CN112102484B - 地质模型参数场调整方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地质模型参数场调整方法和装置，属于石油开采领域。其包括：将地质模型进行分层，得到多个网格化的地质层平面；在每个地质层平面上设定点和/或线条形式的多个特征结构；设定每个特征结构的直接作用区域和所有特征结构的共同影响区域；设置参数调整的运算模式以及每个特征结构的调整系数；根据每个特征结构的调整系数计算每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值，根据所有特征结构的调整系数的统计值计算所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值；利用每个网格的修正值，以设置的运算模式对网格的原参数场进行修正。本发明实施方便，可以方便、均匀、高效的调整地质参数场，调整后的参数场连续性好、变化均匀。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，特别是指一种地质模型参数场调整方法和装置。
背景技术
储层地质模型是指包含有地质参数场的网格模型(包括但不限于正交网格模型、角点网格模型、非结构化网格模型等)，其中地质参数场包括但不限于储层的孔隙度、渗透率、含水饱和度、杨氏模量、主应力方向等，这些数据的特点是它们均以数据场(或者说数据体)的形式存在，即每个网格中均包含一个具体的值，整体上形成了一个参数场。
由于探测技术的限制，地质模型中的参数分布只是人们基于现有认识对真实情况的一种估计，具有较大的不确定性。因此地质参数场经常需要被调整，例如在进行生产历史拟合或者压力施工过程拟合时，都涉及到对地质参数场的调整。
现有的地质参数场调整方法，大多是划定区域，然后修改区域内的值(也即当前油气藏工程中生产历史拟合的主流做法)。这种做法产生修改后的参数场，常呈现出一种“打补丁”的状态，不能反映地下真实的状况(真实的地质参数场往往是连续的)，说服力不强。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种地质模型参数场调整方法和装置，本发明实施方便，可以方便、均匀、高效的调整地质参数场，调整后的参数场连续性好、变化均匀。
本发明提供技术方案如下：
一种地质模型参数场调整方法，包括如下步骤：
将地质模型进行分层，得到多个网格化的地质层平面；
在每个地质层平面上设定多个特征结构，所述特征结构为点和/或线条；
设定每个特征结构的直接作用区域和所有特征结构的共同影响区域；
设置参数调整的运算模式以及每个特征结构的调整系数；
根据每个特征结构的调整系数计算每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值，根据所有特征结构的调整系数的统计值计算所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值；
利用每个网格的修正值，以设置的运算模式对该网格的原参数场进行修正。
进一步的，所述在每个地质层平面上设定多个特征结构，所述特征结构为点和/或线条，包括：
将地质模型中油井的轨迹在地质层平面内的投影作为特征结构；
在地质层平面内添加点和/或线条，作为特征结构。
进一步的，所述设定每个特征结构的直接作用区域和所有特征结构的共同影响区域，包括：
若任一网格与且仅与一个特征结构的距离小于该特征结构的截断距离，则该网格属于该特征结构的直接作用区域；
若任一网格与多个特征结构的距离均分别小于该多个特征结构的截断距离，则该网格属于距离其最近的特征结构的直接作用区域；
若任一网格均不属于所有特征结构的直接作用区域，则该网格属于所有特征结构的共同影响区域。
进一步的，所述根据每个特征结构的调整系数计算每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值，根据所有特征结构的调整系数的统计值计算所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值，包括：
每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值即为该特征结构的调整系数；
所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值根据所有特征结构的调整系数进行空间插值得到。
