其他三维地质建模方法

基于层面数据、剖面数据和钻孔数据的建模是三维地质建模方面的三种基本建模方法。此外还有基于多源数据耦合的三维地质建模方法、属性建模等。

基于多源数据耦合的三维地质建模，即耦合原始地质勘探数据（钻孔、平硐、地震剖面）和二维解释剖面等多种来源的地质数据，应用曲面构造法或拓扑分析法进行三维地质建模。由于数据的多源性导致其数据结构难以统一，使其实现具有一定难度，但随着计算机技术的发展，人们更倾向于综合考虑有限的可利用数据进行模型动态重建，如天津大学钟登华的Visual Geo，武汉地大坤迪科技有限公司的Quanty View等结合各自领域耦合多种数据源实现了三维地质模型的建立。

图4-33 地表模型与地质体模型集成

图4-34 地质体模型的洞室剪切效果

石油部门的盆地地质建模一般以角点网格模型或者PEBI模型为主。基于角点网格模型的地质体建模方法在油气盆地上应用较为广泛。以数字盆地的角点网格模型构建为例，盆地地质建模的工作流程包括以下五个主要步骤。

1）建立地层框架模型

根据地震资料构造解释和层序解释结果得到主要的地质界面（如地层界面、沉积间断面、储集层的顶底界面等）和断裂系统，采用计算几何的算法准确地描述空间曲面（地质界面和断层面）的拓扑关系，得到表达油气藏几何构型的地层框架模型。

2）建立地层实体模型

由于地层框架模型只有地质界面和断层面，不能描述油气藏的非均质性的横向变化。因此需要在此基础上，进一步地细化，通过定义层间的沉积结构进行三维空间内地层网格的构建，从而表达地层实体模型。

3）建立地质约束条件

根据井中地质资料和区域性地质资料的综合分析，可以获得对研究区域内沉积环境和沉积相空间展布规律的认识，同时也可以获得不同地层中特殊地质体（河道砂体、浊积扇体和裂缝体）的分布特征等地质信息，这些信息采用一定的数据表达方式可以作为属性建模过程中的地质约束条件。

4）属性数据的变异函数分析

油气藏地质建模中的属性建模技术以变异函数分析的地质统计方法为基础。变异函数分析目的是找出某个属性（孔隙度、渗透率和流体饱和度等物性参数）的区域变化规律，从而为确定性建模和不确定性建模提供数据内插和外推的控制条件。

5）岩石物理属性建模

地层实体模型将地层框架模型进行细化，建立三维地层网格（Stratigraphic Grid）。变异函数分析结果可以作为属性建模方法选择的依据，同时引入沉积相和岩相模型，采用确定性插值算法或随机模拟算法计算每个三维地层网格的属性值，最终得到油气藏岩石物理属性模型。

图4-35 角点网格对断层的处理

角点网格之所以在油气上应用广泛，一个比较重要的原因就是它可以较好地进行断层建模处理。如图4-35中a断层实际走向线为AB曲线，而模拟结果为Aabcdef B折线，直角正交网格对于断层表达得不足。大斜度倾斜断层一直是传统的直角正交网格地质建模和数值模拟中的一个难点。角点网格是目前应用较广的一种结构化网格类型，角点网格系统建模方法克服了正交网格的缺点，先将断层作为一种重要属性建立断层模型，再根据井资料和地震资料建立地层模型，然后将断层模型和地层模型耦合建立格架模型。角点网格模型中的六面体的八个角点坐标是可变的，即可以改变其八个角点坐标来适合地质体形态变化。通过各个角点的退化，可以形成不同形状的地质体栅格单元，直至其退化为无效网格。通过退化处理，构造面可以依附在不同规则六面体的各个面上，通过面之间的拓扑关系，可以获取构造面信息。图4-36是以角点网格对盆地进行建模的实例。

图4-36 盆地三维建模的实例（角点网格模型）

思考题

1．地质体三维建模的现状、特点及其困难是什么？

2．三维地质体建模方法有哪些？建模流程包括哪些步骤？

3．简述基于层面（多层DEM法）建模方法的思路和过程。

4．基于剖面建模有几种思路？简述基于剖面推理建模方法的思路和过程。

5．简述基于钻孔数据建模方法的思路和过程。

6．盆地三维地质建模的特点和过程是什么？