CN109215464B - 圈闭和油藏三维概念模型构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种圈闭和油藏三维概念模型构建方法，构建断层线，赋予断层线高程值，并利用断层线创建断层面，将断层面转化为相应模型中的断层；创建不含断层的构造面，并依据不同断层的断层断距构建相应构造面，根据断层将构造面分为各断块的构造面，将不同断块的砂岩顶面组合为一个构造面，利用盖层厚度构建盖层顶面构造图；设置砂岩尖灭区，构建砂岩等厚图，利用砂岩顶面和砂岩等厚图构建砂岩底面构造面；利用盖层顶面、砂岩顶面和砂岩底面构建三维圈闭构造模型构建三维岩性属性；在三维圈闭构造模型基础上，设置油水界面，创建相应岩性属性和流体属性。上述方法可以快速准确的建立三维圈闭和油藏模型。

Description

圈闭和油藏三维概念模型构建方法

技术领域

本发明涉及地质技术领域，尤其涉及一种圈闭和油藏三维概念模型构建方法。

背景技术

传统的油气地质教学中，圈闭和油藏是最重要的教学内容，但圈闭和油藏的类型和结构特征是靠平面图和剖面图来展示的。在缺乏圈闭和油藏三维概念模型的情况下，学生对于圈闭和油藏的三维空间结构只能靠三维空间想象力，学习难度大，而且教师跟学生的交流存在很大的难题，尤其是针对断块型、岩性尖灭型和不整合型圈闭和油藏。传统的圈闭和油藏三维概念模型建立过程中，存在三个难点，一是难以根据设计者的想象和设计快速的创建出一定倾角的断层面、不同断块的砂岩储集层顶界面和不同形态的储集层底界面，二是难以处理断层相互之间的切割关系和地层之间的接触关系，包括尖灭区的设置、剥蚀不整合的处理，三是在圈闭和油藏构造模型基础上，难以简单快速的构建圈闭和油藏三维概念模型的岩性和流体属性模型。

因此，一种速度快、工作量小且准确性高的圈闭和油藏三维概念模型构建方法是本领域技术人员和教学人员迫切需要的。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出一种工作量小并且准确性高的圈闭和油藏三维概念模型构建方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种圈闭和油藏三维概念模型构建方法，包括以下步骤：

S1、构建断层线，赋予断层线高程值，并利用断层线创建断层面，并将断层面转化为相应模型中的断层；

S2、创建不含断层的构造面，并依据不同断层的断层断距构建相应的构造面，根据断层面将不同的构造面切割为不同断块的构造面，并根据断层的断距将不同断块的构造面重新组合为砂岩顶面，依据盖层厚度和砂岩顶面构建盖层顶面构造面；

S3、设置砂岩尖灭区，构建砂岩等厚图，然后根据砂岩顶面构造面和砂岩等厚图构建砂岩底面构造面；

S4、根据各模型中的断层、盖层顶面构造面、砂岩顶面构造面和砂岩底面构造面，构建三维圈闭构造模型，创建岩性属性模型；

S5、设置不同油藏的油水界面，并根据三维圈闭构造模型创建油藏三维属性模型。

作为优选，所述步骤S1进一步包括：

S11、绘制一条断层的最上部断层线Line 1，平面位置位于断层与砂岩储集层构造面的断层位置，设置最上部断层线Line 1的构造高程V1并使其大于预设的盖层顶面构造面的最大值，根据最上部断层线Line 1创建出最下部断层线Line 2，设置最下部断层线Line2的构造高程V2以使最下部断层线Line 2的构造高程V2小于预设的砂岩储集层底面的最小值，依据预设的断层面倾角α，计算出最上部断层线Line 1和最下部断层线Line 2的水平距离；

