本發(fā)明涉及油田開發(fā)技術的儲層描述與表征領域。

背景技術：

儲層對比對于認識儲層結構、指導油田開發(fā)具有重要的作用，是地質人員的一項主要研究工作。隨著油田井網(wǎng)逐步加密，儲層研究精度逐步提高，井間對比的儲層單元由復合砂體細化到單砂體甚至單砂體內部構型，這對儲層對比技術提出了更高的要求。

傳統(tǒng)井間儲層對比是在二維剖面中進行的，在二維剖面下，顯示與井相關的測井曲線等地質和地球物理信息，并根據(jù)這些信息劃分單井地層、沉積單元或構型單元，從而獲取各井分層點，最后繪制井間對比連線。但是當儲層對比所面對的地質對象越來越小時，在二維剖面中進行井間儲層對比遇到了許多問題。首先二維剖面下的井間對比得到的是二維對比線，對于地質人員而言，很難直觀觀察多井對比后形成的井間對比連線的空間三維形態(tài)。對于廣泛發(fā)育的、橫向連續(xù)性較差的河流相儲層，極容易在對比過程出現(xiàn)串層、不閉合等問題，且對比錯誤在對比過程中難以發(fā)現(xiàn)。一旦有錯誤，往往需要重新對比，效率低，耗費時間多。此外，二維剖面對比成果無法直接轉換為空間中的儲層單元界面，難以用于后期儲層建模工作，這些限制和現(xiàn)實要求都迫切需要建立一種高效的井間儲層對比技術，提高井間儲層對比精度和效率，實現(xiàn)快速的儲層單元界面定量表征。這對于儲層精細描述與表征，油田高效開發(fā)而言意義重大。

技術實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種井間儲層三維對比方法及裝置，其能夠將傳統(tǒng)的二維剖面儲層對比拓展為三維空間對比，把二維對比連線轉換為三維視窗中的三維連線，從而方便地質人員在對比中實時查看井間對比的空間閉合性，提高對比精度和效率。同時把對比成果便捷地轉變?yōu)閮訂卧缑?，實現(xiàn)對比與建模的一體化。

本發(fā)明所述的井間儲層三維對比圖的生成方法，包括三維井間柵狀圖的生成方法和三維儲層單元界面圖的生成方法。

所述三維井間柵狀圖的生成方法包括：

采集各個單井的井筒數(shù)據(jù)以分別按一定組織方式形成井筒集合，以對各個單井進行地質界面識別和層次劃分，從而獲取各個單井的分層數(shù)據(jù)；

根據(jù)各個單井的分層數(shù)據(jù)在二維剖面繪制出井間二維對比連線，計算出二維剖面上的井間二維對比連線對應的空間三維坐標，以三維多邊線的形式存儲和表示，從而得到井間三維對比連線；

對全部井間三維對比連線進行分類，將相互連接的井間三維對比連線分為一類，以形成井間對比線組，每一井間對比線組代表一獨立的儲層單元；

將各個儲層單元表示頂部界面的第一三維對比連線和表示底部界面的第二三維對比連線進行相同段數(shù)的等比例劃分得到每個分段節(jié)點的坐標，依次連接第一三維對比連線和第二三維對比連線上對應的分段節(jié)點形成多條多邊線作為柵狀圖的柵欄，所述多條多邊線構成三維井間柵狀圖。

在上述三維井間柵狀圖的生成方法中，所述井筒集合包括井頭數(shù)據(jù)、鉆井軌跡數(shù)據(jù)、分層數(shù)據(jù)及測井數(shù)據(jù)。

