CN106407500A - 一种矢量化剖面的编制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种矢量化剖面的编制方法及装置，属于石油开发技术领域。本发明通过确定过井剖面线，应用剖面过井的钻井数据、井斜数据及地质分层数据(单井小层数据表)计算剖面钻遇单井控制点的大地坐标；通过剖面控制点之间距离及海拔的进一步计算，建立剖面坐标系，得到各控制点的剖面坐标，按照石油开发地质的编图逻辑，连点成线，闭合充填，编制矢量化(数字化)井控剖面。本发明能够快速、准确的生成矢量化构造或油藏剖面，解决构造恢复、油藏描述等相关问题，为油田的开发提供了技术支持。

Description

一种矢量化剖面的编制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种矢量化剖面的编制方法及装置，属于石油开发技术领域。

背景技术

从油田开发地质角度讲，剖面是指沿地质体某一方向切开的一个断面。它可反映地质体在某一方向的形态、地层产状及厚度变化、地层接触关系、断层位置及性质等，是研究地下构造的基本图件之一。对复杂断块油田来讲，为了搞清断层、地层的展布特点，往往从平行地质体长轴及垂直地质体长轴两个方向拉剖面，是之为构造剖面。因此，构造剖面可分为纵剖面(剖面线平行于构造长轴)和横剖面(剖面线垂直于构造长轴)两种。由于油田地质体均存在于地下，其剖面无法直观展现，只能应用具体的地质资料作图表征，是之为剖面图。矢量化剖面是用来描述此地质体某一竖直切面上的地层发育状况、储层展布状况、构造形态变化状况、断层发育状况及流体分布状况等等，是油藏描述必备的基础技术图件之一。

目前矢量化剖面的编制方法是通过单井钻遇控制点的三维空间坐标计算其相应的剖面坐标，借助计算机编图技术，连接相应的单井钻遇控制点来完成的，是坐标成图法，坐标定则图定，坐标变则图变，可随意修改编辑，故谓之矢量化成图法，由于计算机目前还无法掌握编制剖面的地质逻辑关系，还必须人工操作计算机成图，而采用手工厘米方格纸绘图、扫描、清绘、电子图件成图难且误差大。

发明内容

本发明的目的是提供一种矢量化剖面的编制方法及装置，以解决现有技术中采用手工厘米方格纸绘图、扫描、清绘、电子图件成图难及误差大的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种矢量化剖面的编制方法，该方法包括以下步骤：

1)根据油田标准井位图确定剖面线的平面分布；

2)获取编制矢量化剖面所需的数据，包括剖面各过井井点的井头数据、井斜数据和地质分层数据；

3)确定剖面所需的控制点，包括各过井井点的井口、海平面、井底、各大层及各断点；

4)根据步骤2)获取的井头数据和井斜数据计算钻遇控制点的大地坐标，并根据钻遇控制点的大地坐标计算剖面线上相邻两井点钻遇控制点的距离，同时计算钻遇控制点的海拔；

5)以钻遇控制点点间距计算结果作为横坐标，以钻遇控制点海拔的计算结果作为纵坐标，计算钻遇控制点的剖面坐标；

6)利用计算机表征所有控制点的剖面坐标，按照剖面编制的逻辑关系，将同一井点的所有控制点进行连接，将井间相应的断点控制点进行连接，将井间相应的地层控制点进行连接，即可实现矢量化剖面的编制。

钻遇控制点的大地坐标的计算公式为：

其中X为钻遇控制点的大地横坐标，单位为m；Y为钻遇控制点的大地纵坐标，单位为m；X₀为井口横坐标，单位为m；L_i为第i个斜井段长，单位为m；δ_i为第i个井斜角，单位为°；β_i为第i个方位角，单位为°；y₀为井口纵坐标，单位为m；n为测斜点的个数。

相邻两口井钻遇控制点点间距的计算公式为：

其中S_j为第j口井控制点距第j-1口井相应控制点之间的距离，单位为m；X_j，X_j-1分别为相邻2口井钻遇控制点的横坐标，单位为m；Y_j，Y_j-1分别为相邻2口井钻遇控制点的纵坐标，单位为m。

钻遇控制点海拔的计算公式为：

h_j为第j口井钻遇的控制点海拔，单位为m；δ_i为第i个井斜角，单位为°；L_i为第i个斜井段长，单位为m；n为测斜点的个数，k为第j口井的井口海拔，单位为m。

