CN110874505A - 一种辫状河储层建模的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种辫状河储层建模的方法及装置，本发明的方法针对辫状河储层河道分汊改道频繁的特点，对河道中线的产生进行了重新设计，通过曲率做为权重让河道产生改道，然后通过不同河道的距离与方位角的双重约束，让河道合并，重新产生新河道，并在新河道的基础上重新进行改道，直到河道比例达到给定阈值，得到辫状河多河道的模拟结果。本发明提供的辫状河储层建模装置，通过参数存储模块、初始化模块、分汊改道模块、交叉合并模块和建模模块，实现对辫状河储层的建模。

Description

一种辫状河储层建模的方法及装置

技术领域

本发明涉及石油勘探开发技术领域，尤其涉及一种辫状河储层建模的方法及装置。

背景技术

辫状河储层是非常重要的一类油气储集层，对其形态的精细描述有利于刻画辫状河河道与心滩的侧向拼接与叠置造成的砂体内部非均质性，从而更加有效的描述砂体内部的物性变化规律以指导剩余油的预测与挖潜。

辫状河储层河道分汊改道频繁，对于辫状河储层建模大都是利用Fluvsim算法进行河道模拟。

然而，Fluvism算法只能描述单一河道，不能够刻画出辫状河储层多河道频繁分汊、合并的特点。

发明内容

本发明提供一种辫状河储层建模的方法及装置，解决了现有辫状河储层建模不能够刻画出辫状河储层多河道频繁分汊、合并的问题。

本发明提供了一种辫状河储层建模的方法，包括：建立河道储层的参数；

根据所述参数建立一组备选河道中线，并对所有所述备选河道中线进行初始化，以得到所有所述备选河道中线的节点，其中，所有所述备选河道中线的节点包括所述节点的坐标、所述备选河道中线所对应河道的河道半宽度、所述备选河道中线所对应河道的河道厚度、所述备选河道中线所对应河道的宽厚比和所述备选河道中线所对应河道的曲率；

