Question

基于储层骨架的多点地质统计学随机建模方法

Answer 1

前文述及,河道骨架主要用于基于目标的建模方法以及基于变差函数的建模方法。将河道骨架用于多点地质统计学随机建模,即利用骨架模型所包含的河道形态、河道类型以及河道规模等信息,约束和指导河道多点统计预测。将这种方法称为基于储层骨架的多点地质统计学随机建模方法。由于河道骨架模型在建模之前已经预测出来,因此如果在进行河道储层预测时沿着河道骨架方向进行,必然能够减少河道预测的不确定性,而河道连续性也能够在骨架模型指导下得到再现。基于储层骨架的多点地质统计学随机建模方法的模拟步骤为(图5-11):

1)训练图像预处理。

2)产生随机模拟路径。

3)条件数据搜索。在河流主方向,以河道中线波动幅度、河道厚度构成的长方体作为搜索窗,对研究区所有条件数据进行归类并排序。选择河道条件数据最多的长方体作为骨架模型建立的开始。

4)储层目标骨架建立。以搜索窗宽度一半位置作为河道主方向轴,对落入搜索窗内的河道条件数据进行分析,通过随机数确定条件数据在河道中的位置。根据这些条件数据在河道中的位置,确定河道中线位置。在没有条件数据点处,根据一维高斯函数产生河道中线位置。

5)河道生成。沿着产生的河道中线,进行相似性判断,在河道中线点处,仅选择包含河道的最相似模式。

6)模拟剩余未模拟节点。直到所有节点都被模拟,完成一次模拟实现。

由于在相似性计算中,河道百分比可能得不到满足。因此,在所有河道中线已经模拟完成后,可以计算河道百分比,根据河道百分比情况来判断是否应该再增加河道中线,并继续模拟河道。如果河道百分比没有达到期望的百分比,则可以利用高斯函数随机产生一条河道中线,并沿着中线产生河道,直到期望的百分比得到满足。

图5-11 基于储层骨架的多点地质统计学随机建模流程

在整个随机建模中,河道骨架模型建立后,对多点统计预测河道分布的约束主要表现为对数据模式选择的约束,即指导合理地选择数据模式,从而再现河道形态及分布特征。

前文已经指出了Simpat方法造成河道不连续的一个重要原因是数据模式的随机选择,尤其是在河道中线延伸方向上随机选择不包含河道的模式。因此,当顺河道中线模拟时,希望在河道中线处选择包含河道的模式;而在河道模拟完成后,希望在模拟远离河道区域时数据模式选择上有一定的约束。即在远离河道区域,在随机选择相似性数据模式时,仅选择不包含河道的模式,从而避免了随机数据模式选择过程中出现异常的数据模式,导致模拟实现不真实。

在对Simpat方法的分析过程中,数据模式随机选择的不确定性,还包括了对条件数据提供信息考虑的不足。当建立河道骨架模型后,河道信息也包含在了骨架模型中,这对数据模式的选择具有重要意义。当顺河道中线进行模拟时,如果河道中线是分支河道中线,那么在选择最相似的数据模式时,可以根据河道中线提供的信息,仅在训练图像的支流河道中选择相应的数据模式。显然,这种从河道骨架模型中获取的信息能够对河道性质进行充分考虑,指导数据模式正确选择。当河道规模发生变化时,如果在河道骨架模型中考虑这种信息,那么在建模时也可能反映这种河道变化规律。事实上,在Simpat方法中提供了训练图像带以区分不同类型的沉积储层。这为考虑河道规模或者性质提供了依据。如果将不同规模和性质的河道进行分类,并用不同的代码来表示这类河道的性质,那么在进行图像预处理时,将不同规模和性质的河道按照不同的类别进行处理,形成各自的训练图像带,在建模时就很容易对不同规模和性质的河道区分对待,从而较准确地建立具有不同规模和性质的河道分布。

通过河道骨架模型约束数据模式选择,还可以有效解决河道建模中非平稳性问题。在Simpat方法中,由于没有考虑河道分汊和规模变化信息,导致在建模时对数据模式选择约束不够,不能够再现河道分汊和规模变换。而基于骨架模型的方法可以通过河道骨架信息识别主河道和支河道以及河道规模变化,从而约束数据模式选择。由于河道分汊和规模变化,可以理解为河道非平稳特征的表现。因此考虑河道骨架模型提供的信息,从而正确选择数据模式,一定程度上解决了河道非平稳性问题。

因此,在河道骨架模型建立后,为了充分体现河道骨架模型对数据模式选择的约束,需要在相似性计算以及选择过程中考虑河道骨架模型提供的信息。如河道类型、规模等。经过这样考虑,对上述5)、6)步骤作了一些修改:

步骤5):在河道中线处,根据河道中线携带的信息,如河道性质、规模等,在相似性计算时,仅在训练图像中考虑包含相应信息的河道,从中选择最相似的数据模式。

步骤6):当河道中线模拟完成后,计算河道百分比。当河道百分比小于期望值时,在未模拟区域随机产生河道中线,随后模拟河道;直到河道百分比达到期望值。

步骤7):在河道模拟完成后,对未模拟节点,如果不包含河道信息,在进行相似性计算时候仅考虑不包含河道的数据模式。当所有节点被模拟后,就完成了一次模拟实现。