CN107945271B - 基于地质块体追踪的三维压力场建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，该方法包括：步骤1，根据测井数据建立单井二维地层压力曲线；步骤2，根据各测井二维地层压力曲线建立地层压力曲面；步骤3，对各地层压力曲面进行插值；步骤4，利用各地层压力曲面构建地层压力框架模型；步骤5：在地层压力框架模型内识别三维压力封闭块体；步骤6：对识别的三维压力封闭块体,进行压力特征赋值并建立三维压力场模型。本发明基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，整个建模过程算法先进高效，压力场变化趋势准确，为建立合理的油气成藏模式提供更有利的数据支持。

Description

基于地质块体追踪的三维压力场建模方法

技术领域

本发明涉及基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，属于石油地质油气勘探和钻井工程三维压力场建模技术领域。

背景技术

国内外相继发现了许多异常压力油气田(彭大均等，1988、1995；徐国盛等1995、1996；龚再升等，1997；解习农等，1998、2000；夏新宇等，2002；杨瑞召，1994；张立宽等，2004；郑玉凌等，1998；周兴熙，2004；陈红汉等，2003；金博等，2004等)。据J.M.Hun(t1990)不完全统计，全世界己在180个沉积盆地发现流体高压力异常，个别地区出现低压异常。龚再升(1991)曾对世界上160多个油气田统计，显示异常压力油气田占59.5％(高压约占47.7％。低压约占11.8％)。大量的油气勘探与开发实践充分表明,压力是油气排出、运移和聚集的前提与基础,且与油气生成、保存及成岩-成矿流体的关系十分密切。认识与评价地层压力及其所包含的全部工程、地质与地球物理意义，越来越受到国内外油气工业界与地质科技界的关注。

迄今为止，可用于研究和预测地层压力的方法有很多，但就其应用的广泛性和重要性而言，以利用声波测井、实测地层压力(DST,RFT,FMT等)的测井法和地震速度资料最为广泛。其中前两种方法仅适用于已钻探地区,但部分地区实测压力资料比较零星，区域连续性较差，是利用其他资料预测地层压力的基础；后者则可应用于凹陷深部和未钻探地区的压力研究和预测,为钻探提供钻前预测服务，并使研究区内压力场和超压系统的研究得以在盆地级规模上展开，但是受地震速度采样稀疏的影响，预测精度较低。也有部分国内外学者提出并研究了地震反射波压力预测方法，该方法主要包括叠前波形反演、AVO反演、多分量岩石物性分析等，但该方法仅能对地层压力进行静态经验预测，无法描述压力场的变化特征。孙运宝等人研究了在Dugan&Flening提出的沉积压实模型的基础上进一步推导(Harrison and Summa,1991；Luoand Vasseur，1992；Gordon and Flemings，1998),该模拟研究更侧重于描述沉积加载对压力演化的影响。所以目前对于能够准确系统反应空间地层压力变化特征和规律的研究方法比较少而且准确率较低。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提出了基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，高效准确的反应地层压力空间变化规律和特征。

本发明采用的技术方案如下。

基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于，该建模方法包括如下步骤：

步骤1：根据测井所得测井数据建立单井二维地层压力系数曲线；

步骤2：根据各单井二维地层压力系数曲线建立地层压力曲面；

步骤3：对各地层压力曲面利用三角剖分法进行地层压力曲面插值；

步骤4：利用包围盒判断法正确进行地层曲面求交，从而构建合理地层压力框架模型；

步骤5：利用拓扑一致性曲面模型追块的方法将各曲面之间的地层块、断层块追踪出来，并生成一个个单独的压力封闭块体对象；

步骤6：对识别的三维压力封闭块体,利用克里金插值法赋值并建立三维压力场模型。

进一步，步骤1中，建立单井二维地层压力曲线前，还包括综合单井测井数据、斜井轨迹数据、井分层数据建立单井测井综合解释环境的步骤。

进一步，所述单井测井数据包括井声波曲线、密度曲线、伽马曲线、自然电位曲线、孔隙度曲线、井径测井曲线。

进一步，通过对已钻井声波测井曲线、密度测井曲线、伽马测井曲线、自然电位测井曲线、井径测井曲线及井斜、井分层数据进行分析整理，对有泥浆浸泡、井壁垮塌的井声波、井径曲线，以及部分曲线的异常值进行环境校正，从而建立正确的单井测井综合解释环境。

