Earth Vision 地質(zhì)建模輔助系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用

孫志勇

(中國石化股份勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院,山東東營257015)

Earth Vision(以下簡稱EV)是油田地質(zhì)研究中應(yīng)用十分廣泛的建模軟件[1],在進行地質(zhì)建模時,前期的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作是一項煩瑣而且容易出錯的重復(fù)性工作。因此,有必要編寫一套方便實用的軟件系統(tǒng),在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上,使數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作實現(xiàn)程序化和自動化,提高工作效率,降低工作強度。Visual Basic 6.0 是Microsoft 公司開發(fā)的一種可視化編程工具,語言簡便易用,界面友好,具有強大的文件處理、數(shù)據(jù)計算和圖形處理等功能[2-4]。結(jié)合實際工作,利用Visual Basic 編程工具編寫了基于Earth Vision 的地質(zhì)建模輔助系統(tǒng)。

1 輔助系統(tǒng)的主要功能及設(shè)計

圖1 是利用EV 進行地質(zhì)建模的流程圖,設(shè)計的輔助系統(tǒng)完成了虛線方框中的全部處理過程,下面介紹該系統(tǒng)的特點,主要模塊的功能、設(shè)計思路及使用方法。

1.1 開放式的系統(tǒng)平臺

該軟件系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)平臺(見圖2),在現(xiàn)有的功能模塊的基礎(chǔ)上,可以根據(jù)需要隨時加入已經(jīng)存在的或者新開發(fā)的功能模塊。

1.2 小層數(shù)據(jù)合并模塊

在石油開發(fā)地質(zhì)研究中,一般井鉆遇的砂體數(shù)據(jù)以單砂體的方式描述的(見圖3),但是建模過程是以小層為單位進行描述的,有的小層含有多個砂體,在建模之前,要把砂體數(shù)據(jù)整理成以小層的方式描述的格式,即把一口井鉆遇的屬于同一個小層的多個砂體合并成一個記錄(如圖3 中涂相同背景色的相鄰記錄:139 與 140,141 與 142……)。傳統(tǒng)的做法是根據(jù)小層、小層字段進行判斷,手工進行合并,每合并一條記錄,要處理砂體厚度、有效厚度等多個字段,效率低且容易出錯。小層數(shù)據(jù)合并模塊能自動、準(zhǔn)確地完成這項工作:首先讀入砂體方式描述的數(shù)據(jù)文件,根據(jù)文件中井名、大層和小層號3 個字段進行自動判斷,如果多個屬于同一個小層的砂體數(shù)據(jù),則自動將它們合并成同一條記錄;并對砂體頂深、厚度、有效厚度等字段進行相應(yīng)的處理,輸出以小層方式描述的砂體數(shù)據(jù)文件。

Fig.1 Flow chart of geological modeling in EV圖1 EV 地質(zhì)建模流程

Fig.2 Main interface of software圖2 軟件運行主界面

1.3 小層數(shù)據(jù)劃分模塊

EV 建模時是針對每個小層進行的,而合并好的所有小層數(shù)據(jù)一般都在一個文件中,需要根據(jù)把每個小層的數(shù)據(jù)單獨形成一個數(shù)據(jù)文件;傳統(tǒng)的做法是利用小層號字段進行篩選,然后通過復(fù)制、粘貼等手段,手工將數(shù)據(jù)文件劃分成多個小層文件。該系統(tǒng)的小層數(shù)據(jù)劃分模塊能根據(jù)大層和小層號的不同,將合并好的小層數(shù)據(jù)自動劃分成若干文件,直接供EV 建模軟件,準(zhǔn)確、快捷,提高了工作效率。

Fig.3 Sand data sheet of Chengdao oilfield圖3 埕島油田砂體數(shù)據(jù)

1.4 邊界線賦值

在對各個小層油砂體建模時,根據(jù)各井的鉆遇情況按照一定的原則確定砂體的邊界和含油邊界[5],實際工作中各井的鉆遇情況,按表對每口井各層進行賦值,這樣對每個層的數(shù)據(jù)導(dǎo)入EV 后,進行網(wǎng)格插值,得到的“零”線分別是砂體邊界和含油邊界。

表1 砂體及油層井點數(shù)據(jù)賦值Table 1 Chart of sand and oil formation

1.5 曲線文件轉(zhuǎn)換及多邊形文件組合

在EV 輔助系統(tǒng)中,生成的含油邊界線是曲線格式的文件(*.ann),如果需計算含油面積時候,需要把文件中的線條描繪成多邊形文件(*.ply),傳統(tǒng)的做法是沿著原來的線條,重新描繪出含油多邊形,這是一項非常繁重的工作,同時會降低準(zhǔn)確性。輔助系統(tǒng)中的文件轉(zhuǎn)換模塊能夠自動把曲線格式文件轉(zhuǎn)換成多邊形格式的多邊形文件。設(shè)計思路如下[6]:

1)首先讀入ann 文件中的所有曲線段數(shù)據(jù);

2)找到一條未合并的曲線段L 1,設(shè)其兩個端點分別為A,B,分別計算所有未處理曲線段端點與該曲線段起點A 的距離,并尋找距離最小的曲線及端點C,會出現(xiàn)以下3 種情況:

a)如果C 為曲線段L1的另一個端點(見圖4(a)),則曲線段L 1 閉合成一個多邊形,將L1 標(biāo)記為已經(jīng)處理曲線段。

b)如果B 屬于另外的曲線段L2,但AC 之間的距離大于設(shè)定的最小距離minDist(見圖4(b)),則L1與L2不屬于同一個多邊形,曲線段L1閉合成一個多邊形,將L1,L2 標(biāo)記為已經(jīng)處理曲線段;

