CN104134002A - 一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模方法及装置，方法包括：根据目标探区已知资料选取地质露头；对地质露头进行地质信息采集，获取地质露头数据体；并获取地质露头各方向、各位置的照片；对地质露头的地质剖面进行实测，并获得地质露头的岩石样品；对岩石样品进行分析化验测定，获得岩石物性参数分析图表；对地质露头数据体进行拼接处理，获取具有统一坐标的地质露头的三维数据体；利用地质露头各方向、各位置的照片，对地质露头的三维数据体的地质现象进行刻画；利用刻画出来的地质露头的地质现象和地质剖面的实测信息建立地质露头的三维地质模型；根据岩石物性参数分析图表，利用地质露头的三维地质模型建立碎屑岩储层物性模型。

Description

一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模方法及装置

技术领域

本发明涉及地质勘探与油气勘探技术领域，特别涉及一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模方法及装置。

背景技术

储层地质模型的建立是现代油藏描述的重点和难点，在井下资料缺乏的地区,一般很难把握储层性质和参数的地质统计特征。

以往建立露头储层地质模型主要通过人工实测多个平行的柱状剖面，通过砂体的测量和镶嵌照片按砂体的实际位置和大小插入到柱状剖面之间，通过校正和恢复，得到砂体骨架原型剖面模型。

传统技术存在三大缺陷：

一、照片存在视觉误差，无法准确恢复砂体空间展布；

二、垂向上柱状图与照片的匹配必然存在误差，手工恢复与校正难度大，工作量大，效率低；

三、无法准确描述裂缝产状、裂缝密度等参数，照片无法描述这些具有空间矢量信息的地质特征。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提出一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模方法及装置，不需要镶嵌照片校正和恢复砂体骨架，能够快速、准确描述砂体空间分布、裂缝产状及裂缝发育程度，特别适用于钻井较少的勘探区，储层建模精度和效率高。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模方法，包括：