进一步，环境校正是指对测井数据中和地层的地质因素有关之外的周围环境因素的校正，这些周围环境因素包括温度、井径、泥浆电阻率、泥浆密度中的一种或多种。

进一步，步骤1中，所述测井数据包括测井的声波测试数据、密度测试数据、伽马测试数据、自然电位测试数据、孔隙度测试数据、井径数据。

进一步，步骤1中，所述利用测井综合解释法预测单井二维地层压力的的方法是：首先对测井数据进行多元非线性回归，建立地层速度模型；然后，根据有效应力定理，计算单井二维地层压力并绘制单井二维地层压力系数曲线。

进一步，计算单井二维地层压力的具体方法为通过伽马测试，自然电位测试、孔隙度测井、声波时差测井、上覆岩层压力与静液或实测压力参数进行多元非线形回归，确定速度模型参数，即公式1中的V_sh，然后利用公式1计算出垂直有效应力Pe，之后根据有效应力定理，利用公式2得到地层孔隙压力Pp；

其中Vp——声速；φ——孔隙度；Vsh——泥质含量；Pe——垂直有效压力；Pt——上覆压力；Pp——孔隙压力；A0，A1，A2，A3，D——与地层有关的模型参数；P_o是上覆岩层压力梯度。

进一步，在步骤2中，综合单井二维地层压力曲线及地层构造解释层位信息建立地层压力曲面。

进一步，地层压力曲面插值时，利用三角剖分法，结合实际地层层位，对每一个地层进行压力曲面插值。

进一步，所述三角剖分法是指：通过将众多已钻井散乱的压力数据点按照规则进行三角剖分，使这些压力点形成连续的但不管重叠的不规则三角面片网。

进一步，步骤4中，利用步骤3获得的各地层压力曲面，建立地层压力框架模型。

进一步，建立地层压力框架模型采用包围盒判断法。

进一步，压力曲面插值的过程中，会有上下地层层面相交叉的情况，这就需要进行层面相交处理来消除，利用包围盒判断法求交，算法效率高而且求交准确，易于控制，最终建立正确的地层压力框架模型。

进一步，当上下两个层面上的点分布不均匀时，由于不同层面的轮廓形状存在较大差别，很难得到平滑的重构网格，利用包围盒判断法求交并对求交的边界精细均匀化处理，就能得到合理平滑的地层曲面求交结果，依次做好所有压力曲面的相交均匀化处理后，最终建立正确的地层压力框架模型。

进一步，所述边界精细均匀化是指由于不同层面的轮廓形状存在较大差别，很难得到平滑的重构网格,因此先计算待重构边界上的所有三角形各边长度的平均值并进行均匀化，最后得到平滑的地层曲面。

进一步，步骤5中，三维压力封闭块体识别时，利用拓扑一致性曲面模型追块的方法将各曲面之间的地层块、断层块追踪出来。

进一步，三维压力封闭块体识别的具体方法是：将各曲面之间的断层块、地层块按照空间三角网中各三角形的边棱关系追踪出来，构成一个个完整的封闭块体，所述封闭块体即为三维压力封闭块体。

进一步，追踪时，某一三角形开始不断搜寻邻接的块体三角形直至构成一个完整的封闭块体。

进一步，追踪时，按照一定的追块方向进行追踪，所述一定的追块方向是指，当追块算法发现同一条棱对应三个三角形的时候要按照算法设置选择继续向哪个三角形进行块体追踪。

进一步，所述封闭块体无镂空曲面。

进一步，步骤6中，对识别的三维压力封闭块体进行压力特征赋值采用空间插值法，将散乱的压力点内插加密。

进一步，空间插值法为克里金插值法，利用克里金插值法将封闭块体对象插值，将空间分布的散乱的压力数据点加密，形成三维地层压力场。

进一步，所述克里金插值法的算法考虑了地层内部压力参数平面及垂向上的各向异性，在三维网格化过程中，依据地层压力特征，在各方向上采用不同的变程做为约束条件，即插值搜索范围为一个三种轴向半径不同的椭球体，其长轴方向代表地层压力参数增强的优势方向。

