统计结构特征的随机算法结构特征的随机

27、算法对对 象象 储储 层层 的的统统 计计 结结 构构 特特 征征等等 概概 率率的的 多多 个个 实实 现现同同 类类 沉沉 积积类似物的原型模型类似物的原型模型成熟开发区成熟开发区优选地质模型优选地质模型露露头头 离散方法离散方法 (Discrete Methods)以对象为基础的模拟方法以对象为基础的模拟方法 连续型方法连续型方法 (Continuous Methods)以象元为基础的模拟方法以象元为基础的模拟方法 条件模拟条件模拟 (Conditional Simulation)忠实于采样点资料的方法忠实于采样点资料的方法 非条件模拟非条件模拟(Unconditional Simula

28、tion)已知采样点资料也可以修改的方法已知采样点资料也可以修改的方法随机建模方法分类目前流行的随机算法目前流行的随机算法 对象为基础的算法对象为基础的算法 布尔法布尔法(Boolean)(Boolean)示点性过程法示点性过程法(Marked Point Process)(Marked Point Process)截断高斯法截断高斯法(Truncated Gaussian Simulation)(Truncated Gaussian Simulation)序惯模拟序惯模拟 序惯高斯模拟序惯高斯模拟(Sequential Gaussian Simulation)序惯指示模拟序惯指示模拟(Seq

29、uential Indicator Simulation)马尔可夫马尔可夫贝叶斯模拟贝叶斯模拟(Markov-Bayes Simulation)指示主因子模拟指示主因子模拟(Indicator Principal Components Simulation)目前流行的随机算法目前流行的随机算法 估计加模拟误差估计加模拟误差 （Estimation Plus Simulated Error)转向带法转向带法(Turning Bands)分形模拟分形模拟(Fractal Simulation)模拟退火模拟退火 (Simulated Annealing)三、建立参数模型技术三、建立参数模型技术 随机

30、建模方法（随机建模方法（Stochastic Modeling）随机模拟结果的应用：随机模拟结果的应用：建立概念模型，保证主要的属性基本面貌正确，在建立概念模型，保证主要的属性基本面貌正确，在 早期评价阶段应用是很成功的；早期评价阶段应用是很成功的；估计不确定性；估计不确定性；地质约束下选用；地质约束下选用；蒙特卡洛式的应用：最乐观的、最可能的和最悲观蒙特卡洛式的应用：最乐观的、最可能的和最悲观 的模型；的模型；最大概率的应用，甚至用平均值作确定性的应用；最大概率的应用，甚至用平均值作确定性的应用；用数模拟和动态历史快速筛选。用数模拟和动态历史快速筛选。随机建模方法（随机建模方法（Stocha

31、stic Modeling）目前正在发展、探索的技术和问题目前正在发展、探索的技术和问题 各类沉积储层的原型模型，丰富地质知识库；各类沉积储层的原型模型，丰富地质知识库；各种算法对各类储层的适应性；各种算法对各类储层的适应性；各种算法对实现不同地质目的的适应性；各种算法对实现不同地质目的的适应性；发展新的算法；发展新的算法；如何应用综合地震、地质、测井资料。如何应用综合地震、地质、测井资料。三、建立参数模型技术三、建立参数模型技术三维储层参数建模三维储层参数建模反映地下储层物性（孔、渗、饱、净毛比）空间分布的参数反映地下储层物性（孔、渗、饱、净毛比）空间分布的参数模型。模型。运用地震属性控条件

32、下的高斯模拟方法，是定量描述储层物运用地震属性控条件下的高斯模拟方法，是定量描述储层物性分布的较为理想的选择性分布的较为理想的选择。高精度储层参数三维分布模型高精度储层参数三维分布模型储层随机模拟方法储层随机模拟方法随机模拟随机模拟储层随机建模是近年来在地质研究领域发储层随机建模是近年来在地质研究领域发展的最新技术，对储层非均质性及复杂油展的最新技术，对储层非均质性及复杂油藏进行描述，作为对储层非均质性进行模藏进行描述，作为对储层非均质性进行模拟和对所有不确定性进行评估的最佳方法，拟和对所有不确定性进行评估的最佳方法，随机性建模技术被广泛应用。随机性建模技术被广泛应用。随机建模方法随机模型类型