S12、根据最上部断层线Line 1和最下部断层线Line 2创建断层面，并把该断层面依次转为地质模型中的断层，以及圈闭和油藏三维概念模型中的断层；

S13、设置各模型中断层的切割和相交关系，从而形成圈闭和油藏三维概念模型中的断层。

作为优选，所述步骤S2进一步包括：

S21、创建最高断块为基准的砂岩储集层顶界面等值线，并依据预设的砂岩顶面形态设置等值线的构造高程，并根据等值线生成构造面A1；

S22、依据断层切割的断块的数量和各断层至砂岩储集层构造面的垂向断距，以A1构造面为基础生成构造面A2、A3、...、An；

S23、根据断层面将相应的构造面A2、A3、...、An分割为不同断块的构造面，依据不同断层的断距选择不同断块的构造面并组合为一个具有断层断距的构造面，将此构造面作为砂岩储集层顶面；

S24、依据预设的盖层厚度和砂岩储集层顶面构建盖层顶面构造面。

作为优选，所述步骤S3进一步包括：

S31、在平面上设置砂岩储集层的尖灭区，绘制尖灭区边界等值线，设置砂岩储集层厚度值，创建尖灭区外的砂岩厚度等值线，并赋砂岩厚度值，根据砂岩储集层厚度等值线成图构建砂岩储集层等厚图；

S32、利用砂岩储集层等厚图和砂岩储集层顶面构造图计算生成砂岩底面构造图；

S33、删除砂岩底面构造图中的尖灭区。

作为优选，所述步骤S4进一步包括：

S41、设置盖层顶面构造面为整合面，设置砂岩顶面构造面为剥蚀面，设置砂岩底面的构造面为整合面；

S42、根据各模型中的断层，以及盖层顶面构造面、砂岩顶面构造面砂岩底面构造面，构建三维圈闭构造模型；

S43、将构建的三维圈闭构造模型分别设置盖层和岩性，从而创建岩性属性模型。

作为优选，所述步骤S5进一步包括：

S51、依据预设的圈闭和油藏的数目，创建不同圈闭的油水界面，对不同圈闭的油水界面的高程进行设置；

S52、依据步骤S42中的三维圈闭构造模型、步骤S43中的岩性属性模型以及预设的圈闭数量，创建出圈闭分区属性，并将圈闭分区属性依据圈闭的数量分别赋值1,2……m，创建每个圈闭的油水界面，并储存每个圈闭的油水界面至网格的高程值；

S53、根据圈闭分区属性和每个圈闭的油水界面至网格的高程值计算并创建油藏流体属性模型。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明所述的圈闭和油藏三维概念模型构建方法，通过绘制断层线，设置断层线的构造高程，能够快速创建指定断面倾角的断层面，因而能够快速建立圈闭和油藏三维概念模型中的断层；通过绘制忽略断层的砂岩储集层构造面等值线，生成不带断层的砂岩储集层顶面构造面，并依据不同断层面的垂向断距，生成与断层面垂向断距匹配的不同高程的构造面，然后利用断层面将不同高程的构造面进行劈分，并将不同断块的与断层断距适配的砂岩储集层顶界面重新组合，快速构建带断层的砂岩储集层顶面构造面，并以此为基础生成盖层顶界面；通过设置岩性尖灭区和绘制砂岩储集层等厚图，生成砂岩储集层底面。通过设置圈闭和油藏三维概念模型中不同圈闭的代码和创建每个圈闭中三维网格距离油水界面的高度属性，利用属性计算器计算出了流体模型。

附图说明

图1为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法的流程图；

图2为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中不同高程构造面计算原理图；

图3为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中砂岩储集层顶面设计构造图；

图4为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中圈闭和油藏三维概念模型中用于创建断层面的断层线示意图；

图5为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中圈闭和油藏三维概念模型中的断层；

图6为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中不含断层的砂岩储集层顶面的构造图；

图7为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中不同高程的构造面示意图；

图8为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中圈闭和油藏三维概念模型中砂岩储集层等厚图及尖灭区展示图；

图9为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中圈闭和油藏三维概念模型中砂岩储集层底面构造图；

图10为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中圈闭和油藏三维概念模型中砂岩储集层底面三维显示图；

图11为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中圈闭和油藏三维概念模型构造模型图；

图12为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中岩性属性模型图；

图13为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中圈闭分布图；

图14为本发明圈闭和油藏三维概念模型构建方法中流体模型示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步说明。