根据目标探区已知资料选取地质露头；

对所述地质露头进行地质信息采集，获取地质露头数据体；同时，获取地质露头各方向、各位置的照片；

对所述地质露头的地质剖面进行实测，并获得地质露头的岩石样品；

对所述岩石样品进行分析化验测定，获得岩石物性参数分析图表；

对所述地质露头数据体进行拼接处理，获取具有统一坐标的地质露头的三维数据体；

利用所述地质露头各方向、各位置的照片，对所述地质露头的三维数据体的地质现象进行刻画；

利用刻画出来的地质露头的地质现象和所述地质剖面的实测信息建立所述地质露头的三维地质模型；

根据所述岩石物性参数分析图表，利用所述地质露头的三维地质模型建立碎屑岩储层物性模型。

可选的，在本发明一实施例中，所述对所述地质露头的三维数据体的地质现象进行刻画的步骤包括：

将所述地质露头的三维数据体与所述地质露头各方向、各位置的照片融合一起；

将岩性界面、砂体界面显示为区别的颜色，显示出砂体边界、裂缝在内的地质现象；

获取地质露头的地质参数；其中，所述地质参数包括：砂体厚度、砂体几何形状、砂体周长、砂体表面积、砂体体积、裂缝发育密度、裂缝长度、裂缝走向和裂缝倾向。

可选的，在本发明一实施例中，所述目标探区已知资料包括地质图、卫星照片、地表高程图和地质资料。

可选的，在本发明一实施例中，所述对所述地质露头的地质剖面进行实测的步骤包括：

选取地质露头区的多个位置；

对每个位置的地质露头区进行实地丈量、岩性观测描述、岩石取样，获得实测地质剖面、地层综合柱状图、沉积相剖面及地质体描述；

利用所述实测地质剖面、地层综合柱状图、沉积相剖面及地质体描述，获得岩性对比图和沉积相对比图，并建立人工井。

可选的，在本发明一实施例中，所述对所述岩石样品进行分析化验测定的步骤包括：

对所述岩石样品进行岩石参数进行实验室分析化验测定；其中，所述岩石参数包括：岩石密度、孔隙度、渗透率和纵波速度；

利用获得的岩石参数获得岩石物性参数分析图表。

可选的，在本发明一实施例中，所述地质露头数据体通过三维激光扫描仪配套处理软件的校准模块进行拼接和处理。

可选的，在本发明一实施例中，所述地质露头数据体通过三维激光扫描仪获得。

可选的，在本发明一实施例中，所述地质露头的三维数据体的地质现象通过三维激光扫描仪配套处理软件的解释模块进行刻画。

为实现上述目的，本发明还提供了一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模装置，包括：

选取单元，用于根据目标探区已知资料选取地质露头；

地质露头处理单元，用于对所述地质露头进行地质信息采集，获取地质露头数据体；同时，获取地质露头各方向、各位置的照片；

实测单元，用于对所述地质露头的地质剖面进行实测，并获得地质露头的岩石样品；

样品分析单元，用于对所述岩石样品进行分析化验测定，获得岩石物性参数分析图表；

拼接处理单元，用于对所述地质露头数据体进行拼接处理，获取具有统一坐标的地质露头的三维数据体；

刻画单元，用于利用所述地质露头各方向、各位置的照片，对所述地质露头的三维数据体的地质现象进行刻画；

三维地质模型获取单元，用于利用刻画出来的地质露头的地质现象和所述地质剖面的实测信息建立所述地质露头的三维地质模型；

碎屑岩储层模型获取单元，用于根据所述岩石物性参数分析图表，利用所述地质露头的三维地质模型建立碎屑岩储层模型。

上述技术方案具有如下有益效果：利用本技术方案所建立储层模型具有精度高，能够反映真实储层地质特征等突出优势，砂体空间非均质性分布规律可以准确获取，裂缝产状及发育密度参数可以快速准确提取，节约大量的人力资源，从模型中提取的参数真实、有效，为地下覆盖区具有类似沉积特征的储层定量表征提供了可靠的依据。

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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模方法流程图；

图2为本发明提出的一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模装置框图；

图3为本实施例的具有统一坐标的地质露头的三维数据体示意图；

图4a为本实施例的地质露头的普通照片示意图；

图4b为本实施例的采用本技术方案的地质露头的数据体示意图；

图5a为本实施例的地质露头的真实照片；

图5b为本实施例的采用本技术方案的地质露头的数据体自动计算出来的倾向体示意图；

图5c为本实施例的采用本技术方案的地质露头的数据体自动计算出来的倾角体示意图；

图6为本实施例的地质露头的三维地质模型示意图；

图7为本实施例的反映储层物性的碎屑岩储层模型示意图。

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。

本技术方案通过地质类比分析，借助与目标区储层特征相似的露头、通过对露头的详细测量、取样分析、等多种手段的详细解剖，得到关于砂体的几何形态、分布规律及其内部孔隙度、渗透率的分布规律，这样获得的信息真实可靠，而且精度很高,可以为相似沉积环境下地下建模提供十分有用的信息。

