Gxplorer是一款集油气藏精细地质研究、地震综合解释、三维地质建模、水平井地质设计和随钻分析于一体的综合性油气勘探开发地质研究平台。软件以井数据、地震数据、开发生产数据及相关成果为基础,提供了多种先进的研究手段和算法,将勘探开发过程中所形成的数据和成果融为一体进行综合分析、处理和成图,是一款可以应用于油气勘探开发各个阶段的综合性研究软件。
1、工区与数据管理(Data Manager)
Gxplorer以工区的形式将数据、成果、视图等多种信息进行综合管理,将整个研究过程有序的贯穿起来,实现了数据流和工作流的统一,提供了灵活的人机交互界面,提高了软件的实用性。
数据管理模块能加载、管理、输出各种类型的井数据、生产数据和地震数据。井数据主要有井位信息、数据曲线、轨迹数据、分层数据、解释结论、岩心数据、相数据、旋回数据、射孔数据、试油试采数据、分析化验数据等;生产数据主要有日、月、年产油气水量、累积产油气水量、及与生产日期相匹配的各种生产动态数据;地震数据主要有2D/3D地震数据、地震层面数据、断层数据、振幅属性、反演数据体、时深关系等。可以是原始数据,也可以是成果数据。数据格式多样,基本涵盖了行业内所有的数据,数据加载方式简洁灵活,具有智能的数据质量监控和错误提示功能。
Gxplorer系统地管理各种基础数据和研究成果,实现了平台内不同模块和研究人员间真正的数据和成果共享,极大地缩短了研究周期,从而使研究工作和研究成果能够形成系统的积累,保持了研究工作的延续性。数据与图面关系清晰(图1,图2),用户可以像使用Windows的资源管理器一样方便的对项目数据进行操作。
2、油气藏地质研究
2.1 数据预处理(Data Pretreatment)
数据预处理模块主要分为三部分内容:一是曲线滤波、曲线拼接、曲线校正、曲线编辑等,二是曲线标准化,三是计算器。
曲线滤波可以对曲线的异常值、无效值等进行过滤,可设置过滤条件。曲线拼接可把分段测井的曲线进行自动或手动拼接。曲线校正分刚性校正和弹性校正,可对测量过程中的曲线拉伸、压缩及整体偏移进行校正。曲线编辑可通过手动修改每个深度点的曲线值或拖拉数据点的方式,修改原始曲线因井眼垮塌或噪音等影响造成的异常。
曲线标准化提供了直方图和趋势面分析两种方法(图3、图4),能满足不同研究程度、不同地质情况的工区。提供了智能的标准层识别技术及特征值提取手段,自动统计测井曲线校正量,一次性实现全工区测井曲线的标准化,大大缩短了研究周期,极大提高了工作效率。计算器为研究人员提供了简单易用的解释处理功能,可计算新曲线,解释岩性、砂体,进行二次解释,实现测井曲线归一化处理。提供了加、减、乘、除及各类函数运算,采用常用的嵌套式编程用句,简单易懂,为各种解释提供了方便快捷的手段。
2.2 单井解释(Ezwell)
此模块能生成多种类型的单井解释成果图,如地层综合柱状图、储层综合评价图、单井沉积相分析图(图5)、岩心综合图、四性关系图、油气水综合解释图等,支持深度、分层、曲线、文本、图片、岩性、离散数据、井壁取心、解释结论、基准面旋回、化石与沉积构造、和曲线、钻井取心、相、试油结论、射孔、粒度概率、石油管柱、压裂曲线、地层倾角、井身结构等多种图道的自由组合。各种成果图的风格均可保存为模板,在软件的所有模块可以直接调用,体现了Gxplorer的一致性,大大减少了编辑的工作量。定向井和水平井可按轨迹在不同方向投影显示(图6),也可校直显示,方便认识地层的真实情况及与邻井对比,并形成多种常用的定向井和水平井研究图件。能把多口井不同层位的成果综合到一张图上,生成多井综合柱状图,反映研究区整体的地层发育及储层特征等信息,更具有代表性、全区性。多井综合柱状图中的地层可以连续或不连续,按地层顺序对来自不同井的的各种信息自动拼接,单井中的解释成果可以方便的应用到多井综合柱状图中(图7)。
