CN103226847A - 一种曲流河点坝三维数据体生成方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种曲流河点坝三维数据体生成方法及装置。所述方法包括：获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据；判断侧积面倾向方向；利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标；生成侧积泥岩层底交线轨迹坐标；判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域；求取所述二维网格坐标上的点的空间坐标值，生成侧积面三维数据体；生成侧积泥岩层的空间坐标值，并根据所述侧积泥岩层底交线轨迹坐标生成侧积泥岩层三维数据体；将所述侧积面三维数据体与侧积泥岩层三维数据体进行构造校正，生成实际地质条件下的点坝三维数据体。

Description

一种曲流河点坝三维数据体生成方法及装置

技术领域

本发明涉及石油开发储层精细描述领域，是一种曲流河点坝侧积面空间展布的数字化表征方法。具体而言，涉及一种能够求取侧积面空间展布的数据体，通过顺层搭建三角形网格模拟曲流河侧积作用并获取侧积面空间坐标的曲流河点坝三维数据体生成方法及装置。

背景技术

许多老油田经过多年的注水开发后，普遍进入了高含水开发阶段。油田主要开发矛盾已由层间矛盾转变为层内矛盾，储层精细描述的重点随之转变到单砂体及构型层次。针对曲流河油藏，点坝内部侧积泥岩（侧积层）已经成为控制剩余油分布的主要因素。如何准确有效的表征并建立点坝侧积体级别的三维模型，成为构型控制下剩余油挖潜的一个难点。

点坝由侧积面、侧积层和侧积体三要素组成。侧积面多为起伏不平的复杂倾斜面，倾向指向河道迁移的方向。侧积层是侧积面上沉积的泥质层，侧积体是河流侧向加积所形成的沉积体，侧积体平面上呈新月形，在空间上则为规则的叠瓦状，一个点坝由若干个侧积体叠加组合而成。

点坝内部构型建模方法的研究，是当下开发地质学界研究的一个热点。通过近几年的攻关，国内外经历了三个阶段的建模方法研究。

第一阶段，是通过借用断层来实现侧积层的建模。根据单井解释所预测的侧积夹层线在Petrel软件中作为断层在空间中显示出来，将夹层当作断层对夹层面进行编辑，从而建立夹层在三维空间的分布模型。

第二阶段，通过人机交互、人工干预的方法进行侧积体构型建模。主要应用序贯指示模拟方法建立点坝构型三维相模型，然后采用人机互动的方法在相模型中嵌入侧积层，在相模型基础上人工干预进行侧积面空间形态调整。

第三阶段，通过自动模式拟合算法，建立侧积面三维曲面模型，然后采用嵌入式建模方法在相模型中嵌入侧积层，实现对曲流河点坝侧积夹层的半定量描述。

但是，以上三个阶段的点坝侧积体建模方法，皆不能实现顺侧积面搭建网格以模拟河流侧积的沉积过程。

发明内容

本发明的目的是通过应用数字化表征方法，计算形成点坝侧积体的三维空间数据体，顺侧积面搭建的侧积网格可以有效模拟河流侧积的沉积过程，为点坝构型建模提供反映沉积特征的三维数据体，为剩余油挖潜提供精确的地质模型。

为了达到上述目的，本发明实施例公开了一种曲流河点坝三维数据体生成方法，包括：获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据；根据所述侧积面倾角数据和顶交线的平面展布坐标数据，判断侧积面倾向方向；根据所述砂厚数据、侧积面倾角数据、侧积面顶交线的坐标数据以及侧积面倾向方向，利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标；根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标以及侧积泥岩层占侧积面的比例数据，生成侧积泥岩层底交线轨迹坐标；建立点坝区域二维网格坐标，判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域；根据所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域，求取所述二维网格坐标上的点的空间坐标值，并根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标、侧积面倾向方向以及侧积面倾角数据生成侧积面三维数据体；在所述侧积面顶交线与所述侧积泥岩层底交线界定的区域内，将其中的二维网格坐标上的点的空间坐标值与所述侧积泥岩层厚度数据相减，生成侧积泥岩层的空间坐标值，并根据所述侧积泥岩层底交线轨迹坐标生成侧积泥岩层三维数据体；将所述侧积面三维数据体与侧积泥岩层三维数据体进行构造校正，生成实际地质条件下的点坝三维数据体。

为了达到上述目的，本发明实施例还公开了一种曲流河点坝三维数据体生成装置，包括：数据获取单元，用于获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据；侧积面倾向判断单元，用于根据所述侧积面倾角数据和顶交线的平面展布坐标数据，判断侧积面倾向方向；侧积面底交线生成单元，用于根据所述砂厚数据、侧积面倾角数据、侧积面顶交线的坐标数据以及侧积面倾向方向，利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标；侧积泥岩层底交线生成单元，用于根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标以及侧积泥岩层占侧积面的比例数据，生成侧积泥岩层底交线轨迹坐标；点所处区域判断单元，用于建立点坝区域二维网格坐标，判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域；侧积面三维数据体生成单元，用于根据所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域，求取所述二维网格坐标上的点的空间坐标值，并根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标、侧积面倾向方向以及侧积面倾角数据生成侧积面三维数据体；侧积泥岩层三维数据体生成单元，用于在所述侧积面顶交线与所述侧积泥岩层底交线界定的区域内，将其中的二维网格坐标上的点的空间坐标值与所述侧积泥岩层厚度数据相加，生成侧积泥岩层的空间坐标值，并根据所述侧积泥岩层底交线轨迹坐标生成侧积泥岩层三维数据体；点坝三维数据体生成单元，用于将所述侧积面三维数据体与侧积泥岩层三维数据体进行校正，生成实际地质条件下的点坝三维数据体。

