复杂断块构造建模实用方法研究

2012年11月复杂断块构造建模实用方法研究2012年地质科学研究院地质建模专题交流会汇报提纲二、复杂断块构造建模方法三、模型应用评价及攻关方向一、复杂断块特点及建模难点（一）复杂断块特点（1）断层多、断块小、断裂系统复杂临盘油田85.1km2以内发育断层700多条、416个断块，平均断块面积0.2km2，最小面积0.001km2。（2）纵向上小层多、含油井段长、油水关系复杂典型区块含油井段及小层数统计表38306339805367301000020000300004000050000600002010-201030.4％27％42.6％小层数个地质储量万吨（一）复杂断块特点（二）复杂断块建模难点区域性一级、二级、三级大断层；活动期长，发育在多个砂层组或砂层段；水平位移大、垂向断距大、弯曲断面；一条断层最多被21口井钻遇。建模断层数模断层数模带来的问题是：不能较准确地描述大位移、弯曲断层，造成断层两侧小层储量计算的误差及断层附近构造形态的失真，以及剩余油富集部位有偏差，并造成网格移位，网格号不对应，不好把握规律。（1）大位移、弯曲断层发育，地质对比断点多同一断块不同层组间发育不同级别低序级断层，发育位置及纵向延伸距离不同，容易造成骨架网格混乱。骨架网格混乱3-125-17-21（2）低序级断层发育，且断层搭接关系复杂（二）复杂断块建模难点包括连接、交叉及削截多种搭接关系等，建立6砂层组和7砂层组层组间小断层之间及二台阶边界大断层之间配置关系为多级削截关系，F1同时顶削F2，F3，F3又削截底削F4。Truncatedbase,truncatingbaseTruncatedtop,truncatingtopTruncatedbase,truncatingbaseF1F4F3F2F1F2F3F4（2）低序级断层发育，且断层搭接关系复杂（二）复杂断块建模难点（3）网格合理设计难度大影响层面模型建立网格混乱构造异常断层平面投影断层的各种复杂交切关系影响网格的质量，进而影响层面模型的质量。（二）复杂断块建模难点（4）纵向含油小层多，断层与层面切割关系复杂断层断不开断距不匹配★现象一：层面与断层切割关系不合理（二）复杂断块建模难点（4）纵向含油小层多，断层与层面接触关系复杂①复杂断块，断块多而小，断点钻遇率比较高，井断失导致断层附近层间穿层；②井控程度差导致层间穿层，容易出现穿层；③井位密集区域，由于相变尖灭导致层间穿层；★现象二：层间穿层，储层连通性差井控差区域层间穿层砂体模型出现窟窿（二）复杂断块建模难点汇报提纲二、复杂断块构造建模实用方法三、模型应用评价及攻关方向一、复杂断块特点及建模难点构造模型建立流程二、复杂断块构造建模实用方法地震解释成果断层多边形（polygon）初始断层面对比断点井震统一的断面协调统一的断层模型网格模型设计网格合理设计方法精细地层模型构造模型质量控制地层模型质量控制方法构造模型质量检查方法断层线（赋Z值）复杂断层组合方法（一）复杂断层组合方法（1）X型（交叉型）（2）悬挂断层（3）层间断层（4）简单削截断层（5）复杂多级削截断层（1）X型（交叉型）②X型断层建模方法－－断层复制、断层劈分（2个Y断层）2条断层❷❶（一）复杂断层组合方法层内及悬挂断层处理方法－－空间延拓、层面激活（2）悬挂断层断层空间延拓（一）复杂断层组合方法（3）层间断层同一条断层不同层系延伸长度不一致S1断层S3断层S3S2S1S1S2S3（一）复杂断层组合方法（3）层间断层处理方法－－按延伸长度劈分连接、层面激活（一）复杂断层组合方法调整后（4）简单削截断层三维“y”编辑二维削截断层Pillar调合三维窗口二维窗口调整前定义主断层；两条断层Pillar对应匹配；定义削截关系。一种情况：一条断层削截主断层一种情况：一条以上断层削截主断层（一）复杂断层组合方法纵向上按开发层系（组）劈分建立多个模型，数模中进行组合。在分别建模中要保证“跨层系”断层产状的一致性。