钻遇控制点的剖面坐标的计算公式为：

Y_hj＝Y_o+h_j

X_Sj为第j口井钻遇控制点的剖面横坐标，单位为m；Y_hj为第j口井钻遇控制点的剖面纵坐标，单位为m；X_o为剖面原点的横坐标，单位为m；Y_o为剖面原点的纵坐标，单位为m。

在标准井位图上，剖面线是自剖面西北→东南方向依次钻遇所有井点的井口及井底的连线。

剖面控制点还包括小层的顶、底控制点。

本发明还提供了一种矢量化的编制装置，该装置包括剖面线确定模块、数据获取模块、控制点确定模块、大地坐标计算模块、剖面坐标计算模块和剖面编制模块，

所述剖面线确定模块用于根据油田标准井位图确定其剖面线；

所述数据获取模块用于获取编制矢量化剖面所需的数据，包括剖面各过井井点的井头数据、井斜数据和地质分层数据；

所述控制点确定模块用于确定剖面所需的控制点，包括各过井井点的井口、海平面、井底、各大层及各断点；

所述大地坐标计算模块用于根据获取的井头数据和井斜数据计算钻遇控制点的大地坐标，并根据钻遇控制点的大地坐标计算剖面线上相邻两井点钻遇控制点的距离，同时计算钻遇控制点的海拔；

所述剖面坐标计算模块用于以钻遇控制点点间距计算结果作为横坐标，以钻遇控制点海拔的计算结果作为纵坐标，计算钻遇控制点的剖面坐标；

所述剖面编制模块用于利用计算机表征所有控制点的剖面坐标，按照剖面编制的逻辑关系，将同一井点的所有控制点进行连接，将井间相应的断点控制点进行连接，将井间相应的地层控制点进行连接，即可实现矢量化剖面的编制。

钻遇控制点的大地坐标计算公式为：

其中X为钻遇控制点的大地横坐标，单位为m；Y为钻遇控制点的大地纵坐标，单位为m；X₀为井口横坐标，单位为m；L_i为第i个斜井段长，单位为m；δ_i为第i个井斜角，单位为°；β_i为第i个方位角，单位为°；y₀为井口纵坐标，单位为m；n为测斜点的个数。

钻遇控制点的剖面坐标计算公式为：

Y_hj＝Y_o+h_j

X_Sj为第j口井钻遇控制点的剖面横坐标，单位为m；Y_hj为第j口井钻遇控制点的剖面纵坐标，单位为m；X_o为剖面原点的横坐标，单位为m；Y_o为剖面原点的纵坐标，单位为m。

本发明的有益效果是:本发明通过确定剖面线，根据测井数据数据获取编制矢量化剖面所需的数据利用上述获取的钻井井头数据、井斜数据及地质分层数据计算剖面控制点的大地坐标；通过剖面控制点之间距离及海拔的进一步计算，建立剖面坐标系，得到各控制点的剖面坐标，按照石油开发地质的编图逻辑，连点成线，闭合充填，编制数字化井控剖面。本发明能够快速、准确的生成矢量化剖面，解决了构造恢复、油藏描述等相关问题，为油田的开发提供了技术支持。

附图说明

图1是本发明实例中某复杂断块油田标准井位图及断鼻轴部油藏剖面线示意图；

图2是本发明实例中某复杂断块油田断鼻轴部矢量化油藏剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。

矢量图使用直线和曲线来描述图形，这些图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线等等，它们都是通过数学公式计算获得的。例如一幅花的矢量图形实际上是由线段形成外框轮廓，由外框的颜色以及外框所封闭的颜色决定花显示出的颜色。所谓矢量化剖面就是用数学公式计算剖面上的控制点，借助计算机技术，按照某种编图逻辑，连点成线，闭合充填而完成的数字化的技术图件。

本发明一种矢量化剖面的编制方法的实施例

本发明的矢量化剖面的编制方法利用钻井井头数据、井斜数据及地质分层数据，通过严格的数学公式，计算剖面控制点的大地坐标；通过剖面控制点之间距离及海拔的进一步计算，建立剖面坐标系，按照石油开发地质的编图逻辑，连点成线，闭合充填，编制数字化井控剖面。该方法既可以实现构造剖面的编制，也可以实现油藏剖面的绘制，具体实施过程如下：

