在勘探開發日益一體化的今天，國際上已相當普及從油氣田規模到區塊規模再到單個油氣藏的三維定量綜合地質建模。對于中國普遍存在的復雜地質條件油氣藏，三維綜合地質建模更不可少，可以肯定地說，這也是國內勘探開發一體化發展的必然環節。國際大趨勢勘探開發一體化三維綜合地質建模及虛擬現實技術您理想的綜合地質建模解決方案主要內容國際石油工業界的建模共識國際石油工業界的通力協作GOCAD

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綜合建模技術特色GOCAD綜合建模技術簡介現代油氣藏科學管理兩大支柱：靜態描述+動態模擬油氣藏描述：目標―儲層三維定量地質模型構造格架模型、儲層結構模型、流動單元模型、參數分布模型油氣藏模擬：基礎―儲層三維定量地質模型

三維油藏數值模擬成敗的關鍵什么是儲層三維定量地質模型呢？定量表征油氣藏目前狀態下，儲層特征（儲層結構及屬性參數）在三維空間分布規律的地質模型。國際石油工業界的建模共識

一、按勘探開發階段及模型精度分類(裘亦楠，1991)概念模型（Conceptualmodel）靜態模型（Staticmodel）預測模型（Predictablemodel）儲層地質模型分類知識回顧沉積或成因類型模型：具有典型化、概念化地區代表性與沉積或成巖模式類同，但加入了勘探開發所需的地質特征應用于油田勘探、評價、開發設計階段，可以減少戰略失誤儲層概念地質模型知識回顧陳堡油田陳3斷塊泰一段構造背景下的三維概念模型儲層概念模型：點壩砂體的半連通模式（據薛培華，1991）概念：描述某一具體油氣田或區塊的一個或一套儲層的屬性特征在三維空間上的變化和分布規律的地質模型。目的：為編制開發方案及調整方案提供地質依據實現：小層平面圖、油層剖面圖、柵狀圖、三維分布圖、切片圖缺點：地震-信息覆蓋面廣但垂向分辨率低測井-井間參數內插與外推預測精度考慮較少，精度欠缺儲層靜態地質模型知識回顧概念：對井間及其外圍地區的儲層參數進行高精度內插和外推預測的高質量地質模型。

目的：開發調整、井網加密或三次采油實現：地質隨機建模技術、地震約束、井網控制精度：井間預測精度―數十米或數米級儲層預測地質模型知識回顧二、按儲層表征內容或建模步驟分類構造格架模型儲層結構模型流動單元模型參數分布模型儲層地質模型分類知識回顧儲層相模型：相控建模技術應用的基礎概念：描述儲層幾何形態以及三維空間分布的地質模型。油氣田勘探開發實踐表明：相帶分布強烈地影響著地下流體的流動，儲層物性的變化與相類型極為相關。對于具有多種相帶分布的儲層來說，正確的相模型是精確建立儲層物性模型的必要前提。目的：儲層參數分布模型的骨架（相控建模技術的關鍵）油氣藏模擬中設計模擬網塊大小和數量的根據類型：千層餅狀結構、拼合板狀結構、迷宮狀結構據殼牌石油公司：K.J.Weber，L.C.VonGeuns，1990儲層結構地質模型知識回顧儲層結構地質模型示意圖知識回顧同一沉積成因的層狀砂體，砂體疊置、分布廣單層砂體連續性好，厚度漸變單層水平滲透率橫向穩定，垂向滲透率橫向漸變單層間界線為儲層性質變化線或阻流界線發育沉積相：陸相―湖泊席狀砂、風成砂丘等海岸相―障壁砂壩、海岸砂脊、海侵砂海相―淺海席狀砂、濱外砂壩、外扇濁積體井距大：矩形井網―1000米三角形井網―1200米隨機井網―約1～3口／km2

一步建模法：

建立準確的三維儲層結構模型較容易千層餅狀儲層結構模型知識回顧砂體拼合而成，單元之間沒有大的間距砂體連續性較好，儲層內及層間偶而有低滲或非滲透夾層砂體間存在物性突變，砂體內可具有很強的非均質性發育沉積相：陸相―辨狀河砂體、點壩、湖泊/沖積混合沉積風成/干谷混合沉積海岸―障壁島與潮道充填復合體河道充填/河口壩復合體海洋―風暴砂透鏡體、中扇濁積體井距中等：矩形井網―600米三角形井網―800米隨機井網―4口/km2建立準確的三維儲層結構模型難度一般，相控建模法拼合板狀儲層結構模型知識回顧小砂體和透鏡狀砂體的復雜組合砂體連續性具有方向性，剖面上不連續平面上，不同方向連續性不一樣部分砂體之間可為薄層、席狀、低滲砂巖連通發育沉積相：陸相―低彎度河道充填砂體、具低（砂/地）比值的沖積沉積砂體濱岸相―低彎度分流河道沉積砂體海洋―濁積巖、滑塌巖、具低砂/地比的風暴沉積砂體井距?。壕匦尉W―至少200米三角形井網―至少300米隨機井網―至少32口/km2建立準確的三維儲層結構模型很難，相控建模法隨機建模法―概率模型迷宮狀儲層結構模型知識回顧概念：C.L.Hearn，etc，1984；W.J.Ebanks，1987影響流體流動的儲層屬性參數在各處相似、且巖層特點也相似的縱、橫向上連續的儲集帶單元。流動單元不同，流體流動特征也不同由許多流動單元塊體鑲嵌組合而成，離散模型對油藏模擬及動態分析有很大意義，對預測二次采油和三次采油的生產性能亦意義重大紅色：一類流動單元綠色：二類流動單元藍色：滲流屏障儲層流動單元地質模型知識回顧長慶安塞油田坪橋水平井區長61三維流動單元模型描述儲層屬性參數在三維空間上的變化和分布規律的模型連續性模型（孔隙度模型、滲透率模型、流體飽和度模型）儲層參數分布地質模型知識回顧高精度儲層參數三維分布模型高級儲層隨機模擬方法國際石油工業界的建模共識