参考图1至图3，以创建断鼻型、背斜-岩性尖灭型、断层型-岩性尖灭复杂圈闭和油藏三维概念模型为例，设置圈闭和油藏三维概念模型的平面范围为长2000m，宽1000m的矩形，矩形左下角的坐标是(0,0)，右上角的坐标为(2000,1000)，圈闭和油藏三维概念模型中包括3条断层从左到右分别命名为F1、F2和F3，F1和F3垂向断距40m，F2垂向断距20m，F1与F2断层相交，砂岩储集层的厚度25m，在右侧背斜高部位区域出现尖灭区，砂岩储集层顶界面的基本形态为2个连续的背斜，储集层顶面构造图如图3所示。图1为本发明一种圈闭和油藏三维概念模型构建方法的流程图，断鼻型、背斜-岩性尖灭型、断层型-岩性尖灭复杂圈闭和油藏三维概念模型构建方法包括以下步骤：

S1、构建断层线，赋予断层线高程值，并利用断层线创建断层面，然后将断层面转化为三维圈闭概念模型中断层，具体步骤如下：

S11、首先绘制F1断层的最上部和最下部断层线，绘制F1断层最上部断层线(Line1)，平面位置与砂岩储集层顶面的断层位置一致，长度大于设置的矩形模型范围，设置其高程为-1990(V1)，然后复制粘贴Line 1，创建出Line 2，设置Line 2的构造高程为-2150(V2)，设置断层F1断面倾角为75°，计算出断层F1的Line 1和Line 2水平距离H，H＝(V1-V2)/tanα＝(-1990-(-2150))/tg(75°)＝42.9(m)，向右移动Line 2，使得Line 1和Line 2两条线的水平距离为42.9m，如图4所示。

利用同样的方法创建断层F2的Line 1(-1990)、Line 2(-2150)、断层倾角75°，计算和设置Line 1和Line 2水平距离42.9m；创建断层F3的Line 1(-2010)、Line 2(-2140)、断层倾角73°，计算和设置Line 1和Line 2水平距离48.9m，如图4所示；

S12、利用S11步骤中创建的断层F1的两条断层线Line 1和Line 2，在petrel地质建模软件中创建断层面F1，并转换为圈闭和油藏三维概念模型中的断层Model_F1；利用同样的方法，分别创建断层面F2和断层面F3，并转换为圈闭和油藏三维概念模型中的断层Model_F2和Model_F3，如图5所示；

S13、设置S12步骤中创建的各模型中断层的切割和相交关系，定义断层Model_F1将Model_F2断层为切割关系，用Model_F1将Model_F2断层在Model_F1左侧部分切割掉；在petrel地质建模软件中构建圈闭和油藏三维概念模型中的断层。

S2、创建不含断层的构造面，并依据不同断层的断层断距构建相应构造面，然后利用各模型中断层将不同构造层面切割为不同断块的构造面，并依据断层断距将不同断块的构造面重新组合为砂岩顶面。依据盖层厚度和砂岩顶面构建盖层顶面构造面。具体步骤如下：

S21、依照设计的圈闭和油藏三维概念模型形态，忽略所有断层，创建最高断块为基准的砂岩储集层顶界面等值线，并依据设计的砂岩顶面形态设置等值线的构造高程，将这些等值线作为输入值，生成构造面A1；

S22、设计断层数量为3，设计F1断层和F3断层均为距离砂岩不带断层的砂岩储集层顶界面为40m，设计的F2断层距离不带断层的砂岩储集层顶界面为60m，以S21步骤中创建的不带断层的砂岩储集层顶界面构造面，创建A2和A3，创建方法为A2＝A1-40，A3＝A1-60；

S23、利用断层面F1、断层面F2和断层面F3将相应的构造层面(A1、A2和A3)分割为不同断块的构造面，根据设计的断层断距和带断层的砂岩储集层顶面的需求，分别截取A1构造面的Part 1和Part 2部分，A2构造面的Part 3部分，A3构造面的Part 4部分，重新组合，形成圈闭和油藏三维概念模型构建中需要的砂岩储集层顶界面(Sandtop_map)；

S24、设计圈闭和油藏三维概念模型中盖层的厚度Caprock_thickness为10m，依据S23步骤中创建的Sandtop_map创建盖层顶面构造面(Caprock_top_map),其方法是：