本发明实施例的点坝三维数据体的生成方法及装置，可以完成点坝内部侧积体的概念模型及实体模型的建立，实现了顺侧积层搭建网格，有效模拟了曲流河侧积作用沉积过程，真实反映了地下储层的三维建筑结构。并且，利用该发明的点坝三维数据体，可以指导油田生产，指导哪里有剩余油，怎么注水，因此可以提高采收率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的曲流河点坝三维数据体的生成方法的方法流程图；

图2为利用侧积面顶交线判断侧积面倾向值的算法示意图；

图3为根据所述侧积面倾角数据和顶交线的平面展布坐标数据，判断侧积面倾向值的方法流程图；

图4为对点坝区域内地层进行恢复后的点坝构型剖面示意图；

图5为根据所述砂厚数据、侧积面倾角数据、侧积面顶交线的坐标数据以及侧积面倾向方向，利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标的方法流程图；

图6为建立的侧积面理想模型图；

图7为侧积体不同岩性边界的平面展布图；

图8为所述建立点坝区域二维网格坐标，判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域的方法流程图；

图9为侧积体顶面的平面解剖图；

图10为侧积面的平面解剖图；

图11表示侧积面上的任一三角形单元；

图12为本发明实施例的曲流河点坝三维数据体生成装置的结构示意图。

图13为图12所示实施例中的侧积面倾向判断单元102的结构示意图；

图14为图12所示实施例中的侧积面底交线生成单元103的结构示意图；

图15为图12所示实施例中的点所处区域判断单元105的结构示意图；

图16为本发明的曲流河点坝三维数据体生成装置的另一实施例的结构示意图；

图17为多个侧积体组成的点坝模型；

图18为点坝模型的横纵切片；

图19为点坝构型岩相模型和孔隙度模型切片；

图20为构型控制剩余油分布图；

图21为波及系数与含水变化关系图；

图22为不同开发阶段含水变化情况示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种能够反映曲流河侧积作用，生成点坝三维数据体的方法及装置。在顶交线坐标和侧积面倾角已知的条件下，该方法首先根据砂厚计算出侧积面的底交线，与顶交线一起可生成理想侧积面；然后，将侧积体所在的平面区域划分为若干三角形（三角形的个数由研究精度设定），计算出二维网格点所属点坝侧积体的区间；之后，根据点所处侧积体的不同区间，计算表征侧积面的空间坐标；最后，根据顶面构造数据，将理想侧积面转化为真实的地质曲面。多个侧积面的空间展布组合即构成点坝的空间展布模型。

图1为本发明实施例的曲流河点坝三维数据体的生成方法的方法流程图，如图所示，本实施例的曲流河点坝三维数据体的生成方法包括：

步骤S101，获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据；步骤S102，根据所述侧积面倾角数据和顶交线的平面展布坐标数据，判断侧积面倾向方向；步骤S103，根据所述砂厚数据、侧积面倾角数据、侧积面顶交线的坐标数据以及侧积面倾向方向，利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标；步骤S104，根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标以及侧积泥岩层占侧积面的比例数据，生成侧积泥岩层底交线轨迹坐标；步骤S105，建立点坝区域二维网格坐标，判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域；步骤S106，根据所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域，求取所述二维网格坐标上的点的空间坐标值，并根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标、侧积面倾向方向以及侧积面倾角数据生成侧积面三维数据体；步骤S107，在所述侧积面顶交线与所述侧积泥岩层底交线界定的区域内，将其中的二维网格坐标上的点的空间坐标值与所述侧积泥岩层厚度数据相减，生成侧积泥岩层的空间坐标值，并根据所述侧积泥岩层底交线轨迹坐标生成侧积泥岩层三维数据体；步骤S108，将所述侧积面三维数据体与侧积泥岩层三维数据体进行构造校正，生成实际地质条件下的点坝三维数据体。

在本实施例的步骤S101中，从前期油藏精细描述的数据库中获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据等测井数据。其中，地下单一点坝平面分布图中包含废弃河道分布，可从中获取侧积面顶交线的坐标数据。

在本实施例的步骤S102中，如图2所示，为利用侧积面顶交线判断侧积面倾向值的算法示意图，对侧积面的倾向用数学方法进行判断，具体是用数学变量表示出顶交线相邻两点连线垂直方向上的侧积面倾向。图3为根据所述侧积面倾角数据和顶交线的平面展布坐标数据，判断侧积面倾向值的方法流程图，如图2和图3所示，该步骤包括：

步骤S1021，在所述侧积面顶交线所围区域内，选取所述侧积面顶交线始末点连线的中点O；

步骤S1022，选取侧积面顶交线上任意相邻两点：A_i（a_i，b_i）、A_i+1（a_i+1，b_i+1)，并计算中点坐标M_i为：(（a_i+a_i+1）/2，（b_i+b_i+1）/2)；步骤S1023，向量坐标表示为：（a_i+1-a_i,b_i+1-b_i），则与之垂直的直线的斜率为： $K=-\frac{a_{i+1}-a_i}{b_{i+1}-b_i};$ 步骤S1024，设所述中点M_i点为所述直线上的点，则求得所述直线的表达式为： $y=-\frac{a_{i+1}-a_i}{b_{i+1}-b_i}x+\frac{b_i+b_{i+1}}{2}+\frac{{a_{i+1}}^2-{a_i}^2}{2(b_{i+1}-b_i)};$ 步骤S1025，在M_i的基础上增加一个步长t_i，即x=（a_i+a_i+1）/2+t_i，将其带入求得对应的y值，设这个新坐标表示为点Q_i（x_i，y_i）；