為什么要進行儲層三維定量綜合建模呢？真實的儲層在地下雖不可見，但以三維空間形式客觀存在由于科學技術的限制，80年代以前，人們只能用：二維圖：各種小層平面圖、油層剖面圖準三維圖：柵狀圖

描述三維儲層，實際是三維儲層在二維平面上的投影缺點：具有一定的局限性，掩蓋了儲層層內或層間的非均質性80年代后：計算機技術的飛速發展數學地質學的深入研究儲層三維建?！賰尤S圖形顯示

＝

儲層三維定量化＋可視化

儲層三維綜合建模技術

計算機三維顯示技術

儲層三維地質建模及顯示成為現實國際石油工業界的建模共識

與傳統的二維儲層研究相比，三維儲層建模優勢十分明顯：能更客觀、更形象地描述儲層克服了用二維圖件描述三維儲層的局限性，從而可以更有效地指導勘探與開發國際石油工業界的建模共識

國際石油工業界的建模共識

可以更精確地計算油氣儲量對于常規儲量計算來說：儲量參數―含油氣面積、有效厚度、孔隙度、油氣飽和度等層平均值―即：三維儲集體按層的平均值，誤差大忽視了儲層高度非均質性的影響，如：厚度、孔隙度和含油氣飽和度等參數在空間中并非恒定不變或均勻變化，而是具有十分復雜的變化規律。對于利用三維地質模型進行儲量計算來說：三維網格―即：三維儲集體每一點的真實值，誤差小國際石油工業界的建模共識

有利于三維油藏數值模擬三維油藏數值模擬成敗的關鍵：可以提供高精度的輸入國際石油工業界的建模共識

要具有哪些建模技術，才能既適應勘探開發一體化的要求，又能準確、有效地建立地下儲層三維定量模型呢？必須能夠滿足不同勘探、開發階段儲層三維定量建模的要求油氣藏評價及開發設計階段開發方案實施及油氣藏管理階段注水開發中后期及三次采油階段建模要求：滿足評價井設計、儲量計算、開發可行性評價、優化開發方案模型類型：概念模型、粗網格靜態模型基礎資料：大井距探井和評價井+地震資料模型精度：分辨率較低（由地震垂向分辨率較低造成）油氣藏評價及開發設計階段油氣藏評價及開發設計階段儲層概念模型：點壩砂體的半連通模式（據薛培華，1991）構造背景下的的三維概念模型鹽丘或古潛山三維地質模型簡單或復雜構造三維地質模型粗網格儲層三維靜態模型建模要求：可以優化開發實施方案及調整方案，如確定注采井別、射孔方案、作業施工、配產配注及油氣田開發動態分析等，以提高油氣田開發效益及油氣田采收率。模型類型：儲層細網格靜態模型基礎資料：開發井網+探井、評價井+地震資料模型精度：精度較高開發方案實施及油氣藏管理階段儲層結構三維地質模型（沉積微相模型）開發方案實施及油氣藏管理階段細網格儲層三維靜態模型復雜構造三維地質模型儲層結構三維理論地質模型儲層結構三維地質模型（沉積-巖石微相模型）建模要求：可以進行剩余油分布預測和挖潛、優化注水開發方案的調整、制定三次采油方案模型類型：儲層細網格預測模型基礎資料：加密井、檢查井+開發動態+開發井網+探井、評價井+地震模型精度：精度很高注水開發中后期及三次采油階段儲層流動單元三維地質模型細網格儲層三維預測模型更高級的儲層隨機模擬方法儲層結構三維地質模型復雜構造三維地質模型注水開發中后期及三次采油階段國際石油工業界的建模共識

要真正地貫徹多學科理論知識和實際生產經驗一體化的協同地質建模原則，確保高質量、高精度地建立儲層三維定量模型國際石油工業界的建模共識

要嚴格遵循等時建模+成因控制儲層相建模+確定性建模約束隨機性建模（相控儲層建模）等一系列地質建模原則，以確保所建儲層三維定量模型的準確性。儲層地質體是在不同的時間段形成的，時間段不同，儲層形成規律有所差別。在建模過程中，若將不同時間段的儲層作為一個單元來模擬，必然會影響建模精度。應用等時界面來劃分模擬單元，分單元建模，然后再將其組合為統一的儲層模型。

等時建模原則

沉積相分布有其內在規律。相的空間分布與層序地層之間、相與相之間、相內部的沉積層之間均有一定的成因關系，因此，在相建模時，為了建立盡量符合地質實際的儲層相模型，應充分利用這些成因關系，而不僅僅是井點數據的數學統計關系。

相的成因關系主要體現于層序地層學原理及沉積模式方面。

成因控制儲層相建模原則確定性建模約束隨機建模原則為降低所建模型的不確定性：★應用確定性信息限定隨機建模過程。確定性信息，如：通過層序地層學研究確定的層序格架、等時界面及洪（湖）泛泥巖的分布，應用生產動態資料確定的井間砂體的確定性對比等。

叢聚式河道離散式河道河道分布模式★首先建立沉積（成巖、裂縫）相或儲層結構模型★然后根據不同相的油藏參數定量分布規律，分相帶進行井間插值或隨機模擬，建立油藏參數分布模型（如孔隙度、滲透率、含油氣飽和度三維分布模型）相控油藏屬性建模原則相分布控制著儲層分布相不同，油藏參數分布規律不同主要內容國際石油工業界的建模共識國際石油工業界的通力協作GOCAD

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綜合建模技術特色GOCAD綜合建模技術簡介國際石油工業界的通力協作世界上三十多家油公司和服務公司共同贊助、四十多個研究院校共同研發

GOCAD技術研究聯合體經過十多年的共同攻關，于1997年正式推出了采用獨特專利技術的勘探開發一體化三維綜合地質建模及虛擬現實技術----gOcad！目前，在全球，這套工業化標準技術擁有用戶：聯合體成員－三十多家油公司和服務公司

四十多個研究院校：石油大學油氣藏描述研究所商業客戶－五百多個在國內，客戶主要有：大慶3、遼河1+1、勝利1+1、青海1、物探局3、西地所1+1、克拉瑪依1、大港1、吐哈1+1、長慶1、吉林1、河南1、江漢1、中石化1、四川1、石油大學5、地質大學1

