CN103632396B - 一种对复杂地质构造层序建模的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种对复杂地质构造层序建模的方法，该方法包括：步骤A：通过对地震解释的层位、断层散点数据进行第一组段，来找出并记录与各个层位段相关联的断层；步骤B：根据相关联的层位、断层建立块状模型；步骤C：通过对在步骤B划分的小块进行处理来获得网格化后的小层结果；步骤D：根据在步骤C获得的小层结果输出整体层序建模结果。

Description

一种对复杂地质构造层序建模的方法

技术领域

本发明涉及油气勘探开发领域，更具体地说，涉及一种基于测井层位（分层）和断层双重约束对复杂地质构造层序建模的方法，所述双重约束指的是同时考虑层位信息和断层信息。

背景技术

油藏地质建模技术是地震勘探开发中一项重要的油藏描述技术，对于储层空间分布区域的识别、油藏参数的表征具有非常重要的作用。储层地质模型是油藏描述的关键，是储层特征及其非均质性在三维空间上变化和分布的表征。储层建模贯穿油田开发的全过程，不同的开发阶段，获得的资料基础和地质认识不同，储层建模的重点内容和精度不同，其所采用的储层建模技术和方法也有很大差别。

一般而言，建立储层模型有两种基本途径，即确定性建模和随机建模。确定性建模是对井间未知区给出确定性的预测结果，确定性建模的思路是试图从具有确定性资料的控制点（井点）出发，推测出井间确定的、唯一的、真实的储层参数。随机建模，是指以己知信息为基础，以随机函数为理论，应用随机模拟方法产生可选的、等概率的储层模型的方法。这种方法承认控制点（井点）以外的储层参数具有一定的不确定性，即具有一定的随机性。随机建模不仅能反映观测数据中包含的总体趋势，还能反映局部变化。所建立的模型更加符合地质体的实际情况和物性分布规律，从而克服了确定性建模带来的“平滑”效应。因此，随机建模可对储层非均质性进行高分辨率的表征。

层序建模方法是后续的属性建模方法的核心，它的主要功能是通过某种方法在两个已知的层位之间模拟出其中未知空间的大体构造。即通过已知层位信息估算在无层位的位置空间位置的可能层位走势，这些层位既受到其上下两个已知层位的影响，又满足与之相关的所有的断层信息的约束。它模拟出了两个层位之间的实际的地质构造走势，为后续的模型构建提供依据。层序建模是储层建模过程中的一个关键环节，它决定了最终的油藏地质模型的准确性和精度。而对于复杂地质构造的油气藏，准确建立层序模型是一个难道很大的难题。因此，需要一种能够方便快捷地对复杂地质构造层序建模的方法。

发明内容

为了解决含逆断层的复杂地质构造在层序建模过程中的小层划分不清、小断层层序走向不确定和网格化不清楚、尖灭点、上超点无法确定的问题，本发明提出了采用测井地质层位（分层）和断层双重约束的方法，建立准确、合理的层序模型，提高了层序建模的效率，节省了油藏建模工作者的工作时间，并且得到的结果更加合理。

根据本发明的一方面，提供了一种对复杂地质构造层序建模的方法，该方法包括：步骤A：通过对地震解释的层位散点数据、断层散点数据进行第一组段，来找出并记录各个层位的关联断层，其中，所述关联断层是将所述各个层位中的相应层位分割为两个单独层位段的断层，并且所述第一组段操作包括对断层散点数据进行第一组段的操作和对层位散点数据进行第一组段的操作；步骤B：根据彼此关联的层位和断层建立块状模型，其中，通过找出两个层位之间的所有大断层并将其排序，来根据排好序的大断层以及工区边界信息将组段后的层位段划分成小块，所述大断层是与上下两个层位相关联的断层；步骤C：通过对在步骤B划分的小块进行处理来获得网格化后的小层结果；步骤D：根据在步骤C获得的小层结果输出整体层序建模结果。

优选地，所述步骤C包括：步骤1：判断小块内部是否包括断层；步骤2：如果小块内部没有断层，则对小块进行网格化；步骤3：如果小块内部包括断层，则通过抹去内部断层操作及层位拉平操作，将内部有断层的小块近似转化为内部无断层的小块；对小块进行网格化；对网格化后的小块进行划分；返回步骤1，直到所有小块中都不包括断层；步骤4：输出网格化后的小层结果。

优选地，对小块进行网格化的步骤包括：根据小块的上下层位段信息，得到小块的上下层位段的起始及结束位置；根据所述起始及结束位置，将上下层位段按等比例划分为相同段数的小段；分别连接上下层位段上相同比例处的分割点，连接上下层位段上相同比例处的分割点的直线是参考线；根据小层个数，将每条参考线进行相应的等比例划分；通过连接相应的参考线上的分割点，来获得所需的小层。