步骤S1026，根据向量坐标，通过余弦定理分别计算∠A_iQ_iA_i+1、∠A_i Q_iO、∠OQ_iA_i+1的角度值；

步骤S1027，若∠A_i Q_iA_i+1+∠A_i Q_iO+∠OQ_iA_i+1＜360°，则Q_i为倾向方向的点，t_i符号不变；若∠A_i Q_iA_i+1+∠A_i Q_iO+∠OQ_iA_i+1=360°，则t_i=-t_i，即用t_i表示侧积面的倾向方向。

在本实施例的步骤S103中，点坝区域内的砂体来自点坝侧积体，因此可依据砂体厚度确定侧积面的底界。如图4所示，对点坝区域内地层进行恢复后的点坝构型剖面示意图。因为泥岩厚度一般相对都很小，因此可以认为，当侧积体的垂直高度与砂体厚度在一定误差范围内相等时，则找到了侧积体的底界，依此可确定侧积面的延伸距离，进而确定侧积面的平面展布范围。如图5所示，为本实施例中的根据所述砂厚数据、侧积面倾角数据、侧积面顶交线的坐标数据以及侧积面倾向方向，利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标的方法流程图，该方法包括：

步骤S1031，建立侧积面理想模型。在本实施例中，图6为建立的侧积面理想模型图。在该理想模型图中，结合图4可认定，P为侧积面顶交线上的点，p’为侧积面底交线上的点。

步骤S1032，在所述侧积面理想模型中，选取所述侧积面顶交线上一点P的坐标数据（x,y），在所述P的基础上x值增加x_i，代入公式中计算相应的y值，即得到p’的坐标；

步骤S1033，由两点之间的距离公式计算点P和P’之间的平面距离S；

步骤S1034，根据所述侧积面倾角数据θ，通过公式h=S*tanθ求得点P和P’之间的垂直距离h；

步骤S1035，计算垂直距离h与所述砂厚数据之间的差值，当所述差值在误差允许范围内时，则认为P’位于侧积面底交线上，否则返回步骤B2），改变xi的值，重复步骤S1032--S1035，使得最终的h值与所述砂厚数据的差值在所述误差允许范围内；

步骤S1036，将满足上述条件的P’连接起来，即生成了侧积面底交线。即如图4所示的砂底曲线。

在本实施例的步骤S104中，根据侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标以及侧积泥岩层占侧积面的比例数据，生成侧积泥岩层底交线轨迹坐标，是通过下述公式：

P″_(x)=P_(x)+α(P′_(x)-P_(x))

P″_(y)=P_(y)+α(P′_(y)-P_(y))；

其中，P_(x)为所述侧积面顶交线上的点的横坐标，P′_(x)为所述侧积面顶交线上的点的横坐标，P″_(x)为求得的侧积泥岩层底交线上的点的横坐标；

P_(y)为所述侧积面顶交线上的点的纵坐标，P′_(y)为所述侧积面顶交线上的点的纵坐标，P″_(y)为求得的侧积泥岩层底交线上的点的纵坐标；

α为所述侧积泥岩层占侧积面的比例数据。

参看图6，P’’即为侧积泥岩夹层底交线上的点，而生成的侧积泥岩层底交线轨迹即为图4中的侧积夹层下端点连起来所形成的轨迹。

在完成步骤S103和S104后，可得到侧积体不同岩性边界平面展布图如图7所示，其中，L₁为侧积面顶交线的轨迹图，L₂为侧积体底交线的轨迹图，L₃为侧积面底交线的轨迹图，L₀为侧积面顶交线始末点的连线，O为始末点的中点（图中未示出，可参考图2）

在本实施例的步骤S105中，如图8所示，为所述建立点坝区域二维网格坐标，判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域的方法流程图，其包括以下步骤：

步骤S1051，建立点坝区域二维网格坐标，点R为生成的二维坐标点；

步骤S1052，在所述侧积面顶交线所围区域内，选取所述侧积面顶交线始末点连线的中点O，并与所述侧积面顶交线的相邻两点相连组成若干三角形；

步骤S1053，根据向量坐标，通过余弦定理分别计算∠A_iRA_i+1、∠A_i RO、∠ORA_i+1的角度值，其中A_i、A_i+1为所述侧积面顶交线的相邻两点；

步骤S1054，若∠A_i RA_i+1+∠A_i RO+∠ORA_i+1=360°，则R为所述侧积面顶交线所围区域内的点，否则不是所述侧积面顶交线所围区域内的点；

与上述步骤S1051-S1054相似，可判断点R是否为侧积面顶交线与侧积泥岩层底交线所围区域的点，或者是否为所述侧积泥岩层与侧积面底交线所围区域内的点。

在本实施例中，举例说明，如图9所示，为侧积体顶面的平面解剖图，求点是否在L₀～L₁之间：连接侧积面顶交线上相邻两点，并都分别与O点连接，将侧积体顶面分成若干三角形，点R为生成的二维坐标点。使用步骤S2037中提到的方法，若∠A_i RA_i+1+∠A_i RO+∠ORA_i+1=360°，则判断点R落在顶面的第i个三角形内，即点R在L₀～L₁围成的区间。