进一步的，所述运算模式为相加、相乘或替换；
所述利用每个网格的修正值，以设置的运算模式对该网格的原参数场进行修正，包括：
将任一网格的原参数场与该网格的修正值相加；
或者，将任一网格的原参数场与该网格的修正值相乘；
或者，将任一网格的原参数场替换为该网格的修正值。
一种地质模型参数场调整装置，包括：
分层模块，用于将地质模型进行分层，得到多个网格化的地质层平面；
第一设定模块，用于在每个地质层平面上设定多个特征结构，所述特征结构为点和/或线条；
第二设定模块，用于设定每个特征结构的直接作用区域和所有特征结构的共同影响区域；
第三设定模块，用于设置参数调整的运算模式以及每个特征结构的调整系数；
修正值计算模块，用于根据每个特征结构的调整系数计算每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值，根据所有特征结构的调整系数的统计值计算所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值；
修正模块，用于利用每个网格的修正值，以设置的运算模式对该网格的原参数场进行修正。
进一步的，所述第一设定模块包括：
投影单元，用于将地质模型中油井的轨迹在地质层平面内的投影作为特征结构；
添加单元，用于在地质层平面内添加点和/或线条，作为特征结构。
进一步的，所述第二设定模块包括：
第一判断单元，用于若任一网格与且仅与一个特征结构的距离小于该特征结构的截断距离，则该网格属于该特征结构的直接作用区域；
第二判断单元，用于若任一网格与多个特征结构的距离均分别小于该多个特征结构的截断距离，则该网格属于距离其最近的特征结构的直接作用区域；
第三判断单元，用于若任一网格均不属于所有特征结构的直接作用区域，则该网格属于所有特征结构的共同影响区域。
进一步的，所述修正值计算模块包括：
第一计算单元，用于每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值即为该特征结构的调整系数；
第二计算单元，用于所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值根据所有特征结构的调整系数进行空间插值得到。
进一步的，所述运算模式为相加、相乘或替换；
所述修正模块包括：
相加单元，用于将任一网格的原参数场与该网格的修正值相加；或者，
相乘单元，用于将任一网格的原参数场与该网格的修正值相乘；或者，
替换单元，用于将任一网格的原参数场替换为该网格的修正值。
本发明具有以下有益效果：
本发明的地质模型参数场调整方法实施方便，可以方便、均匀、高效的调整地质参数场，调整后的参数场连续、均匀变化，不但是对参数场最优、线性、无偏的调整，同时视觉效果好，是一种符合地质统计学的“最合理”的调整。本发明非常适合历史拟合工作中使用，能极大的提升历史拟合调整模型的速度以及调整后模型的质量。
附图说明
图1为本发明的地质模型参数场调整方法的流程图；
图2～6为本发明的地质模型参数场调整方法各个步骤的示意图；
图7为本发明的地质模型参数场调整装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
实施例1：
本发明实施例提供一种地质模型参数场调整方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：
S100：将地质模型进行分层，得到多个网格化的地质层平面。
本步骤将所要调整的地质模型分层，即将网格层组合构成地质层(可根据需要合并为大的地层或小层甚至旋回，具体根据需求与计算能力确定。当然，也可以完全不合并，即将每个网格层均单独处理)，后续的调整均是针对一个地质层而言的。在后续的调整中，将这个地质层看成是一个平面内的二维结构，称为地质层平面。
S200：在每个地质层平面上设定多个特征结构pi，特征结构pi为点和/或线条。
特征结构是后续参数场调整的关键，特征结构可以是点或者线条，后续对点或者线条的处理方式是相同的，线条可以是线段、直线、折线段、曲线等任意类型。
S300：设定每个特征结构pi的直接作用区域和所有特征结构的共同影响区域。
后续的所有参数调整都是基于特征结构的，每个特征结构有以下两个附属区域。
1、直接作用区域，即完全受该特征结构影响的区域。对特征结构pi，其直接作用区域定义为与pi的距离小于Li的网格的集合(此处所说的距离，指网格中心点到特征结构的距离，当特征结构是一条线时，即到这条线上的最短距离)，Li是设定的截断距离。
