Earth Vision 地质建模辅助系统的设计及应用

孙志勇

(中国石化股份胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营257015)

Earth Vision(以下简称EV)是油田地质研究中应用十分广泛的建模软件[1],在进行地质建模时,前期的数据准备工作是一项烦琐而且容易出错的重复性工作。因此,有必要编写一套方便实用的软件系统,在保证数据准确性的基础上,使数据准备工作实现程序化和自动化,提高工作效率,降低工作强度。Visual Basic 6.0 是Microsoft 公司开发的一种可视化编程工具,语言简便易用,界面友好,具有强大的文件处理、数据计算和图形处理等功能[2-4]。结合实际工作,利用Visual Basic 编程工具编写了基于Earth Vision 的地质建模辅助系统。

1 辅助系统的主要功能及设计

图1 是利用EV 进行地质建模的流程图,设计的辅助系统完成了虚线方框中的全部处理过程,下面介绍该系统的特点,主要模块的功能、设计思路及使用方法。

1.1 开放式的系统平台

该软件系统是一个开放的系统平台(见图2),在现有的功能模块的基础上,可以根据需要随时加入已经存在的或者新开发的功能模块。

1.2 小层数据合并模块

在石油开发地质研究中,一般井钻遇的砂体数据以单砂体的方式描述的(见图3),但是建模过程是以小层为单位进行描述的,有的小层含有多个砂体,在建模之前,要把砂体数据整理成以小层的方式描述的格式,即把一口井钻遇的属于同一个小层的多个砂体合并成一个记录(如图3 中涂相同背景色的相邻记录:139 与 140,141 与 142……)。传统的做法是根据小层、小层字段进行判断,手工进行合并,每合并一条记录,要处理砂体厚度、有效厚度等多个字段,效率低且容易出错。小层数据合并模块能自动、准确地完成这项工作:首先读入砂体方式描述的数据文件,根据文件中井名、大层和小层号3 个字段进行自动判断,如果多个属于同一个小层的砂体数据,则自动将它们合并成同一条记录;并对砂体顶深、厚度、有效厚度等字段进行相应的处理,输出以小层方式描述的砂体数据文件。

Fig.1 Flow chart of geological modeling in EV图1 EV 地质建模流程

Fig.2 Main interface of software图2 软件运行主界面

1.3 小层数据划分模块

EV 建模时是针对每个小层进行的,而合并好的所有小层数据一般都在一个文件中,需要根据把每个小层的数据单独形成一个数据文件;传统的做法是利用小层号字段进行筛选,然后通过复制、粘贴等手段,手工将数据文件划分成多个小层文件。该系统的小层数据划分模块能根据大层和小层号的不同,将合并好的小层数据自动划分成若干文件,直接供EV 建模软件,准确、快捷,提高了工作效率。

Fig.3 Sand data sheet of Chengdao oilfield图3 埕岛油田砂体数据

1.4 边界线赋值

在对各个小层油砂体建模时,根据各井的钻遇情况按照一定的原则确定砂体的边界和含油边界[5],实际工作中各井的钻遇情况,按表对每口井各层进行赋值,这样对每个层的数据导入EV 后,进行网格插值,得到的“零”线分别是砂体边界和含油边界。

表1 砂体及油层井点数据赋值Table 1 Chart of sand and oil formation

1.5 曲线文件转换及多边形文件组合

在EV 辅助系统中,生成的含油边界线是曲线格式的文件(*.ann),如果需计算含油面积时候,需要把文件中的线条描绘成多边形文件(*.ply),传统的做法是沿着原来的线条,重新描绘出含油多边形,这是一项非常繁重的工作,同时会降低准确性。辅助系统中的文件转换模块能够自动把曲线格式文件转换成多边形格式的多边形文件。设计思路如下[6]:

1)首先读入ann 文件中的所有曲线段数据;

2)找到一条未合并的曲线段L 1,设其两个端点分别为A,B,分别计算所有未处理曲线段端点与该曲线段起点A 的距离,并寻找距离最小的曲线及端点C,会出现以下3 种情况:

a)如果C 为曲线段L1的另一个端点(见图4(a)),则曲线段L 1 闭合成一个多边形,将L1 标记为已经处理曲线段。

b)如果B 属于另外的曲线段L2,但AC 之间的距离大于设定的最小距离minDist(见图4(b)),则L1与L2不属于同一个多边形,曲线段L1闭合成一个多边形,将L1,L2 标记为已经处理曲线段;