例如永3-1断块模型按开发层系划分即：1至4砂层组、5至6砂层组、7至10砂层组建立三个地质模型。1-4砂层组F1-1断层5-6砂层组F1-2断层7-10砂层组F1-3断层F1断层劈分-组合合理简化断层关系劈分-组合有效表征断层面①分层系劈分—组合建模法适用性：次断层“贯穿性”较弱的复杂断块（5）复杂多级削截断层（一）复杂断层组合方法适用性：次断层纵向延伸长的复杂断块②“先次后主”建模法（5）复杂多级削截断层（一）复杂断层组合方法②“先次后主”建模法首先削截断层编辑调整其次主断层三角多向网格化最后复杂削截线定义、编辑提取断层pillar，忽略削截断层，按照正常流程完成构造模型的建立；定义断层之间的复杂削截关系指定削截断层到已建立的构造模型，使其适用已建立的网格模型。（5）复杂多级削截断层（一）复杂断层组合方法构造模型建立流程二、复杂断块构造建模实用方法地震解释成果断层多边形（polygon）初始断层面对比断点井震统一的断面协调统一的断层模型网格模型网格合理设计方法精细地层模型构造模型质量控制地层模型质量控制方法构造模型质量检查方法断层线（赋Z值）复杂断层组合方法（二）网格合理设计方法网格是模型的最小描述单元，网格大小反映了模型的描述精度，网格方向影响了模拟运算流体的流动，网格规模影响了模拟运算速度。（1）网格设计原则：网格类型:一般以角点网格为主网格方向以断层或尖灭线为边界与物源方向、主渗流率方向一致考虑注采井排方向网格之间尽量保证正交网格密度平面网格加密井距大小井密集区复杂构造性质变化大生产井之间3网格以上注采井之间6网格以上平面网格划分合理精细明确剩余油分布方向比例划分厚度划分等比例划分按底厚度划分按顶厚度划分变比例划分实践证明，按比例划分适合于平面上厚度分布均匀的小层，按厚度划分能够处理平面上厚度分布不均匀的小层。方法原则砂体厚度非均质性层内层间纵向渗流规律纵向网格划分（1）网格设计原则：（二）网格合理设计方法（2）网格合理设计方法①交切关系复杂的断层的部分段设置为网格方向网格通不过（二）网格合理设计方法（2）网格合理设计方法②顺着网格扭曲的方向添加趋势线改善网格质量（二）网格合理设计方法③削截断层的边界一般要定义趋势线，且要分段定义。（2）网格合理设计方法（二）网格合理设计方法断层之间网格不少于2个④定义网格个数解决断层较近的网格分布2D窗口显示的断层位置是断层keypillar的中间点的投影线。如果两条断层keypillar的中间点距离较近，则在2D窗口显示的断层线距离较近。234（2）网格合理设计方法（二）网格合理设计方法多模型网格设计方法◆工区边界需一致工区边界设置：保证多个模型的边界统一，根据边界断层纵向跨度，砂体的分布规律、井网分布、水体能量大小设立边界线。一般采用规则方形框作为多个模型的统一网格边界。网格边界（2）网格合理设计方法（二）网格合理设计方法多模型网格设计方法◆网格方向需一致网格方向设置：将规则边界做成多条虚拟垂直断层东西向边界设置为I方向，南北向边界设置为J方向研究区内断层与虚拟断层不能相交内部网格扭曲部位断层设置相应趋势虚拟垂直断层内部断层趋势设置主要要求：网格坐标原点要一致网格方向要一致（2）网格合理设计方法（二）网格合理设计方法◆网格数量要一致网格规模尽量控制在200万以内，平面网格步长不大于50m。设置相同的网格步长。多模型网格设计方法（2）网格合理设计方法（二）网格合理设计方法检查网格层面：不能出现交叉检查网格体积：不能出现负值检查网格高度：不能出现负值检查网格扭曲：不能出现非零值（3）网格质量检查方法（二）网格合理设计方法构造模型建立流程二、复杂断块构造建模实用方法地震解释成果断层多边形（polygon）初始断层面对比断点井震统一的断面协调统一的断层模型网格模型网格合理设计方法精细地层模型构造模型质量控制地层模型质量控制方法构造模型质量检查方法断层线（赋Z值）复杂断层组合方法（三）地层模型质量控制方法41top41bot42