本发明针对目前普遍都是二维地层压力预测方法，对于能够准确系统反应空间地层压力变化特征和规律的研究方法比较少而且准确率较低的问题开发了一种基于地质块体追踪的三维压力场建模方法。从单井测井综合信息出发，建立单井二维地层压力曲线，利用三角剖分法对多井地层压力曲线进行地层曲面插值，在地层曲面求交的过程中采用包围盒判断法，从而建立合理地层压力框架模型。其次，利用拓扑一致性曲面模型追块的方法将各曲面之间的地层块、断层块追踪出来，并生成一个个单独的压力封闭块体对象。最后，利用克里金插值法建立能够精细准确反映压力特征的三维空间压力场。整个建模过程算法先进高效，压力场变化趋势准确，为建立合理的油气成藏模式提供更有利的数据支持。

附图说明

图1为本发明的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中包围盒示意图；

图3为本发明的一具体实施例中地层曲面求交结果图；

图4为本发明的一具体实施例中三维层块追踪识别图；

图5为本发明的一具体实施例中三维地层压力场建模立体图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

实施例1。基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于，该建模方法包括如下步骤：

步骤1：根据测井数据建立单井二维地层压力曲线；

步骤2：根据各测井二维地层压力曲线建立地层压力曲面；

步骤3：对各地层压力曲面进行插值；

步骤4：利用各地层压力曲面构建地层压力框架模型；

步骤5：在地层压力框架模型内识别三维压力封闭块体；

步骤6：对识别的三维压力封闭块体进行压力特征赋值并建立三维压力场模型。

步骤1中，建立单井二维地层压力曲线前，还包括综合单井测井数据、斜井轨迹数据、井分层数据建立单井测井综合解释环境的步骤。

所述单井测井数据包括井声波测井曲线、密度测井曲线、伽马测井曲线、井径测井曲线。

通过对已钻井声波测井曲线、密度测井曲线、伽马测井曲线、井径测井曲线及井斜、井分层数据进行分析整理，对有泥浆浸泡、井壁垮塌的井声波、井径曲线，以及部分曲线的异常值进行环境校正，从而建立正确的单井测井综合解释环境。

环境校正是指对测井数据中和地层的地质因素有关之外的周围环境因素的校正，这些周围环境因素包括温度、井径、泥浆电阻率、泥浆密度中的一种或多种。

步骤1中，所述测井数据包括测井的井声波测井曲线、密度测井曲线、伽马测井曲线、自然电位测井曲线、孔隙度测井曲线、井径测井曲线。

步骤1中，所述利用测井综合解释法预测单井二维地层压力的的方法是：首先对测井数据进行多元非线性回归，建立速度模型；然后，根据有效应力原理，计算单井二维地层压力并绘制单井二维地层压力曲线。

计算单井二维地层压力的具体方法为通过伽马测试，自然电位测试、孔隙度测井、声波时差测井、上覆岩层压力与静液或实测压力参数进行多元非线形回归，确定速度模型参数，即公式1中的Vsh，然后利用公式1计算出垂直有效应力Pe，之后根据有效应力定理，利用公式2得到地层孔隙压力Pp。

其中Vp——声速；φ——孔隙度；Vsh——泥质含量；Pe——垂直有效压力；Pt——上覆压力；Pp——孔隙压力；A0，A1，A2，A3，D——与地层有关的模型参数。

在步骤2中，综合单井二维地层压力曲线及地层构造解释层位信息建立地层压力曲面。

地层压力曲面插值时，利用三角剖分法，结合实际地层层位，对每一个地层进行压力曲面插值。

所述三角剖分法是指：通过将众多已钻井散乱的压力数据点按照规则进行三角剖分，使这些压力点形成连续的但不管重叠的不规则三角面片网。

步骤4中，利用步骤3获得的各地层压力曲面，建立地层压力框架模型。

建立地层压力框架模型采用包围盒判断法。

压力曲面插值的过程中，会有上下地层层面相交叉的情况，这就需要进行层面相交处理来消除，利用包围盒判断法求交，算法效率高而且求交准确，易于控制，最终建立正确的地层压力框架模型。

当上下两个层面上的点分布不均匀时，由于不同层面的轮廓形状存在较大差别，很难得到平滑的重构网格，利用包围盒判断法求交并对求交的边界精细均匀化处理，就能得到合理平滑的地层曲面求交结果，依次做好所有压力曲面的相交均匀化处理后，最终建立正确的地层压力框架模型。