在所有所述备选河道中线中随机选择一条作为主河道中线，其中，所述主河道中线在节点处的河道剖面形态参数是通过三次样条函数对所述主河道中线节点进行插值处理而得到的；

在所述主河道中线上进行分汊改道，形成新河道中线；

根据所述新河道中线与所述主河道中线的交叉情况进行交叉合并处理，以得到新河道中线；

根据所述参数中分支河道条数、主河道条数和储层控制模式，对所述河道中线进行河道建模，得到河道建模结果。

进一步的，本发明提供的辫状河储层建模的方法，

所述在所述主河道中线上进行分汊改道，形成新河道中线，具体包括：

通过曲率加权的一维高斯分布随机产生所述主河道中线的分汊点，以形成所述新河道中线。

进一步的，本发明提供的辫状河储层建模的方法，

所述根据所述新河道中线与所述主河道中线的交叉情况进行交叉合并处理，以得到新河道中线，具体包括：

若所述新河道中线与所述主河道中线不交叉，则所述主河道中线不变；

若所述新河道中线与所述主河道中线存在交叉，则合并存在交叉的河道中线，并将合并得到的河道中线作为所述新河道中线，并重新判断所述新河道中线与其它河道中线的交叉情况。

进一步的，本发明提供的辫状河储层建模的方法，

所述合并存在交叉的河道中线，具体包括：

合并所述新河道中线和所述主河道中线，并将合并得到的河道中线作为所述新河道中线。

进一步的，本发明提供的辫状河储层建模的方法，

所述根据所述参数中分支河道条数、主河道条数和储层控制模式，对最终的新河道中线和所述备选河道中线进行河道建模，具体包括：

若所述参数中分支河道条数达到给定值，对所述河道中线进行河道建模，以完成初次河道中线建模；

若所述参数中分支河道中线条数未达到给定值，则重新在所述主河道中线上进行分汊改道，以形成另一个所述新河道中线，以重新进行所述分汊改道处理；

若所述参数中主河道条数未达到给定值，通过各所述备选河道的权重选择另一条所述备选河道的河道中线作为所述新河道中线，以重新进行所述交叉合并处理；

若所述参数中主河道条数及分支河道条数均达到给定值，则通过储层模拟控制模式来控制后续操作。

进一步的，本发明提供的辫状河储层建模的方法，

所述储层模拟控制模式包含河道条数控制模式和NTG控制模式。

进一步的，本发明提供的辫状河储层建模的方法，所述则通过储层模拟控制模式来控制后续操作，具体包括：

若储层模拟控制模式为河道条数控制，对所有所述河道中线进行建模，得到河道建模结果；

若储层模拟控制模式为NTG，则通过NTG值确定是否需要重新产生新的河道中线。

进一步的，本发明提供的辫状河储层建模的方法，若储层模拟控制模式为NTG，则通过NTG值确定是否需要重新产生新的河道中线，具体包括：

若所述NTG值大于预设值，则完成所述所有河道中线建模，得到河道建模结果；

若所述NTG值小于预设值，则产生另一条主河道中线以重新进行所述分汊改道，其中，所述NTG值用于表示所述河道中线的砂体占整个研究区的百分比。

进一步的，本发明提供的辫状河储层建模的方法，

所述通过各所述备选河道的权重选择另一条所述备选河道的河道中线作为所述新河道中线，以重新进行所述交叉合并处理，具体包括：

若所述NTG值未达到所述参数给定预设值，则以所有主河道长度为权重，在所有主河道中随机抽取一条河道，并根据随机产生的常数P来判断下一条河道的类型(主河道或是分汊河道)；

在参数文件中用户能定义两个控制河道演化过程的概率值PAO(产生1条新河道的概率)和PAI(河道发生分汊的概率)；

若P＜PAO，产生1条新河道；

若P＜PAO+PAI，在所述抽取的河道中发生分汊；

其中，所述常数P介于0到1之间。

本发明还提供了一种辫状河储层建模装置，包括参数存储模块、初始化模块、分汊改道模块、交叉合并模块和建模模块，

所述参数存储模块用于存储河道储层的参数，

所述初始化模块用于对所有所述备选河道中线进行初始化，获得所有所述备选河道中线的节点，

所述分汊改道模块用于形成新河道中线，

所述交叉合并模块用于得到新河道中线，

所述建模模块用于根据所述参数中分支河道条数、主河道条数和储层控制模式，对所述河道中线进行河道建模。

本发明提供的辫状河储层建模的方法及装置，针对辫状河储层河道分汊改道频繁的特点，对河道中线的产生进行了重新设计，通过曲率做为权重让河道产生改道，然后通过不同河道的距离与方位角的双重约束，让河道合并，重新产生新河道，并在新河道的基础上重新进行改道，直到河道比例达到给定阈值，得到辫状河多河道的模拟结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一辫状河储层建模的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例一辫状河储层建模的方法中河道中线合并示意图；

图3为本发明实施例二辫状河的结构示意图；

图4为本发明实施例二辫状河储层建模的方法中河道中线的结构示意图；

图5为本发明实施例二辫状河储层建模的方法的模拟结果；

图6为本发明实施例三辫状河储层建模装置的结构示意图。

附图标记说明：

10-参数存储模块；

20-初始化模块；

30-分汊改道模块；

40-交叉合并模块；

50-建模模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

储层建模从国外引入到国内，从固体矿产中的应用发展到石油领域，经过二十多年的发展，从传统的两点地质统计学中的序贯指示模拟和基于目标的模拟发展到多点地质统计学模拟及基于沉积过程的模拟。

如今，美国斯坦福大学Jef Caers教授领导的SCRF研究小组及加拿大阿尔伯塔大学Deutsch V.Clayton教授领导的CCG研究小组致力于地质统计学的研究。序贯指示模拟方法模拟结果比较离散，无法体现出河道连续的几何形态；基于目标的模拟方法以1996年Deutsch等人建立的Fluvsim方法为主，该方法在单河道、天然堤及决口扇等的形态描述方面已经比较成熟，国外也有较多的应用，但是无法描述辫状河河道分叉、交汇的特点。

2000年后，多点地质统计学方法开始迅猛发展，主要基于训练图像得到不同模拟位置的条件分布概率，模拟结果能一定程度的体现地下储层的复杂形态，但是存在模拟速度慢、模拟结果不够连续、三维训练图像不易获取等难题；在总结前人研究成果的基础上，Pyrcz在2009年提出了基于沉积过程的Alluvsim算法，能够模拟河道的侧向迁移、改道和决口等过程，但是同样都只针对单条河道的模拟，无法刻画辫状河河道的分叉、交汇特征。

本发明提供了一种辫状河储层建模的方法，本发明的方法针对辫状河储层河道分汊改道频繁的特点，对河道中线的产生进行了重新设计，通过曲率做为权重让河道产生改道，然后通过不同河道的距离与方位角的双重约束，让河道合并，重新产生新河道，并在新河道的基础上重新进行改道，直到河道比例达到给定阈值，得到辫状河多河道的模拟结果。本发明提供的辫状河储层建模装置，通过参数存储模块、初始化模块、分汊改道模块、交叉合并模块和建模模块，实现对辫状河储层的建模。