2、共同影响区域，不属于任何一个特征结构的直接作用区域的网格组成了“共同影响区域”，即每个特征结构均可影响这些网格，因此这些网格也可以成为任意一个特征结构的“影响区域”。
S400：设置参数调整的运算模式以及每个特征结构pi的调整系数vi。
运算模式的具体设置不受限制，可以是相加、相乘或替换等等，调整系数根据实际需要进行设置。
S500：根据每个特征结构的调整系数计算每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值，根据所有特征结构的调整系数的统计值计算所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值。
S600：利用每个网格的修正值，以设置的运算模式对该网格的原参数场进行修正。
例如设置的运算模式为相加，则将网格的原参数场与该网格的修正值相加，得到修正后的参数场，完成地质模型参数场的调整。
本发明的地质模型参数场调整方法实施方便，可以方便、均匀、高效的调整地质参数场，调整后的参数场连续、均匀变化，不但是对参数场最优、线性、无偏的调整，同时视觉效果好，是一种符合地质统计学的“最合理”的调整。本发明非常适合历史拟合工作中使用，能极大的提升历史拟合调整模型的速度以及调整后模型的质量。
前述的S200包括：
S210：将地质模型中油井的轨迹在地质层平面内的投影作为特征结构。
本步骤根据地质模型中油井的轨迹的投影自动形成特征结构，假设模型中共有N口井，则每口井对应于一个特征结构pm(m＝1,2,3,…,N)。
S220：在地质层平面内添加点和/或线条，作为特征结构。
本步骤用于根据实际需要，在地质层平面内添加特征结构pt(t＝1,2,3,…，代表添加的特征结构的数量)。
上述S210和S220中得到的特征结构pm和pt组成所有的特征结构pi，pm和pt的地位完全相同，后续处理时统一进行处理。
作为发明进一步的改进，S300包括：
S310：若任一网格与且仅与一个特征结构的距离小于该特征结构的截断距离，则该网格属于该特征结构的直接作用区域。
本步骤也就是前述的截断距离Li确定直接作用区域的方法，其中Li对每个特征结构可以不同，也可以相同。
S320：若任一网格与多个特征结构的距离均分别小于该多个特征结构的截断距离，则该网格属于距离其最近的特征结构的直接作用区域。
当某个网格的中心点到多个特征结构的距离均小于各特征结构的截断距离时(即某个网格属于多个特征结构的直接作用区域)，则该网格属于距其最近的那个特征结构。
S330：若任一网格均不属于所有特征结构的直接作用区域，则该网格属于所有特征结构的共同影响区域，该网格受所有特征结构的共同影响。
S500中，对属于直接作用区域的网格以及共同影响区域的网格的处理方式不同，具体的S500包括：
S510：每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值即为该特征结构的调整系数。也就是说，属于直接作用区域的网格的修正值就等于其所属的特征结构的调整系数。
S520：所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值根据所有特征结构的调整系数进行空间插值得到。
空间插值方法可以是克里金插值，具体的插值过程为：自定义变差函数，然后将每个特征结构上的调整系数作为观测值，根据各网格到各特征结构的距离，利用克里金方法进行插值，获得每个网格上的修正值。
前述的运算模式为相加、相乘或替换等。其中“相加”对应于给每个网格的原参数场(或者说基准参数场，即通过petrel或gocad等地质建模软件建立的原始参数场)加上一个修正值(实数)，“相乘”对应给每个网格的该参数乘以一个修正值(实数)；“替换”对应于令每个网格的该参数替换为某个修正值(实数)。
基于此，S600利用每个网格上的修正值对该网格的原参数场进行修正的方法包括：
S610：将任一网格的原参数场与该网格的修正值相加；或者，
S620：将任一网格的原参数场与该网格的修正值相乘；或者，
S630：将任一网格的原参数场替换为该网格的修正值。
通过上述修正，实现参数场调整的目的。
下面以一个具体示例对本发明进行详细阐述：
以F油田B区块为例，该区块包含多个小层，提取以其中一个小层进行说明，图2是该小层在平面上的投影，即地质平面层。其中网格线是整个网格系统的范围，白色部分是有效的地质网格。
黑色的点、线为设定的特征结构，其中JN开头的均为根据油井轨迹投影提取出的特征结构，名为[d]的是根据需要添加进去的特征结构，需要指出的是，此处添加的是一个线段，但实际上，添加的特征结构可以是线段、直线、折线段、曲线等任意类型，也可以是封闭曲线段或折线段等。