Fig.4 Position relation of curves圖4 曲線段位置關(guān)系

c)如果B 屬于另外的曲線段L 2 ,且AC 之間的距離小于設(shè)定的最小距離minDist(圖4(b)),則L 1與L2屬于同一個多邊形,將其連接成一條曲線段,連接順序為B-A-C-D;將L1,L 2 標(biāo)記為已經(jīng)處理曲線段;

3)按照2)的步驟依次處理,直到所有曲線段均處理完成后,完成曲線段向多邊形的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換。

4)多邊形組合處理,根據(jù)線條端點的位置關(guān)系,如果一個多邊形P1 中所有曲線段的端點都位于另一個多邊形P 2 的內(nèi)部(圖4(c)),則判定多邊形P1 位于P2 的內(nèi)部,將P1 與 P2 兩個多邊形進行組合[7],描述環(huán)狀含油面積的情況(見圖5)。該模塊的應(yīng)用既保證了含油面積的精確性,又省去了重繪含油邊界的繁重環(huán)節(jié),大大提高了工作效率。

2 系統(tǒng)的應(yīng)用及效果分析

埕島油田是我國首例對極淺海河流相砂巖投入開發(fā)的大油田[8],位于渤海灣南部的極淺海海域,整個油田含油面積100 多平方千米,目前已完鉆開發(fā)井300 多口;館上段是該油田的主力含油層系,屬于巖性構(gòu)造層狀油藏,縱向上層多、層薄、共劃分7個砂層組42 個小層。若按目前1.0%左右的采油速度生產(chǎn),考慮平臺生產(chǎn)25 年,預(yù)計期末采出程度18.5%,資源得不到充分利用。因此急需開展老區(qū)開發(fā)調(diào)整研究,建立精細的三維地質(zhì)模型,為科學(xué)制定綜合調(diào)整對策提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

由于井多、層多,地質(zhì)建模前的數(shù)據(jù)整理工作十分復(fù)雜,在該區(qū)塊的地質(zhì)建模工作中成功應(yīng)用了EV 地質(zhì)建模輔助系統(tǒng),表2是在地質(zhì)建模中使用該系統(tǒng)前后工作量統(tǒng)計表,可見使用該系統(tǒng)后能大大提高工作效率,并保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,為地質(zhì)建模提供了基礎(chǔ)和保障。

Fig.5 Interface of ann-file to ply-file圖5 ann 文件轉(zhuǎn) ply 文件的界面

該輔助系統(tǒng)是針對Earth Vision 地質(zhì)建模軟件開發(fā)的數(shù)據(jù)處理程序,在所有利用EV 進行地質(zhì)建模的研究工作中都能應(yīng)用,具有廣泛的適用性。該系統(tǒng)目前已成功應(yīng)用在埕島油田和孤島油田的地質(zhì)建模研究中,均取得了較好效果;利用該系統(tǒng)進行建模前的數(shù)據(jù)整理工作,井越多,層越多、含油砂體展布越復(fù)雜,提高效率越明顯。

3 結(jié)束語

針對EV 地質(zhì)建模的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作比較繁瑣的問題,利用Visual Basic 語言設(shè)計開發(fā)了“EV 地質(zhì)建模輔助系統(tǒng)”。該系統(tǒng)操作簡便,使EV 地質(zhì)建模的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作實現(xiàn)程序化和自動化;不僅保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,提高了工作效率;而且程序針對EV地質(zhì)建模軟件開發(fā),有廣泛的適用性。

表2 埕島油田地質(zhì)研究工作量Table 2 Workload of geological study in Chengdao oilfield

[ 1] 黃式斌, 石曉燕,龐惠華, 等.Earth Vision 軟件在數(shù)值模擬中的應(yīng)用[ J] .吐哈油氣, 2000,5(1):36-39.

[ 2] 龔沛曾, 陸慰民, 楊志強.Visual Basic 程序設(shè)計教程 6.0 版[ M] .北京:高等教育出版社,2000.

[ 3] 劉新民, 蔡瓊, 白康生.Visual Basic 6.0 程序設(shè)計[ M] .北京:清華大學(xué)出版社,2004.

[ 4] 陳學(xué)東, 常丹.Visual Basic 6.0 程序設(shè)計教程[ M] .北京:清華大學(xué)出版社, 2005.

[ 5] 伍友佳.石油礦場地質(zhì)學(xué)[ M] .北京:石油工業(yè)出版社,2004.

[ 6] 胡最.一種連續(xù)直線自動合并為多邊形的算法[J] .地理空間信息, 2010, 8(2):52-56.

[ 7] 郝建強, 宮云戰(zhàn),葉紅.點對多邊形位置檢測的穩(wěn)定串行最優(yōu)與并行的算法[ J] .計算機應(yīng)用研究,2010, 27(4):1342-1348.

[ 8] 劉利.埕島油田館陶組油藏開發(fā)調(diào)整技術(shù)政策研究[ J] .油氣地質(zhì)與采收率, 2006,13(3):79-81.