CN109242952B - 一种基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模方法，包括以下步骤：步骤S1、利用两种不同的沙子分别模拟主物源以及次物源，进行水槽沉积实验，得到沉积模拟沙体；步骤S2、对所述沉积模拟沙体的解剖剖面进行拍照，得到剖面照片；步骤S3、对所述剖面照片进行坐标配准，得到配准照片，根据所述配准照片建立数字化剖面模型；步骤S4、根据所述数字化剖面模型建立沙体三维模型。本发明可以实现双物源水槽沉积实验，并根据实验结果实现双物源沙体的三维建模。
Description
技术领域
本发明涉及油藏描述技术领域，具体涉及一种基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模方法及系统。
背景技术
水槽沉积模拟实验是一种研究沉积过程、机理和构建储层原型模型的重要手段。早在上世纪末，笛康(Deacon，1894)就在一玻璃水槽中观察到沙动形成的波痕。吉尔伯特(Gilbert，1914)首次用各种粒径的砂和不同的水流强度进行水槽实验，较详细地观察和描述了一系列沉积现象。在四十和五十年代,从事水槽沉积模拟实验调查的人有约翰逊(Jhnson，1943)、布鲁克斯(Brooks，1953)、伯格诺尔多(Bagnold，1955)等等。这一时期的水槽实验内容比较简单，多以实验现象的观察和描述为主。六十年代西蒙斯和理查德森(Simons and Riehardson，1961)关于水槽实验的系统研究报告加深了人们对沉积作用的物理过程和沉积构造的水力学意义的认识和理解，大大推动了沉积学的发展。七十年代以后的水槽沉积模拟实验已不局限于单向流水动力条件的模拟和沉积构造的解释。实验的内容已十分广泛，如浊流模拟实验、风洞模拟实验、风暴模拟实验等等。随着石油工业的快速发展，水槽实验也越来越多的应用到沉积沙体的展布、演化规律及几何形态、规模等方面的研究。就目前已有的水槽沉积模拟实验来看，主要是针对单一物源进行模拟的，并且对模拟结果主要是在二维切片的基础上进行沙体分布规律的总结，无法从三维空间对其进行直观和定量的分析。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模方法及系统，解决现有技术中只能进行单一物源模拟实验，且模拟结果只能在二维切片基础上进行分析的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模方法，包括以下步骤：
步骤S1、利用两种不同的沙子分别模拟主物源以及次物源，进行水槽沉积实验，得到沉积模拟沙体；
步骤S2、对所述沉积模拟沙体的解剖剖面进行拍照，得到剖面照片；
步骤S3、对所述剖面照片进行坐标配准，得到配准照片，根据所述配准照片建立数字化剖面模型；
步骤S4、根据所述数字化剖面模型建立沙体三维模型。
本发明还提供一种基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模系统，包括水槽沉积实验装置、相机以及三维建模处理器；
所述水槽沉积实验装置用于利用两种不同的沙子分别模拟主物源以及次物源，进行水槽沉积实验，得到沉积模拟沙体；
所述相机用于对所述沉积模拟沙体的解剖剖面进行拍照，得到剖面照片；
所述三维建模处理器用于对所述剖面照片进行坐标配准，得到配准照片，根据所述配准照片建立数字化剖面模型；根据所述数字化剖面模型建立沙体三维模型。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过不同的沙子，对两个不同物源方向的沙体进行了模拟，模拟结果较好的刻画了地下储层两个物源方向沙体的空间分布规律。同时，为了达到在三维空间更清楚的分析两个物源方向沙体的分布特征和叠置关系的目的，对水槽沉积模拟结果进行了解剖，在剖面数字化的基础上，对模拟结果进行了三维重构，可以在三维空间直观的分析不同方向沙体的分布规律和叠置关系。
附图说明
图1是本发明提供的基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模方法的流程图；
图2是本发明提供的基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模系统的水槽沉积实验装置的结构示意图。
附图标记：
1、主物源固定河道，2、次物源固定河道，3、引导区，4、活动底板，5、沉积区。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1所示，本发明的实施例1提供了一种基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模方法，包括以下步骤：
步骤S1、利用两种不同的沙子分别模拟主物源以及次物源，进行水槽沉积实验，得到沉积模拟沙体；
步骤S2、对所述沉积模拟沙体的解剖剖面进行拍照，得到剖面照片；
步骤S3、对所述剖面照片进行坐标配准，得到配准照片，根据所述配准照片建立数字化剖面模型；