如图1所示，为本发明提出的一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模方法流程图。包括：

步骤101)：根据目标探区已知资料选取地质露头；

步骤102)：对所述地质露头进行地质信息采集，获取地质露头数据体；同时，获取地质露头各方向、各位置的照片；

步骤103)：对所述地质露头的地质剖面进行实测，并获得地质露头的岩石样品；

步骤104)：对所述岩石样品进行分析化验测定，获得岩石物性参数分析图表；

步骤105)：对所述地质露头数据体进行拼接处理，获取具有统一坐标的地质露头的三维数据体；

步骤106)：利用所述地质露头各方向、各位置的照片，对所述地质露头的三维数据体的地质现象进行刻画；

步骤107)：利用刻画出来的地质露头的地质现象和所述地质剖面的实测信息建立所述地质露头的三维地质模型；

步骤108)：根据所述岩石物性参数分析图表，利用所述地质露头的三维地质模型建立碎屑岩储层物性模型。

优选地，所述对所述地质露头的三维数据体的地质现象进行刻画的步骤包括：

将所述地质露头的三维数据体与所述地质露头各方向、各位置的照片融合一起；

将岩性界面、砂体界面显示为区别的颜色，显示出砂体边界、裂缝在内的地质现象；

获取地质露头的地质参数；其中，所述地质参数包括：砂体厚度、砂体几何形状、砂体周长、砂体表面积、砂体体积、裂缝发育密度、裂缝长度、裂缝走向和裂缝倾向。

优选地，所述目标探区已知资料包括地质图、卫星照片、地表高程图和地质资料。

优选地，所述对所述地质露头的地质剖面进行实测的步骤包括：

选取地质露头区的多个位置；

对每个位置的地质露头区进行实地丈量、岩性观测描述、岩石取样，获得实测地质剖面、地层综合柱状图、沉积相剖面及地质体描述；

利用所述实测地质剖面、地层综合柱状图、沉积相剖面及地质体描述，获得岩性对比图和沉积相对比图，并建立人工井。

优选地，所述对所述岩石样品进行分析化验测定的步骤包括：

对所述岩石样品进行岩石参数进行实验室分析化验测定；其中，所述岩石参数包括：岩石密度、孔隙度、渗透率和纵波速度；

利用获得的岩石参数获得岩石物性参数分析图表。

优选地，所述地质露头数据体通过三维激光扫描仪配套处理软件的校准模块进行拼接和处理。

优选地，所述地质露头数据体通过三维激光扫描仪获得。

优选地，所述地质露头的三维数据体的地质现象通过三维激光扫描仪配套处理软件的解释模块进行刻画。

如图2所示，为本发明提出的一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模装置框图。包括：

选取单元201，用于根据目标探区已知资料选取地质露头；

地质露头处理单元202，用于对所述地质露头进行地质信息采集，获取地质露头数据体；同时，获取地质露头各方向、各位置的照片；

实测单元203，用于对所述地质露头的地质剖面进行实测，并获得地质露头的岩石样品；

样品分析单元204，用于对所述岩石样品进行分析化验测定，获得岩石物性参数分析图表；

拼接处理单元205，用于对所述地质露头数据体进行拼接处理，获取具有统一坐标的地质露头的三维数据体；

刻画单元206，用于利用所述地质露头各方向、各位置的照片，对所述地质露头的三维数据体的地质现象进行刻画；

三维地质模型获取单元207，用于利用刻画出来的地质露头的地质现象和所述地质剖面的实测信息建立所述地质露头的三维地质模型；

碎屑岩储层模型获取单元208，用于根据所述岩石物性参数分析图表，利用所述地质露头的三维地质模型建立碎屑岩储层模型。

实施例：

建模砂体位于新疆拜城县索罕村剖面巴什基奇克组第三段内，该段为塔里木盆地大北气田出气层段，巴三段主要为扇三角洲前缘水下分流河道及水下分流河道间沉积微相，河道砂体发育，裂缝也非常，储层好。

本具体实施方式流程如下：

步骤1)：根据探区已知资料选取与探区勘探目的层储层特征类似的地质露头；

探区已知资料包括：地质图、卫星照片、地表高程图、地质资料，选取砂体相对发育的拜城地区巴什基奇克组碎屑岩地质露头为研究对象。

步骤2)：利用三维激光扫描仪，采用6mm分辨率对地质露头进行采集，获得地质露头数据体；同时拍摄露头区各方向、位置的照片；

另，可采用不同的分辨率，分辨率为2mm至10cm，或更大的采样间距。

步骤3)：对露头区的地质剖面进行实测，并沿多路径进行岩石样品的密集采样；

所述的实测地质剖面是针对露头区，通过实地丈量、岩性观测描述、岩石取样，建立实测地质剖面、地层综合柱状图、沉积相剖面及地质体描述，完成岩性对比图、沉积相对比图、建立人工井。

步骤4)：将岩石样品进行岩石密度、孔隙度、渗透率、速度等参数的实验室分析化验测定，形成岩石物性参数分析图表；

步骤5)：利用三维激光扫描仪配套处理软件Poloyworks的Imalign模块，对采集到的地质露头数据体进行拼接和处理，形成一个具有统一坐标的地址露头的三维数据体；

步骤6)：利用三维激光扫描仪配套处理软件Poloyworks的Iminspect模块对地质露头的三维数据体的砂体、裂缝等地质现象进行刻画。主要包括：

(1)将地质露头的三维数据体与步骤2获得的广角照片融合显示地质现象，辅助提高各种地质现象刻画和描述的合理性；

(2)将岩性界面、砂体界面、以及裂缝轨迹显示为可区别的颜色，显示出地质层位、砂体、裂缝等地质现象；

(3)在融合了地质露头的三维数据体的照片上可以获取刻画和描述地质体的相关参数，主要有：砂体厚度、砂体几何形状、砂体周长、砂体表面积、砂体体积；地层的走向、倾向、厚度；裂缝发育密度，裂缝长度、裂缝走向、裂缝倾向。