Caprock_top_map＝Sandrock_top_map+10；

S3、设置砂岩尖灭区，构建砂岩等厚图，然后利用砂岩顶面构造面和砂岩等厚图构建砂岩底面构造面。具体步骤如下：

S31、在右侧背斜区域设置砂岩储集层的尖灭区，绘制尖灭区边界等值线，设置砂岩储集层厚度值为0，创建尖灭区外的砂岩厚度等值线，并赋砂岩厚度值；将砂岩储集层厚度等值线成图，作为砂岩储集层等厚图(Sandrock_thickness)，如图8所示；

S32、利用砂岩储集层等厚图(Sandrock_thickness)和砂岩储集层顶面构造图(Sandrock_top_map)，计算生成砂岩底面构造图(Sandrock_bot_map)，计算方法如下：

Sandrock_bot_map＝Sandrock_top_map-Sandrock_thickness

S33、利用S31步骤中尖灭区的边界，将砂岩储集层底面构造图中尖灭区删除，形成用于创建圈闭和油藏三维概念模型的砂岩储集层底面(Sandrock_bot_map)，如图9和图10所示。

S4、在断层模型基础上，利用盖层顶面、砂岩顶面和砂岩底面，构建三维圈闭构造模型，创建岩性属性模型。具体步骤如下：

S41、为满足建立构造模型的需要，设置盖层顶面构造面为整合面，设置砂岩顶面构造面为剥蚀面，设置砂岩底面的构造面为整合面；

S42、在断层模型基础上，利用盖层顶面、砂岩顶面和砂岩底面，构建三维圈闭构造模型,如图11所示；

S43、在S42步骤构造模型基础上，创建岩性属性模型，设置盖层代码为0，颜色为深灰色，设置砂岩代码为1，颜色为浅灰色，如图12所示。

S5、设置不同油藏的油水界面，并在三维圈闭构造模型基础上，创建油藏三维属性模型。具体步骤如下：

S51、依据设计，模型中存在5个圈闭，从左到右编号为圈闭1、圈闭2……圈闭5，如图13所示；创建不同圈闭的油水界面，将不同圈闭油水界面的高程进行设置，圈闭1油水界面高程设置为-2010m(Oilwater_contact 1)，圈闭2油水界面高程设置为-2090m(Oilwater_contact 2)，圈闭3油水界面高程设置为-2090m(Oilwater_contact 3)，圈闭4油水界面高程设置为-2090m(Oilwater_contact 4)，圈闭5油水界面高程设置为-2045m(Oilwater_contact 5)；

S52、在圈闭和油藏三维概念模型基础上，创建出圈闭分区属性TrapRegion，并依据每个圈闭的范围将TrapRegion分别设置为1、2、……5；依据5个圈闭的油水界面，创建这5个圈闭的Abovecontact属性(圈闭和油藏中网格距离油水界面的高度，油水界面以上的值为正，油水界面以下值为负值)，分别命名为Abovecontact 1、Abovecontact2、……Abovecontact 5；

S53、在S52步骤中圈闭分区属性TrapRegion和每个圈闭的Abovecontact属性基础上，利用属性计算方法创建油藏流体属性模型Oilproperty，其计算公式为：

Oilproperty＝0

Oilproperty＝IF(TrapRegion＝1 and Abovecontact 1>0,1,Oilproperty)

Oilproperty＝IF(TrapRegion＝2 and Abovecontact 2>0,1,Oilproperty)

Oilproperty＝IF(TrapRegion＝3 and Abovecontact 3>0,1,Oilproperty)

Oilproperty＝IF(TrapRegion＝4 and Abovecontact 4>0,1,Oilproperty)

Oilproperty＝IF(TrapRegion＝5 and Abovecontact 5>0,1,Oilproperty)

至此，已经创建出了圈闭和油藏三维概念模型的流体属性模型，油层代码为1，设置颜色为深灰色，水层代码为0，设置颜色为浅色。完成了圈闭和油藏三维概念模型，如图14所示。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种圈闭和油藏三维概念模型构建方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、构建断层线，赋予断层线高程值，并利用断层线创建断层面，并将断层面转化为相应模型中的断层；