优选地，对小块进行划分的步骤包括：断层范围计算、关键断层选取、约束小层构建和小块构建。

优选地，对层位数据进行第一组段的步骤包括：确定与各个层位相关联的断层；遍历每个层位点，找出沿上下方向离该层位点最近的断层点，获取关联断层信息并进行标记；对确定了关联断层信息的层位点进行第二组段，所述第二组段操作包括组小段和组大段；确定层位与断层的关联关系信息，并根据所述关联关系信息对层位段进行排序；其中，组小段操作包括：在所有层位点中遍历并寻找到具有相同属性的点；并将相同属性的点组合为一个小段；组大段操作包括：如果小段的尾点与另一小段的首点相邻，则将所述两个小段组合为一个大段。

优选地，所述第二组段操作还包括：当寻找到特定小段时，遍历其他小段，根据该特定小段的共深度点CDP信息判断其他小段是否可能与该特定小段进行组段；如果未找到能够与当前小段进行组段的小段，则当前大段组段结束，并开始下一大段的组段工作；如果找到一个小段能够与当前的特定小段进行组段，则将这两个小段合并为一个大段；如果找到能与当前小段进行组段的多个小段，则首先读取出当前小段的尾点以及所有符合条件的小段的首点；通过对所有小段的时间值或深度值进行比较，找出首点距离与当前小段尾点最近的小段，并将该小段与当前的特定小段进行组段。

优选地，根据关联关系信息对层位段进行排序的步骤包括：根据关联关系信息对层位段从左到右进行排序，其中，首先找到左关联断层为空的层位段，之后循环插值左关联断层与上一层位段的右关联断层相同的层位段，直到找到一个右关联断层为空的层位段为止。

根据本发明的另一方面，提供一种对复杂地质构造三维层序建模的方法，包括：将整个工区按共深度点CDP坐标划分为二维剖面；在每个剖面上单独进行如权利要求1所述的层序建模的方法；将每个剖面的层序建模结果组合成三维空间中的建模结果。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1示出根据本发明实施例的层序建模的方法的流程图；

图2示出根据本发明实施例的组段的方法的流程图；

图3示出根据本发明实施例的关联断层的示意图；

图4示出根据本发明实施例的组段原理的示意图；

图5示出根据本发明实施例的层位组段的特殊情况的示意图；

图6示出根据本发明示例性实施例的确定关联关系的示意图；

图7示出根据本发明实施例的断层与层位之间的关系的特殊情况的示意图；

图8示出根据本发明实施例的成块原理的示意图；

图9示出根据本发明实施例的小块网格化的递归方法的流程图；

图10示出根据本发明实施例的小层划分操作的示意图；

图11示出根据本发明实施例的层位拉平操作的示意图；

图12示图根据本发明实施例的忽略断层约束引起的两种问题；

图13示出根据本发明实施例的小层与断层闭合问题的解决方法的流程图；

图14示出根据本发明实施例的小层穿越断层的四种情况；

图15示出根据本发明实施例的小层闭合的示意图；

图16示出根据本发明实施例的无断层区域以及有断层区域的示意图；

图17示出根据本发明实施例的小块划分的方法的流程图；

图18示出根据本发明实施例的断层范围统计的示意图；

图19示出根据本发明实施例的关键断层与区域边界的示意图；

图20A至图20C分别示出根据本发明实施例的上有断层、下有断层、上下均有断层的小块构造的三种情况；

图21示出根据本发明实施例的上下均有断层的特殊情况；

图22示出根据本发明实施例的测井分层约束的层序模型构建。

具体实施方式

现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例，其中，一些示例性实施例在附图中示出。

图1示出根据本发明实施例的层序建模的方法的流程图。

参照图1，在步骤S110，通过对地震解释的层位、断层散点数据进行第一组段，来找出并记录每个层位段相关联的断层，其中，层位由断层划分为层位段，一个层位由多个层位段组成。由于数据库中所保存的层位信息按散点方式存储，因此将从数据库中提取的层位数据称为层位散点数据。对于散点数据，能够方便的获取每个点的CDP（共深度点）坐标和时间（深度）值，然而散点数据本身缺少了层位点之间的关联关系以及层位点与断层之间的关联关系等关键信息，因此难以用于后续的方法处理。通过组段方法，可以寻找到层位点之间以及层位与断层之间的关联关系。

在步骤S120，通过根据相关联的层位、断层段建立块状模型（即，成块）。建立块状模型是生成小块的过程，是小块网格化的前提。通过寻找同时划分上下两个层位的断层，并记录两两断层之间的层位段，从而形成小块，来建立块状模型。

在步骤S130，通过对在步骤120获得的小块进行处理来获得网格化后的小层结果。在步骤S140，根据小层结果输出层序建模结果。下面将参照附图描述操作S110至操作S130的详细操作。