、中科院1國際石油工業界的通力協作主要內容國際石油工業界的建模共識國際石油工業界的通力協作GOCAD

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綜合建模技術特色GOCAD綜合建模技術簡介GOCAD軟件產品定位經濟評價資料處理資料解釋沉積相及流動單元建模油氣藏屬性參數建模流動模擬風險評價地震測井巖心構造建模井位設計GOCAD標準版三維定量構造建模、速度建模、儲層結構及流動單元建模、儲層屬性建模G2高級儲層結構及流動單元建模工具（雪佛龍地質統計學工具包）JACTA／3DSL具有與快速流線流動模擬器（油藏數值模擬）直接接口的不確定性綜合風險分析模塊GOCAD軟件產品簡介VolumeExplorer支持地震多屬性顯示及油藏虛擬現實顯示OpenSpirit與國際大型石油軟件進行無縫連接DeveloperkitGOCAD開發工具包GOCADVRGOCAD虛擬現實系統GOCAD軟件產品簡介主要內容國際石油工業界的建模共識國際石油工業界的通力協作GOCAD

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綜合建模技術特色GOCAD綜合建模技術簡介要建模的地質目標，千姿百態，既要描述其幾何形態，也要描述其所包含的油藏屬性特征。但是無論多么復雜的地質體，歸納起來都可用點、線、面、體等四種類型的數據來描述。基于這種觀點，GOCAD中描述地質目標的數據定義有：點集：描述離散數據；

線集：描述斷層線、鉆井軌跡、測井曲線和河道等線狀數據；

面集：描述層面、斷面等面狀數據；

體集：地震數據、遙感數據、地層網格、鹽丘、封閉體等數據體。GOCAD

綜合建模技術特色

GOCAD技術具有對復雜地質模型進行有效定量表征的手段油氣藏模型通常是由多個地質目標體組合而成的，因此，建立三維油氣藏模型，需要在三維空間內，對多個地質目標體進行組合和連接，從而要求建模技術必須具備強大的人機交互能力才能保證所建模型的合理性。GOCAD綜合建模技術即具有此功能。GOCAD

綜合建模技術特色GOCAD技術具有強大的三維空間交互編輯功能三維建模的過程是信息逐步豐富的過程，也就是需要將少量信息推斷到整個三維空間，因此必須使用先進的插值方法和技術，來確保三維建模的科學性、準確性。GOCAD的創始人兼總裁Mallet教授，研制了一套“離散平滑插值DSI”的專利技術，該技術已被工業界廣泛承認（如：國際大型石油軟件GeoFrame、OpenWorks等已購買內嵌該技術），并成熟應用于GOCAD復雜構造建模（如逆掩斷層、鹽丘等）、速度建模、儲層屬性建模過程中。該技術的核心思想是：

1、保證相鄰單元之間的屬性彼此相似，平滑過渡；

2、在空間插值過程中采用模糊控制。GOCAD

綜合建模技術特色GOCAD獨有的三維空間快速插值建模專利技術地質統計學方法是油氣藏三維確定性建模中必不可少的工具。GOCAD軟件中地質統計學方法有：普通克里金，帶趨勢的克里金，貝葉斯克里金，塊克里金，具有外部漂移的克里金，同位協同克里金，指示克里金等等。隨機建模則是油氣藏三維隨機建模的必要技術。GOCAD軟件中隨機建模技術有：截斷高斯模擬，布爾模擬，馬爾柯夫模擬，序貫高斯模擬，非條件序貫高斯模擬,同位協同克立金序貫高斯模擬，塊克里金序貫高斯模擬，序貫指示模擬，模擬退火，云圖轉換等等。GOCAD

綜合建模技術特色GOCAD具有全套的、先進的確定性和隨機性建模技術功能性從地震解釋與反演、速度建模、構造建模、油藏建模到數值模擬、井跡優化設計、油藏風險評價綜合一體化復雜構造處理能力容易處理復雜構造，包括逆斷層、相交斷層、鹽丘等；而且大量斷層系統處理能力非常強大

建模速度獨有的離散平滑插值DSI專利技術，方便用戶快捷、準確建模智能化程度當有新數據時，原模型可動態自動更新可視化三維可視化功能強國際上，三維虛擬現實以GOCADVR為操作平臺GOCAD

軟件技術特色總起來建模技術具有全套的、先進的確定性和隨機性建模技術兼容性用OpenSprit插件可無縫連接Landmark、Geoframe等國際大型石油專用軟件

適用性任何環境都可運行：Windows，Solaris，SGI，Hp-unix，Linux擴展性任意擴展，功能插件即插即用友好性用戶界面靈活、友好，人機交互功能強開放性開發版具有用戶自己快速開發專用插件及并行樹的功能GOCAD

軟件技術特色軟件類型評價方面SGMEarthVisionRMS-STORMFAST-TRACK（RC）2GRIDSTATPROPETRELGOCAD功能方面油藏確定性建模構造建模、油藏確定性建模構造建模、油藏建模、數值模擬油藏建模油藏建模、地震反演油藏建模、測井解釋、地震反演構造建模、油藏建模、地震解釋從地震解釋與反演、速度建模、構造建模、油藏建模到數值模擬、井跡優化設計、油藏風險評價綜合一體化用戶友好性一般較好一般好差一般好好平臺適用性olaris,SGISolaris,SGISolaris,SGI,Hp-unixWindowsSolaris,SGIWindowsWindowsWindows,Solaris,SGI,Hp-unix,Linux可擴展性（插件）無擴展無擴展無擴展無擴展無擴展無擴展任意擴展任意擴展系統開放性無無無無無無無開發版具有用戶自己開發專用插件及并行樹的功能與其它軟件兼容性同Landmark數據庫直接連接同Landmark數據庫直接連接同Landmark、Geoquest數據庫直接連接無連接無連接無連接無連接用OpenSprit插件無縫連接Seisworks，Openworks、Geoquest等國際大型石油專用軟件可視化性能二維顯示為主，三維可視化功能一般三維顯示功能較強RMS三維顯示較好，STORM二維顯示為主三維可視化較強二維顯示為主，少量三維顯示二維顯示三維可視化功能強三維可視化功能強復雜構造處理能力差強，可處理復雜斷層RMS較強，逆斷層及鹽丘構造處理能力差一般差差強，能處理復雜構造，但對大量斷層系統處理能力較差強，能處理復雜構造，包括逆斷層、相交斷層、鹽丘等，大量斷層系統處理能力強建模速度較快較快慢快慢較慢快快，具有DSI國際專利技術，可實現迅即建模性能/價格比一般一般一般好一般好較好好主要內容國際石油工業界的建模共識國際石油工業界的通力協作GOCAD