top42bot43top43bot51bot52bot52top53bot51top53top砂层组top地层模型建立两者混合用法砂体为单元建模等时地层建模法砂体为单元建模法①砂体多且零散②连通关系不是很明确③以小层为单元的等时对比①砂体发育比较整装②砂体连通关系明确③地层对比以砂体为单元①发育连通关系明确的砂体②连通关系不明确的砂体（1）合理选取骨架模型控制层面选取构造解释的砂层组顶或底面构造面；构造层面间利用小层的井点分层数据产生地层模型；选取地层对比划分的小层；地震解释层面作为趋势约束生成小层微构造；尽量选取主力小层；控制层选取不易过多；构造解释层位多构造解释层位少不校正层多，工作量大（三）地层模型质量控制方法（1）合理选取骨架模型控制层面多模型对接穿层控制层选取1-72-63-23-94-35-15-15-46-17-117-117-418-38-79-119-5210-210-77-10砂层组模型5-6砂层组模型1-4砂层组模型8个控制层4个控制层6个控制层传递式层位控制：►7-10砂层组选取7-11顶面作为第一个控制面，5-6砂层组选取7-11顶面作为最后一个控制面；►5-6砂层组选用5-1小层的顶面作为第一个控制面，1-4砂层组选取5-1顶面作为最后一个控制面；（三）地层模型质量控制方法（2）多层面空间匹配校正方法算法优选收敛算法构造沿约束数据趋势平缓过渡，断层边部及无井控制区不出现异常突变，井点控制区域模拟构造面与井分层数据符合率高。最小曲率算法在有井控制的区域，模拟构造与井分层数据符合率较高，无异常突变，在无井控区域或断层边部，出现异常突变（尖峰或凹陷）。移动平均算法受井数据影响明显，构造总体呈渐变趋势，断层附近构造模拟平缓而不明显，并有尖峰或凹陷出现，在井点处构造出现微小异常，无井点控制处，构造线自动闭合，出现异常微构造。算法优选每种算法都具有各自的适用性和优势，模拟结果差异较大，构造控制层面差值算法优选收敛算法。构造沿约束数据趋势平缓过渡，构造面比较光滑，断层边部及无井控制区不出现异常突变，在数据点多时，其内插的结果可信度较高，在井控程度差区域，平滑效应屏蔽了一些微幅度构造。克里金插值（三）地层模型质量控制方法地震约束井点产生控制层构造面（2）多层面空间匹配校正方法采用井点分层数据插值、地震解释构造层面控制的方式来综合利用地震与地质的优点，使井点处与地质分层数据吻合，在井间变化趋势与地震一致，达到构造精细建模的目的。ES21井点插值构造面ES21地震解释构造面ES21地震约束井点插值构造面（三）地层模型质量控制方法（2）多层面空间匹配校正方法多方法控制层间穿层在一些断层复杂的地区，由于井数据被断层断掉，导致断层附近产生层面穿层的现象，消除这种问题是通过增加地层厚度的约束来实现。地层厚度法添加虚拟井法井网完善程度差，进行控制层层间小层井点数据插值时，无井控制区容易导致层间穿层的现象，消除这种问题是通过添加虚拟井的方法来实现。尖灭层补层法在研究区井网相对完善区域，由于沉积相变，部分井个别小层储层尖灭，对应于该井该层无砂体数据，进行层面数据插值时，导致该井区出现层间穿层的现象，消除这种问题是通过同一沉积时间单元补层法来实现。应用多层面空间匹配校正技术，使各层面的变化趋势和相互的空间关系变得合理；（三）地层模型质量控制方法（3）断层与层面切割关系调整方法断层位移设置法断层位移值10断层位移值100（三）地层模型质量控制方法（3）断层与层面切割关系调整方法下降盘层面与断层接触点上升盘层面与断层接触点通过层面采样（resample）功能，将断层两侧上升盘与下降盘与断层的交线投影到断面上，按照构造趋势精细调整断层两盘控制线节点到合理的位置，保证断层与层面切割关系正确，断距合理。层面采样法（三）地层模型质量控制方法构造模型建立流程二、复杂断块构造建模实用方法地震解释成果断层多边形（polygon）初始断层面对比断点井震统一的断面协调统一的断层模型网格模型网格合理设计