所述边界精细均匀化是指针对轮廓形状存在较大差别的层面，先计算待重构边界上的所有三角形各边长度的平均值，在进行均匀化，最后得到平滑的地层曲面。

步骤5中，三维压力封闭块体识别时，利用拓扑一致性曲面模型追块的方法将各曲面之间的地层块、断层块追踪出来。

三维压力封闭块体识别的具体方法是：将各曲面之间的断层块、地层块按照空间三角网中各三角形的边棱关系追踪出来，构成一个个完整的封闭块体，所述封闭块体即为三维压力封闭块体。

追踪时，某一三角形开始不断搜寻邻接的块体三角形直至构成一个完整的封闭块体。

追踪时，按照一定的追块方向进行追踪，所述一定的追块方向是指例如当追块算法发现同一条棱对应三个三角形的时候应该选择继续向哪个三角形进行追踪。

所述封闭块体无镂空曲面。

步骤6中，对识别的三维压力封闭块体进行压力特征赋值采用空间插值法，将散乱的压力点内插加密。

空间插值法为克里金插值法，利用克里金插值法将封闭块体对象插值，将空间分布的散乱的压力数据点加密，形成三维地层压力场。

所述克里金插值法的算法考虑了地层内部压力参数平面及垂向上的各向异性，在三维网格化过程中，依据地层压力特征，在各方向上采用不同的变程做为约束条件，即插值搜索范围为一个三种轴向半径不同的椭球体，其长轴方向代表地层压力参数增强的优势方向。

本实施例的核心之一是，测井综合法预测单井二维地层压力曲线的基础上，利用三角剖分法进行地层压力曲面插值，在地层曲面插值的过程中采用包围盒判断法，消除上下地层层面交叉的情况，从而建立合理正确的地层压力框架模型。

本实施例的核心之二是，利用拓扑一致性曲面模型追块的方法将各曲面之间的地层块、断层块追踪出来，并生成一个个单独的压力封闭块体对象，无镂空曲面或者错误的块体存在。

本实施例的核心之三是，搜索空间压力值在空间中的分布，通过克里金插值方法，将散乱的压力点内插加密，形成准确反映压力特征的三维空间压力场。

本方法主要用于石油地质油气勘探和钻井工程领域，将测井资料预测到的二维地层压力数据通过地层曲面插值和包围盒判断的方法建立准确的地层压力框架模型，在三维地质块体追踪识别的前提下，从视觉上展示出地层、断层的空间立体效果，通过三维数据空间插值建立准确反映纵横向压力特征的三维地层压力场，不仅可以保证安全快速的钻井勘探，正确的设计泥浆比重和工程套管程序，还有助于系统全面了解地下油气藏聚集、成藏的影响和规律，为油气田的合理勘探开发提供准确而可靠的地质依据。

实施例2。基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，该建模方法包括：步骤1，建立单井测井综合解释环境；步骤2，单井二维地层压力预测；步骤3，地层压力曲面插值；步骤4，构建地层压力框架模型；步骤5，三维压力块体识别；步骤6，三维压力场建模。

在步骤1中，通过对已钻井声波、密度、伽马、井径等测井曲线及井斜、分层等基础数据进行分析整理，有泥浆浸泡、井壁垮塌的井声波、井径曲线，以及部分曲线的异常值都要进行环境校正；从而建立正确的单井测井综合解释环境。

在步骤2中，在正确的单井测井综合解释环境下，利用测井综合解释法预测单井二维地层压力。该方法首先通过伽马测试、孔隙度测井等参数进行多元非线性回归，建立速度模型，之后根据有效应力原理，计算单井二维地层压力曲线。

在步骤3中，针对多口井地层压力曲线，建立地层压力框架模型。其中利用三角剖分法，结合实际地层层位，对每一个地层进行压力曲面插值。通过将众多已钻井散乱的压力数据点按照规则进行三角剖分，使这些压力点形成连续的但不管重叠的不规则三角面片网。

在步骤4中，压力曲面插值的过程中，会有上下地层层面相交叉的情况，这就需要进行层面相交处理来消除。利用包围盒判断法求交，算法效率高而且求交准确，易于控制，最终建立正确的地层压力框架模型。

在步骤5中，通过插值得到的地层曲面模型，没有从视觉上展示出地层、断层的三维效果，更谈不上区分地层与描述压力变化特征，因此将各曲面之间的断层块、地层块按照空间三角网中各三角形的边棱关系以及一定的追块方向追踪出来，并生成单独的封闭块体对象。