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綜合建模技術特色GOCAD綜合建模技術簡介目前，三維油藏建模的顯示技術已解決，而油藏屬性三維空間賦值的精度，成為三維油藏建模的技術關鍵。從本質上來說，三維空間賦值為井間儲層預測，其精度決定著所建模型的精度。因此，提高井間預測精度是油藏綜合建模的核心。核心問題：井間預測建模方法：確定性建模技術：對井間未知區給出確定性的預測結果隨機性建模技術：對井間未知區給出多種可能的預測結果確定的不確定而需預測的三維油藏建模技術核心問題對井間未知區給出確定性的預測結果，即從具有確定性資料的控制點（如井點）出發，推測出控制點間（如井點間）確定的、唯一的儲層參數。儲層地震學方法水平井方法儲層沉積學方法井間插值方法確定性建模技術儲層地震學主要是應用地震資料研究儲層的幾何形態、巖性及屬性參數的分布規律。一般是針對盆地內某區塊或有利儲集相帶的一套含油層段進行研究。研究厚度相對較小，一般在幾米~幾十米的范圍內，在地震剖面上主要表現為一個同相軸或幾個同相軸組成的反射波組。這與區域地震地層學的研究范疇有所區別。儲層地震學主要利用儲層的地震屬性參數（如層速度、波阻抗、振幅等）與儲層巖性和物性的相關性進行儲層橫向預測，繼而建立儲層巖性和物性的三維分布模型。

儲層地震學方法優點：覆蓋面廣、橫向采集密度大缺點：垂向分辨率較低，一般10～20m（為主波長的1/4，一般為20m±），比測井資料的分辨率（一般0.5m±）低得多。砂體厚度：對于我國相變十分頻繁的復雜陸相儲層（以“米級”規模薄層間互的砂泥巖地層）來說，可以分辨到砂組或油組規模，但很難分辨到單砂體規模（小層）儲層參數：預測精度較低，為大層段的平均值

應用：油藏評價階段，主要確定：地層格架、斷層特征、儲層宏觀結構、儲層參數較大規模的宏觀展布規律三維地震儲層地震學方法測井約束反演因此，在應用三維地震資料（結合井資料和VSP資料）進行三維儲層建模時，所建模型的垂向網格較粗（網格大小為地震垂向分辨率，一般20m±，通過地震反演技術可使垂向分辨率提高至4-8m）。這類模型可滿足勘探階段油藏評價的要求，但較難應用于油氣田開發。

但是，這一較低垂向分辨率的三維儲層模型乃至地震屬性（振幅、速度或波阻抗）本身，可作為高分辨率三維儲層建模的宏觀控制（或趨勢），再綜合應用井資料可建立垂向網格較細的儲層模型，這比單純應用地震資料或井資料建立的三維儲層模型精度都高。三維地震儲層地震學方法塊克里金序貫高斯隨機模擬技術平均效應約束的序貫高斯隨機模擬技術＋

約束條件：沉積相、成巖儲集相、裂縫相

約束方法：按不同相區分別建立地震反射參數與儲層地質信息的關系（應用回歸分析或人工神經網絡方法）

地震參數：層速度、波阻抗、振幅、頻率等地質參數：巖性、孔隙度等

儲層巖性及孔隙度的反演預測相控儲層預測與建模井間地震

優點：可大大提高井間儲層參數的解釋精度震源和檢波器均在地下井中，可避免近地表低速層對地震波能量的衰減，加之井間傳感器離目標非常近，可提高信噪比。可利用地震波的初至，實現P波和S波的井間地震層析成象，從而可準確重建速度場。缺點：震源問題2、水平井方法優點：可直接獲取儲層側向變化參數，確定性儲層建模技術缺點：成本高3、儲層沉積學方法通過井間砂體對比建立儲層結構模型理論基礎：高分辨率層序地層學---建立等時地層格架

沉積典型相模式---指導砂體對比過程資料、方法和技術：★應用地質知識庫指導砂體對比過程砂體幾何形態（長寬比、寬厚比、砂泥比等）砂體連通關系（垂向疊置、側向疊置、孤立狀）★應用三維地震和井間地震信息獲取儲層幾何形態及連通關系的宏觀信息★應用測井沉積學研究成果，獲取砂體定向信息★通過試井（示蹤劑、脈沖試井等）或開發動態分析，獲取砂體連通信息★應用古地形資料，幫助進行砂體對比勝坨油田勝二區沙二段

