地质建模技术教学课件.ppt

《地质建模技术教学课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地质建模技术教学课件.ppt（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 地质建模技术（3）2005.92005.91目录目录1.绪论 2.地质统计学的原理 3.克里金估计和构造建模 4.沉积相空间分布建模和相控建模 5.地震资料的地质统计学反演 6.概率储量 7.地质建模和油藏数值模拟 8.粗化技术 9.风险分析和决策分析 10“储层地质统计分析系统 GASOR”11.结束语 23.3.克里金估计和构造建模克里金估计和构造建模 3.1 3.1 简单克里金估计简单克里金估计(SimpleKriging)、和普通克里金估计和普通克里金估计(OrdinaryKriging)3.2 3.2 泛克里金估计泛克里金估计(UniversalKriging)及其构及其构 造建模

2、造建模 3.3 3.3 多个空间变量的协同克里金估计多个空间变量的协同克里金估计（Co-Kriging）及其应用及其应用3.4 3.4 贝叶斯贝叶斯-克里金估计（克里金估计（Bayesian KrigingBayesian Kriging）及其应用及其应用3 利利用用上上节节讨讨论论的的随随机机函函数数理理论论和和估估计计理理论论，克克里里金金估估计计技技术术解解决决空空间间预预测问题的过程，大致可分为如下三个步骤。测问题的过程，大致可分为如下三个步骤。(1)(1)将将所所研研究究空空间间变变量量与与一一个个随随机机函函数数 相相对对应应，且且让让他他们们的的定定义义域域也也相同。进一步，再将

3、该空间变量在相同。进一步，再将该空间变量在 等处的观测等处的观测 值值 分别视为随机变量分别视为随机变量 的一个现实。的一个现实。(2)(2)利利用用估估计计理理论论，根根据据 对对随随机机函函数数 在在 处处的的随随机机变变量量进进行行估估计计，其其结结果果可可形形式式地地记记为为 。关关键键是是要设法求出函数关系要设法求出函数关系 。(3)(3)将将观观测测值值 分分别别代代替替 中中的的 ，从从而而得到克里金估计值得到克里金估计值 。43.1 3.1 简单克里金简单克里金(SimpleKriging)、普通克里金、普通克里金(OrdinaryKriging)简单克里金方程组：简单克里金方

4、程组：普通克里金方程普通克里金方程组组 ：63.2 3.2 泛克里金估计泛克里金估计(UniversalKriging)泛克里金估计方法泛克里金估计方法(Universal Kriging)(Universal Kriging)在地质统计学中出在地质统计学中出现比较早。现比较早。Journel(1969)Journel(1969)利用地质统计学对于海底的研究，促利用地质统计学对于海底的研究，促进了进了Matheron(1969)Matheron(1969)对非平稳问题的兴趣，使他提出了对带有漂对非平稳问题的兴趣，使他提出了对带有漂移的变量的线性估计的泛克里金理论。利用泛克里金估计方法进移的变量

5、的线性估计的泛克里金理论。利用泛克里金估计方法进行数据网格化是一种普遍使用的等值线绘图的方法行数据网格化是一种普遍使用的等值线绘图的方法(Olea,1974,1983)(Olea,1974,1983)，在理论上和实践上有着明显的优点。，在理论上和实践上有着明显的优点。7泛克里金方程组如下：泛克里金方程组如下：8图7.2用二次漂移泛克里金绘出的等值线图 10图7.3用普通克里金绘出的等值线图 11133.3 3.3 多个空间变量的协同克里金估计多个空间变量的协同克里金估计（Co-Kriging）在在石石油油勘勘探探和和开开发发中中，不不少少空空间间变变量量在在空空间间的的取取值值和和变变化化趋趋

6、势势有有着着一一定定的的依依赖赖关关系系，也也就就是是说说，他他们们之之间间存存在在着着一一定定的的空空间间相相关关性性。在在许许多多实实际际工工作作中中，往往往往可可以以从从其其中中一一个个空空间间变变量量的的取取值值或或变变化化趋趋势势，定定量量地地或或定定性性地地来来推推断断和和估估计其他一些空间变量的取值或变化趋势。计其他一些空间变量的取值或变化趋势。有有些些具具有有空空间间相相关关性性的的空空间间变变量量的的地地质质意意义义或或物物理理意意义义相相同同，但但其其测测量量原原理理和和测测量量方方法法不不同同。例例如如，地地层层界界面面的的深深度度可可由由测测井井数数据据确确定定，也也可