此模块提供了五种常规处理功能,有单孔隙度分析程序POR、复杂岩性分析程序CRA、砂泥岩剖面分析程序SAND等,适合开展油气水综合解释(图8),进行岩性分析、可动油分析,使油气水综合解释工作变得极其轻松,工作效率和成果可靠性大幅度提高。
2.3 交会图分析(Crossplot)
此模块为各类数据的统计分析提供了强大的工具,为岩性识别、流体性质识别、测井模型(图9、图10)及储层参数下限的确定提供了方便快捷的途径,智能的多井筛选和数据点提取技术大大缩短了工作周期。智能提取数据与外部数据的有机结合,丰富了数据,增加了数据来源的灵活性。数据提取时能备注每个数据点的来源,方便地质工作者分析异常点的原因,提供了任意删点功能,有效地改善了在其它软件中删除异常点的弊端。自动的相关性分析,简单、智能的交会图编辑方法,使软件操作更轻松。
2.4 连井对比与分析(Powersection)
此模块能方便的生成各种连井剖面图,如地层对比剖面(图11)、电性插值剖面(图12)、砂体对比剖面、沉积相剖面(图13)、油气藏剖面(图14)、岩性剖面等不同类型的剖面图,可反映地层、砂体、岩性或沉积相侧向变化,分析剖面上油气分布规律。支持定向井和水平井的显示,可按不同方式投影生成不同类型的带有定向井和水平井的剖面图(图15),提供了多种斜井校直方法。多种井间对齐方式,可方便的调整井间比例。提供了智能连层方式,一键生成剖面,也可进一步编辑连层,使剖面符合地质规律及用户需求。
利用连井对比与分析模块可以设计新井,可根据地质背景研究成果,结合相邻井的分层、砂体或解释结论等数据,分析推断新井的分层、砂体或解释层位数据,并自动形成井位论证时常用的纵横剖面成果图,为新井提供地质依据。
2.5 栅状图分析(Ezfence)
Gxplorer具有强大的油气水空间关系分析能力,可以方便快捷的生成不同风格的栅状图,如地层、岩性、砂体、沉积相、油气藏等的栅状图,从不同方向不同视角更清楚的展示井间关系(图16、图17),是直观分析和展示油气水关系,提高油田开发水平的有力工具。针对栅状图中井比较多,井间关系复杂的情况,软件专门提供了单独编辑剖面的功能,使栅状图的编辑同连井剖面的编辑一样轻松。
2.6 平面数据分析与展示(Ezmap)
此模块采用图层管理模式,可建立多种类型的图层,支持图层间的叠加、对比和计算,可将不同图层叠加组合为成果图管理保存。可生成不同层位的井位图,井轨迹随所选地层显示。井位图作为导航窗口,可快速切换到单井解释、连井剖面、栅状图等模块。软件提供了自动统计各种数据生成等值图的功能,大大减少了以往统计数据的工作量,可自动提取的数据有地层或砂层的顶底海拔(图18)、地层厚度、砂层厚度、砂层层数、砂/地比、岩性厚度、有效厚度、孔、渗、饱等储层物性以及与储量相关的各种参数,也可自定义提取的数据类型,也支持加载外部数据自动生成等值图。提供了多种网格化插值算法,用户可以根据不同的参数特征,选择不同的网格化算法。可以提取单井沉积相属性,自动生成平面沉积相展布图(图19)。提供了多种加入地质认识的方法,有控制点、控制线、多流向约束、趋势约束、趋势刷等,可以快速生成符合地质规律的等值图。还可对等值图进行任意编辑,达到理想效果。可添加断层、定义研究区域等来约束图面等值线。可让井的特征曲线或其它信息以井柱子的形态显示(典型曲线)(图20),通过与不同等值图的结合,对等值图进行补充说明,充分反映其准确性、可以方便的建立2D/3D地震数据联合测网,生成地震属性平面图,可显示地震切片、沿层属性及地震相数据。
3、油气田生产数据分析(PDA)
3.1 生产曲线
此模块可以将单井的生产史清楚直观的以图形的形式表示出来,可任意选择指标及时间段。图形显示风格多样,不同指标间可以灵活组合,为地质人员分析生产史提供了便捷直观的工具(图21)。
3.2 平面生产数据分析