图2示出根据本发明实施例的第一组段的详细方法的流程图。

组段的实际工作分为断层组段以及层位组段两部分。然而，由于断层结构简单、情况单一，且每个CDP坐标上均不存在重值点，因此断层组段方法简单，仅需读取出相邻的断层点将其组合即可，因此，此处不再累述。以下将详细描述层位数据的组段方法。

首先，在操作S210，确定关联断层。关联断层，即将一个层位段分割为两个单独层位段的断层。参照图3，对于某一断层，如果当前层位存在这样的点，其CDP坐标与某些断层点的CDP坐标相等，而其时间（深度）值小于对应断层点的时间（深度）值，则将其称为层位相对于此断层的上盘点；类似地，如果所述点的时间（深度）值大于对应断层点的时间（深度）值，则将其称为层位相对于此断层的下盘点。根据图3可以看出，如果当前层位对于某一断层既存在上盘点，也存在下盘点，则说明当前断层将层位分割，即当前断层为层位的关联断层。

因此，针对每一个层位点，寻找其上（下）离其最近的断层点并标记。我们可以大体认为当前层位点是其上（下）断层的下（上）盘层位点。最后，统计并找出既存在上盘层位点，也存在下盘层位点的断层，并将其标记为当前层位的关联断层。

寻找关联断层的意义在于我们所处理的工区之中可能存在数量众多的断层数据，然而只有关联断层会将一个层位分割为多个段数据。因此，寻找关联断层能使我们在组段时忽略其他无效断层的影响。同时，由于每个关联断层都将层位分割为两段，因此根据关联断层的数量还可以预先得到组段之后层位段的数量。

在操作S220，计算层位点（即，构成层位的点）的属性，即，计算层位点的上下关联断层，也就是说，确定沿上下方向离层位点最近的两个关联的断层点，即，关联断层信息。所述点属性指的是该层位点上下的关联断层点所属的断层，和关联断层信息相关。此外，一个层位点的属性与其上方和下方的两个断层点信息相关。通过遍历每一个层位点，找出沿上下方向离该层位点最近的断层点，并获取相关的断层信息和标记，来确定到特定层位点上下离其最近的关联断层信息。由于断层将层位划分为上盘与下盘两部分，因此上盘点与下盘点具有不同的属性值，可以根据属性值将上盘点和下盘点分割到不同的段中。

在操作S230，对确定了属性的层位点进行第二组段。根据输出结果的不同，可以大体上将组段划分为组小段与组大段。

组小段是根据点属性的不同，将相同属性的点进行初步聚合的操作。简而言之，在所有层位点中遍历并寻找到具有相同属性的点，并将其组合为一个小段。参照图4，根据属性值的不同，可以将当前层位划分为7个小段。

在某些情况下，仅仅根据点属性来判定小段并非十分准确。如图4中示出的第1、4、7小段，在此三段中，每个层位的点的上下关联断层均为空，因此这三段中每个点的属性值均相同。然而从图4中可以看出，这些层位点分属于三个不同的小段。因此，在组小段时，某些情况下还需要考虑层位点之间的位置关系，通过点属性与位置关系才能准确的进行小段组合。

从图4中可以看出，根据点属性组合出的7个小段并非最终的层位段，因此，还需要将组合好的小段合并为最终的大段。采用CDP号作为判断大段的标准，也就是说，如果某一个小段的尾点与另一个小段的首点相邻，则将其组合为同一个大段。根据此方法，可以将图4中的第1、2段，第3、4、5段，第6、7段分别组合为三个大段。

然而，由于目前所使用的层位数据情况较为复杂，同时层位与断层之间的闭合计算可能出现误差，因此可能出现一种特殊情况导致此判断方法失效，需要引进其他判断准则来进行更为准确的判断。

从图5中可以看出，应该将1、2组合为一个大段，而将3作为一个单独的大段。然而，由于小段3与断层并未闭合，仅仅依靠CDP信息来判断小段的组合关系可能会出现错误，因此，在这种情况下，需要引入其他的条件进行辅助判断。

具体地说，当寻找到特定小段时，遍历其他小段，根据特定小段的CDP信息判断其他小段是否可能与该特定小段进行组段。如果未找到能够与当前小段进行组段的小段，则当前大段组段结束，并开始下一大段的组段工作；如果找到一个小段能够与当前的特定小段进行组段，则将这两个小段合并为一个大段；然而，如果寻找到多个小段可能与当前小段进行组段，需要首先读取出当前小段的尾点以及所有符合条件的小段的首点，之后，通过对所有小段的时间值或深度值进行比较，找出首点距离与当前小段尾点最近的小段，并将其与当前小段进行组段。