1.确定剖面线分布

确定剖面线就是确定剖面要经过的井点的连线，一般情况下，在标准井位图上，剖面线是自剖面西北→东南方向依次钻遇所有井点的井口及井底的连线。

2.根据测井数据数据获取编制矢量化剖面所需的数据

编制矢量化剖面所需的资料如下：

1)标准井位图；

2)剖面各过井井点的井头数据，包括井口坐标、补心海拔；

3)剖面各过井井点的井斜数据，包括测点深度、相对方位及相对井斜；

4)剖面各过井井点的地质分层数据，包括大层数据、小层数据及断点数据(钻遇井深、落差及断缺地层)，为描述各小层的含油性，编制油藏剖面时，还需要含油性综合解释成果。

3.确定剖面控制点

钻遇控制点是指井身轨迹与地层、储层、断层、不面整合面及剥蚀面的交叉点，在编制矢量化剖面时是通过三维坐标反映出来并参与相关计算，控制着剖面上各种线的分布，故称为控制点。在一定区域范围内钻探一批井，它们钻遇的地层、储层、断层、不面整合面及剥蚀面有一定的地质规律可循，通过测井曲线的精细对比与划分反映出来，形成单井小层数据，剖面的编制就以此为依据。

根据剖面编制的目的，确定剖面控制点。确定剖面所需控制点包括剖面各过井井点的井口、海平面、井底、各大层、各断点以及小层的顶、底控制点等。

4.计算控制点的坐标

控制点坐标可由井口坐标和井斜数据计算得到，其计算公式为：

其中X为钻遇控制点的横坐标，单位为m；Y为钻遇控制点的纵坐标，单位为m；X₀为井口横坐标，单位为m；L_i为第i个斜井段长，单位为m；δ_i为第i个井斜角，单位为°；β_i为第i个方位角，单位为°；y₀为井口纵坐标，单位为m；n为测斜点的个数。

5.计算钻遇控制点的点间距

根据钻遇控制点的大地坐标，计算剖面线上相邻两井点钻遇控制点的距离，假设剖面过了m口井，则相邻两口井钻遇控制点点间距为：

其中S_j为第j口井控制点距第j-1口井相应控制点之间的距离，单位为m；X_j，X_j-1分别为相邻2口井钻遇控制点的横坐标，单位为m；Y_j，Y_j-1分别为相邻2口井钻遇控制点的纵坐标，单位为m。

6.计算钻遇控制点海拔

钻遇控制点海拔在剖面坐标体系中为纵坐标，假设剖面过了m口井，钻遇控制点海拔的计算公式为：

h_j为第j口井钻遇的控制点海拔，单位为m；δ_i为第i个井斜角，单位为°；L_i为第i个斜井段长，单位为m；n为测斜点的个数，k为第j口井的井口海拔，单位为m。

7.计算钻遇控制点剖面坐标

以剖面线北西方向第一口过井井点的井口(井底)为剖面坐标体系的原点，根据钻遇控制点点间距计算结果确定横坐标，根据钻遇控制点海拔的计算确定纵坐标。假设剖面过了m口井，则其计算公式如下。

Y_hj＝Y_o+h_j ⑺

X_Sj为第j口井钻遇控制点的剖面横坐标，单位m；Y_hj为第j口井钻遇控制点的剖面纵坐标，单位为m；X_o为剖面原点的横坐标，单位为m；Y_o为剖面原点的纵坐标，单位为m。

8.计算机编图

用计算机表征所有控制点的剖面坐标，按照剖面编制的逻辑(地质逻辑)关系，连接同一井点的所有控制点就是井身轨迹，连接井间相应的断点控制点就是断层线，连接井间相应的地层控制点就是地层线，地层被断层切断，断层线、地层线都必须闭合。除此之外还有油层顶线、油层底线、不面整合面线、剥蚀面线及坐标系。另外，为符合原来剖面编制的习惯，应绘制图例并为地层、油层、断层等统一命名。在绘图时应采用计算机标明网格比例尺(一般是1:10000)，矢量化剖面编制便完成。

本发明一种矢量化剖面的编制装置的实施例

本发明还提供了一种矢量化剖面的编制装置，该装置包括剖面线确定模块、数据获取模块、控制点确定模块、大地坐标计算模块、剖面坐标计算模块和剖面编制模块，剖面线确定模块用于根据油田标准井位图确定其剖面线；数据获取模块用于获取编制矢量化剖面所需的数据，包括剖面各过井井点的井头数据、井斜数据和地质分层数据；控制点确定模块用于确定剖面所需的控制点，包括各过井井点的井口、海平面、井底、各大层及各断点；大地坐标计算模块用于根据获取的井头数据和井斜数据计算钻遇控制点的大地坐标，并根据钻遇控制点的大地坐标计算剖面线上相邻两井点钻遇控制点的距离，同时计算钻遇控制点的海拔；剖面坐标计算模块用于以钻遇控制点点间距计算结果作为横坐标，以钻遇控制点海拔的计算结果作为纵坐标，计算钻遇控制点的剖面坐标；剖面编制模块用于利用计算机表征所有控制点的剖面坐标，按照剖面编制的逻辑关系，将同一井点的所有控制点进行连接，将井间相应的断点控制点进行连接，将井间相应的地层控制点进行连接，即可实现矢量化构造或油藏剖面的编制。该实施例中各模块的具体实现手段已在方法的实施例中进行详细说明，这里不再赘述。