高分辨率層序地層劃分和對比SE比例型：內部層面與頂、底面平行退覆-剝蝕型：內部層面與底面平行，而與頂面呈銳角相交超覆型：內部層面與底面呈銳角相交，而與頂面平行地層疊置型式根據層序地層學原理建立層序地層格架描述洪泛面及由深切谷和谷間組成的層序邊界應用截斷高斯模擬方法生成洪泛面和層序界面應用標點過程模擬深切峽谷的方向和形狀4、井間插值法對井間儲層參數進行預測。一步建模法、相控建模法傳統統計學估值法如：反距離平方法，只考慮觀測點與待估點之間的距離，而不考慮地質規律造成的儲層參數在空間上的相關性。插值精度相對較低。地質統計學估值法地質變量的空間分布―隨機性、區域相關性克里金方法是地質統計學的核心，它主要應用變差函數（或協方差函數）來研究在空間上既有隨機性又有結構性的變量（區域化變量）的分布。儲層孔隙度、滲透率、流體飽和度、層速度等均為區域化變量?？死锝鸱椒ㄊ且环N實用的、有效的插值方法。它優于傳統方法（如三角剖分法，距離反比加權法等），在于它不僅考慮到被估點位置與已知點位置的相互關系，而且還考慮到已知點位置之間的相互聯系，因此更能反映客觀地質規律，估值精度相對較高，是定量表征儲層的有力工具?？死锝鸩逯导锤鶕傈c周圍的若干已知信息，應用變差函數模型，對估點的未知值作出最優（估計方差最?。?、無偏（估計值的均值與觀測值的均值相等）的估計?？死锝鸩逯捣愋秃唵慰死锝穑⊿K）普通克里金（OK）具有外部漂移的克里金泛克里金（UK）因子克里金協同克里金貝葉斯克里金（BK）指示克里金等加權插值簡單克里金（SK）：普通克里金（OK）：區域化變量滿足二階平穩（或內蘊）假設時具有外部漂移的克里金泛克里金（UK）：非平穩條件下因子克里金協同克里金：存在多個變量的協同區域化現象時貝葉斯克里金（BK）指示克里金：有特異值數據存在時折取克里金：計算局部可回采儲量時對數正態克里金：區域化變量服從對數正態分布時克里金插值法類型變差函數：為區域化變量Z(x)在x、x+h兩點處的值之差的方差之半，即：Ca：變程，當h≤a時，任意兩點間的觀測值存在相關性，該相關性隨h的變大而減??；當h＞a時就不再存在相關性。待估點的有效估值范圍C：總基臺值，反映區域化變量在研究范圍內的變異強度

C0：塊金效應，表示：當h很小時，兩點間儲層屬性的變化處于紊亂狀態具不同變程的克里金插值圖象變量的各向異性幾何各向異性帶狀各向異性三種具基臺值的理論變差函數模型空洞效應變差函數模型冪函數變差函數模型（1）克里金插值為局部估值方法，對被估點的整體空間相關性考慮不夠，它保證了數據估計的局部最優，卻不能保證數據的總體最優，因為克里金估值的方差比原始數據的方差要小。因此，當井點較少且分布不均時會出現較大的估計誤差，特別是在井點之外的無井區誤差更大。（2）克里金插值法為光滑內插方法，為減小估計方差而對真實觀測數據的離散性進行了平滑處理，雖然可以得到由于光滑而更美觀的等值線圖或三維圖，但一些有意義的異常帶常常被光滑作用處理掉了。所以，克里金方法有時被稱為一種“移動光滑窗口”?？死锝鸱椒ǖ木窒扌源_定性建模的局限性雖然儲層本身在地下是確定的，但是，在資料不完善以及儲層結構空間配置和儲層屬性參數空間變化規律復雜的情況下，人們難于掌握任一尺度下儲層確定的且真實的特征或性質，也就是說，在確定性模型中存在不確定性，亦即隨機性。因此，人們廣泛應用隨機建模方法進行儲層建模。確定性建模軟件SGM：確定性儲層建模軟件EarthVision：主要為確定性構造建模軟件，其中有簡單的確定性儲層建模部分Geoframe：為一套集地質、測井、地震解釋、三維建模為一體的綜合勘探軟件平臺，其中包含綜合運用多學科資料進行確定性儲層建模的模塊。地下儲層實際上是確定性的，具有確定的性質和特征認識程度不足→儲層表征和預測具有多解性、不確定性、隨機性（一）概念：以已知信息為基礎，以隨機函數為理論，應用隨機模擬方法，產生可選的、等概率的儲層地質模型的方法。亦即對井間未知區應用隨機模擬方法給出多種可能的預測結果。隨機建模、多個模型克里金方法是地質統計學的核心，它主要應用變差函數（或協方差函數）來建立空間上既有隨機性又有結構性的儲層屬性參數（區域化變量）的三維地質模型。確定性建模、單一模型儲層隨機建模相控理論的由來！

離散模型的不同實現，表示三維沉積相不同實現模型的水平切片（同一水平位置）1、優點：與確定性建模方法相比，這種方法承認控制點以外的儲層參數具有一定的不確定性，即具有一定的隨機性。因此針對同一地區，應用同一資料、同一隨機模擬方法可建立的儲層模型不是一個，而是多個，即一定范圍內的幾種可能實現(即所謂可選的儲層模型)，以滿足油田勘探、開發決策在一定風險范圍內的正確性。對于每一種實現（即儲層模型），所模擬參數的全區統計學分布特征與控制點的統計學分布特征保持一致，即所謂等概率。各個實現之間的差別是儲層不確定性的直接反映。如果所有實現都相同或相差很小，說明模型中的不確定性因素少；如果各實現之間相差較大，說明不確定性大。據此可評價由于占有資料不足而導致的井間儲層預測的不確定性，以滿足油田勘探開發決策在一定風險范圍內的正確性。隨機模擬可以“超越”地震分辨率，提供井間儲層參數米級或十米級的變化，因此，隨機建模可對儲層非均質性進行高分辨率的表征。在實際應用中，利用多個等概率隨機模型進行油藏數值模擬，可以得到一簇動態預測結果，據此，可對油藏開發動態預測的不確定性進行綜合分析，從而提高動態預測的可靠性。