在完成组段之后，还需要在操作S240确定层位与断层的关联关系信息，并根据此信息对层位段进行排序，以供后续使用。

参照图6，在操作S240，针对每个层位段，寻找其左右断点被哪一个关联断层所分割。首先，判断当前层位段的左右端点是否处于工区边界处，如果特定层位段上存在一点位于工区边界处，则将其对应关联断层标记为空，如图6中示出的从左起第一段的左关联断层及第三段的右关联断层。

之后，如果某断点不在工区边界处，则取出其所作CDP坐标上所有的层位与断层信息，并从中提取出与该层位相关联的断层的断层点信息。然后，比较当前层位端点与所有关联断层点之间的距离，并找出与其距离最小的一个断层，将其标记为该段的左（右）关联断层。

然而，由于工区与数据的相互关系，可能出现如图7所示的导致关联断层判断较为困难的特殊情况。

由于在实际的使用过程中，为了满足生产需要，可能会将实际使用的各工区数据按一定需求进行裁剪，导致层位与断层关联关系难以判断。如图7所示，由于在实际情况中层位与断层数据被工区边界裁剪掉，导致此处的部分关键信息丢失，现有信息量不足，从而导致无法判断实际的层位与断层之间的关联关系。因此，将这种情况下的层位与断层之间的关系视为以下情形：上下两个层位段被中间的断层分割，并分别与中间的断层相互关联。

因此，将在完成基本的组段方法之后查找此种情况并对组段结果进行修改。具体地说，遍历组段好的所有层位段，寻找位于工区左（右）边界的段，判断此段左（右）关联断层是否为空。如果存在位于左（右）边界上的多段层位段，则寻找其两两层位段之间的断层。对于其中任意两段相邻层位段，如果其中存在断层，则判断两层位段的右（左）关联断层是否为此断层（即，所述存在的断层），如果所述两层位段中的一段的右（左）关联断层为此断层，则将所述两层位段中的另一层位段的左（右）关联断层设置为此断层；如果没有层位右（左）关联此断层且两层位之间无其他断层，或者两层位之间无断层，则层位信息出错，结束处理过程。

至此，已完成层位由散点到段结构的组段过程。由于后续需要，需要将层位段从左至右进行排序。具体地说，首先找到左关联断层为空的层位段，之后循环查找左关联断层与上一层位段的右关联断层相同的层位段，一直到找到一个右关联断层为空的层位段为止。

通过图2示出的组段方法，可以将特定层位上的离散的点信息组合成为由断层分割的段信息，并得到段信息与断层之间的关联关系。

图8示出根据本发明实施例的成块原理的示意图。

在层序建模中，实际所需的最终结构是通过层位与断层约束所模拟出的两个层位之间的空间位置中的构造结构。参照图8，当两个层位之间的特定区域左右均被断层或工区边界从整体区域中整体划分出来，则可认为其内部构造结构不受其他区域构造结构的影响，因此可以作为层序建模中的一个单独的构造区域，所以，在进行实际的层序建模之前，需要首先对两个层位之间的区域进行分块。

参照图8，将同时与上下两个层位相关联的断层称为大断层，而将只与其中之一关联的断层称为小断层。大断层与工区边界构成了用于划分块区域的标准。因此，通过找出两个层位之间的所有大断层，并将其排序，来根据排好序的大断层以及工区边界信息将组好的层位段划分成小块，所述小块指的是由层位与断层为边界构成的封闭的全连通区域。

成块的过程对后续所需要处理的区域进行了进一步划分，构成了后续处理所使用的基本单位，所述基本单位指的是使得两两小块之间的建模过程互不影响的基本单元。因此，只需要考虑单独考虑块内的信息，而不会受到其他部分的影响。

小块网格化，又称为小层划分，是层序建模的基本步骤。小块网格化根据当前块中的层位信息和断层信息，构造出经过所述层位信息和断层信息约束之后的扭曲的空间网格。图10示出根据本发明实施例的小层划分的示意图。图10中的横向网格线称为小层，即它是根据上下层位信息在当前位置模拟的出的一些虚拟的层位信息。

小块网格化的过程根据小块的结构可以分为两种情况，即无内部断层与有内部断层的情况。如果小块无内部断层（如图8中的块1与块3），则由于小块为一个简单的多边形模型，不需要进一步划分，因此可以直接进行网格化操作，计算当前小块内部的层序模型，并输出层序建模结果，该层序建模结果如图10中示出的横向的网格线。然而，如果小块中内部存在断层（如图8中的块2），则无法在此小块的基础上直接计算出层序模型，而需要对其进行一些预处理，并将其交给小块划分模块进行进一步的小块细分，最后使用递归的方法处理完所有小块。