实施例一

本发明实施例一提供一种辫状河储层建模的方法。图1为本发明实施例一辫状河储层建模的方法的流程示意图；图2为本发明实施例一辫状河储层建模的方法中河道中线合并示意图。如图1所示，本实施例的方法，可以包括：

步骤101、建立河道储层的参数；

具体的，通过研究区河流相储层的相关地质先验知识建立所需参数文件，参数文件主要包含辫状河储层的主河道数量、分支河道条数、分叉改道的最大次数及河道形态的控制参数河道方位角、弯曲度；

步骤102、根据参数建立一组备选河道中线，并对所有备选河道中线进行初始化，以得到所有备选河道中线的节点，其中，所有备选河道中线的节点包括节点的坐标、备选河道中线所对应河道的河道半宽度、备选河道中线所对应河道的河道厚度、备选河道中线所对应河道的宽厚比和备选河道中线所对应河道的曲率；

具体的，通过给定河道方位角(河道的源头和源头位置)、弯曲度参数产生一组符合要求的备选河道中线，并对所有备选河道中线进行初始化，河道中线进行初始化具体为：

河道中线是河道储层建模的核心，河道中线的形态和位置控制着河流相储层结构的分布，中线初始化操作用来产生一条初始河道中线或者代表模型区域内河道改道的中线，给定河道源头、源头位置及河道弯曲度就能产生一条理想由一系列节点组成的河道中线，然后通过平滑转换使得河道中线节点忠实于目标位置，河道中线产生方法有Fluvsim算法的产生方法，随机游走模型产生河道中线等等，这些方法产生的河道中线都不理想，因为这些方法得到的河道中线缺乏实际河流的周期性摆动，Alluvsim方法通过Ferguson提供的方法产生了理想的周期性摆动河道中线模型ε(s)；

公式中k与波长相关，k＝2π/λ，λ为波长；h为阻尼系数，0＜h＜1；ε(s)表示扰动值，通过一维高斯随机函数获取；s为河道中线不同节点的距离；φ(s)表示线段s的倾角即河道中线的走向，为随机函数RV的方差；

步骤103、在所有备选河道中线中随机选择一条作为主河道中线，其中，主河道中线在节点处的河道剖面形态参数是通过三次样条函数对主河道中线节点进行插值处理而得到的；

三次样条函数对主河道中线节点进行插值处理，得到一条由一系列平滑等间距的节点组成的河道中线，并且得到每个节点处的河道剖面形态参数，即节点处河道曲率、河道宽度、河道厚度及河道最大厚度对应的相对位置；

步骤104、在主河道中线上进行分汊改道，形成新河道中线；

河道中线分汊即表现为河道分汊改道，先把发生分汊改道之前的河道中线的信息复制一份，接着在河道中线上随机选择发生改道的位置，然后在下游产生一条分汊河道，在三维空间中，辫状河河道分汊的位置与河道曲率密切相关；

首先通过曲率加权的一维高斯分布随机确定河道中线分汊的若干位置，即随机产生主河道中线的分汊点，然后选取河道中线曲率最大的地方作为河道改道的地方，分汊河道中线随机向原主河道两边偏移，同时保证分汊河道中线与原有主河道中线具有一致的方位角，同样的曲率；使改道位置更可能地发生在河流较弯曲的地方，使河流改道情况更加符合实际地质情况；

步骤105、根据新河道中线与主河道中线的交叉情况进行交叉合并处理，以得到新河道中线；

辫状河分汊河道的交汇现象比较普遍，主要是通过两条河道的相对位置决定，河道中线由一系列平滑等间距的节点组成，即河道中线以点集的形式存储，两条河道位置足够近，则合并两条河道中线，合并之后的河道中线整体方位角及曲率仍然与主河道中线保持一致，河道宽度及厚度则通过河道宽度的加权平均来求取，河道中线合并后，重新判断新合并的河道中线是否与其他河道中线需要合并，具体判断两条河道合并的方法如图2所示，河道中线由不同节点组成，首先判断河道1与河道2不同节点的距离，当任意两个节点p1、p2之间距离d1小于两条河道宽度之半后，认为两条河道具备有合并的趋势；然后判断p1、p2前面的节点p3、p4之间的距离d2是否大于距离d1，若d2大于d1，则认为两条河道在p1、p2节点处应该合并，每次河道中线合并后，则在当前操作的主河道上重新改道一次，直到分汊河道达到上限值，则产生新主河道中线；