图10为侧积面的平面解剖图，求点是否在L₁～L₂或L₂～L₃区间：与上述方法相同，对于组成三角形的顶点，线L₁上取原始资料的点A₁，A₂，A₃……A_n的坐标，L₃取求得的侧积面底交线上的点M’₁，M’₂，M’₃……M’_n-1的坐标，L₂侧积层底界线上点M’’₁，M’’₂，M’’₃……M’’_n-1的坐标，根据侧积层在侧积面上所占的比例，由以下公式求得：

M″_i(x)=M_i(x)+α(M′_i(x)-M_i(x))

M″_i(y)=M_i(y)+α(M′_i(y)-M_i(y))

然后依次判断点R是否在任一三角形内，即可判断点R所在的区域。

若通过以上一系列判断，点R不在L₀～L₁、L₁～L₂或L₂～L₃区间，则R在该侧积体平面区域以外。

在本实施例的步骤S106中，根据所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域，求取所述二维网格坐标上的点的空间坐标值，通过以下计算方法：

设z值为三维空间点的垂直方向坐标。对于侧积泥岩底界线上的z值坐标可根据M_i及M’_i求得，方法如下：

M″_i(z)=M_i(z)+α(M′_i(z)-M_i(z))

ⅰ.当点R在L₀～L₁区间时，Z值为0；

ⅱ.当点R在L₁～L₂或L₂～L₃区间时，Z通过建立面方程求得，方法如下：

图11表示侧积面上的任一三角形单元。设点A(x₁，y₁，z₁)、B(x₂，y₂，z₂)、C(x₃，y₃，z₃)为任一三角形单元内三个坐标已知的顶点，设点R的坐标为(x，y，z)（其中x，y坐标已知）。设三维空间⊿ABC内关于点R的面方程为：

z=ax+by+c（a、b、c为未知参数）（1）

将三角形三个顶点坐标带入上式可得：

$a=\frac{(z_3-z_2)(y_2-y_1)-(z_2-z_1)(y_3-y_2)}{(x_3-x_2)(y_2-y_1)-(x_2-x_1)(y_3-y_2)}$

$b=\frac{(z_3-z_2)(x_2-x_1)-(z_2-z_1)(x_3-x_2)}{(y_3-y_2)(x_2-x_1)-(y_2-y_1)(x_3-x_2)}---\left(2\right)$

c=z_1(2,3)-ax_1(2,3)-by_1(2,3)

将（2）式中求得的参数带入（1）式即可得到在⊿ABC内，当已知x、y坐标时所对应的z值。

在本实施例的步骤S107中，在所述侧积面顶交线与所述侧积泥岩层底交线界定的区域内，将其中的二维网格坐标上的点的空间坐标值与所述侧积泥岩层厚度数据相减，生成侧积泥岩层的空间坐标值，并根据所述侧积泥岩层底交线轨迹坐标生成侧积泥岩层三维数据体。

对于侧积泥岩顶面的垂直坐标，仅考虑L₁～L₂区间，在以上求得的z值基础上减去侧积泥岩厚度，得到侧积泥岩层的空间坐标值。

在本实施例的步骤S108中，将所述侧积面三维数据体与侧积泥岩层三维数据体进行构造校正，生成实际地质条件下的点坝三维数据体，包括：将多期侧积面和侧积泥岩数据体加载到第三方的建模软件中，在同期的侧积面和侧积泥岩顶面之间的三维网格中赋值泥岩，在本期侧积面与上一期的侧积泥岩顶面之间的三维网格中赋值砂岩，就可以建立起完整的点坝三维地质模型。

图12为本发明实施例的曲流河点坝三维数据体生成装置的结构示意图。如图所示，本实施例的曲曲流河点坝三维数据体生成装置包括：

数据获取单元101，用于获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据；侧积面倾向判断单元102，用于根据所述侧积面倾角数据和顶交线的平面展布坐标数据，判断侧积面倾向方向；侧积面底交线生成单元103，用于根据所述砂厚数据、侧积面倾角数据、侧积面顶交线的坐标数据以及侧积面倾向方向，利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标；侧积泥岩层底交线生成单元104，用于根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标以及侧积泥岩层占侧积面的比例数据，生成侧积泥岩层底交线轨迹坐标；点所处区域判断单元105，用于建立点坝区域二维网格坐标，判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域；侧积面三维数据体生成单元106，用于根据所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域，求取所述二维网格坐标上的点的空间坐标值，并根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标、侧积面倾向方向以及侧积面倾角数据生成侧积面三维数据体；侧积泥岩层三维数据体生成单元107，用于在所述侧积面顶交线与所述侧积泥岩层底交线界定的区域内，将其中的二维网格坐标上的点的空间坐标值与所述侧积泥岩层厚度数据相加，生成侧积泥岩层的空间坐标值，并根据所述侧积泥岩层底交线轨迹坐标生成侧积泥岩层三维数据体；点坝三维数据体生成单元108，用于将所述侧积面三维数据体与侧积泥岩层三维数据体进行校正，生成实际地质条件下的点坝三维数据体。