隨機建模的優點與測井約束地震反演相比，精度更高！油藏靜態的不確定性導致開發動態的不確定性！2、隨機模擬與克里格插值

隨機模擬是以隨機函數理論為基礎。隨機函數由一個區域化變量的分布函數和協方差(或變差)函數來表征。一個隨機函數Z(x)有無數個可能的實現：｛ZS(x)，S＝１，２，…，∞｝。條件模擬與非條件模擬若用觀測點的數據對模擬過程進行條件限制，使得觀測點的模擬值忠實于實測值（井數據、地震數據、試井數據等），就稱為條件模擬；否則為非條件模擬。隨機模擬與克里格插值有較大差別，主要表現在以下三個方面：①克里格插值主要考慮局部估計值的精確程度，力圖對待估點的未知值作出最優(估計方差最小)、無偏(估計值均值與觀測點值均值相同)估計，而不考慮所有估計值的最終空間相關性；而隨機模擬首先考慮的是模擬結果的整體性質和模擬值的統計空間相關性，其次才是局部估計值的精確程度。②克里金插值給出觀測值間的平滑估值(如繪出研究對象的平滑曲線圖)，而削弱了真實觀測數據的離散性(插值法為減小估計方差，對真實觀測數據的離散性進行了平滑處理)，忽略了井間的細微變化；而條件隨機模擬通過在插值模型中系統地加上了“隨機噪音”，這樣產生的結果比克里金插值模型“真實得多”，“隨機噪聲”正是井間的細微變化。隨機模擬與克里格插值的差別③克里格插值只產生一個儲層模型，而在隨機模擬中，則產生許多可選的模型，各種模型之間的差別正是空間不確定性的反映。隨機模擬對于儲層非均質性的研究具有更大的優勢，因為隨機模擬更能反映儲層性質的離散性，這對油田開發生產尤為重要。克里格插值掩蓋了非均質程度(即離散性)，特別是離散性明顯的儲層參數(如滲透率)的非均質程度，因而不適用于滲透率非均質性的表征。當然，對于一些離散性不大的儲層參數，如孔隙度，應用克里格插值研究其空間分布，并用于估計儲量，亦表現出方便、快速、準確的優越性。隨機模擬與克里格插值的差別儲量不確定性評價

三維儲層建模的重要意義之一是儲量計算，即應用三維網格計算儲量，而不僅僅是根據平面圖及對應的平均值來計算。由于隨機建?？山o出一系列實現，即針對同一地區，應用同一資料、同一建模方法建立多個儲層地質模型。將這些實現用于三維儲量計算，則可得出一簇儲量結果。它不是一個確定的儲量值，而是一個儲量分布。通過這一分布，我們可以更客觀地了解地下儲量，從而為開發決策提供重要的參考依據，保證油田開發決策在一定風險范圍內的正確性。陳堡油田陳3斷塊泰一段儲量頻率分布圖儲量分布表隨機模擬方法分類表序貫模擬算法（1）隨機地選擇一個待模擬的網格節點；（2）估計該節點的累積概率分布函數(ccdf)；（3）隨機地從ccdf中提取一個分位數作為該節點的模擬值；（4）將該新模擬值加到條件數據組中；（5）重復1-4步，直到所有節點都被模擬到為止，從而得到一個模擬實現z(l)(u)誤差模擬算法（1）應用原始數據進行克里金插值，得到估計值Z*(u)；（2）進行非條件模擬，得到一個模擬實現Z(1)(u）

（3）在模擬實現Z(1)(u)中，提取觀察點處的非條件模擬值，對其進行克里金插值，得到新的估計值Z*(1)(u)。（4）比較兩次估計值，得出模擬殘差Z(1)(u)-Z*(1)(u)。（5）將模擬殘差Z(1)(u)-Z*(1)(u)與原始的克里金估計值Z*(u)相加，即得到一個忠實于井點觀察值的條件模擬實現Zc(1)(u)。①

②③④④⑤⑤Z*(u)Z(1)(u）Z*(1)(u)Z(1)(u)-Z*(1)(u)Zc(1)(u)模擬退火算法模擬退火類似金屬的冷卻和退火。高溫狀態下分子分布紊亂而無序，但隨著溫度緩慢地降低，分子有序排列形成晶體。模擬退火的基本思路是對于一個初始的圖象，連續地進行擾動，直到它與一些預先定義的包含在目標函數內的特征（地質知識庫）相吻合。

基于目標（object-based）的方法標點過程

基于象元（pixel-based）的方法序貫高斯模擬截斷高斯模擬序貫指示模擬分形模擬隨機模擬方法標點過程（布爾模型）標點過程的基本思路，是根據點過程的概率定律，按照空間中幾何物體的分布規律，產生這些物體的中心點的空間分布，然后將物體性質（即marks，如物體幾何形狀、大小、方向等）標注于各點之上。從地質統計學角度來講，標點過程模擬即是要模擬物體點（points）及其性質（marks）在三維空間的聯合分布。點過程：物體中心點在空間上的分布可以是獨立的（如Poisson點過程，即布爾模型的概率分布理論），也可以是相互關聯或排斥的（如Gibbs點過程）。目標點密度在空間上可以是均勻的，也可以根據地質規律賦予一定的分布趨勢。在實際應用中，目標點位置可以通過以下規則來確定：（1）密度函數（即各相的體積比例及其分布趨勢）（2）關聯（如井間相連通）和排斥原則（如同相物體或不同相物體之間不接觸的最小距離）。物體性質（marks）實際上就是物體幾何學形態，包括各相的形狀、長度、寬度、高度、方向、頂底位置等。形狀：矩形、橢球體、錐形等幾何學參數：如長、寬、高等利用優化算法（如模擬退火）可以使模擬實現忠實于井信息、地震信息以及其它指定的條件信息。標點過程的模擬過程是將物體“投放”于三維空間，亦即將目標體投放于背景相中。因此，這種方法適合于具有背景相的目標（物體或相）模擬。離散型模擬如：沖積體系的河道和決口扇（背景相：泛濫平原）、三角洲分流河道和河口壩（背景相：河道間和湖相泥巖）、濁積扇中的濁積水道（背景相：深水泥巖）、濱淺海障壁砂壩、潮汐水道（背景相：瀉湖或淺海泥巖）另外，砂體中的非滲透泥巖夾層、非滲透膠結帶、斷層、裂縫均可利用此方法來模擬。

標點過程模擬示意圖挪威潮坪相潮汐水道序貫高斯模擬高斯隨機域是最經典的隨機函數模型。該模型的最大特征是隨機變量符合高斯分布（正態分布）。在實際應用中，首先需要將區域化變量（如孔隙度）進行正態得分變換（變換為高斯分布），模擬處理后，再將模擬結果反變換為區域化變量。對于符合正態分布的變換后的隨機變量，可以很容易地通過變差函數獲取變量的條件概率分布函數。從條件概率分布函數中隨機地提取分位數便可得到模擬實現。高斯模擬可以采用多種算法，如序貫模擬、誤差模擬（如轉帶法）、概率場模擬等。在實際應用中，人們多應用序貫模擬算法，即序貫高斯模擬。在該方法中，模擬過程是從一個象元到另一個象元序貫進行的，而且用于計算某象元條件概率分布函數的條件數據除原始數據外，還考慮了已經模擬過的所有數據。

