三维可视化技术交流-油气成藏(20110926SUN)

项目库
建模成果数据 成果数据与图档
一、项目简介（三维实现区域）
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本项目模拟试验区域为东营凹陷牛庄-王家岗洼陷，面积约480km2。共钻井300余口，工 区完全被三维地震覆盖。东营凹陷牛庄洼陷沙四上以深灰色泥岩、灰褐色钙质页岩为 主，夹薄层白云岩、泥质白云岩等。靠近顶部夹有薄层褐灰色油页岩，在下部发育有 条带状膏盐等蒸发岩沉积，总体上是浅湖—半深湖的咸水－盐湖相沉积。沙三下烃源 岩主要由深灰色泥岩、钙质泥岩、褐灰色油页岩组成，属于深湖咸水－半咸水环境沉 积。沙三中～沙三上主要发育灰色泥岩和粉砂质泥岩。
图2-14：物性数据的属性对话框
4) 储层物性显示
储层三维建模的最终目的是建立能够反映地下储层物性（孔、渗、饱等）空间分 布的参数模型。
3、界面设计
三维可视化模块窗口由如下几部分组成：菜单栏、工具栏、模型 信息树和视图区。下图是程序的主Leabharlann Baidu面：
3、界面设计
信息树是油气成藏模拟成果 的一个汇总。作为一个完整的成 果管理和展示，每一期次油气成 藏模拟的成果需要集成为一个整 体。具体实现方式是：针对每一 个期次（抑或 针对每一次模拟 活动，即多个期次构成的一次模 拟）建立一个工程文件，该文件 实现对井数据、格架数据、体数 据、属性数据的组织。 如图所示，一个完整的场 景包括构造信息、储层属性、 成藏模拟成果、圈闭、探井等 信息，信息树正是这些信息集 成展示的组织者。
2) 实现构造演化、热史、生排运聚史模拟成果的多尺度叠合 显示。
a) 研究模拟成果的三维体数据展示技术方式。 b) 实现油气成藏过程成果如数据体、地层、圈闭的显示。 c) 实现成藏过程与多种地质资料和模拟对象的集成显示。
3) 构建油气成藏模拟成果的三维查询与交互环境，提供空间 对象的拾取和信息交互。
• • 明化镇（Nm） 东营（Ed）
2）三维空间数据模型设计与实现
– –
断层（Fault） 地层（Layer）
• • 沙三下（Es3x） 沙四纯上（Es4cs）
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– 加密体 储层物性 – Lithology – Porosity – Permeablity 成藏模拟 – 地史 – 热史 – 生烃 – 排烃 – 运聚 圈闭（聚集单元） 探井
一、项目简介
“油气成藏过程数模技术研究与应用”， 其模拟过程由地史、热 史、生烃史、排烃史和运移聚集史等模拟评价步骤组成，每个过程都会 产生庞大的中间成果和最终成果数据，展现和利用这些数据是研究和管 理人员进行地质分析、实施勘探决策的有效途径。
构造史，沉积埋藏史
热史
地压
生烃 排烃 油气运聚 圈闭定量评价
汇报内容
一、重大专项油气成藏模拟项目简介
二、基于OpenInventor技术的三维可视化
三、基于IDL技术的三维可视化
四、关键技术对比分析
一、项目简介
油气成藏模拟成果的三维可视化技术是一个重要研究课 题。近年来，针对油田勘探开发的三维可视化技术研究，已 经取得了一些可喜的成果：如勘探决策支持系统基本实现了 目标体单一空间展示，如井轨迹、储量边界、地层格架、地 层构造等。但如何将油气成藏模拟所产生的大量网格体模拟 成果展示，特别是在三维立体空间内，实现多属性叠合显示、 分期次动态模拟显示每个期次的油气成藏规律，更是油田勘 探软件上台阶、上水平过程中亟需解决的一项重要信息支撑 技术。
4) 储层物性显示
储层三维建模的最终目的是建立能够反映地下储层物性（孔、渗、饱等）空间分 布的参数模型。 这里所要显示的物性包括孔隙度、渗透率和岩性。显示物性信息时，既可以与地 层叠合显示，也可以单独显示。当与地层叠合显示时，可以采用透明的方式 显示。所以，对于物性数据的显示，在属性对话框里，可以选择单色、色谱 和透明度结合显示的方式。
图2-12(3)：T0期次模型部分层位显示
图2-12(4)：模型地层分界面显示
3) 加密体信息展示