下面以某一具体的复杂断块油田的矢量化油藏剖面的编制过程为例进行说明。为了认识该复杂断块油田的内部油藏发育情况，必须沿其断鼻轴部拉一条大剖面，其矢量化剖面编制的具体操作如下。

1、确定剖面线

该复杂断块油田断鼻轴部矢量化油藏剖面的剖面线如图1所示，剖面共过魏138-魏 104-魏 135-魏 140-魏 15-魏 128-魏 158-南 10-魏 16-魏 4-魏 23-魏 14-南 6-魏243共14口井。

2、钻井井头数据、井斜数据及地质分层数据

本实例中的标准井位图如图1所示；井头数据如表1所示；井斜数据单井样表如表2所示；油藏剖面所需的单井地质分层综合数据样表如表3所示。

表1

表2

表3

3、确定剖面控制点

编制油藏剖面所需控制点包括剖面各过井井点的井口、海平面、井底、各大层、各断点、各小层的顶及底控制点(如表4)。

表4

注：②、为断层编号，T代表层顶，D代表层低。

4、控制点坐标的计算

已知剖面过井井点的井口坐标及相应的井斜数据，根据⑴、⑵式，分别计算其相应剖面控制点的坐标，计算结果如样表5所示。

表5

5、控制点点间距的计算

根据剖面控制点的大地坐标，据⑶、⑷式计算剖面线上相邻两井点钻遇相应控制点间的距离，样表见表6所示。

表6

6、控制点海拔的计算

根据井斜数据及补心海拔数据，用⑸式计算控制点海拔，结果见样表6所示。

7、控制点剖面坐标的计算

以剖面线北西方向第一口过井井点的井口为剖面坐标体系的原点，根据⑹、⑺式分别计算各控制点的横坐标及纵坐标，结果见样表7所示。

表7

8、计算机编图

用计算机表征所有控制点的剖面坐标，按照剖面编制的逻辑(地质逻辑)关系，连接同一井点的所有控制点就是井身轨迹，连接井间相应的断点控制点就是断层线，连接井间相应的地层控制点就是地层线。地层被断层切断，断层、地层都必须闭合。用计算机标明网格比例尺(一般是1:10000)，矢量化剖面编制便完成，编制后的矢量化剖面图如图2所示。

Claims (10)

1.一种矢量化剖面的编制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)根据油田标准井位图确定剖面线的平面分布；

2)获取编制矢量化剖面所需的数据，包括剖面各过井井点的井头数据、井斜数据和地质分层数据；

3)确定剖面所需的控制点，包括各过井井点的井口、海平面、井底、各大层及各断点的井深；

4)根据步骤2)获取的井头数据和井斜数据计算钻遇控制点的大地坐标，并根据钻遇控制点的大地坐标计算剖面线上相邻两井点钻遇控制点的距离，同时计算钻遇控制点的海拔；

5)以钻遇控制点点间距计算结果作为横坐标，以钻遇控制点海拔的计算结果作为纵坐标，计算钻遇控制点的剖面坐标；

6)利用计算机表征所有控制点的剖面坐标，按照剖面编制的逻辑关系，将同一井点的所有控制点进行连接，将井间相应的断点控制点进行连接，将井间相应的地层控制点进行连接，即可实现矢量化剖面的编制。

2.根据权利要求1所述的矢量化剖面的编制方法，其特征在于，钻遇控制点的大地坐标为：

$X=X_0+\underset{i=1}{\overset{n+1}{\mathrm{\Σ}}}{L}_i\·{\mathrm{sin\δ}}_i{\mathrm{sin\β}}_i$

$Y=Y_0+\underset{i=1}{\overset{n+1}{\mathrm{\Σ}}}{L}_i\·{\mathrm{sin\δ}}_i{\mathrm{cos\β}}_i$

其中X为钻遇控制点的大地横坐标，单位为m；Y为钻遇控制点的大地纵坐标，单位为m；X₀为井口横坐标，单位为m；L_i为第i个斜井段长，单位为m；δ_i为第i个井斜角，单位为°；β_i为第i个方位角，单位为°；y₀为井口纵坐标，单位为m；n为测斜点的个数。