步骤S4、根据所述数字化剖面模型建立沙体三维模型。
本发明设置主物源与次物源两个物源供给，以满足双物源模拟实验的开展。根据沉积模拟沙体的展布设计解剖方案，保证后续用于三维建模的精度。根据解剖方案对沉积模拟沙体进行解剖，对剖面进行拍照，得到完整的沙体剖面的照片，在建模软件对剖面照片进行坐标配准，根据沉积模拟沙体剖面处的剖面坐标，对剖面照片进行坐标配准，这样照片的坐标就与实际剖面处的坐标一致。通过三维可视化工具，可以直观的观察不同方向物源沙体在空间的展布。最后在剖面坐标体系下对沉积模拟沙体剖面进行数字化，并在数字化剖面模型的基础上进行沙体三维建模。
本发明针对现有技术存在的缺陷，提供了一种针对存在两个物源情况下的水槽沉积实验及其三维重构的方法；该方法了实现了两个物源条件下的沉积模拟，并将沉积物理模拟实验的成果三维可视化，定量刻画沙体形态特征、再现三维空间中沙体分布。
优选的，所述两种不同的沙子具体为：颜色以及粒径均不同的两种沙子。
颜色以及粒径不同的沙子在实验过程中容易分辨，在照片中容易辨识，便于后续对于照片进行图像处理，进而有利于提供建模的精确度，降低建模难度。
优选的，所述步骤S2具体为：
步骤S21、对所述沉积模拟沙体进行横向解剖以及纵向解剖；
步骤S22、分别对所述横向剖面以及纵向剖面进行局部拍照，得到横向局部照片以及纵向局部照片；
步骤S23、对所述横向局部照片进行拼接得到完整的横向剖面照片，对所述纵向局部照片进行拼接得到完整的纵向剖面照片。
由于沙体解剖时无法同时保证完整的纵/横剖面，需要对拍摄的剖面局部照片进行拼接，采用现有图像处理方法进行拼接即可，拼接时要尽可能保证剖面的完整性。
优选的，所述步骤S3中根据所述配准照片建立数字化剖面模型具体为：
步骤S31、建立初始网格模型，根据所述初始网格模型建立初始相模型，并对所有网格赋初始值；
步骤S32、根据所述配准照片的坐标对所述初始相模型进行过滤，过滤出与剖面对应的网格部分，并赋第一标定值；
步骤S33、在所述初始相模型上描绘出所述次物源的边界，并对所述次物源的边界内的网格赋第二标定值，得到所述数字化剖面模型。
具体的，本实施例中首先构建一个初始的网格模型，该模型的大小与研究区大小一致。本次实验实施例中将平面网格数量设置为380×350，网格大小为50m；垂向网格个数为120个，网格大小为1m。根据网格模型建立初始的相模型，全部赋值为0，选择需要数字化的剖面照片，根据剖面坐标，通过网格过滤功能仅保留与剖面对应的网格部分，由于主物源沙体分布广，对选取的剖面赋第一标定值1。利用多边形绘制工具，在网格上绘制出次物源沙体的边界，然后利用相编辑工具，把次物源沙体边界内的网格赋值为第二标定值，即完成数字化过程得到数字化剖面模型。由于主物源相对次物源分布较广，因此先对剖面对应网格赋第一标定值，然后绘制次物源的沙体边界，对边界内的网格赋第二标定值，可以减少边界绘制时间，降低网格赋值数字化的难度。
优选的，所述步骤S4具体为：
利用克里金插值方法或随机模拟方法建立所述沙体三维模型。
将数字化剖面模型作为条件数据，采用克里金插值的方式或随机模拟方法，重构主、次物源沙体分布的三维模型。进一步的，利用三维可视化工具，可以在三维空间直观的分析沙体的空间展布特点和相互切割关系，也可以借助一些计算工具进行各种参数的计算，为地下储层建模提供参考。
实施例2：
如图2所示，本发明的实施例2提供了一种基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模系统，包括水槽沉积实验装置、相机以及三维建模处理器；
所述水槽沉积实验装置用于利用两种不同的沙子分别模拟主物源以及次物源，进行水槽沉积实验，得到沉积模拟沙体；
所述相机用于对所述沉积模拟沙体的解剖剖面进行拍照，得到剖面照片；
所述三维建模处理器用于对所述剖面照片进行坐标配准，得到配准照片，根据所述配准照片建立数字化剖面模型；根据所述数字化剖面模型建立沙体三维模型。
本发明提供的基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模系统，基于上述基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模方法，因此，上述基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模方法所具备的技术效果，基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模系统同样具备，在此不再赘述。
优选的，如图2所示，所述水槽沉积实验装置包括主物源固定河道1、次物源固定河道2、引导区3、活动底板4以及沉积区5；
所述主物源固定河道1以及次物源固定河道2分别与所述引导区3连通，所述引导区3与所述沉积区5连通，所述活动底板4可上下移动地设置于所述沉积区5的底部。