33、条件模拟方法分类方法名称以目标物体为模拟单元的方法示性点过程法或布尔方法离散困难随机成因模拟法离散困难以象元为模拟单元的方法马尔柯夫随机域法离散/连续可以截断高斯模拟法离散/连续可以两点直方图法离散/连续可以序贯高斯模拟法离散/连续可以序贯指示模拟法离散/连续可以模拟退火模拟法连续可以分形随机域法连续可以常见随机模拟方法分类常见随机模拟方法分类由于阜宁组一、二段储层横向变化不大，砂由于阜宁组一、二段储层横向变化不大，砂体分布具有比较稳定，且有地震属性信息的体分布具有比较稳定，且有地震属性信息的协同，所以我们在进行岩石物理属性连续变协同，所以我们在进行岩石物理属性连续变量的模拟时选择了序贯高斯协

34、同地震属性数量的模拟时选择了序贯高斯协同地震属性数据的模拟方法。序贯高斯模拟算法比较稳健，据的模拟方法。序贯高斯模拟算法比较稳健，对于分布稳定的数据实现速度很快，是应用对于分布稳定的数据实现速度很快，是应用较为广泛的连续变量的模拟方法。较为广泛的连续变量的模拟方法。随机模拟方法的选择随机模拟方法的选择 高斯随机域是最经典的随机函数。这种模型最大高斯随机域是最经典的随机函数。这种模型最大的特征是随机变量符合高斯分布或经过转换符合的特征是随机变量符合高斯分布或经过转换符合正态分布。高斯模拟可采用多种算法如序贯模拟、正态分布。高斯模拟可采用多种算法如序贯模拟、指示模拟、误差模拟、概率场模拟等。其中序

35、贯指示模拟、误差模拟、概率场模拟等。其中序贯高斯模拟是应用最为广泛的一种。序贯模拟同许高斯模拟是应用最为广泛的一种。序贯模拟同许多随机模拟的方法相同都是通过从条件分布中抽多随机模拟的方法相同都是通过从条件分布中抽取变量取变量Z(u)Z(u)的值来实现某一位置的值来实现某一位置u u处的模拟，但序处的模拟，但序贯模拟的思想将这种条件进一步扩展到贯模拟的思想将这种条件进一步扩展到u u附近的所附近的所有点，包括条件数据点和模拟过的数据点。总之有点，包括条件数据点和模拟过的数据点。总之序贯高斯模拟是以高斯概率理论和序贯模拟算法序贯高斯模拟是以高斯概率理论和序贯模拟算法产生连续空间变量分布的随机模拟方

36、法。产生连续空间变量分布的随机模拟方法。序贯高斯模拟序贯高斯模拟 序贯高斯模拟为一种应用高斯概率理论和序贯高斯模拟为一种应用高斯概率理论和序贯模拟算法产生连续变量空间分布的随序贯模拟算法产生连续变量空间分布的随机模拟方法。模拟过程是从一个象元到另机模拟方法。模拟过程是从一个象元到另一个象元序贯进行的，用于建立局部累计一个象元序贯进行的，用于建立局部累计条件概率分布（条件概率分布（ccdfccdf）的数据不仅包括原）的数据不仅包括原始条件数据，而且考虑已模拟过的数据。始条件数据，而且考虑已模拟过的数据。从局部累计条件概率分布中随机抽取分位从局部累计条件概率分布中随机抽取分位数便可得到一个象元点的

37、模拟数据。这种数便可得到一个象元点的模拟数据。这种方法在实际应用中常被使用。方法在实际应用中常被使用。连续变量连续变量Z(u)Z(u)的条件模拟步骤如下：的条件模拟步骤如下：（1 1）确定代表全研究区（含）确定代表全研究区（含Z Z样品数据）的单变量条件分布样品数据）的单变量条件分布cdfFz(z)cdfFz(z)。如果如果Z Z数据空间分布不均匀，则应先对其进行解串，也可能需要外推数据空间分布不均匀，则应先对其进行解串，也可能需要外推平滑；平滑；（2 2）应用）应用cdfFz(z)cdfFz(z)，将，将Z Z数据完成正态得分转换，转换成标准正态分数据完成正态得分转换，转换成标准正态分布累积