步骤7)：利用步骤6刻画出来的砂体边界、裂缝等地质现象与步骤3)实测地质剖面的信息，通过Gocad构造建模软件，建立露头区的三维地质模型；

步骤8)：以三维地质模型为基础，根据步骤4)岩心分析的岩石物性参数图表，建立反映储层物性的碎屑岩储层模型。其中，该模型包括孔隙度、渗透率等。

根据碎屑岩储层模型分析储层非均质性规律，指导地下类似沉积特征储层的建模。其中，分析储层非均质性规律是依据步骤8)得到的碎屑岩储层模型，把所研究的沉积体系砂体内部的物性变化如实的表征出来，然后用各种地质统计方法来模拟它，把控制点间的参数模拟得与实际逼近，然后应用于地下储层预测工作中去。

经本技术方案的模型提取的储层参数及裂缝发育与地质因素之间的关系，在地下储层建模研究中，结合探区的高品质三维地震资料，对碎屑岩裂缝型储层进行了预测，重点勘探开发区块钻井验证预测精度达到95％。

如图3所示，为本实施例中具有统一坐标的地质露头的三维数据体示意图。基于此具有空间坐标的数据体可以对砂体边界，裂缝等地质特征进行精细的描述，远端部位砂体各单砂体在宽/厚比和延展规模有所差异，横向上各砂体都发生侧向减薄或尖灭，砂体规模以水下分流河道最大。

如图4a所示，为本实施例的地质露头的普通照片示意图。如图4b所示，为本实施例的采用本技术方案的地质露头的数据体示意图。普通照片与数字露头数据体示意图对比可以发现，图4a很难刻画具有空间方位的裂缝，图4b可以多角度观察裂缝，可以描述裂缝空间展布特征。

如图5a所示，为本实施例的地质露头的真实照片；如图5b所示，为本实施例的采用本技术方案的地质露头的数据体自动计算出来的倾向体示意图；如图5c所示，为本实施例的采用本技术方案的地质露头的数据体自动计算出来的倾角体示意图。基于图5b和图5c可知，本技术方案可以快速量化描述裂缝产状、裂缝长度、发育密度等信息，研究区扇三角洲前缘远端部位砂体裂缝迹长范围在0.16-10m，平均1.64m；裂缝平均间距0.97米；平均线密度1.02条/m，面密度0.5条/m²，裂缝空间0.04％-0.08％，平均0.06％。扇三角洲前缘近端部位发育的致密砂岩裂缝发育程度很高，裂缝平均线密度可达3.15条/m，裂缝平均间距为0.32m；裂缝面密度可达2.46条/m²，裂缝空间平均0.1％。

如图6所示，为本实施例的地质露头的三维地质模型示意图。根据图6比较扇三角洲前缘远端部位砂体的裂缝发育情况可知，裂缝发育型式明显与砂体构型有关，主要受单砂层厚度、岩性控制。岩层厚度越薄越容易形成间距密集的裂缝，单层厚度越大，裂缝线密度越小；单层厚度在0.2m时，裂缝线密度可高达5条/m；泥岩中的裂缝发育程度总体上要明显弱于砂岩；岩石颗粒趋于更细的粉砂岩与细砂岩中的裂缝发育程度又优于中砂岩和粗砂岩。

露头储层物性模型：如图7所示，为本实施例的反映储层物性的碎屑岩储层模型示意图。储层孔隙度(11％-18％)，储层孔隙度在三维空间的分布用不同颜色表达，基于模型提取的物性非均质性参数可以用于地下类似沉积特征的储层建模研究中。

该技术方法在塔里木盆地库车大北部分碎屑岩油气勘探区块进行了实施应用，取得了较好的效果。根据数字地质露头建立的储层物性模型，很好地指导了塔里木盆地大北地区裂缝型碎屑岩储层的建模研究，得到了钻井和勘探开发动态的验证，为勘探开发部署决策提供可靠依据，明显提高了勘探开发效益。