图9示出根据本发明实施例的小块网格化的递归方法的流程图。

在步骤S910，从存储小块信息的栈顶取出一个小块，对其进行相应处理。在步骤S920，判断小块内部是否存在断层。如果小块内部无断层，则在步骤S930，对小块进行网格化。具体地说，首先，根据当前小块的上下层位段信息，可以得到其上下层位段的起始及结束位置。根据此信息，可以将上下层位段按等比例划分为相同段数的小段。之后，分别连接上下层位段上相同比例处的分割点，如图10所示，可以得到图中竖直方向的直线部分。

这些直线就是后续划分小层的依据，被称为小层划分的参考线。根据预先设定好的参数，可以获得用户所要求的小层个数。之后，根据小层个数，将每条参考线进行相应的等比例划分，最后，连接相应的参考线上的分割点，即得到所需的小层。

参照图10，在网格化分之后，可以得到如图10中所示的所有交点的坐标信息。之后，在步骤S940，可以根据网格信息（即，网格中每个顶点的实际空间坐标）输出小层信息（即，关于两个层位之间估计所得的其他层位的信息），或者直接将网格信息输出用于后续的确定建模处理。由于网格点坐标为浮点数坐标，因此在输出小层信息时，需要将小层点投影至整数坐标上，再进行小层输出。

通过以上描述可知，小块由断层和层位段构成。然而，由于断层原本为曲线，而在上述处理中将其视为直线进行处理。因此，小块网格化中作为基准的断层是一条拟合的直线，这导致网格化结果不准确，从而产生闭合问题。需要通过小层闭合操作对该问题进行修正。因此，在实际的小层输出之前，仍然需要对小层进行优化处理，该优化处理将在之后进行详细介绍。

如果在步骤S920确定小块内部存在断层，则由于其内部构造不仅仅受上下层位的约束，还要受到内部断层的约束，因此不能直接使用上下层位信息进行直接的网格划分。因此，为了保证小层划分的准确性，需要对其进行一定的处理，并交由小块划分模块进行进一步的小块细分，将其划分为多个内部无断层小块之后，再分别进行处理。

为了给小块划分模块提供一定的划分依据，需要对当前小块进行预处理，并进行网格化。此时，网格化的结果并不作为实际的小层划分依据，它与最终的小层信息没有实际的关联。

由于小块内部存在断层，其上下层位段可能包含多段，因此在对其进行网格化时，难以将其层位段进行等比例划分。因此，在进行步骤S970的小块网格化之前，需要在步骤S960，对包括多于一个层位段的层位进行层位拉平的处理，将其近似为一个整体的层位段，将此步操作称为层位拉平。

层位拉平即将两段或者多段由断层分割的层位段通过近似的方法还原为一个层位段。图11是示出根据本发明示例性实施例的层位拉平的操作的示意图。首先，由于单一层位段之中每个CDP坐标点上均不存在重值点，因此需要先删除其所有重值点信息。之后，统计出剩余层位部分在空白区域处的端点位置，并根据线性插值的方法将空白区域补齐。最后，为了保证最终小块划分的准确性及美观性，需要使用线平滑的方式将层位进行平滑。

线平滑主要采用加权平均的方式对层位段进行平滑。其权重分配使用1:2:1的分配方式，即当前点标量值=(前一点标量值+后一点标量值+当前点标量值*2)/4。通过此种方式可以逐渐的将层位进行平滑处理，在实际应用中，所需要的平滑次数约为500次。

通过抹去内部断层及层位拉平等操作，可以将一个内部有断层的小块近似的转化为一个内部无断层的小块。之后，可以使用内部无断层小块网格化方法对其进行网格化操作。然而，由于忽略了内部断层的影响，此处的网格化操作结果极不准确，无法直接用于小层结果的计算，只能用作在步骤S980的小块划分操作的数据基础。将在下面参照图17详细描述小块划分的方法的流程图。在步骤S990，在完成小块划分处理之后，将处理后的小块信息压栈。之后处理返回步骤S910，直到在步骤S950确定栈为空时，结束处理。这里，由于层序建模最终的输出结果为小块网格，具有内部断层的小块虽然进行了层位拉平处理了消除了内部断层，但其建立的小块网格并不准确，因此只能作为小块划分的标准。为了获得准确的结果，需要将一个内部含有断层的小块划分为多个内部不含断层的小块，之后再对这些小块进行准确的小块网格化。

在以上所介绍的网格化方法中，为了保证方法的高效性与简便性，采用上下层位的端点连线来模拟边界断层的方法。这种方法实际上忽略了边界断层对小块网格化过程的影响，虽然简化了方法，却会导致包括小层穿越及小层不足在内的一些问题，如图12所示。为此，在进行最终的小层结果输出之前，需要先对小层进行优化，使其满足小块的边界断层约束，使网格化的结果更加的准确，其中，各个单个小块的小层输出结果可以组成整体层序建模结果。