高斯模擬是應用很廣泛的連續性變量隨機模擬方法。它適用于各向異性不強的連續變量的隨機模擬。

截斷高斯模擬截斷高斯隨機域屬于離散隨機模型，其基本模擬思路是通過一系列門檻值，截斷規則網格中的三維連續變量而建立離散物體的三維分布。適合于相帶呈排序分布的沉積相模擬，如三角洲平原、前緣和前三角洲、呈同心分布的湖相（濱湖、淺湖、半深湖、深湖）、濱海相（上濱、中濱、下濱）的隨機模擬。層序地層學與截斷高斯模擬的有機結合水進平衡水退指示模擬的重要基礎為指示變換和指示克里金。所謂指示變換，即將數據按照不同的門檻值，編碼為1或0的過程。對于模擬目標區內的每一類相，當它出現于某一位置時，指示變量為1，否則為0。指示變換的最大優點是可將軟數據（如試井解釋、地質推理和解釋）進行編碼，因而可使其參與隨機模擬。指示模擬既可用于離散類型變量，又可用于離散化的連續變量的隨機模擬。對于連續變量，通過一系列門檻值，將其離散化成一系列變量類別，然后針對這些變量類別進行模擬。序貫指示模擬在類型變量的模擬過程中，對于三維空間的每一個網格（即：象元），首先通過指示克里金法估計各變量的條件概率，并歸一化，使所有類型變量的條件概率之和為1，以確定該處的條件概率分布函數；然后隨機提取一個0至1之間的隨機數，該隨機數在條件概率分布函數中所對應的變量即為該象元的相類型。這一過程在其它各個象元運行，便可得到研究區內相分布的一個隨機圖象。指示模擬可用于模擬復雜各向異性的地質現象。由于各個類型變量均對應于一個指示變差函數，也就是說，對于具有不同連續性分布的類型變量(相)，可給定（指定或通過數據推斷）不同的指示變差函數，從而可建立各向異性的模擬圖象。因此，指示模擬可用于多向分布的沉積相建模（如三角洲分流河道與河口壩復合體），也可用于斷層和裂縫的隨機建模。序貫指示模擬剖面圖分形隨機域的最大特征是其自相似性，即局部與整體相似。在分形模擬中，主要應用統計自相似性，即任何規模上變量的變化與任何其它規模上變量的變化相似，亦即任一規模上變量的方差與其它規模上變量的方差成正比，其比率取決于分形維數（或間斷指數）。分數布朗運動和分數高斯噪音根據分形隨機域的自相似性原理，在確定變量符合分形特征后，便可應用少量數據預測整個模擬目標區的變量分布。分形模擬一般采用誤差模擬算法，其模擬實現為克里金估值加上隨機“噪音”。分形隨機模擬應用分形幾何研究裂縫分布分形幾何應用的注意事項分形隨機域最引人注目的特征是其自相似性，這也是它最大的優點。在確定隨機變量符合分形特征后，便可根據自相似性原理應用少量數據預測整個模擬目標區的變量分布。然而，在分形模擬的應用中，一定要注意如下幾點：（1）檢驗待模擬變量是否具有分形特征。值得注意的是，由于地質情況的復雜性，不同規模的地質特征受控于不同的地質控制因素（如砂體規模的滲透率受控于沉積相和成巖相的空間展布，而層理規模的滲透率則受到層理性質及局部成巖作用的強烈影響）。因此，在應用分形理論研究地質變量的分布之前，一定要檢驗它是否符合分形特征。（2）選擇合適的計算間斷指數（赫斯特指數）的方法。為了提高分形模擬或預測的精度，首先應該求準間斷指數。用于求取間斷指數的方法很多，如R/S分析、譜分析、變差函數、盒子計數法等，其中一些方法在樣品數量減少時變得不穩健。因此，應根據實際地質情況及變量類型，選擇一種最穩健的、能提供最可靠間斷指數的方法。另外，還應注意季節紋層對計算間斷指數的影響。（3）檢驗垂向與平面上的分形特征的差別。在很多分形模擬的應用中，由于橫向數據點比較稀少，很難求取平面上的分形維數（實際上，在最小井距之內，變差函數無點對存在，類似于純塊金效應），因此往往“借用”垂向分形維數代替平面分形維數。在進行分形模擬前，應檢驗平面分形維數是否等于垂向分形維數。隨機模擬方法的選擇

