基于扰动阻尼简谐振动模型的曲流河复合点坝建模新方法与流程

本发明涉及油气开发储层建模，特别是涉及到一种基于扰动阻尼简谐振动模型的曲流河复合点坝建模新方法。

背景技术：

1、随着油气开发不断深入，油水运动的主控因素已从以平面及层间矛盾为主，逐渐转入储层层内及层内夹层矛盾，储层建筑结构控制着剩余油的分布。因此，明确河流储层建筑结构是实现油气高效勘探开发的关键。目前，众多学者从水槽实验，野外露头，现代沉积及地下储层等不同角度对储层构型模式及表征方法进行了研究，取得了丰富的研究成果，特别是针对以曲流河储层为代表的河流相储层。简单曲流河内部以发育串珠状单一点坝为特征，废弃河道在平面上发育较少，建模较为容易。然而，随着河道曲率的增加，河道点坝会逐渐地由串珠状向鳞片状转化，复杂曲流带内部以发育鳞片状复合点坝为特征，内部构型结构较为复杂，河流频繁改道，平面上废弃河道发育，对于地质建模人员难以刻画其形态。因此，建立曲流河点坝分布模型亟待解决。

2、尹艳树2011年11月在《石油地质与工程》杂志的第25卷上发表了“层次建模方法及其在河流相储层建筑结构建模中的应用”一文，根据河流储层层次性，采用层次建模法，分别对高弯度曲流河储层和辫状河储层进行层次识别，形成高精度的三维储层建筑结构模型，建立了中国东部某油田三维点坝侧积层模型。该方法能够指导油田生产和剩余油挖潜，为高含水后期高精度储层建筑结构模型建立和剩余油预测提供了技术和方法，然而，点坝构型的确定性建模方法主要与密井网区开展的精细构型分析方法相配套，改变目前手工编图的建模方式，难以应用在井网密度较为稀疏的情况下。

3、王立鑫2021年11月在《石油勘探与开发》杂志的第48卷上发表了“基于自适应空间抽样由二维剖面重构三维地质模型的方法”一文，该方法基于连井剖面、沉积微相等地质分析结果的基础上构建了正交的二维训练图像，采用概率融合和自适应抽样策略，多点迭代模拟了加拿大某区块曲流河储集层。该方法建立的二维训练图像的模式较三维的简单，虽然较准确地反应了侧积层形态和分布样式，但废弃河道的模拟效果欠佳，连续性不够好，同时，由废弃河道和侧积层组合的点坝模式较难识别。因此，目前曲流河的复合点坝建模中有两大问题亟待同时解决：条件化困难和点坝形态特征再现困难。

4、在申请号：cn201710295507.8的中国专利申请中，涉及到一种基于曲流环形态数据库的点坝储层自动建模方法，主要包括：首先构建曲流环形态数据库；然后网格化待模拟河道带的平面分布范围，在网格属性和指定规则的约束下模拟曲流环平面分布；最后建立三维点坝模型。该方法通过构建曲流环形态数据库(包括曲流形态演化模拟和曲流环自动分割两部分)，网格化待模拟河道带的平面分布范围，在网格属性和指定规则的约束下模拟曲流环平面分布，最后建立三维点坝模型，实现河道带内点坝的自动模拟，提高了储层表征精度和效率。

5、在申请号：cn201910231970.5的中国专利申请中，涉及到一种曲流河点坝疏松砂岩储层物性建模新方法，包括：步骤1，采集井位和测井数据；步骤2，通过测井解释层位数据建立目标曲流河砂体顶面和底面模型；步骤3，以井点精细识别出的各侧积体界面作为控制，建立各侧积体以及侧积夹层的空间展布模型；步骤4，用测井解释的岩性数据建立构型格架下的岩性模型；步骤5，分析砂体结构和规模特征，建立点坝砂体的平面和垂向网格模型；步骤6，用测井解释的孔隙度数据建立曲流河点坝砂体的孔隙度模型；步骤7，建立曲流河点坝疏松砂岩的渗透率模型。该曲流河点坝疏松砂岩储层物性建模新方法能建立与疏松砂岩物性特征更加吻合的渗透率模型，为油藏数值模拟提供更加准确的地质模型。

6、在申请号：cn201610285358.2的中国专利申请中，涉及到开发井网下的曲流河点坝储层构型地质建模方法，具体步骤如下：在单砂层内部进行单井储层构型界面划分；制作连井骨干剖面，进行点坝内部侧积层对比与组合；在骨干对比剖面上计算每期侧积体的侧积夹层倾角；利用岩心及测井曲线确定每期侧积夹层厚度；利用井点分层数据，建立单砂层构造层面；在单砂层构造模型内，逐期模拟点坝侧积体的侧积夹层顶面和底面，得到侧积夹层层面模型；利用点坝内部侧积夹层层面模型，生成单一点坝内部侧积体和侧积夹层地质模型。利用该发明方法建立的曲流河单一点坝储层构型模型，在粗化处理时，侧积夹层不会因厚度薄而消失，能准确反映点坝内部结构，满足精细油藏数值模拟的需要。

