儲層地質建模和油藏描述作為儲層研究的重要手段， 是Petrel 軟件平臺的重要組成部分。在一體化環境下，地質建模功能與其他功能模塊已經完全融合，互為輔助，相得益彰，形成了解釋-建模一體化， 建模- 工程一體化等通暢的工作流程。地質建模作為Petrel 油氣大通道的重要組成部分，建模技術同樣被應用與勘探上游銜接盆地源巖分析、油氣運移和有利區域優選，立足于儲層地質研究，并向前延伸至油氣藏開發的鉆井設計，地質工程一體化，以及油藏生產階段的油氣藏動態追蹤監測。
       復雜斷塊油藏由于油藏構造復雜、斷層削截關系復雜，一些小的斷層因其數量多、斷距小、較隱蔽，常常在構造解釋中被忽略。對于斷層的識別與地質建模非常困難，往往花費了很大的精力用在構造建模上，但是得到的網格效果不是產生畸變就是數模無法收斂。但國內很多老油區大多進入開發中后期，剩余油分布變得更加零散和復雜，精細地質研究、地質建模和數值模擬綜合的多學科油藏研究成為量化剩余油研究的主要手段。Petrel 的復雜構造精細建模技術有效的解決了這些問題。

Petrel 地質建模的流程及特色技術

      油氣藏地質建模技術主要包括油氣藏的構造建模和油氣藏的屬性建模兩個方面。研究工作流程包括以下幾個主要步驟，見圖1。
      構造模型的建立　Petrel 的構造建模提供了傳統的創建Pillar 的角點網格方式和基于體的構造框架建模方法通過建立創建Pillar、部分和完全階梯狀斷層等方式快速建立一個精確的構造框架?；诘卣鸾忉?、構造框架和建模之間無縫銜接，用戶可以對涉及到的任意環節的工作進行修改，以獲得對復雜油藏的更精確的控制。

                

                     圖 1 Petrel 地質建模工作流 

                
 

                 圖2 先進的算法解決各種復雜構造建模挑戰


        
                 圖3 MWI 邊解釋邊建模功能

 

       特色技術VBM　復雜構造框架建模算法常規的構造建模是基于層面模擬的算法，完全是顯式地基于輸入數據計算各個層位的構造面，該算法完全取決于輸入數據，輸入數據定義了各個構造面的形態，再加上各個層位的構造面計算是獨立的，因此該算法無法考慮構造特征等地質模式。而Petrel 提供的VBM 算法而VBM 算法完全不同于這種顯式算法，它是一種隱式算法，是通過計算體積模型來得到構造框架的，見圖2。可以自動計算判定斷層- 斷層交切關系，以及斷層- 層位、層位- 層位交切關系。節省了人工編輯、定義斷層模型的時間和精力。大大提高了復雜構造建模的能力。并且結合地震解釋功能實現了邊解釋邊建模功能，使解釋與建模有機地連接在一起。在模型的層位計算中新近推出了基于體積的建模算法(Volume BasedModeling)，根據層位沉積規律（是整合面、剝蝕面、基底、不整合面），劃分地質層段，根據沉積體積守恒等原則，合理預測不同斷塊單元內層位位置及層段厚度，使構造模型更加準確合理。

      MWI 邊解釋邊建模技術　地質構造模型主要研究建立構造模型及構造背景下的地層厚度分布變化、垂向地層之間的接觸關系。構造模型的素材來源是地震解釋的層位和斷層。MWI 邊解釋邊建模技術（見圖3）可以將斷層和層位一鍵轉換為構造框架模型中的斷層和層位模型，并且隨著解釋數據的修改、增加而同步構造模型的更新。從而保證了構造建模與地震解釋成為一體，避免地震解釋與構造建模出現矛盾；也提高了解釋、建模的精度和效率。
      Seismic Restoration 構造恢復技術　復雜構造建模的前提是構造解釋的精度和準確性, 這為后續的油藏地質建模奠定了基礎。構造恢復技術模擬地層沉積的逆過程，將目的層構造形態恢復至剛沉積時的構造形態，這是一個計算平衡剖面的過程，并非簡單的層拉平，因此一些地質特征如剝蝕、不整合等地質現象會被尊重被保留。同時生成三角網格、剪切力等多種屬性用于見證構造恢復過程中是否引入假象以及恢復過程中應力的變化。為建好復雜構造的精細構造模型打下重要的基礎，見圖4。

       DepoSpace 沉積域建模　新增沉積域建模功能（DepoSpaceModeling），可以進行構造平衡恢復式的構造恢復。可以更好的了解地層沉積時期區域構造的發育情況以及地層沉積期沉積相與儲層參數特性。計算出在初始沉積狀態下的構造模型，并支持后續屬性建模（相模型和儲層物性模型）在沉積域的計算，使建模結果更加準確合理。優勢在于提高擠壓型盆地逆斷層建模，以及拉張型盆地，構造位移較大情況下建模的準確性，見圖5。

