王小嘉

摘? 要：建立定量的油藏三維地質(zhì)模型是當(dāng)今開發(fā)地質(zhì)學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一，其目的就是應(yīng)用油氣勘探、開發(fā)過程中獲得的地震、測井、測試、鉆井以及開發(fā)動態(tài)等資料，從不同側(cè)面對油藏特征進(jìn)行精細(xì)描述和預(yù)測。筆者經(jīng)過大量的文獻(xiàn)查閱與實(shí)際調(diào)研，認(rèn)為三維地質(zhì)建模的用途是：①真三維的立體場景;②精準(zhǔn)的儲量計算;③平、剖面構(gòu)造形態(tài)相容并聯(lián)動編輯;④多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成與同化;⑤各種三維空間分析與過程模擬;⑥便于向客戶與領(lǐng)導(dǎo)介紹復(fù)雜的地質(zhì)條件。

關(guān)鍵詞：三維地質(zhì)建模;地質(zhì)調(diào)查;油氣勘探;油藏特征

1 引言

三維地質(zhì)建模是運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)，在虛擬三維環(huán)境下，將空間信息管理、地質(zhì)解譯、空間分析與預(yù)測、地學(xué)統(tǒng)計、實(shí)體內(nèi)容分析以及圖形可視化等工具結(jié)合起來，并用于地質(zhì)分析的技術(shù)。三維地質(zhì)建模的相關(guān)技術(shù)在20世紀(jì)80年代就開始研究，加拿大學(xué)者在20世紀(jì)90年代初提出“三維地質(zhì)建模”這個概念;法國學(xué)者提出的離散光滑插值方法促進(jìn)了這一技術(shù)走向成熟。

三維地質(zhì)建模在強(qiáng)大的應(yīng)用需求牽引以及計算機(jī)硬/軟件、三維幾何造型等相關(guān)學(xué)科發(fā)展的促進(jìn)。下，在這二十多年的時間里得到了飛速發(fā)展。三維地質(zhì)建模在油氣勘探領(lǐng)域最先得到應(yīng)用，然后向其他相關(guān)領(lǐng)域擴(kuò)展應(yīng)用。該技術(shù)是中國“三維地質(zhì)填圖”以及“玻璃地球”國家戰(zhàn)略的支撐技術(shù)之一，是地質(zhì)大數(shù)據(jù)時代多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的整合平臺。國內(nèi)學(xué)者也對三維地質(zhì)建模的理論與技術(shù)進(jìn)行了不懈的探索。三維地質(zhì)建模從軟件開發(fā)到應(yīng)用實(shí)踐近年來都出現(xiàn)了較好的發(fā)展勢頭，但也存在很多急需解決的問題。

2 三維地質(zhì)建模在油氣勘探中的方法應(yīng)用

2.1 三維地質(zhì)建模的用途

三維地質(zhì)建模技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，包括區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源勘探、礦井設(shè)計、礦井生產(chǎn)管理、城市地質(zhì)勘探與城市區(qū)地下空間管理、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地震預(yù)報等眾多在國民經(jīng)濟(jì)中起支撐作用的行業(yè)，凡是與地下探測、地下工程、地下空間管理有關(guān)的行業(yè)與領(lǐng)域都可借助于三維地質(zhì)建模工具，提升該學(xué)科領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)能力。

三維地震數(shù)據(jù)蘊(yùn)含著豐富的有關(guān)地下巖性、物性和流體等方面的空間分布信息，隨著三維地震各類屬性分析和反演技術(shù)的發(fā)展，這些信息得以被充分挖掘，但是現(xiàn)階段這些信息在油氣藏開發(fā)過程中并沒有得到充分的利用。

實(shí)踐表明，遵從由地震到油氣藏再回到地震的井、震、藏一體化研究方法更有利于充分發(fā)揮三維地震技術(shù)在油田挖潛中的作用，并深化各專業(yè)間的合作、提高勘探開發(fā)效率，使得油氣藏開發(fā)效益最大化。