7、以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的基于扰动阻尼简谐振动模型的曲流河复合点坝建模新方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种实现了复合点坝三维分布高精度结构构建的基于扰动阻尼简谐振动模型的曲流河复合点坝建模新方法。

2、本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于扰动阻尼简谐振动模型的曲流河复合点坝建模新方法，该基于扰动阻尼简谐振动模型的曲流河复合点坝建模新方法包括：

3、步骤1，进行数据准备，统计工区原始数据，构建单一点坝模式的数据库；

4、步骤2，基于扰动阻尼简谐振动模型，模拟曲流河弯曲形态；

5、步骤3，计算河道剖面曲线，建立活动河道模型；

6、步骤4，标定串珠状点坝的空间位置；

7、步骤5，随机生成各类单一点坝模型；

8、步骤6，进行复合点坝随机模拟。

9、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

10、在步骤1中，需要统计的原始数据包括：

11、a.井点活动河道、废弃河道和点坝解释数据；

12、b.限制性河道的边界范围；

13、c.活动河道几何参数，包括河道流向、宽度、宽深比、波长和幅长；

14、d.点坝的几何参数，包括宽度和跨度。

15、在步骤2中，扰动阻尼简谐振动模型计算过程如下：

16、

17、式中，k与波长λ有关，k＝2π/λ，h是阻尼系数，s是第i个节点到初始节点的流线长，θ是该节点的方位角，ε(s)是扰动值，与弯曲度和主河道方向有关。

18、在步骤3中，河道剖面曲线的计算公式如下：

19、①当a(y)≤0.5时：

20、

21、②当a(y)＞0.5时：

22、

23、其中x表示在y位置的河道剖面上沿河宽的任意位置，w(y)为河道在y位置的河道宽度，t(y)表示河道最大深度，a(y)为河道最大深度点位置，d(x,y)为y位置沿河宽的每个点的河道深度。

24、在步骤4中，标定串珠状点坝的空间位置可通过在活动河道中线上标示点坝首尾位置点表示，其中，点坝的宽度可通过与活动河道中线上各点曲率的函数关系表示。

25、在步骤4中，点坝的厚度计算公式如下：

26、l＝0.8531·ln(w)+2.4531，

27、其中，l为点坝长度，w为满岸宽度。

28、在步骤5中，给定一段任意形态的弯曲曲线，并赋予相关的废弃河道及点坝横剖面几何模型参数，即可自动生成一个由点坝和废弃河道组合而成的三维模型。

29、在步骤6中，复合点坝模拟过程主要包括以下几个步骤：

30、61)人为设定目标函数和目标对象的更新操作；

31、62)生成点坝模型及进行温度初始化；

32、63)进行点坝更新操作，分别计算出点坝更新操作前点坝模型的目标函数值f(s)和点坝更新后的点坝模型的目标值f(s')；

33、64)计算增量δf＝f(s')-f(s)，其中δf是评价函数；

34、65)判断是否接受建议的点坝模型；

35、66)重复迭代，达到设定的模拟退火目标后停止退出。

36、在步骤61中，目标函数选定为度量井点数据的匹配度、砂地比匹配度或是河道弯曲度的匹配度，或是参数不同权重组合；目标对象是模拟中已生成的单一点坝，目标对象更新操作具体包括从各类样式的单一点坝库中随机生成单一点坝目标对象、删除已生成点坝，及移动点坝操作。

37、在步骤62中，初始点坝模型可通过基于目标的方法生成，或输入背景相；初始温度t应赋值足够大，每个t值的迭代次数为l，每次迭代l次温度降低到原来的0.9倍。

38、在步骤63中，从3种点坝更新操作种随机选取一种来生成建议的点坝模型；同时，分别计算出点坝更新操作前点坝模型的目标函数值f(s)和点坝更新后的点坝模型的目标值f(s')。

39、在步骤65中，若δf＜0，则接受建议点坝模型，否则以概率exp(-δf/t)来接受建议点坝模型，其中，t为初始温度。

40、本发明中的基于扰动阻尼简谐振动模型的曲流河复合点坝建模新方法，以不同形态特征的点坝模式库为随机模拟的基础，在扰动阻尼简谐振动模型算法下，通过复合点坝随机模拟退火优化算法控制，实现了井点等各类约束信息的条件化。本发明方法综合扰动阻尼简谐振动模型及复合点坝随机模拟优化，通过逐步模拟河道中线、活动河道和串珠状点坝，实现了复合点坝三维分布高精度结构构建。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

41、本发明所述方法，在统计工区原始数据，构建单一点坝模式的数据库的基础上；通过扰动阻尼简谐振动模型，模拟曲流河弯曲形态；计算河道剖面曲线，建立活动河道模型；标定串珠状点坝的空间位置；随机生成各类单一点坝模型；复合点坝随机模拟。本发明基于扰动阻尼简谐振动模型，通过逐步模拟河道中线、活动河道和串珠状点坝，再现了复合点坝三维分布，模拟结果较好地再现了曲流河点坝特征，实际工区验证中，模拟结果与井数据吻合度高达95％，表明该方法的输出结果的可靠性，在现代沉积研究及油气开发工作中具有重要的应用价值和推广前景。