7、可由由地地震震数数据据确确定定；岩岩石石的的孔孔隙隙度度可可用用测测井井数数据据求求得得，也也可可用用实实验验室室方方法法求求得得；用用测测井井数数据据求求得得的的岩岩石石孔孔隙隙度度可可以以是是从从单单一一的的声声速速测测井井数数据据求求得得，也也可可以以是是用用声声速速，中中子，密度三种不同的测井数据结合起来求得。子，密度三种不同的测井数据结合起来求得。然然而而，有有些些具具有有空空间间相相关关性性的的空空间间变变量量的的地地质质意意义义，物物理理意意义义不不同同，但但都都却却具具有有一一定定意意义义下下的的相相关关性性和和相相似似性性。这这些些相相关关性性和和相相似似性性中中，有有的的可

8、可以以是是比比较较显显著著，有有的的则则可可以以是是比比较较微微弱弱和和含含糊糊。例例如如，岩岩石石的的孔孔隙隙度度和和埋埋深深，岩岩石石的的孔隙度和渗透率，岩石的电阻率和含油饱和度等等。孔隙度和渗透率，岩石的电阻率和含油饱和度等等。15 具有空间相关性的空间变量可以是相同量纲的也可以是不同量纲的。对多个具有空间相关性的空间变量进行估计的克里金法可以归成一大类，称为协同克里金法(Co-kriging)。借助这类方法，可以利用几个空间变量之间的空间相关性，对其中的一个变量或几个变量进行空间估计，以提高估计的精度和合理性。当有的被估变量的观测数据过少时，可通过协同克里金法用观测数据较多的相关的变量

9、的信息进行弥补，以尽量提高其估计精度。采样点数目不足的情况在油藏描述的过程中是经常遇到的。井少，资料不全、不准都是造成这种情况的原因。这时，要绘制高质量的地质图件有一定的困难。为此，协同克里金法的应用就显得十分必要。虽然协同克里金法的基本原理已为人们所熟知，但是至今它仍是一个不经常使用的方法。其原因主要是它的符号和算法比较复杂，交叉协方差函数和交叉变异函数的求取比较困难。16图8.2 利用一次漂移泛克里金法对第4小层顶界的7个深度数据绘出的等深图 18将第将第4 4小小层顶层顶界深度的界深度的7 7个数据，个数据，第第4 4小层上小层上部的第部的第3 3小层顶界深度底小层顶界深度底6 6个数据

10、合在一起个数据合在一起，进行协同克里金估计。进行协同克里金估计。19图图8.3 8.3 利用普通协同克里金法绘出的第利用普通协同克里金法绘出的第4 4小层顶界等深图。小层顶界等深图。20图图8.4 8.4 利用一次漂移协同克里金法绘出的第利用一次漂移协同克里金法绘出的第4 4小层顶界等深图。小层顶界等深图。21图图8.5 8.5 利用二次漂移协同泛克里金法绘出的第利用二次漂移协同泛克里金法绘出的第4 4小层顶界等深图。小层顶界等深图。223.4 3.4 贝叶斯贝叶斯-克里金估计（克里金估计（Bayesian KrigingBayesian Kriging）及其应用及其应用 KitanidisK

11、itanidis（19861986）提出了空间函数的贝叶斯分析方法。）提出了空间函数的贝叶斯分析方法。把空间分布函数（如协方差函数和变异函数）的参数看作是随把空间分布函数（如协方差函数和变异函数）的参数看作是随机变量，并给定其先验分布，从而可以求出所研究随机函数的机变量，并给定其先验分布，从而可以求出所研究随机函数的贝叶斯分布。这种方法的缺陷是它只能用于多元高斯分布。贝叶斯分布。这种方法的缺陷是它只能用于多元高斯分布。OmreOmre（19871987，19891989）把线性贝叶斯理论运用于克里金技术，提）把线性贝叶斯理论运用于克里金技术，提出了贝叶斯出了贝叶斯-克里金模型。他把先验信息看作