Gxplorer能方便地把油气田生产数据显示在平面图上,生成常见的生产平面图,如生产现状图、累积产量图(图22)、产量对比图、生产曲线图等,可静态显示某一时间的数据,也可动态显示一段时间的数据变化,可对两个或多个时间同一指标进行对比,监测生产过程中指标的变化,分析生产变化规律。支持直方图、饼图、油水柱子、生产曲线等显示形态,支持模板的保存和加载,可与平面图其它图层叠加显示。
4、地震综合解释
4.1 时深标定(Calibration)
此模块提供两种方式来实现精细时深标定,一种是利用声波时差和地震数据制作合成记录,另一种是利用声波时差和checkshot数据得到精确的时深关系。支持多条测井曲线和地质信息的联合显示,有多种子波提取方式,通过合成记录与地震数据对比,对合成记录进行漂移、拉伸、压缩实现层位标定,生成时深关系,并生成标定综合成果图(图23),支持多口井时深关系曲线对比,为地质人员进行井震标定等相关工作提供了轻松便利准确的工具(图24)。在无地震数据情况下,Gxplorer依然可以制作精细标定:声波时差可计算得到平均速度,定义起始点的初始速度,然后利用checkshot数据对时深关系进行校正,提高时深关系准确性。可生成多种井震联合剖面,如在沉积相剖面、油藏剖面上叠加显示各种地震属性数据、地震反演数据,在地震属性剖面、反演剖面上显示全面丰富的井数据信息,从而使得油田的勘探开发研究在纵向上更加精细,横向上更加可靠。
4.2 构造解释(SSI)
此模块可以让用户方便地对地震数据Inline、Xline及任意线等方向进行2D/3D构造解释,可对剖面上的断层、层位进行交互解释和自动追踪,在断层及层位解释的基础上可生成时间域的构造平面图。具备三维单种子点、多种子点层位自动追踪功能,支持剖面解释和三维解释同步显示以及剖面解释与平面图同步显示等功能,可对断点进行自动检测、自动连接,具备层位、断层的加载、管理、运算和输出功能,轻松实现多种剖面风格的显示及切换,并能实现层面截取、层拉平、多种单井信息综合显示、剖面手绘层标注等功能,为地质人员提供了便捷可靠的2D/3D构造解释工具,为构造演化、岩性分析、油藏描述等提供了强有力的研究手段(图25、图26)。
4.3 速度场建立(Velocity Model)
提供两种基于钻井时深关系建立平均速度场的方法,差别在于是否受构造约束(图27)。利用单井时深关系进行空间插值,该方法生成的速度场,在纵向上精度较高,速度的准确程度取决于单井的时深标定;而横向上是利用克里金插值方法进行插值,不受构造和沉积环境约束,所以横向精度不高,适合钻井比较密集、沉积较为稳定的区域。
基于构造约束的速度场建立与分析模块引入地质模型约束井点速度的外推,大大提高速度场精度,脱离了以往时深转换只能在钻井资料的指导下才能准确完成、速度场建立只能使用外推或内插的数学方式。由时间域中地质模型的反射层作为速度场的唯一约束条件,以层面为约束,结合地层层序学知识,在层间建立高精度的层序模型,然后将井点速度插值到整个模型,形成高精度、高密度的速度场,以此实现三维地震资料的精确时深转换。
4.4 属性分析(SAA)
此模块可以根据需要提取地震沿层属性、地震层间属性和地震体属性。软件提供了7大类共81种属性,涵盖了振幅类、频率类、相位类、相干类、曲率类、几何类等常用属性及分频处理功能。提供的第二代、第三代相干属性,可以根据地震资料的特点选择合适的相干属性进行断层、构造、沉积分析;13种曲率类属性能反映空间变化量,确定地震反射的外形及其横向变化;10种几何类属性突出了常规地震解释方法难于提取的地层信息,为定量分析断层、裂缝及微小地质结构变化提供了手段。支持多种属性同时计算,能适应不同地质背景或资料情况,提高解释的精度和可靠性,为地质人员提供了强大的解释工具(图28)。
4.5 地震相分析(SFA)
在地震沿层属性、层间属性提取的基础上,用多种方法对地震属性进行聚类分析可以研究地震相(图29)。软件中提供了统计、神经网络、U矩阵可视化等三类聚类方法,丰富的属性类别和地震数据处理手段为断层、构造、沉积、油藏等各个方面的综合分析提供了坚实的基础。