在本实施例中，所述数据获取单元101用于从前期油藏精细描述的数据库中获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据。

在本实施例中，所述侧积面倾向判断单元102根据所述侧积面倾角数据和顶交线的平面展布坐标数据，判断侧积面倾向值，如图13所示，其包括：

连线中点选取模块1021，用于在所述侧积面顶交线所围区域内，选取所述侧积面顶交线始末点连线的中点O；

中点坐标计算模块1022，用于选取侧积面顶交线上任意相邻两点：A_i（a_i，b_i）、A_i+1（a_i+1，b_i+1)，并计算中点坐标M_i为：(（a_i+a_i+1）/2，（b_i+b_i+1）/2)；

斜率计算模块1023，用于建立向量

为：（a_i+1-a_i,b_i+1-b_i），计算与之垂直的直线的斜率为：

直线生成模块1024，用于设所述中点M_i点为所述直线上的点，则求得所述直线的表达式为： $y=-\frac{a_{i+1}-a_i}{b_{i+1}-b_i}x+\frac{b_i+b_{i+1}}{2}+\frac{{a_{i+1}}^2-{a_i}^2}{2(b_{i+1}-b_i)};$

新坐标生成模块1025，用于在M_i的基础上增加一个步长t_i，即x=（a_i+a_i+1）/2+t_i；将其带入

求得对应的y值，设这个新坐标表示为点Q_i（x_i，y_i）；

角度值计算模块1026，用于根据向量坐标，通过余弦定理分别计算∠A_iQ_iA_i+1、∠A_i Q_iO、∠OQ_iA_i+1的角度值；

倾向方向判断模块1027，用于根据∠A_iQ_iA_i+1、∠A_i Q_iO、∠OQ_iA_i+1的角度值的和判断倾向方向。

在本实施例中，所述侧积面底交线生成单元103用于根据所述砂厚数据、侧积面倾角数据、侧积面顶交线的坐标数据以及侧积面倾向方向，利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标，如图14所示，包括：

侧积面理想模型建立模块1031，用于建立侧积面理想模型；

坐标计算模块1032，用于在所述侧积面理想模型中，选取所述侧积面顶交线上一点P的坐标数据（x,y），在所述P的基础上x值增加x_i，代入公式中计算相应的y值，即得到p’的坐标；

平面距离计算模块1033，用于由两点之间的距离公式计算点P和P’之间的平面距离S；

垂直距离计算模块1034，用于根据所述侧积面倾角数据，通过公式h=S*tanθ求得点P和P’之间的垂直距离h；

误差判断模块1035，用于计算垂直距离h与所述砂厚数据之间的差值，当所述差值在误差允许范围内时，则认为P’位于侧积面底交线上，否则改变x_i的值，使得最终的h值与所述砂厚数据的差值在所述误差允许范围内；

侧积面底交线生成模块1036，用于将满足上述条件的P’连接起来，即生成了侧积面底交线。

在本实施例中，所述侧积泥岩层底交线生成单元104用于根据侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标以及侧积泥岩层占侧积面的比例数据，生成侧积泥岩层底交线轨迹坐标，是通过下述公式：

P″_(x)=P_(x)+α(P′_(x)-P_(x))

P″_(y)=P_(y)+α(P′_(y)-P_(y))；

其中，P_(x)为所述侧积面顶交线上的点的横坐标，P′_(x)为所述侧积面顶交线上的点的横坐标，P″_(x)为求得的侧积泥岩层底交线上的点的横坐标；

P_(y)为所述侧积面顶交线上的点的纵坐标，P′_(y)为所述侧积面顶交线上的点的纵坐标，P″_(y)为求得的侧积泥岩层底交线上的点的纵坐标；

α为所述侧积泥岩层占侧积面的比例数据。

在本实施例中，所述点所处区域判断单元105建立点坝区域二维网格坐标，判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域，如图15所示，包括：

二维坐标点生成模块1051，用于建立点坝区域二维网格坐标，点R为生成的二维坐标点；

三角形生成模块1052，用于在所述侧积面顶交线所围区域内，选取所述侧积面顶交线始末点连线的中点O，并与所述侧积面顶交线的相邻两点相连组成若干三角形；

角度值计算模块1053，用于根据向量坐标，通过余弦定理分别计算∠A_iRA_i+1、∠A_iRO、∠ORA_i+1的角度值，其中A_i、A_i+1为所述侧积面顶交线的相邻两点；

点所处区域判断模块1054，若∠A_iRA_i+1+∠A_iRO+∠ORA_i+1=360°，则R为所述侧积面顶交线所围区域内的点，否则不是所述侧积面顶交线所围区域内的点。

在本实施例中，所述点坝三维数据体生成单元108将侧积面三维数据体与侧积泥岩三维数据体进行校正，生成实际地质条件下的点坝三维数据体，包括：将侧积面三维数据体和侧积泥岩层三维数据体中的空间坐标值加上实际地质条件的构造数据的深度值，生成实际地质条件下的空间坐标值。