小层与断层闭合的问题主要包括如图12所示的两种。为了解决这两种问题，本方法所使用的方法是根据边界断层对小层进行优化，具体方法为先将小层穿越断层的部分进行裁剪，再将小层不足的部分进行补齐，使其最终与断层闭合，将在以下参照图13对该操作进行详细描述。

在步骤S1310，进行小层裁剪。小层裁剪的主要目的是将小层穿越断层的部分进行裁剪，其主要难点在于判断小层是否穿越断层，并找出所有穿越断层的小层点。

判断小层点是否穿越断层点可以通过小层点与对应CDP坐标上的断层点的时间（深度）值的比较来确定。图14示出根据本发明示例性实施例的小层穿越的四种情况。首先，根据断层起始点和结束点的时间（深度）值以及其为小块的左或右边界等信息，可以计算出其参考线的倾斜方向。之后，根据小层点的时间（深度）值与断层点的位置关系，以及断层的倾斜方向，可以判断出当前点是否属于小层穿越断层部分的点。例如，如果特定断层为某小块的右边界断层，且其起始点的时间（深度）值小于结束点的时间（深度）值，则可以判断出该断层的参考线方向如图14的左上图所示。因此，凡是时间（深度）值小于同CDP坐标下断层点的小层点，均属于穿越断层的小层点。因此，可以从右至左遍历整个小层，并将穿越断层的小层点删除。由于经过小块网格化所计算出的小层点坐标为浮点数坐标，因此在实际判断时需要对断层进行线性插值以计算相应坐标点上的时间（深度）值。

在完成了小层裁剪之后，可以保证所有的小层均不穿越断层，因此，可以在步骤S1320对进行小层补齐操作，即，对所有的小层进行小层与断层闭合的操作而不用判断小层是否穿越断层。

图15示出根据本发明示例性实施例的小层闭合的示意图。参照图15，小层闭合采用了相同时间（深度）值延长的方法。即针对每一个待处理的小层，取出其端点位置的时间（深度）值，并按此时间（深度）值对小层做延长线，计算出此延长线与小块边界断层的交点。之后，根据断层交点以及小层端点的距离，判断是否需要进行小层闭合操作。可通过使用当前小层的端点和断层点之间距离的绝对值来判断小层是否穿越断层。如果小层需要闭合操作，则从小层端点处出发，按一定的步长在小层延长线上进行采样，并将采样点添加到小层之中。在实际使用中，为了保证后续确定建模等方法效果，优选采样步长小于1/2个CDP坐标标准单位长度。采样一直到当前采样点穿越断层为止，至此，可保证小层与其关联断层完全符合。

如果层序建模的结果用作随机建模或属性建模的输入，则由于方法的特殊要求，需要保证每个小层上的点数相等。因此，在完成小层闭合操作之后，需要在步骤S1330，统计出当前小块中小层的最大点数，并在其他小层首尾添加重值点，使所有小层长度一致。之后，在步骤S1340，输出小层结果。

图17示出根据本发明示例性实施例的小块划分的方法的流程图，包括断层范围计算（操作S1710）、关键断层选取（操作S1720）、约束小层构建（操作S1730）和小块构建（S1740）四个步骤。

小块划分，即将内部存在断层的小块划分为多个更小的小块。由于内部断层会影响小块内部层序构造，使小块难以构建正确的层序模型，因此需要尽可能的消除内部断层，从而将其转化为更容易处理的边界断层。小块划分通过将小块划分为更小的块来将其内部断层转换为划分后部分小块的边界断层，从而减少了内部断层。再加上使用了递归调用的方法，因此小块划分最终能够将所有的小块划分成为一系列无内部断层的小块，为后续的层序建模工作提供保证。

小块划分的主要依据是进行层位拉平之后所建立的初步的网格模型。虽然经过层位拉平之后忽略了内部断层对小块内部结构的影响，无法准确的描述小块内部构造，但由于小块内部的主要构造按层划分，所以对于无断层约束的部分，此种网格化方法仍具有一定的可靠性，因此，可以根据此网格化所得到的近似的小层结果将原小块划分为有断层约束区域及无断层约束区域两部分，如图16所示，以方便进一步的小块划分工作。

根据这一原理，小块划分可以将具有内部断层的小块进行进一步的细分，最终得到多个无内部断层的小块。

参照图17，在操作S1710，由于需要使用根据层位拉平之后的结果所建立的网格模型（即，近似网格模型）进行判断，并在其中找出有断层区域及无断层区域的分割线，因此需要首先统计出每个内部断层所覆盖的小层范围。该步骤分为上盘断层及下盘断层两种情况，其中，上盘断层为只关联上层位段的断层，相应地，下盘断层为只关联下层位段的断层。由于两种情况类似，因此此处将以下盘断层为例，介绍相关方法。

