CN106646605A

CN106646605A - 一种复杂断裂区岩层曲率优化计算方法

Info

Publication number: CN106646605A
Application number: CN201610901764.7A
Authority: CN
Inventors: 刘敬寿; 丁文龙; 王濡岳; 杨海盟; 肖子亢; 谷阳
Original assignee: China University of Geosciences Beijing
Current assignee: China University of Geosciences Beijing
Priority date: 2016-10-16
Filing date: 2016-10-16
Publication date: 2017-05-10

Abstract

本发明涉及油气田勘探开发、矿产评价预测领域，尤其是一种复杂断裂区岩层曲率优化计算方法。在获取工区构造图的基础上，通过断层、岩层数据化，并对断层、岩层数据点充填，对充填后的数据点集与断层充填点集循环迭代计算，筛选用于复杂断块区岩层曲率计算的岩层数据点集，继而提出了一套适用于复杂断块区岩层曲率编程化的计算方法。本发明对于复杂断裂区岩层曲率的计算具有较高的实用价值，并且预测成本低廉、可操作性强，大量减少人力、财力的支出，油田实用性强。

Description

一种复杂断裂区岩层曲率优化计算方法

技术领域

本发明涉及油气田勘探开发、矿产评价预测领域，尤其是一种复杂断裂区岩层曲率优化计算方法。

背景技术

岩层的曲率在油气田勘探开发、矿产评价预测中起到至关重要的作用，尤其在识别小断层、裂缝中不可或缺。曲率是一条曲线的二维属性，曲率是描述曲线上任一点的弯曲程度，它是一个圆半径的倒数，大小可以反映一个弧形的弯曲程度，曲率越大越弯曲。对于脆性岩石，裂缝发育程度与弯曲程度成正比。在岩层曲率计算过程中，传统的逐点计算的方法过程繁琐，计算精度低，费时费力。采用软件直接模拟的方法，往往适合简单背斜、向斜区，对于复杂断裂区，这些软件往往不适用，因此需要设计开发一套适用于复杂断块区曲率的计算方法，以提高工作效率与精度。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种复杂断裂区岩层曲率优化计算方法，它实现了复杂断裂区岩层曲率的准确快速计算。

本发明的技术方案为：一种复杂断裂区岩层曲率优化计算方法，具体步骤如下：

第一步通过三维地震精细解释，获取断层的平面展布图，并对断裂数据化后，并进行点充填，充填间距为b，设置b的小于10m。

第二步岩层数据化，并对岩层数据点充填，对充填后的数据点集与断层充填点集循环迭代计算，对于岩层数据点与断层充填点距离小于2b的岩层点排除，以提高后期曲率计算的准确性。

第三步网格单元划分不宜过稀或过密，过稀则计算数据点过少，精度达不到计算要求，同时忽略的局部的曲率变化。过密又会出现曲率分布的差异性不明显。依据充填的岩层等值线间距，并结合岩层的平面展布图，确定平面的最小等值线数值大小，设平面上相邻等值线的平面平均距离d，曲率计算单元的边长r为1.5～3倍的d便能达到良好的曲率计算效果。

第四步有效断裂点的统计

如图2所示，对于任一统计单元K，其四个角点坐标为：(X_m，Y_m)、(X_m，Y_m+r)、(X_m+r，Y_m)、(X_m+r，Y_m+r)；筛选落入其中的断点集合记为F(图2中的虚线)，对于每条断层，相邻断点的间距为b。

第五步有效岩层数据点的统计

如图2所示，统计单元K的中心点的坐标为(X_m+r/2，Y_m+r/2)，统计落入单元K的有效岩层数据点集S，在这数据点集S中，筛选用于曲率计算的有效数据点集，对于S中的任一一点(S_x，S_y)，由点(X_m+r/2，Y_m+r/2)和(S_x，S_y)得到直线l：

aY+kx+c＝0 (1)

当直线同时满足公式(2)、公式(3)时，该点不能用于岩石曲率的计算：

统计用于岩层曲率计算的有效岩层数据点，记录落入统计单元K的有效岩层数据点集Q。

第六步岩层曲率计算模型

有效岩层数据点集Q中，筛选其中数据高程差最大的两个点P_min(X₁，Y₁，Z_min)、P_max(X₂，Y₂，Z_max)，两个点的中间数值P_mid(X₃，Y₃，Z_mid)可以表示为：

其中，Z₁、Z₂分别为P₁、P₂的高程，P₁、P₂位于过P_min(X₁，Y₁，Z_min)、P_max(X₂，Y₂，Z_max)H的垂线G上，所述的P₁、P₂位于过P_min(X₁，Y₁，Z_min)、Pmax(X₂，Y₂，Z_max)直线H的两侧，从数据点集Q中筛选距离直线G最近的点，分别为P₁、P₂。

设a₁＝Z_max-Z_min；a₂＝Z_mid-Z_min；

从而可得到该单一网格的曲率值：

第七步循环迭代实现曲率的计算

通过不同统计单元的移动，实现不同统计单元的循环迭代，分别计算统计单元的曲率。

本发明的有益效果是：本发明专利在获取工区构造图的基础上，通过断层、岩层数据化，并对断层、岩层数据点充填，对充填后的数据点集与断层充填点集循环迭代计算，筛选用于复杂断块区岩层曲率计算的岩层数据点集，进而提出了一套适用于复杂断块区岩层曲率的编程化计算方法。本发明对于复杂断裂区岩层曲率的计算具有较高的实用价值，并且预测成本低廉、可操作性强，大量减少人力、财力的支出，油田实用性强。