Fig.4 Position relation of curves图4 曲线段位置关系

c)如果B 属于另外的曲线段L 2 ,且AC 之间的距离小于设定的最小距离minDist(图4(b)),则L 1与L2属于同一个多边形,将其连接成一条曲线段,连接顺序为B-A-C-D;将L1,L 2 标记为已经处理曲线段;

3)按照2)的步骤依次处理,直到所有曲线段均处理完成后,完成曲线段向多边形的数据格式转换。

4)多边形组合处理,根据线条端点的位置关系,如果一个多边形P1 中所有曲线段的端点都位于另一个多边形P 2 的内部(图4(c)),则判定多边形P1 位于P2 的内部,将P1 与 P2 两个多边形进行组合[7],描述环状含油面积的情况(见图5)。该模块的应用既保证了含油面积的精确性,又省去了重绘含油边界的繁重环节,大大提高了工作效率。

2 系统的应用及效果分析

埕岛油田是我国首例对极浅海河流相砂岩投入开发的大油田[8],位于渤海湾南部的极浅海海域,整个油田含油面积100 多平方千米,目前已完钻开发井300 多口;馆上段是该油田的主力含油层系,属于岩性构造层状油藏,纵向上层多、层薄、共划分7个砂层组42 个小层。若按目前1.0%左右的采油速度生产,考虑平台生产25 年,预计期末采出程度18.5%,资源得不到充分利用。因此急需开展老区开发调整研究,建立精细的三维地质模型,为科学制定综合调整对策提供可靠的地质依据。

由于井多、层多,地质建模前的数据整理工作十分复杂,在该区块的地质建模工作中成功应用了EV 地质建模辅助系统,表2是在地质建模中使用该系统前后工作量统计表,可见使用该系统后能大大提高工作效率,并保证了数据的准确性,为地质建模提供了基础和保障。

Fig.5 Interface of ann-file to ply-file图5 ann 文件转 ply 文件的界面

该辅助系统是针对Earth Vision 地质建模软件开发的数据处理程序,在所有利用EV 进行地质建模的研究工作中都能应用,具有广泛的适用性。该系统目前已成功应用在埕岛油田和孤岛油田的地质建模研究中,均取得了较好效果;利用该系统进行建模前的数据整理工作,井越多,层越多、含油砂体展布越复杂,提高效率越明显。

3 结束语

针对EV 地质建模的数据准备工作比较繁琐的问题,利用Visual Basic 语言设计开发了“EV 地质建模辅助系统”。该系统操作简便,使EV 地质建模的数据准备工作实现程序化和自动化;不仅保证了数据的准确性,提高了工作效率;而且程序针对EV地质建模软件开发,有广泛的适用性。

表2 埕岛油田地质研究工作量Table 2 Workload of geological study in Chengdao oilfield

[ 1] 黄式斌, 石晓燕,庞惠华, 等.Earth Vision 软件在数值模拟中的应用[ J] .吐哈油气, 2000,5(1):36-39.

[ 2] 龚沛曾, 陆慰民, 杨志强.Visual Basic 程序设计教程 6.0 版[ M] .北京:高等教育出版社,2000.

[ 3] 刘新民, 蔡琼, 白康生.Visual Basic 6.0 程序设计[ M] .北京:清华大学出版社,2004.

[ 4] 陈学东, 常丹.Visual Basic 6.0 程序设计教程[ M] .北京:清华大学出版社, 2005.

[ 5] 伍友佳.石油矿场地质学[ M] .北京:石油工业出版社,2004.

[ 6] 胡最.一种连续直线自动合并为多边形的算法[J] .地理空间信息, 2010, 8(2):52-56.

[ 7] 郝建强, 宫云战,叶红.点对多边形位置检测的稳定串行最优与并行的算法[ J] .计算机应用研究,2010, 27(4):1342-1348.

[ 8] 刘利.埕岛油田馆陶组油藏开发调整技术政策研究[ J] .油气地质与采收率, 2006,13(3):79-81.