在上述三維井間柵狀圖的生成方法中，所述井筒集合能夠嵌套包括一個或多個其它井筒集合。

在上述三維井間柵狀圖的生成方法中，所述井頭數(shù)據(jù)包括井名、井口坐標、補心海拔數(shù)據(jù)。

在上述三維井間柵狀圖的生成方法中，所述鉆井軌跡數(shù)據(jù)通過井斜測量獲取。

在上述三維井間柵狀圖的生成方法中，所述鉆井軌跡數(shù)據(jù)通過三維坐標點集合表示，該三維坐標點集合的基本單位元素是三維軌跡點。

在上述三維井間柵狀圖的生成方法中，當新增、調整或刪除井間二維對比連線時，所述井間三維對比連線能夠隨著井間二維對比連線的變化而變化，從而生成更新后的三維對比結果。

所述三維儲層單元界面圖的生成方法，包括：

采集各個單井的井筒數(shù)據(jù)以分別按一定組織方式形成井簡集合，以對各個單井進行地質界面識別和層次劃分，從而獲取各個單井的分層數(shù)據(jù)；

根據(jù)各個單井的分層數(shù)據(jù)在二維剖面繪制出井間二維對比連線，計算出二維剖面上的井間二維對比連線對應的空間三維坐標，以三維多邊線的形式存儲和表示，從而得到井間三維對比連線；

對全部井間三維對比連線進行分類，將相互連接的井間三維對比連線分為一類，以形成井間對比線組，每一井間對比線組代表一獨立的儲層單元；

從每一類井間對比線組中提取點數(shù)據(jù)形成對比點集合，求取所述對比點集合的凸包作為儲層單元的邊界，以對比點集合為條件數(shù)據(jù)，以凸包為邊界，通過最小二乘法或克里格插值算法進行曲面擬合得到各個儲層單元的三維界面，以實現(xiàn)儲層單元的定量刻畫。

在上述三維儲層單元界面圖的生成方法中，所述井筒集合包括井頭數(shù)據(jù)、鉆井軌跡數(shù)據(jù)、分層數(shù)據(jù)及測井數(shù)據(jù)。

在上述三維井間柵狀圖的生成方法中，所述井筒集合能夠嵌套包括一個或多個其它井筒集合。

在上述三維儲層單元界面圖的生成方法中，所述井頭數(shù)據(jù)包括井名、井口坐標、補心海拔數(shù)據(jù)。

在上述三維儲層單元界面圖的生成方法中，所述鉆井軌跡數(shù)據(jù)通過井斜測量獲取。

在上述三維儲層單元界面圖的生成方法中，所述鉆井軌跡數(shù)據(jù)通過三維坐標點集合表示，該三維坐標點集合的基本單位元素是三維軌跡點。

在上述三維儲層單元界面圖的生成方法中，當新增、調整或刪除井間二維對比連線時，所述井間三維對比連線能夠隨著井間二維對比連線的變化而變化，從而生成更新后的三維對比結果。

本發(fā)明還提供一種井間儲層三維對比圖的生成裝置，其包括：

單井層位劃分模塊，用于采集各個單井的井筒數(shù)據(jù)以分別按一定組織方式形成井筒集合，以對各個單井進行地質界面識別和層次劃分，從而獲取各個單井的分層數(shù)據(jù)；

二維剖面井間對比連線繪制模塊，用于根據(jù)各個單井的分層數(shù)據(jù)在二維剖面繪制出井間二維對比連線；

三維對比連線生成模塊，用于計算出二維剖面上的井間二維對比連線對應的空間三維坐標，以三維多邊線的形式存儲和表示，從而得到井間三維對比連線；

三維柵狀圖生成模塊，用于對全部井間三維對比連線進行分類，將相互連接的井間三維對比連線分為一類，以形成井間對比線組，每一井間對比線組代表一獨立的儲層單元；將各個儲層單元表示頂部界面的第一三維對比連線和表示底部界面的第二三維對比連線進行相同段數(shù)的等比例劃分得到每個分段節(jié)點的坐標，依次連接第一三維對比連線和第二三維對比連線上對應的分段節(jié)點形成多條多邊線作為柵狀圖的柵欄，所述多條多邊線構成三維井間柵狀圖。

進一步地，上述裝置還包括二維三維對比連線聯(lián)動模塊，用于當新增、調整或刪除井間二維對比連線時，使所述井間三維對比連線隨著井間二維對比連線的變化而變化，以生成更新后的三維對比結果。