附图说明

图1为一种复杂断裂区岩层曲率优化计算方法的流程图。

图2为统计单元K断裂点、岩层数据点的筛选示意图。

图3为P₁、P₂点求取示意图。

图4为岑巩工区位置图。

图5为牛蹄塘组底面构造图。

图6为牛蹄塘组底面曲率变化图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

如图4所示，岑巩区块构造上主体位于扬子地块东南缘黔北地区，以前震旦系为基底的准克拉通地块。北部紧邻四川盆地南缘，东南部濒临华南造山带区。勘查区构造较复杂，总体表现为受半溪背斜和烂泥干背斜夹持的马鞍状构造，东侧倾末端以农场坪断层为界，和官寨向斜相邻，西侧以水尾断层为界紧挨长冲向斜。断裂以逆断层为主，走向多为北东-北北东向，部分断层为北西向和近东西向。工区东西两侧与北部逆冲断层发育，地层破碎；中部地层较稳定，产状平缓，发育走滑断层与浅层断层。

从岑页1井实钻情况看，牛蹄塘组(包括九门冲组)岩性底部为黑色硅质岩及磷块岩夹黑色高碳质页岩；下部为灰黑色钙质页岩、深灰、灰色泥质粉砂岩、灰黑色泥岩与灰黑色页岩呈不等厚互层，见星点状黄铁矿分布；上部为深灰色、灰色中厚层状细晶灰岩，见方解石条带。实钻厚度103m，其中下部优质页岩层段厚45m。

通过地震解释获取工区牛蹄塘组底面构造图(图5)，利用公式(1)－(7)，通过不同统计单元的移动，实现不同统计单元的循环迭代，分别计算统计单元的曲率(图6).

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种复杂断裂区岩层曲率优化计算方法，计算的步骤如下：

1)通过三维地震精细解释，获取断层的平面展布图，并对断裂数据化后，并进行点充填，充填间距为b，设置b的小于10m；

2)对岩层数据化，并对岩层数据点充填，对充填后的数据点集与断层充填点集循环迭代计算，对于岩层数据点与断层充填点距离小于2b的岩层点剔除；

3)网格单元划分不宜过稀或过密，过稀则计算数据点过少，精度达不到计算要求，同时忽略的局部的曲率变化；过密又会出现曲率分布的差异性不明显；依据充填的岩层等值线间距，并结合岩层的平面展布图，确定平面的最小等值线数值大小，设平面上相邻等值线的平面平均距离为d，曲率计算单元的边长r为1.5d～3d便能达到良好的曲率计算效果；

4)对于任一统计单元K，四个角点坐标为：(X_m，Y_m)、(X_m，Y_m+r)、(X_m+r，Y_m)、(X_m+r，Y_m+r)；筛选落入其中的断点集合记为F，对于每条断层，相邻断点的间距为b；

5)统计用于岩层曲率计算的有效岩层数据点，记录落入统计单元K的有效岩层数据点集Q；

6)有效岩层数据点集Q中，筛选其中数据高程差最大的两个点P_min(X₁，Y₁，Z_min)、P_max(X₂，Y₂，Z_max)，两个点的中间数值P_mid(X₃，Y₃，Z_mid)可以表示为：

\{\begin{matrix} X_{3} = \frac{X_{1} + X_{2}}{2} \\ Y_{3} = \frac{Y_{1} + Y_{2}}{2} \\ Z_{m i d} = \frac{Z_{1} + Z_{2}}{2} \end{matrix} - - - (4)

其中，Z₁、Z₂分别为P₁、P₂的高程；

设a₁＝Z_max-Z_min；a₂＝Z_mid-Z_min；

H_{1} = b_{2} (a_{1}^{2} + b_{1}^{2}) - b_{1} (a_{2}^{2} + b_{2}^{2}) / (2 a_{1} b_{2} - 2 a_{2} b_{1}) - - - (5)

H_{2} = a_{1} (a_{2}^{2} + b_{2}^{2}) - a_{2} (a_{1}^{2} + b_{1}^{2}) / (2 a_{1} b_{2} - 2 a_{2} b_{1}) - - - (6)

从而可得到该单一网格的曲率值：

G = \frac{1}{{H_{1}}^{2} + {H_{2}}^{2}} - - - (7)

7)循环迭代实现曲率的计算

通过不同统计单元的移动，实现不同统计单元的循环迭代，分别计算不同统计单元的曲率。

2.根据权利要求1所述的一种复杂断裂区岩层曲率优化计算方法，其特征在于：所述的筛选落入统计单元K的有效岩层数据点集Q的方法为：

统计单元K的中心点的坐标为(X_m+r/2，Y_m+r/2)，统计落入单元K的有效岩层数据点集S，在这数据点集S中，筛选用于曲率计算的有效数据点集，对于S中的任一一点(S_x，S_y)，由点(X_m+r/2，Y_m+r/2)和(S_x，S_y)得到直线l：

aY+kx+c＝0 (1)

当(S_x，S_y)所在的直线同时满足公式(2)、公式(3)时，该点不能用于岩石曲率的计算：

\sqrt{\frac{| k \cdot F_{x} + a \cdot F_{y} + c |}{\sqrt{a^{2} + k^{2}}}} < b - - - (2)

从数据点集S剔除相应的点，记录落入统计单元K的有效岩层数据点集为Q。

3.根据权利要求1所述的一种复杂断裂区岩层曲率优化计算方法，其特征在于：所述的P₁、P₂位于过点P_min(X₁，Y₁，Z_min)、点P_max(X₂，Y₂，Z_max)直线H的垂线G上，所述的P₁、P₂分别位于直线H的两侧，是从数据点集Q中筛选距离直线G最近的点。