图18示出根据本发明实施例的断层范围统计的示意图。参照图18，由于下盘断层在小块内部的部分从下层位处开始，因此，通过统计下盘断层穿过的近似网格模型中的小层，来寻找其上端点所在位置的小层号。然而，由于小层线是按大量的离散点连接而成的折线，因此直接通过小层线来计算端点位置较为困难。因此，首先寻找离断层端点最近的一根参考线。由于参考线实质上是上层位段与下层位段上两点的连线，因此可以很方便的计算出该参考线的直线表示式。之后，将断层端点的时间（深度）值代入此表达式，可得出该参考线与此平面相交的CDP坐标。之后，可通过寻找到在CDP坐标上与该断层端点最接近的一个交点，来获得离该断层端点最近的一条参考线。而小层点在参考线上按等比例排布，因此可通过计算出交点在参考线上的比例位置，来计算出小块内部的断层端点所在的小层位置。

由于小块内部的实际构造根据断层和层位情况发生一定的扭曲，因此，此处所计算出的断层影响范围并非以断层长度为准，而是考虑当小块内部区域被层序化之后，该断层影响的小层数。

在计算出每个断层的覆盖范围之后，在步骤S1720，从所述覆盖范围中选取实际对区域划分产生影响的断层。由于影响范围较小的断层的影响区域会被影响范围较大的断层的影响区域所覆盖，导致其无法约束区域边界。因此，如图19所示，在所有的内部断层中，通过从上盘断层和下盘断层中分别找出影响范围最大的断层，来确定实际的区域边界。

在确定了离断层端点最近（即，划分区域边界所使用）的小层后，通过前述小层输出处理，将该小层输出为一个新的层位段。由于对于划分后得到的小块，其上层为或者下层为可能不是原有的层位，而是通过前述小层输出处理而得到的一个新的层位，因此所述小层可能作为新小块的上层位或者下层位，从而需要对该小层的数据格式进行一定的修正。

小层数据与层位数据最主要的区别在于其坐标位置。小层数据的坐标使用了浮点数坐标，以便提升计算的精度。而层位坐标采用的是以CDP坐标为准的整数坐标，以方便数据的存储与使用。为了保证方法的统一，需要将所有的输入小块的层位和断层信息进行统一。因此，在进行后续的小块构建之前，需要先将其中作为约束线（即用于小块划分的约束小层）的小层数据重新采样成层位格式。小层数据的重新采样所使用的方法较为简单，即根据相邻两点在对应的整数坐标位置进行线性插值。

在完成上述操作之后，在步骤S1740，根据层位、断层、块内断层端点以及约束小层信息，将当前块进一步划分为多个小块。其中，关键断层将成为部分小块的边界断层，而约束线将成为部分小块的边界层位段。至此，当前块中的关键断层将不再出现在任何小块的内部，从而不会再影响小块网格化的过程。通过如图9所述的递归调用的方法，可以逐渐的消除所有的内部断层的影响，最终将所有分块划分成无内部断层的简单小块，提高层序建模的准确性。

图20A至图20C分别示出上有断层、下有断层、上下均有断层的小块构造的三种情况。参照图20A至图20B，将小块划分为三块，以上有断层的情况为例，将小块约束线以上的部分划分为两块，分别以关键断层为其左边界断层和右边界断层。而约束线以下自成一块，以约束线所构造的层位为其上层位。

参照图20C，对于上下均有断层的情况，由于存在两天约束线，则需将小层划分为五块。即上部两块，下部两块以及中部一块。之后，在依据对应的方式计算其上下层位及左右关联断层即可。在以上情况中，上下关键断层可能存在多个，然而其处理方法与其对应的基本处理方法类似，此处不再累述。

而对于上下均有断层的情况，存在一种如图21所示的特殊情况。在这种情况下，上下关键断层覆盖区域相互重叠，导致上下分块区域相互交叠，且中间区域消失。在这种情况下，如果仍然按基本方法处理，则会导致交叠区域的小块出现重值点，导致层序建模结果错误。为此，目前所采用的方法是估计虚拟约束线的方法。即根据上下两条约束线重新估算出一条中间约束线，并根据此中间约束线将原始分块划分为4块，如图21所示。

图22示出根据本发明实施例的测井分层约束的层序模型构建。在发明中，首先在不考虑断层影响的情况下进行层序模型及属性模型的构建。参照图22，由于每口井上每个TOP的厚度信息已知，因此可以使用克里金插值方法查找出每一道上每个TOP点的厚度，再根据等比例压缩的方法将其压缩到一个可接受的范围内。如果插值所得的厚度为0或者负值，则说明该小层在此处尖灭，则将其厚度设为0。

根据本发明实施例的层序建模方法是一种基于二维剖面的层序建模方法，即将整个工区按CDP坐标划分为二维剖面，在每个剖面上单独进行层序建模方法。将每个剖面的层序建模结果组合成三维空间中的建模结果。