本發(fā)明所述的井間儲層三維對比圖的生成裝置，還可包括：

儲層單元三維界面生成模塊，用于對全部井間三維對比連線進行分類，將相互連接的井間三維對比連線分為一類，以形成井間對比線組，每一井間對比線組代表一獨立的儲層單元；從每一類井間對比線組中提取點數(shù)據(jù)形成對比點集合，求取所述對比點集合的凸包作為儲層單元的邊界，以對比點集合為條件數(shù)據(jù)，以凸包為邊界，通過最小二乘法或克里格插值算法進行曲面擬合得到各個儲層單元的三維界面。

二維三維對比連線聯(lián)動模塊，用于當新增、調整或刪除井間二維對比連線時，使所述井間三維對比連線隨著井間二維對比連線的變化而變化，以生成更新后的三維對比結果。

本發(fā)明的突出優(yōu)點在于：

1、使得井間對比連線可以在三維視窗顯示，建立了二維對比、三維檢查的互動對比模式，確保了儲層對比的閉合性，提升了對比精度和效率。

2、通過多井井間對比、自動邊界劃分和曲面擬合，可直觀得到空間獨立儲層單元的邊界并實現(xiàn)界面的定量表征，這在傳統(tǒng)二維對比中幾乎不可能實現(xiàn)。

下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

為了更清楚的說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖做簡單介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明二維剖面下井上分層點及對比連線。

圖2為現(xiàn)有二維對比坐標系z-A1-d。

圖3為本發(fā)明對比線三維坐標點轉換計算方法。

圖4為本發(fā)明三維視窗中的井間三維對比連線。

圖5為本發(fā)明三維井間對比柵狀圖。

圖6為本發(fā)明井間對比線組的凸包多邊形。

圖7為本發(fā)明曲面擬合得到的儲層單元界面。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖對本發(fā)明實施方式做進一步詳細描述。

井間儲層三維對比的核心是二維剖面井間對比連線的三維轉化以及二維-三維聯(lián)動對比。應用這一技術可以實現(xiàn)高精度的井間儲層對比，準確刻畫小尺度地質界面，從而提高儲層構型研究精度和質量。井間儲層三維對比圖的生成方法的實施步驟是：

1、采集每個單井的井筒數(shù)據(jù)并分別按一定組織方式形成井筒集合。

2、在二維剖面下進行單井地質界面識別和劃分。

3、兩口臨井間儲層對比，通過鼠標、數(shù)位板等輸入工具繪制井間二維對比連線。

4、計算出二維剖面上的井間二維對比連線對應的空間三維坐標，生成井間三維對比連線。

5、對全部井間對比連線分類，將相互連接的井間三維對比連線劃歸一類，構成井間對比線組，每一井間對比線組即為一獨立的儲層單元。

6、基于凸包算法計算各井間對比線組的凸包，以通過算法進行曲面擬合得到單一儲層單元的三維界面；或根據(jù)生成的井間三維對比連線，生成井間對比三維柵狀圖。

本發(fā)明還提供一種生成上述三維井間柵狀圖和三維儲層單元界面圖的裝置，該裝置包括井域數(shù)據(jù)管理模塊和井間對比模塊。

其中，井域數(shù)據(jù)管理模塊包括：井頭數(shù)據(jù)I/O模塊、鉆井軌跡數(shù)據(jù)I/O模塊及測井數(shù)據(jù)I/O模塊。

井域數(shù)據(jù)管理模塊的作用是處理所有與井相關的物理實體，將井數(shù)據(jù)以層次結構方式組織。其首先定義井筒集合，井筒集合中存儲各口井的軌跡數(shù)據(jù)，并存儲與鉆井軌跡相關的測井數(shù)據(jù)和井上分層數(shù)據(jù)等。對用戶而言，這種組織方式可以方便的將井筒按照組織分為不同井筒集合。井筒集合之間的嵌套可以構建復雜的層次結構。一個井筒集合可以包含一個或多個其它井筒集合。

井頭數(shù)據(jù)I/O模塊用于井頭數(shù)據(jù)的輸入及調取。當?shù)刭|人員需要添加新的井筒對象到井域中時，首先要指定存儲井筒數(shù)據(jù)的井筒集合，該人機交互的動作由井域數(shù)據(jù)管理模塊完成。然后通過井頭數(shù)據(jù)I/O模塊向井筒內添加地質人員定義的井頭數(shù)據(jù)，該井頭數(shù)據(jù)包括井名、井口坐標、定義補心海拔數(shù)據(jù)。