隨機模擬方法很多，但沒有一種萬能的方法能解決所有儲層結構類型的建模問題。不同的隨機模型有其地質適用性及應用范疇。1、如對于相模擬來說：如果預知相的幾何構型（幾何形態和組合方式），則標點過程為首選方法；對于具有排序分布的相組合來說，截斷高斯模擬方法最為適合；如果既不知幾何構型，相組合又無排序現象，則應選用序貫指示模擬。2、對于參數模擬來說：基于高斯分布的方法很難控制極值分布的連續性，而指示模擬方法很適合解決這類問題。因此，應該根據研究區的地質特征（地質概念模式）對隨機模擬方法進行選擇。對于產生的模擬實現，為了油藏數值模擬和油藏開發管理的應用，應對其進行驗證，判別它們是否符合地質實際。如果不滿意，則應檢驗模擬方法、特征參數，并重新模擬；如果滿意，則對隨機實現進行優選，選出一些被認為最符合地質實際或生產數據的模擬實現，通過粗化（Upscaling）之后，進入模擬器進行油藏數值模擬，或直接用于生產應用（油藏評價或油藏開發管理）。驗證和優選隨機模擬實現隨機建模軟件很多，主要有：RMS/STORMGSLIBHerisimRC2GOCADGridStatPetrel等實際上，這些軟件均包括克里金插值算法，因此既可進行隨機建模，又可進行確定性建模。儲層隨機建模軟件軟件類型評價方面SGMEarthVisionRMS-STORMFAST-TRACK（RC）2GRIDSTATPROPETRELGOCAD功能方面油藏確定性建模構造建模、油藏確定性建模構造建模、油藏建模、數值模擬油藏建模油藏建模、地震反演油藏建模、測井解釋、地震反演構造建模、油藏建模、地震解釋從地震解釋與反演、速度建模、構造建模、油藏建模到數值模擬、井跡優化設計、油藏風險評價綜合一體化用戶友好性一般較好一般好差一般好好平臺適用性olaris,SGISolaris,SGISolaris,SGI,Hp-unixWindowsSolaris,SGIWindowsWindowsWindows,Solaris,SGI,Hp-unix,Linux可擴展性（插件）無擴展無擴展無擴展無擴展無擴展無擴展任意擴展任意擴展系統開放性無無無無無無無開發版具有用戶自己開發專用插件及并行樹的功能與其它軟件兼容性同Landmark數據庫直接連接同Landmark數據庫直接連接同Landmark、Geoquest數據庫直接連接無連接無連接無連接無連接用OpenSprit插件無縫連接Seisworks，Openworks、Geoquest等國際大型石油專用軟件可視化性能二維顯示為主，三維可視化功能一般三維顯示功能較強RMS三維顯示較好，STORM二維顯示為主三維可視化較強二維顯示為主，少量三維顯示二維顯示三維可視化功能強三維可視化功能強復雜構造處理能力差強，可處理復雜斷層RMS較強，逆斷層及鹽丘構造處理能力差一般差差強，能處理復雜構造，但對大量斷層系統處理能力較差強，能處理復雜構造，包括逆斷層、相交斷層、鹽丘等，大量斷層系統處理能力強建模速度較快較快慢快慢較慢快快，具有DSI國際專利技術，可實現迅即建模性能/價格比一般一般一般好一般好較好好儲層建模流程數據準備構造建模儲層結構建模模型粗化體積計算圖形顯示油藏模擬油藏屬性建模速度建模GOCAD三維油藏模型建立過程數據采集質量控制數據編輯模型建立模型編輯方案設計

風險評價數據來源：巖心、測井、地震、試井、開發動態數據類型：坐標數據、分層數據、斷層數據、儲層數據井眼儲層數據：硬數據（harddata）即井模型―巖心分析和測井解釋數據，包括：單井相、砂體、隔夾層、孔隙度、滲透率、含油飽和度等數據地震儲層數據：軟數據（softdata）主要為速度、波阻抗、頻率等信息試井（包括地層測試）儲層數據：硬數據：儲層連通性信息軟數據：儲層參數數據，為井筒周圍一定范圍內的滲透率平均值，精度相對較低。。

數據集成及質量檢查技術斷層網絡系統斷層拾取GOCAD

構造格架建模技術構造建模1—斷層網絡模型利用地震和測井解釋成果建立斷層網絡系統斷層分析(allan-maps,separationdiagrams,displacementmaps,smear-gaugeratios)

地震面解釋成果斷面測井分層油藏構造格架構造建模2—三維構造格架模型利用地震層面解釋成果和測井分層解釋成果產生斷層化的地層層面模型=>儲層構造格架GOCAD

構造格架建模技術利用GOCAD技術建立的構造格架模型GOCAD

三維精細速度場建模技術速度模型的用途速度建模所需數據速度建模工作流程速度建模應用實例速度為油藏屬性之一1、速度模型的應用時深、深時轉換（TD）、（DT）深度偏移（疊前或疊后）地震反演或正演壓力場預測（安全鉆井、油層預測、成藏分析等）異常高壓區斷層封堵性分析中國GOCAD技術支持中心GOCAD速度建模2、速度建模所需數據地震速度分析結果（2D、3D速度分析得到的500500的速度分析網格）地震測井數據（checkshot、VSP）--精度相對高準checkshot（合成地震記錄得到的）聲波測井資料（聲波、標志層）--精度高中國GOCAD技術支持中心GOCAD速度建模3、速度建模工作流程構造建模速度質量控制速度建模中國GOCAD技術支持中心GOCAD速度建模

構造建模數據來源：地震、測井解釋的層位及斷層信息反射層位（海底或波阻抗強的反射界面）主要斷層（研究區斷距較大的控制性斷層）建模步驟：層位分析：找到主要層的頂部或底部分層：一般三至五個大層（300－500ms）網格劃分（20－50ms）中國GOCAD技術支持中心GOCAD速度建模

速度質量控制原因：程序自動拾取或操作者不同都可能帶來偏差分析對象：地震速度分析結果（間距500－1000m）步驟：1、在平面上選橢圓形小范圍（二維窗口）2、作Vrms－t（均方根速度－時間）圖：一組3、去掉異常曲線或編輯異常值（對地區地質要掌握，異常是否由火山侵入體等造成）4、移動窗口直至整個工區5、重復一遍有時Vrms效果不好，可采用層速度中國GOCAD技術支持中心GOCAD速度建模

速度建模步驟：1、從前述構造模型出發：層位、頂部、底部2、用GOCADpline格式調入速度數據，并對速度插值，速度插值在均方根域或平均速度域3、沿層頂及底部建立S網格（Sgrid)4、在上述Sgrid對速度數據作插值（克里金方法）5、把Sgrid數據轉換成Voxet格式6、用SEGY格式輸出速度模型構造變差函數：橫向來自地震數據，縱向來自測井中國GOCAD技術支持中心GOCAD速度建模

速度建模速度校正中國GOCAD技術支持中心GOCAD速度建模tVcstVrmstCF三維校正系數場：將CF（t）作為一屬性參數進行三維建模最終三維速度場：三維空間內，校正后的速度在井點完全吻合井

4、速度建模應用示例大慶油田示例著名的SEG/EAEG鹽丘的速度模型青海油田示例中國GOCAD技術支持中心GOCAD速度建模T2T3T4T5離散的速度原始數據點大慶油田中國GOCAD技術支持中心GOCAD三維速度建模大構造格架在Sgrid中用克里金插值方法得到的三維速度模型請注意網格線是沿著地層的！uvw中國GOCAD技術支持中心GOCAD三維速度建模T2T3T4T5速度與層位中國GOCAD技術支持中心GOCAD三維速度建模用Voxet格式（規則網格）顯示的速度模型該網格可以從GOCAD輸出后用于時深轉換、深度偏移或其它用途uvw網格大