为了解决含逆断层的复杂地质构造在层序建模过程中的小层划分不清、小断层层序走向不确定和网格化不清楚、尖灭点、上超点无法确定的问题，本发明提出了采用测井地质层位（分层）和断层双重约束的方法，建立准确、合理的层序模型，提高了层序建模的效率，节省了油藏建模工作者的工作时间，并且得到的结果更加合理。

通过本发明的实施例，对于含逆断层的层序模型的建立，能够节省大量的工作时间，得到的层序模型边界与实际地震解释结果相一致，不需要任何简化，层序模型的尖灭、上超等地质情况与实际情况更加吻合，解决了目前油藏建模大量运用简化手段、得到的模型结果与实际地质分布规律脱节的问题。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (7)

1.一种对复杂地质构造层序建模的方法，该方法包括：

步骤A：通过对地震解释的层位散点数据、断层散点数据进行第一组段，来找出并记录各个层位的关联断层，其中，所述关联断层是将所述各个层位分割为两个单独层位段的断层，并且所述第一组段操作包括对断层散点数据进行第一组段的操作和对层位散点数据进行第一组段的操作；

步骤B：根据彼此关联的层位和断层建立块状模型，其中，通过找出两个层位之间的所有大断层并将其排序，来根据排好序的大断层以及工区边界信息将组段后的层位段划分成小块，所述大断层是与上下两个层位相关联的断层；

步骤C：通过对在步骤B划分的小块进行处理来获得网格化后的小层结果；

步骤D：根据在步骤C获得的小层结果输出整体层序建模结果，

其中，对层位数据进行第一组段的步骤包括：

确定与各个层位相关联的断层；

遍历每个层位点，找出沿上下方向离该层位点最近的断层点，获取关联断层信息并进行标记；

对确定了关联断层信息的层位点进行第二组段，所述第二组段操作包括组小段和组大段；

确定层位与断层的关联关系信息，并根据所述关联关系信息对层位段进行排序；

其中，

组小段操作包括：在所有层位点中遍历并寻找到具有相同属性的点；并将相同属性的点组合为一个小段；

组大段操作包括：如果小段的尾点与另一小段的首点相邻，则将所述两个小段组合为一个大段。

2.如权利要求1所述的方法，其中，步骤C包括：

步骤1：判断小块内部是否包括断层；

步骤2：如果小块内部不包括断层，则对小块进行网格化；

步骤3：如果小块内部包括断层，则通过抹去内部断层操作及层位拉平操作，将内部有断层的小块近似转化为内部无断层的小块；对小块进行网格化；对网格化后的小块进行划分；返回步骤1，直到所有小块中都不包括断层；

步骤4：输出网格化后的小层结果。

3.如权利要求2所述的方法，其中，对小块进行网格化的步骤包括：

根据小块的上下层位段信息，得到小块的上下层位段的起始及结束位置；

根据所述起始及结束位置，将上下层位段按等比例划分为相同段数的小段；

分别连接上下层位段上相同比例处的分割点，连接上下层位段上相同比例处的分割点的直线是参考线；

根据小层个数，将每条参考线进行相应的等比例划分；

通过连接相应的参考线上的分割点，来获得所需的小层。

4.如权利要求2所述的方法，其中，对小块进行划分的步骤包括：断层范围计算、关键断层选取、约束小层构建和小块构建。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二组段操作还包括：

当寻找到特定小段时，遍历其他小段，根据该特定小段的共深度点CDP信息判断其他小段是否可能与该特定小段进行组段，其中，所述特定小段为任一小段，所述其他小段为除特定小段之外的小段；

如果未找到能够与当前小段进行组段的小段，则当前大段组段结束，并开始下一大段的组段工作；

如果找到一个小段能够与当前的特定小段进行组段，则将这两个小段合并为一个大段；

如果找到能与当前小段进行组段的多个小段，则首先读取出当前小段的尾点以及所有符合条件的小段的首点；通过对所有小段的时间值或深度值进行比较，找出首点距离与当前小段尾点最近的小段，并将该小段与当前的特定小段进行组段。

6.如权利要求1所述的方法，其中，根据关联关系信息对层位段进行排序的步骤包括：根据关联关系信息对层位段从左到右进行排序，其中，首先找到左关联断层为空的层位段，之后循环插值左关联断层与上一层位段的右关联断层相同的层位段，直到找到一个右关联断层为空的层位段为止。

7.一种对复杂地质构造三维层序建模的方法，包括：

将整个工区按共深度点CDP坐标划分为二维剖面；

在每个剖面上单独进行如权利要求1所述的层序建模的方法；

将每个剖面的层序建模结果组合成三维空间中的建模结果。