38、分布函数的布累积分布函数的Y Y数据；数据；（3 3）检查正态得分）检查正态得分Y Y数据的双元正态性。如果不能使用多变量高斯模数据的双元正态性。如果不能使用多变量高斯模型，则考虑其它模型；型，则考虑其它模型；（4 4）如果多变量高斯模型适用于）如果多变量高斯模型适用于Y Y变量（正态得分变换后样品数据），变量（正态得分变换后样品数据），则继续序贯模拟，即：则继续序贯模拟，即：a.a.确定随机路径，每次访问每个网格节点一次（不必是规则的）。每确定随机路径，每次访问每个网格节点一次（不必是规则的）。每个节点个节点(u)(u)保留一定数量的邻域条件数据，包括原始保留一定数量的邻域条件数据，包括原始

39、Y Y数据和先前模拟数据和先前模拟的网络节点的网络节点Y Y值；值；b.b.应用简单克里格结合正态得分变异函数模型来决定此处随机函数应用简单克里格结合正态得分变异函数模型来决定此处随机函数ccdfY(u)ccdfY(u)函数的参数（平均值和方差）；函数的参数（平均值和方差）；c.c.从从ccdfYccdfY中提取模拟值中提取模拟值Y(l)(u)Y(l)(u)；d.d.将模拟值将模拟值Y(l)(u)Y(l)(u)加载到数据组；加载到数据组；沿随机路径进行下个节点沿随机路径进行下个节点uu，一直进行到所有节点都被模拟。将模，一直进行到所有节点都被模拟。将模拟结果反转换成原始区域化变量，可能经常用到

40、内插和尾部外推。拟结果反转换成原始区域化变量，可能经常用到内插和尾部外推。(5)(5)整个序贯模拟过程可以按一条新的随机路径重复上述步骤，以获整个序贯模拟过程可以按一条新的随机路径重复上述步骤，以获得一个新实现。得一个新实现。序贯高斯模拟的输入参数主要为变序贯高斯模拟的输入参数主要为变量统计参数（均值、标准偏差）、量统计参数（均值、标准偏差）、变差函数参数（变程、块金效应等）变差函数参数（变程、块金效应等）及条件数据等。及条件数据等。参数输入参数输入数数据据分分析析参参数数变变换换及及变变差差函函数数设设置置变差函数变差函数正态分布正态分布三维地震振幅属性模型三维地震振幅属性模型地地震震属属性

41、性模模型型各各小小层层地地震震振振幅幅属属性性特特征征 II-1II-2II-3IV-1IV-2II-5孔隙度建模孔隙度建模地震属性约束下的孔隙度随机模拟的30个实现中的六个实现Realization 1Realization 2Realization 3Realization 4Realization 5Realization 5孔隙度平均模型孔隙度平均模型渗透率建模渗透率建模含油饱和度建模含油饱和度建模含油饱和度含油饱和度由于受构造由于受构造影响较大，影响较大，因此饱和度因此饱和度建模除用地建模除用地震属性约束震属性约束外，还用构外，还用构造面作趋势，造面作趋势，两者共同约两者共同约束，同

42、时还束，同时还考虑含油边考虑含油边界。界。泥质含量建模泥质含量建模腰滩油田孔隙度、渗透率、泥质含量、含油饱模型北东南西向剖面三维属性剖面模型三维属性剖面模型腰滩油田孔隙度、渗透率、泥质含量、含油饱模型北西南东向剖面三维属性剖面模型三维属性剖面模型构造建模构造建模沉积微相模拟沉积微相模拟储层物性模拟储层物性模拟数据准备与加载数据准备与加载四、建模流程、建模软件与实现 4.1 建模流程RMSFastTrackerPetrel斯伦贝谢Gocad EDS(Earth Decision Sciences)GASORGMSS4.2 建模软件4.3 建模实现 4.3.1 4.3.1 构造建模构造建模-创建层