          
 
                 圖4 構造恢復過程中尊重地質規律       圖5 DepoSpace 同沉積構造模型
  

屬性模型的建立及特色技術
       在傳統建模工作流程中，建好了構造模型、完成了時深轉換后，下一步就是為模型網格賦值，建立屬性模型的過程。通常包括以下3個步驟：1，數據質控（包含井曲線粗化和變差函數計算；2，檢查是否有其他可利用的建模輔助材料（如地震屬性等）；3，沉積相建模和巖石物理學建模。下面從這3 個步驟中詳細闡述Petrel 屬性建模的特色。
      數據分析和嵌套式變差函數制作　屬性建模的理論基礎是地質統計學。在利用井點樣本數據插值之前必須對樣本數據進行統計學的前提假設處理數據。然而不同的數據類型統計學假設也不同，見圖6。在Petrel 的Data analysis 模塊針對離散型和連續型兩種數據類型分別進行不同的數據質控和變換。變差函數計算是屬性建模成功與否的關鍵。Petrel 使用的是水平、垂向三方向的嵌套變差函數分析，即便是非均質性強的儲層也可以通過嵌套式變差函數找出規律。


           
                  圖6 屬性建模前的數據預處理和嵌套式變差函數的制作
 

      整合地球物理的建模技術　在傳統的建模工作流程里，包含時深轉換后的層位和斷層數據， 可直接用于 3D 構造網格的創建。新的Petrel 平臺除了可以建立更精確的構造模型外，各種地震屬性體也可直接采樣到3D 網格中， 為數據分析和建模過程帶來更多的可能，即實現了從簡單計算、過濾到地震屬性體的合理運用?；诘刭|背景，用戶可直接從地震數據中獲知各種地層和沉積特征， 并提取相應的Body 體，進而采樣到3D 網格中，用于屬性建模分析，在提高建模工作效率的同時，也使得對各種沉積圖7 多點相模擬結果顯示了一個河道和相關聯的朵狀體的分布范圍。最終屬性已經被轉換成一個地震體目標，通過透視涂抹工具允許可視化特征、地質情況的認識更加的直觀和清晰。

     沉積相建模和巖石物理學建模　相建模和巖石物理學建模有確定性和隨機性兩種方法共用戶選擇，包括指示克里金、目標體建模、序貫指示模擬、截斷高斯模擬和多點相模擬。近些年來，隨機算法獲得了極大的改進，更好的尊重實際井數據。在相建模過程中，可通過幾何趨勢建模技術生成的趨勢體對相的分布進行約束控制，該方法對自適應性河道建模尤為適用。

       針對井稀少的地區，通過關聯井信息和地震屬性數據獲得的區域概率約束體，實現對巖性屬性建模的約束控制。對于物性建模，除了傳統的地質統計學算法外，增加了快速克里金、高斯任意模擬算法。尤其是趨勢建模技術的引入，能夠整合包括概率曲線、地質圖件、地震屬性趨勢等在內的多種第二屬性來約束首要的屬性特征的分布，見圖7、圖8。

GPM 沉積層序正演模擬技術
 

       GPM 沉積層序正演模擬技術（Geological Process Modeler）是Petrel2017 版本推出的地質建模的新功能。GPM 地質過程模擬基于物質和能量守恒原理，提供了一種針對碎屑巖和碳酸巖模擬的方法，能夠允許用戶創建地層模型，展示沉積幾何形態，預測巖性分布以及沉積層序組成。GPM 即可模擬碎屑巖和碳酸巖沉積在不同沉積環境下侵蝕、搬運以及沉積過程，又可模擬相關的地質過程，如碳酸巖建造、沉積壓實以及流體排驅，見圖9。   

        
                       圖7                                       圖8                                      圖9


 

總結

       隨著油氣勘探開發難度的不斷加大，要想實現對勘探生產目標的深層次分析研究，需要一體化協同的綜合工作流。Petrel 承擔了從地球物理開始到井筒研究再到綜合地質分析，最終把這些綜合的勘探分析成果與認識整合成綜合油藏地質模型，并以此來指導油藏開發生產。其中的特色技術包括了：模型的實時更新工具，大大提高了工作效率；地震解釋結果直接提供地質建模所需的構造擱架；地震模型采樣及Geobody 工具的應用使優化了對地質沉積特征認識；強大的數據分析和趨勢建模技術；強大局部更新工具，無需進行全區域性調整，效率更高； 天然裂縫油藏建模工作流程，綜合應用多領域的觀測數據；多角度的不確定性分析，使油藏評價更加科學；多用戶工作的高度統一與協同合作，保重成果及時共享與更新；整合了油藏工程中的ECLIPSE* 及INTERSECT 模擬器的Petrel 平臺, 提供了更科學的不確定性分析和最優化工作流程。


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