步骤106、若参数中主河道条数及分支河道条数达到给定值，对最终的河道中线进行河道建模，以完成初次河道中线建模；

步骤107、若参数中分支河道中线条数未达到给定值，则重新在主河道中线上进行分汊改道或者产生新的主河道，以完成参数文件中所有的主河道及分支河道；

步骤108、若参数中分支河道条数和主河道条数均达到给定值，则判断储层建模控制模式；

步骤109、若参数文件中给定控制模式是河道条数控制，则初次河道中线建模即为最终的河道建模，完成整个建模过程；若控制模式为NTG控制，则通过NTG控制河道条数；

步骤110、若NTG值大于预设值，则完成初次河道中线建模，得到河道建模结果；

步骤111、若NTG值小于预设值，则以河道长度为权重，在所有河道中随机抽取一条河道，然后随机产生一个介于0到1之间的常数P，判断通过哪一种沉积过程(产生新河道和河道分汊)产生下一个模拟事件。

其中，NTG值用于表示河道中线的砂体占整个研究区的百分比。

直到NTG达到预设值，完成河道建模，整个模拟结束。

本发明实施例提供的辫状河储层建模的方法，针对辫状河储层河道分汊改道频繁的特点，对河道中线的产生进行了重新设计，通过曲率做为权重让河道产生改道，然后通过不同河道的距离与方位角的双重约束，让河道合并，重新产生新河道，并在新河道的基础上重新进行改道，直到河道比例达到给定阈值，得到辫状河多河道的模拟结果。

实施例二

在上述实施例的基础上，本实施例提供的辫状河储层建模的方法，图3为本发明实施例三辫状河的结构示意图；图4为本发明实施例三辫状河储层建模的方法中河道中线的结构示意图；图5为本发明实施例三辫状河储层建模的方法的模拟结果。对图3中的辫状河进行储层建模，如图3所示，图3中实线代表主河道中线，虚线代表不同的分支河道中线，箭头为河道流向。

当河道数量较多时，主河道与分支河道变成一个相对概念，不易区分。总体上，从源头看可以识别出3条类似的主河道。首先，确定主河道为3条，分支河道为4条，模拟通过NTG控制，产生新河道的概率为0，河道分汊的概率为1，即当河道数量达到给定阈值，但是NTG没有达到后，继续产生分支河道直到NTG值达到，而不产生主河道。

假定研究区为辫状河储层参数为，辫状河长300米，宽100米，厚度5米；辫状河河道走向东西，河道曲率1.15，河道厚度2米，宽厚比设定为4，河道砂体占整个研究区的40％，即NTG为0.4。

首先建立研究区的网格骨架，X方向网格为300个，网格起点为0.5米，网格大小1米；Y方向网格为100个，网格起点0.5米，网格大小1米；Z方向网格数为20个，网格起点为0.25米，网格大小为0.25米。

通过以上参数得到了如下的河道中线(如图4所示)和模拟结果(如图5所示)。

通过模拟结果及河道中线与沉积模式的对比可以看到，模拟结果比较好的体现了辫状河储层的多河道分汊、合并的特点，三条主河道及较多的分汊河道得到了比较好的体现；同时，不同河道间的心滩也得到了比较好的刻画。与实际沉积模式能够比较好的吻合。

实施例三

图6为本发明实施例四辫状河储层建模装置的结构示意图。本发明还提供了一种辫状河储层建模装置，如图6所示，本实施例提供了辫状河储层建模装置的，包括参数存储模块10、初始化模块20、分汊改道模块30、交叉合并模块40和建模模块50，

参数存储模块10用于存储河道储层的参数，

初始化模块20用于对所有备选河道中线进行初始化，获得所有备选河道中线的节点，

分汊改道模块30用于形成新河道中线，

交叉合并模块40用于得到最终的新河道中线，

建模模块50用于根据参数中分支河道条数、主河道条数和储层控制模式，对最终的新河道中线和备选河道中线进行河道建模。

本发明实施例提供的辫状河储层建模装置，通过参数存储模块、初始化模块、分汊改道模块、交叉合并模块和建模模块，实现对辫状河储层的建模。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种辫状河储层建模的方法，其特征在于，包括：

建立河道储层的参数；

根据所述参数建立一组备选河道中线，并对所有所述备选河道中线进行初始化，以得到所有所述备选河道中线的节点，其中，所有所述备选河道中线的节点包括所述节点的坐标、所述备选河道中线所对应河道的河道半宽度、所述备选河道中线所对应河道的河道厚度、所述备选河道中线所对应河道的宽厚比和所述备选河道中线所对应河道的曲率；