在本实施例中，如图16所示，所述装置还包括：点坝模型构建单元109，用于将所述生成的点坝三维数据体导入建模软件，构建点坝模型。

具体实施例：

地质研究人员给定水平面上点坝顶交线、侧积线的大地坐标数据阵，以及侧积倾角、侧积层延伸比例等关键参数。通过本发明求得点坝侧积面等数据的三维空间网格数据体，将数据体导入建模接口软件，即可形成点坝构型模型。图17为多个侧积体组成的点坝模型，模型清晰的反映了侧积体在平面上呈长弧状分布，侧积泥岩垂向延伸到侧积体2/3高度。图18为点坝模型的横纵切片，从不同的视角观察到侧积泥岩产状的差异。沿侧积体倾向的法线方向切得剖面显示，侧积体呈叠瓦状排列；而沿侧积体走向方向切得剖面显示，侧积体间叠置方式更像是顶部被剥蚀的一组背斜构造。图19岩相模型网格呈清晰的不规则四边形，真实的反映了曲流河的侧积作用。

在点坝构型概念模型基础上，设计一注四采的开发井网，在点坝中心位置设计一口注水井，在水井周围按150m井距均匀部井。通过数值模拟研究表明，侧积泥岩能起到很好的遮挡作用，在侧积泥岩上部更容易形成剩余油富集区，如图20所示。

在本实施例中，开展点坝单砂体水平井注采开发效果分析。设计点坝单砂体规模长500m，宽400m，厚约5m，侧积夹层间距30m。设计300m水平井段横穿侧积体，钻穿点坝中上部油层，在距水平段末端400m处设计直井注水井。通过油藏数值模拟分析表明，如图21所示，直井顺着侧积体沉积方向注水，不同含水阶段采出程度及采收率都明显好于逆沉积方向注水。主要原因是顺直侧积体方向注水波及系数大，逆着注水容易水窜。

在生产初期顺注含水上升率和年含水上升速度明显小于逆注的情况，含水20%时候两者差异最大，然后差距逐渐缩小，到特高含水后期差异减小，如图22所示。

通过点坝侧积体理论模型的建立，为后期剩余油分布的认识及注采井网的设计提供了精确的三维地质模型。

本发明实施例的点坝三维数据体的生成方法及装置，可以完成点坝内部侧积体的概念模型及实体模型的建立，实现了顺侧积层搭建网格，有效模拟了曲流河侧积作用沉积过程，真实反映了地下储层的三维建筑结构。并且，利用该发明的点坝三维数据体，可以指导油田生产，指导哪里有剩余油，怎么注水，因此可以提高采收率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种曲流河点坝三维数据体生成方法，其特征在于，所述方法包括：

获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据；

根据所述侧积面倾角数据和顶交线的平面展布坐标数据，判断侧积面倾向方向；

根据所述砂厚数据、侧积面倾角数据、侧积面顶交线的坐标数据以及侧积面倾向方向，利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标；

根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标以及侧积泥岩层占侧积面的比例数据，生成侧积泥岩层底交线轨迹坐标；

建立点坝区域二维网格坐标，判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域；

根据所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域，求取所述二维网格坐标上的点的空间坐标值，并根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标、侧积面倾向方向以及侧积面倾角数据生成侧积面三维数据体；

在所述侧积面顶交线与所述侧积泥岩层底交线界定的区域内，将其中的二维网格坐标上的点的空间坐标值与所述侧积泥岩层厚度数据相减，生成侧积泥岩层的空间坐标值，并根据所述侧积泥岩层底交线轨迹坐标生成侧积泥岩层三维数据体；

将所述侧积面三维数据体与侧积泥岩层三维数据体进行构造校正，生成实际地质条件下的点坝三维数据体。

2.根据权利要求1所述的曲流河点坝三维数据体生成方法，其特征在于，所述获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据，包括：

从前期油藏精细描述的数据库中获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据。

3.根据权利要求1所述的曲流河点坝三维数据体生成方法，其特征在于，所述根据所述侧积面倾角数据和顶交线的平面展布坐标数据，判断侧积面倾向值的步骤包括：

步骤A1），在所述侧积面顶交线所围区域内，选取所述侧积面顶交线始末点连线的中点O；

步骤A2），选取侧积面顶交线上任意相邻两点：A_i（a_i，b_i）、A_i+1（a_i+1，b_i+1)，并计算中点坐标M_i为：(（a_i+a_i+1）/2，（b_i+b_i+1）/2)；步骤A3），向量

坐标表示为：（a_i+1-a_i,b_i+1-b_i），则与之垂直的直线的斜率为： $K=-\frac{a_{i+1}-a_i}{b_{i+1}-b_i};$ 步骤A4），设所述中点M_i点为所述直线上的点，则求得所述直线的表达式为： $y=-\frac{a_{i+1}-a_i}{b_{i+1}-b_i}x+\frac{b_i+b_{i+1}}{2}+\frac{{a_{i+1}}^2-{a_i}^2}{2(b_{i+1}-b_i)};$ 步骤A5），在M_i的基础上增加一个步长t_i，即x=（a_i+a_i+1）/2+t_i，将其带入

求得对应的y值，设这个新坐标表示为点Q_i（x_i，y_i）；

步骤A6），根据向量坐标，通过余弦定理分别计算∠A_iQ_iA_i+1、∠A_iQ_iO、∠OQ_iA_i+1的角度值；

步骤A7），若∠A_iQ_iA_i+1+∠A_iQ_iO+∠OQ_iA_i+1＜360°，则Q_i为倾向方向的点，t_i符号不变；若∠A_iQ_iA_i+1+∠A_iQ_iO+∠OQ_iA_i+1=360°，则t_i=-t_i，即用t_i表示侧积面的倾向方向。