本方法所建立的扇三角洲前缘沉积体系储层原型地质模型具有精度高，能够反映真实储层地质特征等突出优势，砂体空间非均质性分布规律可以准确获取，裂缝产状及发育密度参数可以快速准确提取，节约大量的人力资源，从模型中提取的参数真实、有效，为地下覆盖区具有类似沉积特征的储层定量表征提供了可靠的依据。

通过本方法预测实验，已被钻井证实预测正确，可以有效地提高地震预测碎屑岩储层的可靠性和精度，减小勘探开发风险，提高效益，为勘探开发方案部署提供可靠的依据。

以上所述的具体实施方式，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方式而已，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 (9)

1.一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模方法，其特征在于，包括：

根据目标探区已知资料选取地质露头；

对所述地质露头进行地质信息采集，获取地质露头数据体；同时，获取地质露头各方向、各位置的照片；

对所述地质露头的地质剖面进行实测，并获得地质露头的岩石样品；

对所述岩石样品进行分析化验测定，获得岩石物性参数分析图表；

对所述地质露头数据体进行拼接处理，获取具有统一坐标的地质露头的三维数据体；

利用所述地质露头各方向、各位置的照片，对所述地质露头的三维数据体的地质现象进行刻画；

利用刻画出来的地质露头的地质现象和所述地质剖面的实测信息建立所述地质露头的三维地质模型；

根据所述岩石物性参数分析图表，利用所述地质露头的三维地质模型建立碎屑岩储层物性模型。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述地质露头的三维数据体的地质现象进行刻画的步骤包括：

将所述地质露头的三维数据体与所述地质露头各方向、各位置的照片融合一起；

将岩性界面、砂体界面显示为区别的颜色，显示出砂体边界、裂缝在内的地质现象；

获取地质露头的地质参数；其中，所述地质参数包括：砂体厚度、砂体几何形状、砂体周长、砂体表面积、砂体体积、裂缝发育密度、裂缝长度、裂缝走向和裂缝倾向。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述目标探区已知资料包括地质图、卫星照片、地表高程图和地质资料。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对所述地质露头的地质剖面进行实测的步骤包括：

选取地质露头区的多个位置；

对每个位置的地质露头区进行实地丈量、岩性观测描述、岩石取样，获得实测地质剖面、地层综合柱状图、沉积相剖面及地质体描述；

利用所述实测地质剖面、地层综合柱状图、沉积相剖面及地质体描述，获得岩性对比图和沉积相对比图，并建立人工井。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对所述岩石样品进行分析化验测定的步骤包括：

对所述岩石样品进行岩石参数进行实验室分析化验测定；其中，所述岩石参数包括：岩石密度、孔隙度、渗透率和纵波速度；

利用获得的岩石参数获得岩石物性参数分析图表。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述地质露头数据体通过三维激光扫描仪配套处理软件的校准模块进行拼接和处理。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述地质露头数据体通过三维激光扫描仪获得。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述地质露头的三维数据体的地质现象通过三维激光扫描仪配套处理软件的解释模块进行刻画。

9.一种基于数字地质露头的碎屑岩储层建模装置，其特征在于，包括：

选取单元，用于根据目标探区已知资料选取地质露头；

地质露头处理单元，用于对所述地质露头进行地质信息采集，获取地质露头数据体；同时，获取地质露头各方向、各位置的照片；

实测单元，用于对所述地质露头的地质剖面进行实测，并获得地质露头的岩石样品；

样品分析单元，用于对所述岩石样品进行分析化验测定，获得岩石物性参数分析图表；

拼接处理单元，用于对所述地质露头数据体进行拼接处理，获取具有统一坐标的地质露头的三维数据体；

刻画单元，用于利用所述地质露头各方向、各位置的照片，对所述地质露头的三维数据体的地质现象进行刻画；

三维地质模型获取单元，用于利用刻画出来的地质露头的地质现象和所述地质剖面的实测信息建立所述地质露头的三维地质模型；

碎屑岩储层模型获取单元，用于根据所述岩石物性参数分析图表，利用所述地质露头的三维地质模型建立碎屑岩储层模型。