角点网格数据模型的局部网格加密的方法和技术包含空间形态数 据和属性数据的处理。这种加密体是为了解决局部模拟细化而设计的 局部加密数据体，其显示效果如下：
图2-13（2）：加密体独立显示
图2-13（3）：T0期次模型加密体显示
通过点、层面、网格体等各类数据的 解析算法研究，实现了对油气成藏各类空 间对象的访问接口，为后期各类对象展示 奠定基础。 我们用于油藏数值模拟 的地层模型是由建模软件 Petrel提供的GRDECL文件， 里面存储了建模成果的相关 信息，包括拓扑结构、几何 信息、属性(孔隙度，X,Y,Z三 个方向渗透率等)和格网有 效性及网格加密信息，每类 信息前面都有相应的关键字 作为标识。
文件方式数据组织：
以成果类型进行分类，在主路径 （1级目录）下依次建立分类模拟数据 文件夹（2级目录），主要包括： petrel体数据文件夹（petrel）、构造模 拟数据文件夹（GRIDBIN）、热史模拟 数据文件夹（TEMPER）、生烃模拟数 据文件夹（HYDRO）、排烃模拟数据 文件夹（EXPEL）、人工智能运聚模拟 数据文件夹（NETWORK）、系统动力 学一体化模拟数据文件夹（DYNAMIC） 及圈闭评价文件夹（TRAP），并根据 算法需要在相应文件夹下依次建立三 级目录， 例如，生烃模拟下的TTI-RO生烃模 拟文件夹（TTIRO）、化学动力学生烃 模拟文件夹（CHEM）及氢指数模拟文 件夹（HYDROINDEX）。
图2-11（4）:层面和断层都为纯色的显示效果
2) 地层（层位）显示
地层（具有厚度的体）显示的属性主要是颜色属性，采用单色显 示，如图2-12(1)所示。颜色的修改如图2-12(2) 、图2-12(3)和图212(4) 图2-12(2)T0期次模型全部层位显示 图2-12（1）单个地层显示及属性对话框
2、模拟成果数据模型及访问接口
1）示范区数据整理与数据源组织管理
1 TSMDATA（完整的模拟工程） 2 GRDECL：petrol体数据存放文件夹 2 GRIDBIN：构造演化模拟结果 2 TEMPER：热史模拟数据 3 FANYAN：反演热史模拟数据 3 FANJIE：返揭热史模拟数据 2 HYDRO：生烃数据 3 TTIRO：TTIRO生烃模拟数据 3 CHEM：化学动力学模拟数据 3 HYDROINDEX：氢指数模拟数据 2 EXPEL：排烃数据 3 MULTI：多组分排烃模拟数据 3 PUSH：压实排烃模拟数据 2 NETWORK：人工智能运聚模拟数据 2 DYNAMIC：系统动力学一体化模拟数据 2 TRAP：圈闭数据
3、界面设计
三维可视化模块窗口由如下几部分组成：菜单栏、工具栏、模型 信息树和视图区。几个重要的部分如下：
三维操作工具条设计 主窗口与菜单功能设计 三维展示场景的设计 各类成果属性设计
４、多属性三维静态展示
1) 层面/断层显示 2) 地层（层位）显示 3) 加密体信息展示 4) 储层物性显示 5) 热史显示 6) 生烃显示 7) 排烃可视化设计 8) 运聚可视化设计 9) 圈闭可视化设计 10)探井信息显示
1) 层面/断层显示
在三维空间里，层面/断层的显示属性是一样的。以层面为例，显示的属性 主要是颜色属性。层面显示的颜色可以是单色，也可以是色谱，还可以是用户 自定义的两种颜色的内插。对单个层面的显示，上述三种颜色显示方式都进行 了实现。
图2-11（1） 单个层面色谱设置颜色映射
图2-11（2） 多层纯色设置颜色映射
ColorMap6图2-11（3） 系统提供给的可供选择的色谱
1) 层面/断层显示
在三维空间里，层面/断层的显示属性是一样的。以层面为例，显示的属性 主要是颜色属性。层面显示的颜色可以是单色，也可以是色谱，还可以是用户 自定义的两种颜色的内插。对单个层面的显示，上述三种颜色显示方式都进行 了实现。
在充分了解用户需求 的基础上进行了软件架构 设计。从需求出发，在本 设计中我们应用了Open Inventor的IVF框架，结合VC 的MFC框架在继承两者的特 性基础上，设计了三维可 视化模块的多文档视图软 件总体框架，在此基础上 建立了现有三维可视化系 统。
油气成藏三维集成展示软件总体框架
1、OI技术简介及总体框架
汇报内容
