[发明专利]一种基于MRF的油气储层岩相随机模拟及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于MRF的油气储层岩相随机模拟及实现方法。

背景技术

石油储层可视化是将储层模型与可视化技术相结合，通过图像直观的展示储层属性的分布规律。国内外比较成熟的储层可视化软件系统如GASOR、Petrel、RMS仅提供给终端用户操作界面，难以集成新的储层建模算法。对于大量的地质勘测数据，工程计算软件如MATLAB虽具有程序可扩展性以及可视化功能，却面临着计算时间与存储空间等多重挑战，其三维模拟结果往往具有边界粗糙，内部结构难以表征等固有缺陷。另一方面，传统的储层建模软件多基于克立金插值算法，并采用克立金变体的模拟方法，克立金算法具有空间对称性，而实际地质构造往往具有各向异性和非匀质性。研究一套基于某种平台的能够表征复杂储层结构的可移植算法插件成为石油勘测技术中亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种基于MRF的油气储层岩相随机模拟及实现方法，其目的在于，为了克服现有技术中油气储层岩相随机模拟具有边界粗糙，内部结构难以表征等的问题。

一种基于MRF的油气储层岩相随机模拟及实现方法，包括以下几个步骤：

步骤1：获取待模拟地区所选井段的油气储层的探井岩相属性数据；

步骤2：对待模拟地区进行网格化处理，并进行岩相数字标记；

根据待模拟地区的空间大小及岩相变化规律，对待模拟地区进行网格化处理，使得每个网格具有一种岩相属性，即每个网格具有唯一的岩相数字标记；

步骤3：对待模拟地区网格，计算笛卡尔方向的各位置上岩相之间的转移概率，获取待模拟地区网格的笛卡尔方向的转移概率函数图；

即待模拟地区网格中每个位置上从现有的岩相属性转化成其他岩相属性的概率；

步骤4：依据步骤3得到的转移概率函数图，按照以下的目标条件概率公式计算待模拟区域网格中各目标位置属于各类岩相的发生概率：

所述目标条件概率公式是利用MRF的条件概率公式，选取势函数为对数化的转移概率函数得到；

MRF是Markov链在空间上的拓展，其特征在于目标位置的条件概率只与其邻居系统有关，其联合分布的概率表达式可由Gibbs分布求解；

其中，s₁,…,s_N是目标位置s的邻居，且是按照与目标位置之间的距离从近到远排列的序列；l₁,…l_N,k,f分别为岩相属性数字标记，取值范围为{1,2,3,4,…,K}，对应于步骤1中获取的研究区域的岩相属性；h_i表示目标位置与目标位置的邻居点之间的距离，称为滞后距，按照距离从近到远依次取值；表示由目标位置的岩相属性k转化成间隔为h_i的邻居所对应的岩相属性l_i的转移概率；表示与目标位置距离最近的钻井位置s₁对应的岩相l₁转化为目标位置s所对应岩相k的转移概率，所述钻井位置s₁与目标位置s之间的距离为h₁；K表示所有的岩相种类总数；N表示目标位置的邻居个数；x_s是目标位置s处的岩相属性标志，x_r是位置r处的岩相属性标志。

公式(1)中，通过首先选取距离目标位置最邻近的样品点(钻井位置)s₁，计算由该位置s₁对应的岩相属性l₁转化为相距h₁的目标位置s所对应岩相属性k的转移概率在该公式中，转移概率的方向和剩余N-1个目标位置邻居点的转移概率方向恰好相反，该方法可以有效解决储层建模中大类过度大估计以及小类过度小估计问题；

步骤5：根据步骤4计算得到的待模拟区域网格中各位置属于各类岩相的发生概率，利用蒙特卡洛随机模拟，得到岩相分布模拟图。

基于转移概率的储层模拟要求勘探数据满足马氏性，即短程相关性；为了使得所采集的探井岩相属性数据满足马氏性要求，使用所采集的探井岩相属性数据进行储层模拟前进行如下判断：

依据设定步长，对步骤1采集的探井岩相属性数据在垂直方向上，采用卡方检验探井岩相属性数据的马氏性；若探井岩相属性数据具有马氏性，则依据待模拟地区的岩相属性类别对岩相属性数据进行数字标记，否则，若所述探井岩相属性数据不具有马氏性，则重新选取待模拟地区的井段，返回步骤1获取探井岩相属性数据。