在所有所述备选河道中线中随机选择一条作为主河道中线，其中，所述主河道中线在节点处的河道剖面形态参数是通过三次样条函数对所述主河道中线节点进行插值处理而得到的；

在所述主河道中线上进行分汊改道，形成新河道中线；

根据所述新河道中线与所述主河道中线的交叉情况进行交叉合并处理，以得到新河道中线；

根据所述参数中分支河道条数、主河道条数和储层控制模式，对所述所有河道中线进行河道建模，得到河道建模结果。

2.根据权利要求1所述的一种辫状河储层建模的方法，其特征在于，所述在所述主河道中线上进行分汊改道，形成新河道中线，具体包括：

通过曲率加权的一维高斯分布随机产生所述主河道中线的分汊点，以形成所述新河道中线。

3.根据权利要求1所述的一种辫状河储层建模的方法，其特征在于，所述根据所述新河道中线与所述主河道中线的交叉情况进行交叉合并处理，以得到新河道中线，具体包括：

若所述新河道中线与所述主河道中线不交叉，则所述主河道中线不变；

若所述新河道中线与所述主河道中线存在交叉，则合并存在交叉的河道中线，并将合并得到的河道中线作为所述新河道中线，并重新判断所述新河道中线与其它河道中线的交叉情况。

4.根据权利要求3所述的一种辫状河储层建模的方法，其特征在于，所述合并存在交叉的河道中线，具体包括：

合并所述新河道中线和所述主河道中线，并将合并得到的河道中线作为所述新河道中线。

5.根据权利要求1所述的一种辫状河储层建模的方法，其特征在于，所述根据所述参数中分支河道条数、主河道条数和储层控制模式，对最终河道中线进行河道建模，具体包括：

若所述参数中分支河道条数达到给定值，对所述最终河道中线进行河道建模，以完成初次河道中线建模，得到河道建模结果；

若所述参数中分支河道中线条数未达到给定值，则重新在所述主河道中线上进行分汊改道，以形成另一个所述新河道中线，以重新进行所述分汊改道处理；

若所述参数中主河道条数未达到给定值，通过各所述备选河道的权重选择另一条所述备选河道的河道中线作为所述新河道中线，以重新进行所述交叉合并处理；

若所述参数中主河道条数及分支河道条数均达到给定值，则通过储层模拟控制模式来控制后续操作。

6.根据权利要求5所述的一种辫状河储层建模的方法，其特征在于，所述储层模拟控制模式包含河道条数控制模式和NTG控制模式。

7.根据权利要求6所述的一种辫状河储层建模的方法，其特征在于，所述则通过储层模拟控制模式来控制后续操作，具体包括：

若储层模拟控制模式为河道条数控制，对所有所述河道中线进行建模，得到河道建模结果；

若储层模拟控制模式为NTG，则通过NTG值确定是否需要重新产生新的河道中线。

8.根据权利要求7所述的一种辫状河储层建模的方法，其特征在于，若储层模拟控制模式为NTG，则通过NTG值确定是否需要重新产生新的河道中线，具体包括：

若所述NTG值大于预设值，则完成所述所有河道中线建模，得到河道建模结果；

若所述NTG值小于预设值，则产生另一条主河道中线以重新进行所述分汊改道，其中，所述NTG值用于表示所述河道中线的砂体占整个研究区的百分比。

9.根据权利要求8所述的一种辫状河储层建模的方法，其特征在于，所述通过各所述备选河道的权重选择另一条所述备选河道的河道中线作为所述新河道中线，以重新进行所述交叉合并处理，具体包括：

若所述NTG值未达到所述参数给定预设值，则以所有主河道长度为权重，在所有主河道中随机抽取一条河道，并根据随机产生的常数P来判断下一条河道的类型是产生主河道还是分汊河道；在参数文件中用户能定义两个控制河道演化过程的概率值，一个是产生一条新河道的概率PAO，一个是河道分汊的概率PAI，两个值均小于1；若P＜PAO，产生1条新河道；若P＜PAO+PAI，在所述抽取的河道中发生分汊；其中，所述常数P介于0到1之间。

10.一种辫状河储层建模装置，其特征在于，包括参数存储模块、初始化模块、分汊改道模块、交叉合并模块和建模模块，

所述参数存储模块用于存储河道储层的参数，

所述初始化模块用于对所有备选河道中线进行初始化，获得所有所述备选河道中线的节点，

所述分汊改道模块用于形成新河道中线，

所述交叉合并模块用于得到新河道中线，

所述建模模块用于根据所述参数中分支河道条数、主河道条数和储层控制模式，对最终的河道中线进行河道建模。

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