在步骤6中，利用克里金插值法将封闭块体对象插值，将空间分布的散乱的压力数据点加密，形成三维地层压力场，以便对研究区不同层系、不同深度、纵横向地层压力特征展示出来。

异常压力普遍分布于全球的沉积盆地中，是常见的地质现象。精确的地层压力估算能为油气聚集成藏研究提供一些有利的证据，以便用于油气成藏的分析。目前以测井资料为主的二维地层压力分析方法精度较好得到广泛应用，但是对于无井探区很受限制。本实施例提出了基于地质块体识别的三维压力场建模方法。能够全面了解压力在空间上的分布特征、纵横向变化规律，以及对油气聚集、成藏的影响和规律，能为油气田的合理勘探开发提供准确而可靠的地质依据。首先，根据测井声波、伽马、密度数据等综合信息建立单井二维地层压力曲线，利用三角剖分法进行地层曲面插值，在地层曲面求交的过程中采用包围盒判断法，从而建立合理地层压力框架模型。其次，利用拓扑一致性曲面模型追块的方法将各曲面之间的地层块、断层块追踪出来，并生成一个个单独的压力封闭块体对象。最后，利用克里金插值法建立能够精细准确反映压力特征的三维空间压力场。整个建模过程算法先进高效，压力场变化趋势准确，为建立合理的油气成藏模式提供更有利的数据支持。

实施例3。如图1所示，一种基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，包括如下步骤。

在步骤101中，通过对已钻井声波、密度、伽马、井径等测井曲线及井斜、分层等基础数据进行分析整理，有泥浆浸泡、井壁垮塌的井声波、井径曲线，以及部分曲线的异常值都要进行环境校正；从而建立正确的单井测井综合解释环境，流程进入到步骤102。

在步骤102中，计算单井二维地层压力的具体方法为通过伽马测试，自然电位测试、孔隙度测井、声波时差测井、上覆岩层压力与静液或实测压力参数进行多元非线形回归，确定速度模型参数，即公式1中的Vsh，然后利用公式1计算出垂直有效应力Pe，之后根据有效应力定理，利用公式2得到地层孔隙压力Pp。

其中Vp——声速；φ——孔隙度；Vsh——泥质含量；Pe——垂直有效压力；Pt——上覆压力；Pp——孔隙压力；A0，A1，A2，A3，D——与地层有关的模型参数。

在步骤103中，针对多口井地层压力曲线，建立地层压力框架模型。其中利用三角剖分法，结合实际地层层位，对每一个地层进行压力曲面插值。所谓三角剖分法就是首先根据数据点坐标范围建立包含所有数据点的轮廓三角形，然后采用Bowyer-Watson算法(空洞法)将数据点逐个加入到三角网中，最后将所有与轮廓三角形顶点相连的三角形删除，得到数据点的二维Delaunay三角剖分结果，使这些压力点形成连续的但不重叠的不规则三角面片网，流程进入到步骤104。

在步骤104中，压力曲面插值的过程中，会有上下地层层面相交叉的情况，这就需要进行层面相交处理来消除。本次采用包围盒判断法求交，算法效率高而且求交准确，易于控制。对曲面上的每一个Delaunay剖分三角形，存在一个长方体，使得三角形位于长方体内部，这样的长方体称为三角形的包围盒(如图2)。包围盒判断法是指设△P1P2P3坐标为：P1(x11，y11，z11)，P2(x12，y12，z12)，P3(x13，y13，z13)，△P1P2P3的包围盒A1B1C1D1-A2B2C2D2的构造方法为：分别遍历x，y，z三个坐标轴方向上的坐标值，找出该坐标轴方向上的最大值和最小值，按照如下方式赋值：

A1(xmin，ymin，zmin)，B1(xmax，ymin，zmin)，

C1(xmax，ymax，zmin)，D1(xmin，ymax，zmin)，

A2(xmin，ymin，zmax)，B2(xmax，ymin，zmax)，

C2(xmax，ymax，zmax)，D2(xmin，ymax，zmax)，

其中xmin，xmax，ymin，ymax，zmin，zmax，分别为x，y，z三个坐标轴方向上的坐标最小值和最大值。设需要进行测试的三角形为：△1和△2，且△1的三个顶点x，y，z方向上的坐标最小值和最大值分别为x1min，x1max，y1min，y1max，z1min，z1max，△2的三个顶点x，y，z方向上的坐标最小值和最大值分别为x2min，x2max，y2min，y2max，z2min，z2max，包围盒判定方法为：