3.根据权利要求1所述的矢量化剖面的编制方法，其特征在于，相邻两口井钻遇控制点点间距为：

$S_j=\sqrt{{(X_{j-1}-X_j)}^2+{(Y_{j-1}-Y_j)}^2}$

$S=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{S}_j$

其中S_j为第j口井控制点距第j-1口井相应控制点之间的距离，单位为m；X_j，X_j-1分别为相邻2口井钻遇控制点的横坐标，单位为m；Y_j，Y_j-1分别为相邻2口井钻遇控制点的纵坐标，单位为m。

4.根据权利要求1所述的矢量化剖面的编制方法，其特征在于，钻遇控制点海拔的计算公式为：

$h_j=k-\underset{i=1}{\overset{n+1}{\mathrm{\Σ}}}{L}_i\·{\mathrm{cos\δ}}_i$

h_j为第j口井钻遇的控制点海拔，单位为m；δ_i为第i个井斜角，单位为°；L_i为第i个斜井段长，单位为m；n为测斜点的个数，k为第j口井的井口海拔，单位为m。

5.根据权利要求1所述的矢量化剖面的编制方法，其特征在于，钻遇控制点的剖面坐标公式为：

$X_{Sj}=X_o+\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{S}_j$

Y_hj＝Y_o+h_j

X_Sj为第j口井钻遇控制点的剖面横坐标，单位为m；Y_hj为第j口井钻遇控制点的剖面纵坐标，单位为m；X_o为剖面原点的横坐标，单位为m；Y_o为剖面原点的纵坐标，单位为m。

6.根据权利要求1所述的矢量化剖面的编制方法，其特征在于，在标准井位图上，剖面线是自剖面西北→东南方向依次钻遇所有井点的井口及井底的连线。

7.根据权利要求1所述的矢量化剖面的编制方法，其特征在于，剖面控制点还包括小层的顶、底控制点。

8.一种矢量化剖面的编制装置，其特征在于，该装置包括剖面线确定模块、数据获取模块、控制点确定模块、大地坐标计算模块、剖面坐标计算模块和剖面编制模块，

所述剖面线确定模块用于根据油田标准井位图确定其剖面线；

所述数据获取模块用于获取编制矢量化剖面所需的数据，包括剖面各过井井点的井头数据、井斜数据和地质分层数据；

所述控制点确定模块用于确定剖面所需的控制点，包括各过井井点的井口、海平面、井底、各大层及各断点；

所述大地坐标计算模块用于根据获取的井头数据和井斜数据计算钻遇控制点的大地坐标，并根据钻遇控制点的大地坐标计算剖面线上相邻两井点钻遇控制点的距离，同时计算钻遇控制点的海拔；

所述剖面坐标计算模块用于以钻遇控制点点间距计算结果作为横坐标，以钻遇控制点海拔的计算结果作为纵坐标，计算钻遇控制点的剖面坐标；

所述剖面编制模块用于利用计算机表征所有控制点的剖面坐标，按照剖面编制的逻辑关系，将同一井点的所有控制点进行连接，将井间相应的断点控制点进行连接，将井间相应的地层控制点进行连接，即可实现矢量化剖面的编制。

9.根据权利要求8所述的矢量化剖面的编制装置，其特征在于，钻遇控制点的大地坐标为：

$X=X_0+\underset{i=1}{\overset{n+1}{\mathrm{\Σ}}}{L}_i\·{\mathrm{sin\δ}}_i{\mathrm{sin\β}}_i$

$Y=Y_0+\underset{i=1}{\overset{n+1}{\mathrm{\Σ}}}{L}_i\·{\mathrm{sin\δ}}_i{\mathrm{cos\β}}_i$

其中X为钻遇控制点的大地横坐标，单位为m；Y为钻遇控制点的大地纵坐标，单位为m；X₀为井口横坐标，单位为m；L_i为第i个斜井段长，单位为m；δ_i为第i个井斜角，单位为°；β_i为第i个方位角，单位为°；y₀为井口纵坐标，单位为m；n为测斜点的个数。

10.根据权利要求8所述的矢量化剖面的编制装置，其特征在于，钻遇控制点的剖面坐标公式为：

$X_{Sj}=X_o+\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{S}_j$

Y_hj＝Y_o+h_j

X_Sj为第j口井钻遇控制点的剖面横坐标，单位为m；Y_hj为第j口井钻遇控制点的剖面纵坐标，单位为m；X_o为剖面原点的横坐标，单位为m；Y_o为剖面原点的纵坐标，单位为m。