4.6 有色反演(SCI)
有色反演方法没有明显的子波提取过程,也不需要初始地质模型来约束,反演过程简洁,人为因素少,特别适合在井少的情况下进行地震岩性解释,比较完整地保留了地震反射的基本特征(断层、产状等),不存在基于模型的反演方法带来的多解性问题,反演结果能够明显地反映岩相、岩性的空间变化。反演过程不需要复杂的建模,免除了由于波阻抗模型不准带来的反演误差,极大地提高了反演速度,是地质人员进行地震岩性解释的有力工具(图30)。
4.7 谱蓝化(SSB)
频谱蓝化是一种可以有效提高地震分辨率,而把噪声控制在一个可接受范围的提频技术。此方法把噪声控制在一定程度,提高地震资料的分辨率,操作简单快捷,方便掌握。谱蓝化利用了在一定范围内振幅越大频率越大的原理,其结果是噪音干扰在可以接受的水平内,用地震谱蓝化模块对数据进行频谱定形,提高了地震数据的纵向分辨率(图31)。谱蓝化处理之后的数据可以用于反演、追踪砂体、层序地层研究、属性分析等。
4.8 多属性反演(SMAI)
本方法的目的是用测井属性和井旁地震属性的组合来预测油气储层特征。Gxplorer提供的多属性反演方法超越了常规地震反演的限制,不再只计算波阻抗和将其(利用经验公式)换算成孔隙度等,还可以反演出学习样本中所使用的任意测井曲线,可以利用地震数据中提取的地震属性,也可以直接利用地震数据本身,测井和地震数据间的关系不受预先假定的地质模型的影响(图32)。
4.9 Wheeler变换(Wheeler Transform)
Wheeler变换是现阶段较新颖的一种地震地层学方法,它把相同地质时间的数据平行显示,将地震数据体从地震时间域转换到地质时间域(即Wheeler域),能够去除构造本身的影响,可以直观的看出地层的横向展布及是否发生了地层侵蚀等,有利于进行地层界面的识别及沉积演化的分析等。结合地质时间域和Wheeler变换体系域解释,加深了对沉积历史的认识,改进了地震相及岩相预测的准确性,有助于确定潜在的地层或岩性圈闭(图33)。
5、地质建模
5.1 构造建模(Structure Modeling)
Gxplorer首次引入了相对地质年代体插值算法进行建模,解决了以往建模时数据稀少或不全导致的插值不准确、复杂地质约束及大量数据的建模问题,可以综合大量数据和多种类型的数据,最终使模型符合地质规律。基于体的建模方式把构造建模转变成属性建模来实现,以解释数据为基础,不仅提高了模型的健壮性和结果的地质一致性,还可通过对相对地质年代体值和梯度的约束,控制模型的几何形态。相对地质年代体插值使用非结构网格(如四面体网格)解决了建模中构造不连续(如断层和不整合面)的问题。构造模型能够准确地描述断裂的形态及地层的层序结构,正确描述断层之间、地层之间以及断层与地层之间的交接关系,反映正确的地层框架(图34)。识别多种格式的断层数据及层面数据,可根据不同断层数据生成断层面,支持在二维或三维视图中对断层点、断层线、断层边界、断层面进行交互编辑,利用层面构造图、地震解释层位等自动生成层面,由层面、地层和边界构成地层模型。通过地层和断层共同插值,可以快速准确建立构造模型。
5.2 相建模(Facies Modeling)
在构造建模的基础上可以进行砂体、油气藏、相等离散数据的建模,将离散数据采用相关算法插值到整个网格体得到离散模型。软件提供了三种建模方法:最邻近、指示模拟、序贯模拟,在此基础上增加精细的计算参数设定,以适用于不同的地质环境,保证了建模成果准确性。用井上的数据建模精度是有限的,如何提高井间的插值精度,是建模需要考虑的问题,Gxplorer创新性地将地质剖面约束引入建模,将地质专家的认识加入模型,提高了模型的精度和可信度。