图3是该地址平面层原始的孔隙度分布场，以下调整均是在该场的基础上进行的，调整过程如下：
1、首先给每个特征结构设置控制半径(即截断距离Li)，然后根据控制半径计算各自的控制范围(即直接作用区域)，如图4所示。图4中每个特征结构外的深色区域即为其直接控制区域，其余浅色区域为共同影响区域。值得注意的是，[d]的直接控制区域与周围井的直接控制区域相重叠了，具体处理方式参见S320。
2、设定调整方式和每个特征结构的调整系数。在本示例中，调整方式为相乘，其中特征结构JN424,JN404,JN43,JN48的调整系数为2，[d]的调整系数为0.5，其余特征结构的调整系数为1。
3、计算每个网格的修正值，计算结果参见图5。可以看出，JN424,JN404,JN43,JN48的直接控制区域内的修正系数均为2，[d]的直接控制区域内的修正系数均是0.5，而共同影响区域内的系数则是渐变的，因为其是通过克里金插值得到的。
4、将以上得到的网格修正值数据场乘以原始的孔隙度数据场，就得到了修正后的孔隙度数据场，参见图6。
实施例2：
本发明实施例提供一种地质模型参数场调整装置，如图7所示，其包括：
分层模块1，用于将地质模型进行分层，得到多个网格化的地质层平面。
第一设定模块2，用于在每个地质层平面上设定多个特征结构，特征结构为点和/或线条。
第二设定模块3，用于设定每个特征结构的直接作用区域和所有特征结构的共同影响区域。
第三设定模块4，用于设置参数调整的运算模式以及每个特征结构的调整系数。
修正值计算模块5，用于根据每个特征结构的调整系数计算每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值，根据所有特征结构的调整系数的统计值计算所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值。
修正模块6，用于利用每个网格的修正值，以设置的运算模式对该网格的原参数场进行修正。
本发明实施方便，可以方便、均匀、高效的调整地质参数场，调整后的参数场连续、均匀变化，不但是对参数场最优、线性、无偏的调整，同时视觉效果好，是一种符合地质统计学的“最合理”的调整。本发明非常适合历史拟合工作中使用，能极大的提升历史拟合调整模型的速度以及调整后模型的质量。
前述的第一设定模块包括：
投影单元，用于将地质模型中油井的轨迹在地质层平面内的投影作为特征结构。
添加单元，用于在地质层平面内添加点和/或线条，作为特征结构。
第二设定模块包括：
第一判断单元，用于若任一网格与且仅与一个特征结构的距离小于该特征结构的截断距离，则该网格属于该特征结构的直接作用区域。
第二判断单元，用于若任一网格与多个特征结构的距离均分别小于该多个特征结构的截断距离，则该网格属于距离其最近的特征结构的直接作用区域。
第三判断单元，用于若任一网格均不属于所有特征结构的直接作用区域，则该网格属于所有特征结构的共同影响区域。
修正值计算模块包括：
第一计算单元，用于每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值即为该特征结构的调整系数。
第二计算单元，用于所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值根据所有特征结构的调整系数进行空间插值得到。
运算模式可以为相加、相乘或替换，相应的，修正模块包括：
相加单元，用于将任一网格的原参数场与该网格的修正值相加；或者，
相乘单元，用于将任一网格的原参数场与该网格的修正值相乘；或者，
替换单元，用于将任一网格的原参数场替换为该网格的修正值。
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例1相同，为简要描述，该装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例1中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例1中的对应过程，在此不再赘述。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种地质模型参数场调整方法，其特征在于，包括如下步骤：
将地质模型进行分层，得到多个网格化的地质层平面；