一、项目简介
二、基于OpenInventor技术的三维可视化
三、基于IDL技术的三维可视化
四、关键技术对比分析
二、基于OpenInventor技术的三维可视化
1) 在微机DotNet平台下基于OpenInventor的三维可视化数据 模型与访问接口实现。
a) 研究油气成藏过程各类成果数据的组织管理技术，建立多尺度油气成藏数模的数据模型。 b) 研发各类模拟成果和基础数据的访问接口。
a) 建立空间对象操作软件框架，完成简洁实用的用户界面和灵活的用户操作。 b) 通过漫游功能展现油气运聚过程；通过对象拾取或数据探针等方式查询结构化和属性信息。 c) 提供空间对象交互操作功能，通过体数据沿层切片与ROI显示，实现体数据属性参数的多种可视化 交互。
二、基于OpenInventor技术的三维可视化 1. OI技术简介及总体框架 2. 模拟成果数据模型及访问接口 3. 界面设计 4. 多属性三维静态展示 5. 三维交互功能
三维可视化模块完成了对三维地质体模型读取显示，实现了基本的图形交互，同 时可对模型属性信息及油气成藏过程模拟各个阶段的热力场、生油量、生气量、排油 量、排气量、压力场、孔隙度、岩性、渗透率等成果进行可视化分析。 系统的主要功能如下：包括三个主要的部分，分别是数据组织管理、模拟成果可 视化（漫游、静态），交互可视化（交互操作），每个部分划分了多个功能点进行实 现。
一、项目简介（三维实现区域）
Nm Ng Ed Es1 Es2 Es3s Es3z Es3x Es4cs
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试验区模型层位从上到下依次为Nm、Ng、Ed、Es1、Es2、Es3s、Es3z、Es3x、Es4cs共 9套地层。地质模型深度范围从0m到-4000m左右；工区资料井数58口，在全区近似均匀 分布，东部较西部密度大。
三维可视化模块
数据组织管理
交互可视化
模拟成果可视化
角点体模型 地层界面 加密体 断层 属性 井 圈闭
基本图形控制功能
地层信息 构造模拟 热史模拟 生烃模拟 排烃模拟 运聚模拟 圈闭显示
切剖面 感兴趣区 逻辑切片 颜色映射 透明度控制 坐标轴显示
2、模拟成果数据模型及访问接口
• 地层构造 – 层面（Surface）
2、模拟成果数据模型及访问接口
3）数据访问接口设计（结构化数据，散点数据，网格数据，体网格数据 ） – 体模型（*.Grdecl）访问接口 在油气成藏过程模拟和 – 断层文件（*.fault）访问接口 三维地质建模过程中，地质 – 层位文件访问接口 体都是以网格的形式来表达 的。 – 探井及相关信息访问接口
热史 排烃
生烃 含烃
压力场模拟
人工神经网络方法
三维模拟建模
构造建模 断层和层面模型 地质体建模 储层属性建模 孔隙度渗透率等 烃源岩评价模型
数据访问服务 数据预处理与数据管理
项目模型管理 模拟项目数据管理 模拟数据插值 模拟图件矢量化离散化 接口软件及管理 运聚模拟信息提取
多源数据集成
解释成果 地震数据体 井资料 数据库 研究用基础数据 …… 模拟与评价中间成果
一、项目简介（软件设计）
工具模块研发
三维建模可视化 构造／沉积／ 成烃模拟 三维静态可视化 油气运聚 三维动态显示 二维成图 评价结果输出
功能模块研发
盆地演化模拟
地史
（剥蚀构造沉积）
油气运聚模拟
运聚地质模型 流线模拟方法 达西渗流力学方法
圈闭定量化评价
圈闭几何要素评价 能量平衡面及 溢出点评价 圈闭资源量评价 圈闭匹配条件评价 运聚与圈闭 时空配置分析 圈闭经济评价
1、OI技术简介及总体框架
本次开发使用OpenInventor8.0,这是Mercury公司开发的基于OpenGL的三维可视化 开发工具包，通过其内置的节点、材质、各类光源、照相机、传感器、引擎、事件等 类和组件，可完成复杂三维地质对象的创建、显示、选择与交互等功能。尤其针对大 数据和多类型网格的开发包，可用于快速开发稳定、高效的3D地质软件，石油行业中 许多商业化软件产品（Petrel、帕拉戴姆EPOS、SMT、Openworks、Jason）都是基于 OpenInventor开发的。