4.根据权利要求1所述的曲流河点坝三维数据体生成方法，其特征在于，所述根据所述砂厚数据、侧积面倾角数据、侧积面顶交线的坐标数据以及侧积面倾向方向，利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标的步骤，包括：

步骤B1），建立侧积面理想模型；

步骤B2），在所述侧积面理想模型中，选取所述侧积面顶交线上一点P的坐标数据（x,y），在所述P的基础上x值增加x_i，代入公式

中计算相应的y值，即得到p’的坐标；

步骤B3），由两点之间的距离公式计算点P和P’之间的平面距离S；

步骤B4），根据所述侧积面倾角数据θ，通过公式h=S*tanθ求得点P和P’之间的垂直距离h；

步骤B5），计算垂直距离h与所述砂厚数据之间的差值，当所述差值在误差允许范围内时，则认为P’位于侧积面底交线上，否则返回步骤B2），改变x_i的值，重复步骤B2)-B5)，使得最终的h值与所述砂厚数据的差值在所述误差允许范围内；

步骤B6），将满足上述条件的P’连接起来，即生成了侧积面底交线。

5.根据权利要求4所述的曲流河点坝三维数据体生成方法，其特征在于，所述根据侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标以及侧积泥岩层占侧积面的比例数据，生成侧积泥岩层底交线轨迹坐标，是通过下述公式：

P″_(x)=P_(x)+α(P′_(x)-P_(x))

P″_(y)=P_(y)+α(P′_(y)-P_(y))；

其中，P_(x)为所述侧积面顶交线上的点的横坐标，P′_(x)为所述侧积面顶交线上的点的横坐标，P″_(x)为求得的侧积泥岩层底交线上的点的横坐标；

P_(y)为所述侧积面顶交线上的点的纵坐标，P′_(y)为所述侧积面顶交线上的点的纵坐标，P″_(y)为求得的侧积泥岩层底交线上的点的纵坐标；

α为所述侧积泥岩层占侧积面的比例数据。

6.根据权利要求5所述的曲流河点坝三维数据体生成方法，其特征在于，所述建立点坝区域二维网格坐标，判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域，包括以下步骤：

步骤C1），建立点坝区域二维网格坐标，点R为生成的二维坐标点；

步骤C2），在所述侧积面顶交线所围区域内，选取所述侧积面顶交线始末点连线的中点O，并与所述侧积面顶交线的相邻两点相连组成若干三角形；

步骤C3），根据向量坐标，通过余弦定理分别计算∠A_iRA_i+1、∠A_iRO、∠ORA_i+1的角度值，其中A_i、A_i+1为所述侧积面顶交线的相邻两点；

步骤C4），若∠A_iRA_i+1+∠A_iRO+∠ORA_i+1=360°，则R为所述侧积面顶交线所围区域内的点，否则不是所述侧积面顶交线所围区域内的点；

与上述步骤C1）-C4）相似，可判断点R是否为侧积面顶交线与侧积泥岩层底交线所围区域的点，或者是否为所述侧积泥岩层与侧积面底交线所围区域内的点。

7.根据权利要求1所述的曲流河点坝三维数据体生成方法，其特征在于，所述将侧积面三维数据体与侧积泥岩三维数据体进行校正，生成实际地质条件下的点坝三维数据体，包括：

将侧积面三维数据体和侧积泥岩层三维数据体中的空间坐标值加上实际地质条件的构造数据的深度值，生成实际地质条件下的空间坐标值。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的曲流河点坝三维数据体生成方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述生成的点坝三维数据体导入建模软件，构建点坝模型。

9.一种曲流河点坝三维数据体生成装置，其特征在于，所述装置包括：

数据获取单元，用于获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据；

侧积面倾向判断单元，用于根据所述侧积面倾角数据和顶交线的平面展布坐标数据，判断侧积面倾向方向；

侧积面底交线生成单元，用于根据所述砂厚数据、侧积面倾角数据、侧积面顶交线的坐标数据以及侧积面倾向方向，利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标；

侧积泥岩层底交线生成单元，用于根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标以及侧积泥岩层占侧积面的比例数据，生成侧积泥岩层底交线轨迹坐标；

点所处区域判断单元，用于建立点坝区域二维网格坐标，判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域；

侧积面三维数据体生成单元，用于根据所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域，求取所述二维网格坐标上的点的空间坐标值，并根据所述侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标、侧积面倾向方向以及侧积面倾角数据生成侧积面三维数据体；

侧积泥岩层三维数据体生成单元，用于在所述侧积面顶交线与所述侧积泥岩层底交线界定的区域内，将其中的二维网格坐标上的点的空间坐标值与所述侧积泥岩层厚度数据相加，生成侧积泥岩层的空间坐标值，并根据所述侧积泥岩层底交线轨迹坐标生成侧积泥岩层三维数据体；

点坝三维数据体生成单元，用于将所述侧积面三维数据体与侧积泥岩层三维数据体进行校正，生成实际地质条件下的点坝三维数据体。

10.根据权利要求9所述的曲流河点坝三维数据体生成装置，其特征在于，所述数据获取单元用于从前期油藏精细描述的数据库中获取侧积面倾角数据、侧积泥岩层占侧积面的比例数据、侧积泥岩层厚度数据、砂厚数据以及侧积面顶交线的坐标数据。