43、面算法及参数创建层面算法及参数基于目标建模(随机)；相过渡模拟;序贯指示模拟；指示克里金；截断高斯模拟；神经网络模拟；人工定义。4.3.2 相建模-算法的选择变差函数Variogram 是地质统计学所特有的基本工具。它既能描述区域化变量的空间结构性变化，又能描述其随机性变化。变差函数理论模型：常见的理论变差函数有以下几类：球状模型、指数模型、高斯模型。变程(Range)：指区域化变量在空间上具有相关性的范围。在变程范围之内，数据具有相关性；而在变程之外，数据之间互不相关，即在变程以外的观测值不对估计结果产生影响。4.3.3 相建模算法中之数据分析4.3.4 4.3.4 相建模相建模基于目标基于

44、目标定义目标几何形状目标整体分布河道的定义堤岸的定义1 1序贯高斯序贯高斯2 2克里金克里金3 3GSLIBGSLIB克里金克里金4 4移动平均移动平均5 5函数法函数法6 6近点距离近点距离7 7神经网络模拟神经网络模拟8 8 人工定义人工定义 4.3.5 物性参数建模-算法的选择 即首先建立沉积相模型，然后根据不同沉积相分相随即模拟，建立储层参数分布模型。具体说，就是对每一个层分别用已经建立的沉积微相模型，分相约束建立物性模型。4.3.6 物性建模相控条件下五、建模方法在应用中应注意的问题5.1 变程对模型的影响5.2 创建层面算法的比较5.3 算法中的方法与权重5.4 层建模在水平井轨迹

45、设计中的应用 （杏六区东部）（南一区甲块）克里金法 1000 x500 x46 10 x10网格 3000 x2000 x45 10 x105.1 变程对模型的影响常用层面算法：收敛插值收敛插值最小曲率插值最小曲率插值移动平均插值移动平均插值克里金法克里金法余弦扩展插值余弦扩展插值函数插值函数插值序贯高斯模拟序贯高斯模拟人工算法人工算法层面取样层面取样神经网络神经网络5.2 创建层面算法的比较收敛插值收敛插值*最小曲率插值最小曲率插值*移动平均插值移动平均插值克里金法克里金法（600 600 0600 600 0）余弦扩展插值余弦扩展插值*函数插值函数插值移动平均算法中的方法：EqualEqu

46、alInverse DistanceInverse DistanceInverse Distance SquareInverse Distance SquareInverse Distance quadrupleInverse Distance quadrupleEqualInverse DistanceInverse Distance SquareInverse Distance quadruple1、Equal 特征：所有点的权重相等。整体区域平缓，局部抖动频率大。Delta=50.8950.89 Max=957.33 Min=906.442、Inverse Distance特征：整体区域

47、起伏加大，局部抖动频率趋小。Delta=61.3561.35 Max=964.49 Min=903.143、Inverse Distance Square特征：整体区域起伏更加大，局部抖动频率更趋小、区域加大。Delta=66.4366.43 Max=968.27 Min=901.844、Inverse Distance quadruple特征：整体区域起伏趋缓，局部区块更加大。Delta=66.7966.79 Max=968.58 Min=901.79-876.95-876.95余弦算法最小曲率法收敛法-877.34井间差值变化相对平缓，井间差值变化相对平缓，但模拟构造面边部往往翘起但模拟构

48、造面边部往往翘起最最大大相相差差0.4米米收敛法收敛法-尽可能降低井间模拟风险尽可能降低井间模拟风险 井间差值变化相对平缓井间差值变化相对平缓最后优选出最后优选出设计要求：设计要求：轨迹距葡轨迹距葡3333顶左右顶左右0.4877.3（杏六区东部）5.4 层建模在水平井轨迹设计中的应用（南一区甲块）最小曲率法 COS扩展法 最近点法法 移动平均法 水平井建模区域面积约为0.7Km2，井数48口，井密度为67口/Km2。实际建模时，采用了多种算法分别建立模型，并对各种算法的模型结果进行比较，分析其优缺点及对各种条件的其适应性，最终选择了最小曲率法并采用井点数据进行校正，提高地质模型的精度。通过实际测井资料与录井资料的对比验证，在入靶点位置地质模型预测的目的油层顶深与实际顶深仅相差0.47米。三维地质建模还应有以下工作Layering 细分层创建的3D网格离散化的解释曲线采用序贯高斯的随机建模变差函数：5000 2000 10 52变差函数：5000 5000 10 0该模型的影响空间为椭球体方向为52该模型的影响空间为球体无方向影响