如果下述情形有一种发生，表明两个包围盒不可能相交，则不需进行相交测试：

(1)x1min>x2max(2)x2min>x1max(3)y1min>y2max

(4)y2min>y1max(5)y1min>y2max(6)y2min>y1max

否则，进行相交测试。

当上下两个层面上的点分布不均匀时，由于不同层面的轮廓形状存在较大差别，很难得到平滑的重构网格，就要对求交的边界精细均匀化处理，就能得到如图3所示的合理平滑的地层曲面求交结果，依次做好所有压力曲面的相交均匀化处理后，最终建立正确的地层压力框架模型，流程进入到步骤105。

在步骤105中，通过插值得到的地层曲面模型，没有从视觉上展示出地层、断层的三维效果，更谈不上区分地层与描述压力变化特征，因此就要进行三维地质体追踪。三维地质块体是由层面、断层面和外边界面三角网片构成的封闭块体，块体内部介质具有相同或近似的地质属性。三维地质块体追踪是逐三角形进行，

各曲面之间的断层块、地层块按照空间三角网中各三角形的边棱关系以及一定的追块方向追踪出来，以某一三角形开始不断搜寻邻接的块体三角形直至构成一个完整的封闭块体，最终都会生成如图4所示单独的正确的封闭块体对象，无镂空曲面或者错误块体存在。流程进入到步骤106。

在步骤106中，要进行空间三维地质建模，必须对内部的任意位置地层压力特征进行赋值，而这些数据的可靠性是否符合我们建模的需要，是否可以准确显示地下地层压力特征，这就必须用到准确的空间插值。本专利利用克里金插值法将封闭块体对象插值，将空间分布的散乱的压力数据点加密，形成三维地层压力场。克里金插值法，又称空间局部估计或者空间局部插值法，是在空间相关范围分析的基础上，用相关范围内的采样点来估计待插值点属性值。该算法考虑了地层内部压力参数平面及垂向上的各向异性，在三维网格化过程中，依据地层压力特征，在各方向上采用不同的变程做为约束条件，即插值搜索范围为一个三种轴向半径不同的椭球体，其长轴方向代表地层压力参数增强的优势方向，因此，算法上更加科学。如图4所示利用上述方法建立的空间三维压力场模型能够清晰准确的表征研究区不同层系、不同深度、纵横向地层压力特征和规律。

流程结束。

本实施例中的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，一方面克服了二维测井地层压力表征方法的局限性，实现了更全面更系统的空间压力系统表征，另一方面可以综合考虑多种优势算法的优点，更清晰准确地建立三维地层压力场，从不同层系、不同深度、不同角度刻画地下地层压力，在提高精度的同时队无井探区的地层压力也能有效预测，解决具体实际问题。

以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (13)

1.基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于，该建模方法包括如下步骤：

步骤1：根据测井所得测井数据建立单井二维地层压力系数曲线；

步骤2：根据各单井二维地层压力系数曲线建立地层压力曲面；

步骤3：对各地层压力曲面利用三角剖分法进行地层压力曲面插值；

步骤4：利用包围盒判断法正确进行地层曲面求交，从而构建合理地层压力框架模型；

步骤5：利用拓扑一致性曲面模型追块的方法将各曲面之间的地层块、断层块追踪出来，并生成一个个单独的压力封闭块体对象；

步骤6：对识别的三维压力封闭块体,利用克里金插值法赋值并建立三维压力场模型；

步骤1数据包括测井的声波测井数据、密度测井数据、伽马测井数据、自然电位测井数据、孔隙度测井数据、井径数据；步骤1所述利用测井综合解释法预测单井二维地层压力的的方法是：首先对测井数据进行多元非线性回归，建立地层速度模型；然后，根据有效应力定理，计算单井二维地层压力并绘制单井二维地层压力系数曲线；

计算单井二维地层压力的具体方法为通过伽马测试，自然电位测试、孔隙度测井、声波时差测井、上覆岩层压力与静液或实测压力参数进行多元非线形回归，确定速度模型参数，即公式1中的V_sh，然后利用公式1计算出垂直有效应力Pe，之后根据有效应力定理，利用公式2得到地层孔隙压力Pp；