11.根据权利要求9所述的曲流河点坝三维数据体生成装置，其特征在于，所述侧积面倾向判断单元根据所述侧积面倾角数据和顶交线的平面展布坐标数据，判断侧积面倾向值，其包括：

连线中点选取模块，用于在所述侧积面顶交线所围区域内，选取所述侧积面顶交线始末点连线的中点O；

中点坐标计算模块，用于选取侧积面顶交线上任意相邻两点：A_i（a_i，b_i）、A_i+1（a_i+1，b_i+1)，并计算中点坐标M_i为：(（a_i+a_i+1）/2，（b_i+b_i+1）/2)；斜率计算模块，用于建立向量

为：（a_i+1-a_i,b_i+1-b_i），计算与之垂直的直线的斜率为：

直线生成模块，用于设所述中点M_i点为所述直线上的点，则求得所述直线的表达式为： $y=-\frac{a_{i+1}-a_i}{b_{i+1}-b_i}x+\frac{b_i+b_{i+1}}{2}+\frac{{a_{i+1}}^2-{a_i}^2}{2(b_{i+1}-b_i)};$ 新坐标生成模块，用于在M_i的基础上增加一个步长t_i，即x=（a_i+a_i+1）/2+t_i；将其带入

求得对应的y值，设这个新坐标表示为点Q_i（x_i，y_i）；

角度值计算模块，用于根据向量坐标，通过余弦定理分别计算∠A_iQ_iA_i+1、∠A_iQ_iO、∠OQ_iA_i+1的角度值；

倾向方向判断模块，用于根据∠A_iQ_iA_i+1、∠A_iQ_iO、∠OQ_iA_i+1的角度值的和判断倾向方向。

12.根据权利要求9所述的曲流河点坝三维数据体生成装置，其特征在于，所述侧积面底交线生成单元用于根据所述砂厚数据、侧积面倾角数据、侧积面顶交线的坐标数据以及侧积面倾向方向，利用逼近法生成侧积面底交线轨迹坐标，包括：

侧积面理想模型建立模块，用于建立侧积面理想模型；

坐标计算模块，用于在所述侧积面理想模型中，选取所述侧积面顶交线上一点P的坐标数据（x,y），在所述P的基础上x值增加x_i，代入公式

中计算相应的y值，即得到p’的坐标；

平面距离计算模块，用于由两点之间的距离公式计算点P和P’之间的平面距离S；

垂直距离计算模块，用于根据所述侧积面倾角数据，通过公式h=S*tanθ求得点P和P’之间的垂直距离h；

误差判断模块，用于计算垂直距离h与所述砂厚数据之间的差值，当所述差值在误差允许范围内时，则认为P’位于侧积面底交线上，否则改变x_i的值，使得最终的h值与所述砂厚数据的差值在所述误差允许范围内；

侧积面底交线生成模块，用于将满足上述条件的P’连接起来，即生成了侧积面底交线。

13.根据权利要求12所述的曲流河点坝三维数据体生成装置，其特征在于，所述侧积泥岩层底交线生成单元用于根据侧积面顶交线轨迹坐标、侧积面底交线轨迹坐标以及侧积泥岩层占侧积面的比例数据，生成侧积泥岩层底交线轨迹坐标，是通过下述公式：

P″_(x)=P_(x)+α(P′_(x)-P_(x))

P″_(y)=P_(y)+α(P′_(y)-P_(y))；

其中，P_(x)为所述侧积面顶交线上的点的横坐标，P′_(x)为所述侧积面顶交线上的点的横坐标，P″_(x)为求得的侧积泥岩层底交线上的点的横坐标；

P_(y)为所述侧积面顶交线上的点的纵坐标，P′_(y)为所述侧积面顶交线上的点的纵坐标，P″_(y)为求得的侧积泥岩层底交线上的点的纵坐标；

α为所述侧积泥岩层占侧积面的比例数据。

14.根据权利要求13所述的曲流河点坝三维数据体生成装置，其特征在于，所述点所处区域判断单元建立点坝区域二维网格坐标，判断所述二维网格坐标上的点所处的侧积面区域，包括：

二维坐标点生成模块，用于建立点坝区域二维网格坐标，点R为生成的二维坐标点；

三角形生成模块，用于在所述侧积面顶交线所围区域内，选取所述侧积面顶交线始末点连线的中点O，并与所述侧积面顶交线的相邻两点相连组成若干三角形；

角度值计算模块，用于根据向量坐标，通过余弦定理分别计算∠A_iRA_i+1、∠A_iRO、∠ORA_i+1的角度值，其中A_i、A_i+1为所述侧积面顶交线的相邻两点；

点所处区域判断模块，若∠A_i RA_i+1+∠A_iRO+∠ORA_i+1=360°，则R为所述侧积面顶交线所围区域内的点，否则不是所述侧积面顶交线所围区域内的点。

15.根据权利要求9所述的曲流河点坝三维数据体生成装置，其特征在于，所述点坝三维数据体生成单元将侧积面三维数据体与侧积泥岩三维数据体进行校正，生成实际地质条件下的点坝三维数据体，包括：

将侧积面三维数据体和侧积泥岩层三维数据体中的空间坐标值加上实际地质条件的构造数据的深度值，生成实际地质条件下的空间坐标值。

16.根据权利要求9-15中任一项所述的曲流河点坝三维数据体生成装置，其特征在于，所述装置还包括：

点坝模型构建单元，用于将所述生成的点坝三维数据体导入建模软件，构建点坝模型。

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