在每个地质层平面上设定多个特征结构，所述特征结构为点和/或线条；具体的，将地质模型中油井的轨迹在地质层平面内的投影作为特征结构；在地质层平面内添加点和/或线条，作为特征结构；
设定每个特征结构的直接作用区域和所有特征结构的共同影响区域；具体的，若任一网格与且仅与一个特征结构的距离小于该特征结构的截断距离，则该网格属于该特征结构的直接作用区域；若任一网格与多个特征结构的距离均分别小于该多个特征结构的截断距离，则该网格属于距离其最近的特征结构的直接作用区域；若任一网格均不属于所有特征结构的直接作用区域，则该网格属于所有特征结构的共同影响区域；
设置参数调整的运算模式以及每个特征结构的调整系数；
根据每个特征结构的调整系数计算每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值，根据所有特征结构的调整系数的统计值计算所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值；
利用每个网格的修正值，以设置的运算模式对该网格的原参数场进行修正。
2.根据权利要求1所述的地质模型参数场调整方法，其特征在于，所述根据每个特征结构的调整系数计算每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值，根据所有特征结构的调整系数的统计值计算所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值，包括：
每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值即为该特征结构的调整系数；
所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值根据所有特征结构的调整系数进行空间插值得到。
3.根据权利要求1-2任一所述的地质模型参数场调整方法，其特征在于，所述运算模式为相加、相乘或替换；
所述利用每个网格的修正值，以设置的运算模式对该网格的原参数场进行修正，包括：
将任一网格的原参数场与该网格的修正值相加；
或者，将任一网格的原参数场与该网格的修正值相乘；
或者，将任一网格的原参数场替换为该网格的修正值。
4.一种地质模型参数场调整装置，其特征在于，包括：
分层模块，用于将地质模型进行分层，得到多个网格化的地质层平面；
第一设定模块，用于在每个地质层平面上设定多个特征结构，所述特征结构为点和/或线条；具体的，所述第一设定模块包括：投影单元，用于将地质模型中油井的轨迹在地质层平面内的投影作为特征结构；添加单元，用于在地质层平面内添加点和/或线条，作为特征结构；
第二设定模块，用于设定每个特征结构的直接作用区域和所有特征结构的共同影响区域；具体的，所述第二设定模块包括：第一判断单元，用于若任一网格与且仅与一个特征结构的距离小于该特征结构的截断距离，则该网格属于该特征结构的直接作用区域；第二判断单元，用于若任一网格与多个特征结构的距离均分别小于该多个特征结构的截断距离，则该网格属于距离其最近的特征结构的直接作用区域；第三判断单元，用于若任一网格均不属于所有特征结构的直接作用区域，则该网格属于所有特征结构的共同影响区域；
第三设定模块，用于设置参数调整的运算模式以及每个特征结构的调整系数；
修正值计算模块，用于根据每个特征结构的调整系数计算每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值，根据所有特征结构的调整系数的统计值计算所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值；
修正模块，用于利用每个网格的修正值，以设置的运算模式对该网格的原参数场进行修正。
5.根据权利要求4所述的地质模型参数场调整装置，其特征在于，所述修正值计算模块包括：
第一计算单元，用于每个特征结构的直接作用区域内的每个网格的修正值即为该特征结构的调整系数；
第二计算单元，用于所有特征结构的共同影响区域内的每个网格的修正值根据所有特征结构的调整系数进行空间插值得到。
6.根据权利要求4-5任一所述的地质模型参数场调整装置，其特征在于，所述运算模式为相加、相乘或替换；
所述修正模块包括：
相加单元，用于将任一网格的原参数场与该网格的修正值相加；或者，相乘单元，用于将任一网格的原参数场与该网格的修正值相乘；或者，替换单元，用于将任一网格的原参数场替换为该网格的修正值。
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