12、是一种合理猜测，克里金模型。他把先验信息看作是一种合理猜测，并在克里金估计过程中加以考虑。并在克里金估计过程中加以考虑。把原始数据按其精确度不同，分把原始数据按其精确度不同，分为观测为观测数据和猜数据和猜测测数据是数据是贝贝叶斯叶斯-克里金估克里金估计计的一个前提，也是区的一个前提，也是区别别于普通克里金的一个于普通克里金的一个特征。特征。243.4.1 3.4.1 贝叶斯贝叶斯-克里金方程组克里金方程组 的的线线性估性估计计有以下形式有以下形式 ：式中式中 是一是一组组待定待定权权系数。系数。得到的贝叶斯得到的贝叶斯-克里金方程组如下：克里金方程组如下：其中其中 是是Lagrange Lag

13、range 乘子乘子。253.4.2 3.4.2 在测井、地质数据进行构造建模中的应用在测井、地质数据进行构造建模中的应用 在贝叶斯在贝叶斯-克里金模型中，观测数据是指那些精确度较高，但克里金模型中，观测数据是指那些精确度较高，但数目较少的数据，而猜测数据则是指精确度比较低，但数目比较数目较少的数据，而猜测数据则是指精确度比较低，但数目比较多，分布比较广的数据。其估计结果具有这样的趋势，在观测数多，分布比较广的数据。其估计结果具有这样的趋势，在观测数据比较密集的区域，估计结果主要取决于观测数据，而在观测数据比较密集的区域，估计结果主要取决于观测数据，而在观测数据比较少的地区，估计结果则主要受猜

14、测数据的影响。显然，观据比较少的地区，估计结果则主要受猜测数据的影响。显然，观测数据和猜测数据之间的关系与测井数据和地震数据之间的关系测数据和猜测数据之间的关系与测井数据和地震数据之间的关系相当类似。因此，可以把测井数据视为观测数据，而把地震数据相当类似。因此，可以把测井数据视为观测数据，而把地震数据视为猜测数据，用贝叶斯视为猜测数据，用贝叶斯-克里金模型进行空间估计克里金模型进行空间估计(王家华，周王家华，周叶，叶，1990)1990)，从而绘制出由测井资料和地震资料有机结合产生的等，从而绘制出由测井资料和地震资料有机结合产生的等值线图。值线图。26图图10.10 10.10 用测井数据作出

15、的牛庄油田沙三中底界深度的用测井数据作出的牛庄油田沙三中底界深度的等值线图等值线图 28图图10.11 10.11 用贝叶斯用贝叶斯-克里金估计所得结果绘成的等值线克里金估计所得结果绘成的等值线图图 293.4.3 3.4.3 结果分析结果分析以以上上讨讨论论说说明明，利利用用贝贝叶叶斯斯-克克里里金金模模型型，把把测测井井数数据据视视为为观观测测数数据据，而而把把地地震震数数据据视视为为猜猜测测数数据据，从从而而把把地地震震数数据据和和测测井井数数据据结结合合起起来来绘绘出出的的地地层层深深度度等等值值线线图图是是有有初初步步成成效效的的。在在测测井井数数据据比比较较稀稀少少的的地地区区，该

16、该等等值值线线图图主主要要反反映映了了地地震震数数据据的的特特征征，从从而而克克服服了了测测井井数数据据过过少少带带来来的的估估计计结结果果失失真真的的不不足足。而而在在测测井井数数据据比比较较稠稠密密的的地地区区，该该等等值值线线图图又又主主要要反反映映了了测测井井数数据据的的特特征征，保保持持了了测测井井数数据据的的优优点点。因因此此说说，该该等值线图有机地把测井数据和地震数据结合起来了。等值线图有机地把测井数据和地震数据结合起来了。31 具有空间相关性的空间变量可以是相同量纲的也可以是不同量纲的。对多个具有空间相关性的空间变量进行估计的克里金法可以归成一大类，称为协同克里金法(Co-kr

17、iging)。借助这类方法，可以利用几个空间变量之间的空间相关性，对其中的一个变量或几个变量进行空间估计，以提高估计的精度和合理性。当有的被估变量的观测数据过少时，可通过协同克里金法用观测数据较多的相关的变量的信息进行弥补，以尽量提高其估计精度。采样点数目不足的情况在油藏描述的过程中是经常遇到的。井少，资料不全、不准都是造成这种情况的原因。这时，要绘制高质量的地质图件有一定的困难。为此，协同克里金法的应用就显得十分必要。虽然协同克里金法的基本原理已为人们所熟知，但是至今它仍是一个不经常使用的方法。其原因主要是它的符号和算法比较复杂，交叉协方差函数和交叉变异函数的求取比较困难。32第3章结束！33