S11、绘制一条断层的最上部断层线Line 1，平面位置位于断层与砂岩储集层构造面的断层位置，设置最上部断层线Line 1的构造高程V1并使其大于预设的盖层顶面构造面的最大值，根据最上部断层线Line 1创建出最下部断层线Line 2，设置最下部断层线Line 2的构造高程V2以使最下部断层线Line 2的构造高程V2小于预设的砂岩储集层底面的最小值，依据预设的断层面倾角α，计算出最上部断层线Line 1和最下部断层线Line 2的水平距离；

S12、根据最上部断层线Line 1和最下部断层线Line 2创建断层面，并把该断层面依次转为地质模型中的断层，以及圈闭和油藏三维概念模型中的断层；

S13、设置各模型中断层的切割和相交关系，从而形成圈闭和油藏三维概念模型中的断层；

S2、创建不含断层的构造面，并依据不同断层的断层断距构建相应的构造面，根据断层面将不同的构造面切割为不同断块的构造面，并根据断层的断距将不同断块的构造面重新组合为砂岩顶面，依据盖层厚度和砂岩顶面构建盖层顶面构造面；

S3、设置砂岩尖灭区，构建砂岩等厚图，然后根据砂岩顶面构造面和砂岩等厚图构建砂岩底面构造面；

S4、根据各模型中的断层、盖层顶面构造面、砂岩顶面构造面和砂岩底面构造面，构建三维圈闭构造模型，创建岩性属性模型；

S5、设置不同油藏的油水界面，并根据三维圈闭构造模型创建油藏三维属性模型。

2.根据权利要求1所述的圈闭和油藏三维概念模型构建方法，其特征在于：所述步骤S2进一步包括：

S21、创建最高断块为基准的砂岩储集层顶界面等值线，并依据预设的砂岩顶面形态设置等值线的构造高程，并根据等值线生成构造面A1；

S22、依据断层切割的断块的数量和各断层至砂岩储集层构造面的垂向断距，以A1构造面为基础生成构造面A2、A3、...、An；

S23、根据断层面将相应的构造面A2、A3、...、An分割为不同断块的构造面，依据不同断层的断距选择不同断块的构造面并组合为一个具有断层断距的构造面，将此构造面作为砂岩储集层顶面；

S24、依据预设的盖层厚度和砂岩储集层顶面构建盖层顶面构造面。

3.根据权利要求1所述的圈闭和油藏三维概念模型构建方法，其特征在于：所述步骤S3进一步包括：

S31、在平面上设置砂岩储集层的尖灭区，绘制尖灭区边界等值线，设置砂岩储集层厚度值，创建尖灭区外的砂岩厚度等值线，并赋砂岩厚度值，根据砂岩储集层厚度等值线成图构建砂岩储集层等厚图；

S32、利用砂岩储集层等厚图和砂岩储集层顶面构造图计算生成砂岩底面构造图；

S33、删除砂岩底面构造图中的尖灭区。

4.根据权利要求1所述的圈闭和油藏三维概念模型构建方法，其特征在于：所述步骤S4进一步包括：

S41、设置盖层顶面构造面为整合面，设置砂岩顶面构造面为剥蚀面，设置砂岩底面的构造面为整合面；

S42、根据各模型中的断层，以及盖层顶面构造面、砂岩顶面构造面砂岩底面构造面，构建三维圈闭构造模型；

S43、将构建的三维圈闭构造模型分别设置盖层和岩性，从而创建岩性属性模型。

5.根据权利要求4所述的圈闭和油藏三维概念模型构建方法，其特征在于：所述步骤S5进一步包括：

S51、依据预设的圈闭和油藏的数目，创建不同圈闭的油水界面，对不同圈闭的油水界面的高程进行设置；

S52、依据步骤S42中的三维圈闭构造模型、步骤S43中的岩性属性模型以及预设的圈闭数量，创建出圈闭分区属性，并将圈闭分区属性依据圈闭的数量分别赋值1,2……m，创建每个圈闭的油水界面，并储存每个圈闭的油水界面至网格的高程值；

S53、根据圈闭分区属性和每个圈闭的油水界面至网格的高程值计算并创建油藏流体属性模型。

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