其中Vp——声速；φ——孔隙度；V_sh——泥质含量；Pe——静液压力；Pt——上覆压力；Pp——地层孔隙压力；A0，A1，A2，A3，D——与地层有关的模型参数；P_o是上覆岩层压力梯度；

步骤4中，利用步骤3获得的各地层压力曲面，建立地层压力框架模型；建立地层压力框架模型采用包围盒判断法，压力曲面插值的过程中，会有上下地层层面相交叉的情况，这就需要进行层面相交处理来消除，利用包围盒判断法求交，算法效率高而且求交准确，易于控制，最终建立正确的地层压力框架模型；当上下两个层面上的点分布不均匀时，由于不同层面的轮廓形状存在较大差别，很难得到平滑的重构网格，利用包围盒判断法求交并对求交的边界精细均匀化处理，就能得到合理平滑的地层曲面求交结果，依次做好所有压力曲面的相交均匀化处理后，最终建立正确的地层压力框架模型；所述边界精细均匀化是指由于不同层面的轮廓形状存在较大差别，很难得到平滑的重构网格,因此先计算待重构边界上的所有三角形各边长度的平均值并进行均匀化，最后得到平滑的地层曲面；

步骤6中，对识别的三维压力封闭块体进行压力特征赋值采用空间插值法，将散乱的压力点内插加密；空间插值法为克里金插值法，利用克里金插值法将封闭块体对象插值，将空间分布的散乱的压力数据点加密，形成三维地层压力场；所述克里金插值法的算法考虑了地层内部压力参数平面及垂向上的各向异性，在三维网格化过程中，依据地层压力特征，在各方向上采用不同的变程做为约束条件，即插值搜索范围为一个三种轴向半径不同的椭球体，其长轴方向代表地层压力参数增强的优势方向。

2.如权利要求1所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：步骤1中，建立单井二维地层压力曲线前，还包括综合单井测井数据、斜井轨迹数据、井分层数据建立单井测井综合解释环境的步骤。

3.如权利要求2所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：所述单井测井数据包括井声波曲线、密度曲线、伽马曲线、自然电位曲线、孔隙度曲线、井径测井曲线。

4.如权利要求3所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：通过对已钻井声波测井曲线、密度测井曲线、伽马测井曲线、自然电位测井曲线、井径测井曲线及井斜、井分层数据进行分析整理，对有泥浆浸泡、井壁垮塌的井声波、井径曲线，以及部分曲线的异常值进行环境校正，从而建立正确的单井测井综合解释环境。

5.如权利要求4所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：环境校正是指对测井数据中和地层的地质因素有关之外的周围环境因素的校正，这些周围环境因素包括温度、井径、泥浆电阻率、泥浆密度中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：在步骤2中，综合单井二维地层压力曲线及地层构造解释层位信息建立地层压力曲面。

7.如权利要求6所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：地层压力曲面插值时，利用三角剖分法，结合实际地层层位，对每一个地层进行压力曲面插值。

8.如权利要求7所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：所述三角剖分法是指：通过将众多已钻井散乱的压力数据点按照规则进行三角剖分，使这些压力点形成连续的但不重叠的不规则三角面片网。

9.如权利要求1所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：步骤5中，三维压力封闭块体识别时，利用拓扑一致性曲面模型追块的方法将各曲面之间的地层块、断层块追踪出来。

10.如权利要求9所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：三维压力封闭块体识别的具体方法是：将各曲面之间的断层块、地层块按照空间三角网中各三角形的边棱关系追踪出来，构成一个个完整的封闭块体，所述封闭块体即为三维压力封闭块体。

11.如权利要求10所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：追踪时，某一三角形开始不断搜寻邻接的块体三角形直至构成一个完整的封闭块体。

12.如权利要求10所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：追踪时，按照一定的追块方向进行追踪，所述一定的追块方向是指，当追块算法发现同一条棱对应三个三角形的时候要按照算法设置的逆时针追踪方法，向着旋转角小的三角形进行追踪，最终每个三角形都要遍历。

13.如权利要求10所述的基于地质块体追踪的三维压力场建模方法，其特征在于：所述封闭块体无镂空曲面。

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