鉆井軌跡數(shù)據(jù)I/O模塊用于添加或調取鉆井軌跡數(shù)據(jù)，鉆井軌跡數(shù)據(jù)定義了鉆井軌跡的幾何形態(tài)。在實際油田中，鉆井軌跡是通過井斜測量獲取的，其可以通過多種方法定義。

第一種方法包括斜深、傾角和方位角三類數(shù)據(jù)。當使用這類數(shù)據(jù)時，將其轉換為笛卡爾坐標系中的三維坐標點需要進行數(shù)學變化，這類變化在當前石油工業(yè)已十分成熟，在此不再贅述。

第二類鉆井軌跡的定義方法是通過三維多邊線表示。

第三類鉆井軌跡定義方法是通過三維坐標點集合(即三維軌跡點集合)表示，集合中的元素為三維坐標點(即一個三維軌跡點)。

本發(fā)明即是采用上述第三類鉆井軌跡定義方法。鉆井軌跡數(shù)據(jù)I/O模塊首先定義一個三維坐標點集合，然后往其內部增加三維坐標點。

測井數(shù)據(jù)I/O模塊用于測井數(shù)據(jù)的輸入與調取。測井數(shù)據(jù)包含沿鉆井軌跡測量的屬性值。測井曲線在計算機中通過一維數(shù)組存儲。對于一般常用的電阻率曲線而言，可以通過單精度浮點數(shù)類型數(shù)組存儲。對于沉積相類型曲線，可以通過整型數(shù)組存儲。

本發(fā)明所述井間對比模塊包括：單井層位劃分模塊、二維剖面井間對比連線繪制模塊、三維對比連線生成模塊、二維三維對比連線聯(lián)動模塊、三維柵狀圖生成模塊及儲層單元三維界面生成模塊。

在完成井頭數(shù)據(jù)、鉆井軌跡數(shù)據(jù)的添加后，單井層位劃分模塊對各井筒(即單井)進行地質界面識別和層次劃分，以獲取各井簡的分層數(shù)據(jù)。一個分層數(shù)據(jù)是鉆井軌跡上的一個點，其一般與一些可識別事件相關，如地質界面或地球物理層位。許多不同的學科需要使用井分層數(shù)據(jù)。因此，分層數(shù)據(jù)可以看為鉆井軌跡與一個空間曲面(如地質層位、斷層面)的交點。如果多口井穿過同一地質層位，那么這些交點將被視為地層分層數(shù)據(jù)。這些交點在計算機中可以通過具有x、y、z三個坐標表示。

單井層位劃分模塊還用于建立對比層位模型并在各井筒上添加實際分層數(shù)據(jù)。地質人員在劃分層位的時候只需要指定地質界面在鉆井軌跡上對應的斜深，想要獲取該分層點的三維坐標，需要進行匹配查詢，這是因為每一個斜深數(shù)據(jù)部有與之對應的傾角、方位角、X坐標、Y坐標等數(shù)據(jù)。因此，分層數(shù)據(jù)I/O模塊還會從存儲軌跡的類中查找所有軌跡記錄，以獲取用戶指定分層點的三維坐標。

如圖1至圖4所示，在獲得各井分層界面后，對于某一地質界面而言，二維剖面井間對比連線繪制模塊可以獲得井A1的地質界面分層點坐標(X1，Y1，Z1)和井A2的地質界面分層點坐標(X2，Y2，Z2)。通過A1和A2兩點作鉛垂剖面形成二維坐標系d-A1-z，二維剖面井間對比連線繪制模塊通過記錄鼠標或繪圖極在坐標系中的軌跡坐標實現(xiàn)，即可得到該坐標系下的一系列坐標(d，Z(d))，d表示A1、A2兩點在水平面投影點形成的連線上的任一點距點A1的距離，Z(d)表示該點對應的海拔深度值。當二維剖面井間對比連線繪制模塊在該二維剖面繪制出連井對比曲線后，即完成二維剖面下的井間儲層對比和二維剖面井間對比連線坐標點記錄。井間二維對比連線通過二維多邊線記錄，其坐標點在計算機中通過二維數(shù)組表示。