本发明对于水槽沉积实验装置的改造，主要是将物源固定河道设置为两个，以便对两个物源进行模拟。利用两种不同的沙子模拟主、次物源，分别控制主物源固定河道1以及次物源固定河道2的放水时间和水量大小，并通过升降活动底板等方法进行具体的实验过程即可，可以在实验过程中比较直观的观察两个物源沉积体的平面分布情况。
优选的，所述三维建模处理器还用于：对所述沉积模拟沙体进行横向解剖以及纵向解剖；分别对所述横向剖面以及纵向剖面进行局部拍照，得到横向局部照片以及纵向局部照片；对所述横向局部照片进行拼接得到完整的横向剖面照片，对所述纵向局部照片进行拼接得到完整的纵向剖面照片。
优选的，所述三维建模处理器还用于：建立初始网格模型，根据所述初始网格模型建立初始相模型，并对所有网格赋初始值；根据所述配准照片的坐标对所述初始相模型进行过滤，过滤出与剖面对应的网格部分，并赋第一标定值；在所述初始相模型上描绘出所述次物源的边界，并对所述次物源的边界内的网格赋第二标定值，得到所述数字化剖面模型。
优选的，所述三维建模处理器利用克里金插值方法或随机模拟方法建立所述沙体三维模型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、利用两种不同的沙子分别模拟主物源以及次物源，进行水槽沉积实验，得到沉积模拟沙体；
步骤S2、对所述沉积模拟沙体的解剖剖面进行拍照，得到剖面照片；
步骤S3、对所述剖面照片进行坐标配准，得到配准照片，根据所述配准照片建立数字化剖面模型；其中，在建模软件对剖面照片进行坐标配准，根据沉积模拟沙体剖面处的剖面坐标，对剖面照片进行坐标配准；
步骤S4、根据所述数字化剖面模型建立沙体三维模型;
所述两种不同的沙子具体为：颜色以及粒径均不同的两种沙子；
所述步骤S2具体为：
步骤S21、对所述沉积模拟沙体进行横向解剖以及纵向解剖；
步骤S22、分别对横向剖面以及纵向剖面进行局部拍照，得到横向局部照片以及纵向局部照片；
步骤S23、对所述横向局部照片进行拼接得到完整的横向剖面照片，对所述纵向局部照片进行拼接得到完整的纵向剖面照片；
所述步骤S3中根据所述配准照片建立数字化剖面模型具体为：
步骤S31、建立初始网格模型，根据所述初始网格模型建立初始相模型，并对所有网格赋初始值；
步骤S32、根据所述配准照片的坐标对所述初始相模型进行过滤，过滤出与剖面对应的网格部分，并对主物源的边界内的网格赋第一标定值；
步骤S33、在所述初始相模型上描绘出所述次物源的边界，并对所述次物源的边界内的网格赋第二标定值，得到所述数字化剖面模型。
2.根据权利要求1所述的基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：
利用克里金插值方法或随机模拟方法建立所述沙体三维模型。
3.一种基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模系统，其特征在于，包括水槽沉积实验装置、相机以及三维建模处理器；
所述水槽沉积实验装置用于利用两种不同的沙子分别模拟主物源以及次物源，进行水槽沉积实验，得到沉积模拟沙体；
所述相机用于对所述沉积模拟沙体的解剖剖面进行拍照，得到剖面照片；
所述三维建模处理器用于对所述剖面照片进行坐标配准，得到配准照片，根据所述配准照片建立数字化剖面模型；根据所述数字化剖面模型建立沙体三维模型; 其中，在建模软件对剖面照片进行坐标配准，根据沉积模拟沙体剖面处的剖面坐标，对剖面照片进行坐标配准；
所述两种不同的沙子具体为：颜色以及粒径均不同的两种沙子；
所述三维建模处理器还用于：对所述沉积模拟沙体进行横向解剖以及纵向解剖；分别对横向剖面以及纵向剖面进行局部拍照，得到横向局部照片以及纵向局部照片；对所述横向局部照片进行拼接得到完整的横向剖面照片，对所述纵向局部照片进行拼接得到完整的纵向剖面照片；
所述三维建模处理器还用于：建立初始网格模型，根据所述初始网格模型建立初始相模型，并对所有网格赋初始值；根据所述配准照片的坐标对所述初始相模型进行过滤，过滤出与剖面对应的网格部分，并对主物源的边界内的网格赋第一标定值；在所述初始相模型上描绘出所述次物源的边界，并对所述次物源的边界内的网格赋第二标定值，得到所述数字化剖面模型。
4.根据权利要求3所述的基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模系统，其特征在于，所述水槽沉积实验装置包括主物源固定河道、次物源固定河道、引导区、活动底板以及沉积区；
所述主物源固定河道以及次物源固定河道分别与所述引导区连通，所述引导区与所述沉积区连通，所述活动底板可上下移动地设置于所述沉积区的底部。
5.根据权利要求3所述的基于双物源水槽沉积实验的沙体三维建模系统，其特征在于，所述三维建模处理器利用克里金插值方法或随机模拟方法建立所述沙体三维模型。
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109242952A (zh) | 2019-01-18 |
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