2.2 基于高分辨率反演的三維地質(zhì)建模方法

傳統(tǒng)三維地質(zhì)建模和油氣藏數(shù)值模擬中用到的主要是地震油氣藏描述的二維構(gòu)造研究成果，對于蘊(yùn)含著豐富地質(zhì)信息的各類三維地震屬性體、反演體并沒有得到充分利用。為此可以采用巖石物理分析、地震反演、地質(zhì)建模和油氣藏數(shù)值模擬等多學(xué)科一體化的研究方法，將三維地震反演得到的巖性體、物性體等成果通過三維數(shù)據(jù)體的時深轉(zhuǎn)換直接用于地質(zhì)建模。并且不經(jīng)過模型粗化、將這些儲層參數(shù)體采樣到油氣藏模型的每個網(wǎng)格，從而得到深度域的屬性模型，直接用于后續(xù)的油氣藏數(shù)值模擬。該流程在地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)反演完成后，首先針對各類屬性的多個等概率模型與測井、已知地質(zhì)信息進(jìn)行綜合對比和地下地質(zhì)情況的不確定性分析，針對模型進(jìn)行初步的優(yōu)選。隨后通過油氣藏生產(chǎn)歷史擬合的優(yōu)化來進(jìn)行模型的迭代優(yōu)選，從而實(shí)現(xiàn)地震反演、地質(zhì)建模和氣藏模擬的循環(huán)反饋、不斷優(yōu)化。

該研究方法不但能夠提高三維地震信息的利用率，而且同時提高了地質(zhì)建模和氣藏模擬的精度以及剩余油分布預(yù)測的準(zhǔn)確性，真正實(shí)現(xiàn)了巖石物理、地震、地質(zhì)、油氣藏多學(xué)科的一體化研究。

2.3 不同偏移距地震道的頻譜均衡

高精度三維地質(zhì)建模的輸入信息主要來自測井曲線、三維地震和地質(zhì)認(rèn)識等幾個方面，其中井間信息主要來自于三維地震數(shù)據(jù)，其資料質(zhì)量和可靠性是保障后續(xù)研究成果質(zhì)量的基礎(chǔ)。

由于地層對地震信號的吸收作用和處理過程中動較拉伸效應(yīng)的存在，造成遠(yuǎn)道地震波波形畸變，使得不同偏移距表現(xiàn)出不同的頻譜特征。偏移距越大則其頻譜能量分布的頻段范圍就越大，導(dǎo)致AVO分析不夠穩(wěn)定、影響后續(xù)的疊前地震屬性分析及反演效果。

2.4 三維數(shù)據(jù)體精細(xì)時深轉(zhuǎn)換技術(shù)

三維數(shù)據(jù)體的時深轉(zhuǎn)換是應(yīng)用地震反演數(shù)據(jù)體直接建立深度域三維地質(zhì)模型的關(guān)鍵，其要求三維速度模型不但對于控制層面要有精確的平均速度，而且層間也要有精細(xì)的速度結(jié)構(gòu)。

常規(guī)時深轉(zhuǎn)換方法大多數(shù)都是針對二維構(gòu)造面的時深轉(zhuǎn)換需求提出的，難以滿足三維數(shù)據(jù)體精細(xì)時深轉(zhuǎn)換的要求。尤其對于控制層之間的地層，其鉆井與三維地震深度難以精確匹配，導(dǎo)致關(guān)于其儲層連通性的認(rèn)識不夠準(zhǔn)確，從而制約了蘊(yùn)含著豐富的有關(guān)巖性、物性、流體信息的三維地震各類屬性體在油氣田開發(fā)階段的充分利用。同時地震深度偏移成像數(shù)據(jù)的地層深度與測井曲線的深度難以準(zhǔn)確對齊，存在較大井震深度差，無法滿足井震精細(xì)匹配的要求。為了使得地震反演成果在深度域與測井的深度準(zhǔn)確對應(yīng)需要針對三維體的時深轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行深入研究，但這方面相關(guān)的研究和探索鮮見報道，這也需要以后的研究人員進(jìn)一步研究。

3 結(jié)束語

從三維地質(zhì)建模在油氣勘探中的各種方法可以看出，建模的方法在未來的地質(zhì)勘探與油藏特征分析中有著極大的用處，可以通過三維地質(zhì)建模技術(shù)，對不同地質(zhì)背景下的油藏進(jìn)行進(jìn)一步的剖析，技術(shù)進(jìn)步帶來了油氣勘探的飛躍，而油氣勘探的飛躍也必將進(jìn)一步反哺我國相關(guān)技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展。

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