如圖3所示，三維對比連線生成模塊根據(jù)下述公式將坐標系d-A1-z下的坐標(d，Z(d))轉化為三維點坐標(X(d)，Y(d)，Z(d))。隨后建立多邊線，在其中存儲三維點坐標，這一多邊線就是三維空間中的井間對比連線，即井間三維對比連線。

井間三維對比連線的各三維坐標在計算機中通過三維數(shù)組存儲。

二維三維對比連線聯(lián)動模塊用于實時偵測二維對比連線的變化并在三維窗口實時更新三維對比連線，以達到二維三維對比連線的聯(lián)動。

具體地講，當二維剖面井間對比連線繪制模塊在二維剖面上繪制新的井間對比連線，二維三維對比連線聯(lián)動模塊便根據(jù)三維對比連線生成模塊計算出的三維坐標序列在三維窗口渲染顯示井間三維對比連線；當用戶在二維剖面上刪除已有的井間二維對比連線時，二維三維對比連線聯(lián)動模塊便刪除與之相對應的井間三維對比連線，以保持二維剖面與三維窗口所表達內容的一致性。當任意兩口井間的二維對比連線發(fā)生變化時，更新多邊線，根據(jù)二維對比連線的三維坐標序列在三維窗口渲染顯示更新后的井間三維對比連線。通過這一步驟，可以實現(xiàn)二維三維連動對比，如圖4所示，每當用戶在二維窗口完成新增井、調整或刪除已有的井間二維對比連線等操作后，在三維窗口會立即生成更新后的對比結果。

為了讓三維空間中的顯示更為直觀清晰，本發(fā)明提出了一種三維柵狀圖構建方法，該方法通過三維柵狀圖生成模塊實現(xiàn)。三維柵狀圖構建方法以待研究目標地質體的頂、底兩條三維對比線分別作為頂、底框架，在其間插入近似垂直的線段。這些線段將通過三維多邊線表示，組成多邊線的一系列點可以存儲屬性值(如相代碼)，可以作為后期相插值計算的條件數(shù)據(jù)。

為了實現(xiàn)這一目標，以某一待對比地質對象為例，三維柵狀圖生成模塊首先將各個儲層單元表示頂部界面的第一三維對比連線和表示底部界面的第二三維對比連線進行相同段數(shù)的等比例劃分并得到每個分段節(jié)點的坐標。如將第一三維對比連線等比例分為10段，得到每個10個分段節(jié)點的坐標，將第二三維對比連線等比例分為10段，得到10個分段節(jié)點的坐標。然后依次連接第一三維對比連線和第二三維對比連線上對應的分段節(jié)點，則可形成一系列多邊線，這些多邊線就是柵狀圖的柵欄，如圖5所示，其在計算機中通過集合表示，集合的元素是多邊線。通過三維井間柵狀圖，可以把二維剖面對比結果進行三維展示，得到有關砂體空間結構的直觀清晰認識，方便對井間儲層連通性等進行定量評估。

對二維剖面對比結果進行三維展示，除了將二維剖面對比結果轉化為三維柵狀圖外，還可以通過曲面擬合得到三維界面來進行直觀的展示。該三維界面的生成是通過儲層單元三維界面生成模塊實現(xiàn)的。

儲層單元三維界面生成模塊對全部井間三維對比連線進行分類，將相互連接的井間三維對比連線分為一類，形成井間對比線組，每一井間對比線組代表一個獨立的儲層單元。由于每一條井間三維對比線均是由點組成的，因此，從每一類的井間對比線組中提取點數(shù)據(jù)，形成對比點集合，求取對比點集合的凸集的交集S，即求取對比點集合的凸包(凸多邊形)，即如圖6所示。如圖7所示，以凸包(凸多邊形)作為儲層單元的邊界，以對比點集合為條件數(shù)據(jù)，基于最小二乘法或克里格等插值算法進行曲面擬合，即可得到儲層單元三維界面，完成對構型界面的定量刻畫。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改、等同替換、改進，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。