砂体建模是将砂体数据细分为两类:砂体和泥岩,得到二值的网格数据。油气藏建模是按解释结论分类,没有解释的地方当成泥岩处理,得到模型(图35)。沉积相建模应用于精细地质方面的研究,综合利用地质、岩性、测井等信息资料将垂向与平面沉积模式进行描述,为地质评价提供参考,沉积相模型不仅能够定量预测沉积微相的空间展布,而且可以约束其它属性模型。
5.3 属性建模(Attributes Modeling)
属性模型是建立在构造、相模型基础上的精细模型,是高分辨率的储层模型,结构模型越精确,则属性模型越精确(图36)。Gxplorer提供了反距离、普通克里金、简单克里金、多面函数、移动拟合内插法、Shepard方法、最小曲率和序贯高斯8种稳定的属性插值方法在三维空间进行插值,从而得到孔隙度、渗透率、饱和度和油气水等油气藏属性的三维模型。在实际研究中,地质属性的空间分布明显受沉积相带和砂体的控制,Gxplorer可以利用沉积相、砂体模型对属性模型进行约束,进一步提高了地质模型的可靠性和实用性。可根据已有模型计算新的模型,也可用已有的砂体、油藏、相模型对属性模型进行滤波。
6、水平井设计与随钻分析
6.1 水平井地质设计(HWplan)
此模块提供了五种水平井设计方法:井组方法、投影方法、平面布靶点方法、建模方法、深度域地震剖面方法,研究人员能在油气藏地质精细研究、地质建模或地震的基础上,对水平井的轨迹进行设计,对水平井的井型、水平段的方位、水平段的剖面位置和水平段长度等参数进行设计和优化,同时该模块也支持分支井和阶梯井的设计。Gxplorer提供了平面、剖面及三维可视化等多种方式对油藏精细地质研究成果、储层模型、地震数据进行分析展示,使设计者能够方便、直观的看到哪些区域适合设计水平井段,以达到优选水平井设计区域的目的。水平段各靶点的位置确定后,结合井口、造斜点、靶段以及靶段之间的连接方式等约束条件,在选定水平井井型后,会自动计算一条最优的井轨迹曲线,可以对这条井轨迹进行交互式的编辑和修改,编辑方式完全符合水平井轨迹设计的原理,编辑过程形象、直观、方便,可导出水平井地质参数设计和轨迹参数设计表(图37)。
6.2 随钻跟踪分析(Geosteering)
此模块综合应用远程数据传输技术实时获取现场数据,将钻井过程中不同系统的钻井、测井、录井数据进行解析,采用图形化界面显示动态的电测曲线、测斜数据、工具面、气测、钻井参数信息,实现水平井钻井的远程监控。利用随钻测斜、测井、录井数据,生成动态随钻模型,可以同时在剖面、三维窗口中显示,实现多窗口联合监测,从多角度多视窗检测实钻轨迹与设计轨迹的吻合情况,分析钻遇地层与地质模型的吻合情况,为及时调整钻进轨迹提供依据,指导钻井在目的层中钻进(图38)。
7、三维可视化(3DView)
Gxplorer充分运用了最新的三维可视化技术,给用户提供了强大的三维可视化分析、显示功能,使用户能够在三维空间直观地分析储层物性和含油气性的变化。此模块能方便地将井轨迹、测井曲线、地层、层面、地震数据、模型数据及地震、模型的切片在三维环境进行显示,可真实地展示地下各种地质界面,还可以将地层属性添加到构造面上,以便快速、直观地分析油藏属性在空间上的变化。可轻松实现模型数据和地震数据体的显示,包括块状,椅状,交叉柱状等多种显示模式和面填充、网格线或等值线模式,以及沿层地震数据、属性显示等可视化类型,支持模型按地层拉平显示。该三维可视化环境能够显示断点、断线、断面、断面多边形等及地震剖面、连井剖面、任意倾斜剖面等。支持数据体的透明、带光透明等多种显示类型,可以对地震数据体进行过滤、体渲染和雕刻,与平面、剖面联合显示,使地质目标更加直观,细节对比更加精细(图39)。
8、测井曲线数字化(LogDigi)
此模块为测井曲线的数字化提供了一套完善的解决方案,将纸质测井图照相或扫描后导入Gxplorer,进行图片校正,定义曲线左右值及深度范围,通过自动、半自动或手动方式追踪测井曲线,把曲线数字化(图40),保存并导出。使用了先进的神经网络技术和算法,使测井曲线数字化能达到快速度和高精度的要求。