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1、GOCAD综合地质与储层建模软件简易操作手册 美国PST油藏技术公司 PetroSolution Tech,Inc.目 录第一节 GOCAD综合地质与储层建模软件简介1一、GOCAD特点1二、GOCAD主要模块1第二节 GOCAD安装、启动操作2一、GOCAD的安装2二、GOCAD的启动3第三节 GOCAD数据加载5一、井数据加载5二、层数据加载11三、断层数据加载11四、层面、断层面加载12五、地震数据加载12第四节 GOCAD构造建模13一、准备工作13二、构造建模操作流程14三、构造建模流程总结40第五节 建立GOCAD三维地质模型网格 41一、新建三维地质模型网格流程41二、三维地质模
2、型网格流程41三、三维地质模型网格流程总结47第六节 GOCAD储层属性建模48一、建立属性建模新流程48二、属性建模操作流程48三、属性建模后期处理66四、网格粗化74第七节 GOCAD地质解释和分析78GOCAD综合地质与储层建模软件操作手册第一节 GOCAD综合地质与储层建模软件简介Gocad是国际上公认的主流建模软件，在众多油公司和服务公司得到了广泛的应用。Gocad是以工作流程为核心的新一代地质建模软件，实现了高水平的半智能化建模，具有功能强，界面友好，易学易用，并能在几乎所有硬件平台上（Sun, SGI, PC-Linux, PC-Windows）运行的特点。 一、GOCAD特点1
3、、构造建模和油藏属性建模都由相应的工作流程驱动，用户只要回答工作流程中的问题和提供相应的参数，就可顺利完成相应的建模工作，大大提高了建模工作的效率。2、能够建立极为复杂的构造模型。3、丰富的属性模型建模算法。4、独特的油藏不确定性分析5、独特的软件开发工具6、极为灵活的硬件平台环境，可运行在Sun, SGI等UNIX平台，或PC-Linux和PC-Windows环境。二、GOCAD主要模块：1、油藏建模，包括如下模块：Gocad Base Module数据加载与管理，构造建模Reservoir Modeling 生成三维油藏模型网格，油藏属性与相建模2、地震解释与地震属性分析，包括以下模块：S
4、eismic Interpretation地震解释与可视化，地震属性计算Velocity Modeling速度模型建立与时深转换3、地质解释，包括以下模块：Geologic Interpretation单井解释，联井剖面，平面图等4、井位优化与钻井工程，包括：Drilling Planner井位优化设计，井轨迹设计，防撞计算等5、油藏不确定性分析分析建模成果的不确定性，更好的决策6、软件开发工具Gocad的开发工具包 本操作手册主要介绍Gocad油藏建模和地质解释主要模块。第二节 GOCAD安装、启动操作一、 GOCAD的安装1、将EarthDecision-suite-2.x.x-windo
5、ws-i86和 Gocadlmd-v9.xwindows- setup 两个安装程序分别运行安装。2、把Gocad.lic 复制到安装后的目录下：C:Program FilesEarthDecision Licenses。3、选择 开始程序Earth Decision Sciences License ManagerLicense Server Configuration Utility。4、选择config services 打开下图：5、在上图中的第二个Browse单击，在目录：C:Program Files EarthDecisionLicenses下选择第2步复制过来的Gocad.li
6、c。6、将Start Server at Power和Up Use Service选中。7、选则Save Service，重新启动计算机即可。二、 GOCAD的启动1、双击桌面上的Gocad启动图标，即可启动Gocad程序。2、选择New project建立新工程，给工程起个名字，点击保存，打开下图：3、选择Select All，点击OK即可。4、弹出选择工程单位窗口，根据实际情况分别选择平面上（米或英尺）和深度上单位（米或英尺）；时间是毫秒或秒；深度方向是向下或向上增大；z值是时间域或深度域。选择完后点击OK。5、打开如下Gocad主窗口。第三节 GOCAD数据加载一、 井数据加载1、井位加
7、载不同的格式有不同的加载方法。直井和斜井的井位数据格式一样，以普通的文本格式为例，包括井名、补心海拔、x坐标、y坐标、井深。下面分直井和斜井两种方式加载（1）直井加载方式是：File Import objects Well data （path）Locations from column-based File ，接受默认，按next两次，打开下图，按数据格式选择合适的选项：下图选择加载井名、X坐标、Y坐标（选yes）；补心海拔KB （选yes）；总深（Total Depth）。点击下一步，出现下图窗口，选择创建新井（Create new ones），只添加未加载过的井（only when th
8、e well doesnt exist），点下一步。在start at line 选择数据开始行，用 选择对应的列，点击OK即可加载。（2）斜井加载方式是：对于多口井先加载井轨迹，后加载井位。加载斜井轨迹：File Import objects Well data （Path） Column-based File ，接受默认，按next两次，打开下图，按数据格式选择合适的选项：井轨迹有三种方式：X-Y-TVD-MD,X-Y-TVD,Inclination-Azimuth-MD,依据实例选择合适的加载格式。本文选择Inclination-Azimuth-MD，Meter，Use a Column
9、，后点击下一步。下图将X,Y,Z都先赋0值，在后面的加载斜井井位后将予以校正。如果只加载单口井，这里可输入正确的坐标井位，后面无需再加载这口井的井位了。下图选择对应的数据列，点击OK即可加载。加载斜井井位：同加载直井类似，只是在下图中选择移动已经加载过的井（Move existing ones）和MD。而直井选择创建新井。2、测井曲线加载：以las格式为例，选择File Import objects Well data （Logs） LAS。选择要加载的测井数据点击OK即可。3、井分层数据的加载：以文本格式为例，数据格式为井名、分层名、深度。如果有倾角和方位角也可加载。选择File Impor
10、t objects Well data （Markers） Column-based File。点击两次默认next，选择分层测量深度（yes），点击下一步。如果有倾角和方位角，按下图选择，如果没有可以选择NO，点击下一步。选择合适的对应数据列，点击OK即可加载。二、层数据加载：数据格式以文本格式XYZ为例，选择File Import objects Horizon Interpretations （PointsSets） XYZ。选择要加载的层数据点击OK即可。也可以选择列加载File Import objects Horizon Interpretations Column-based F
11、ile，选择合适的选项即可。三、断层数据加载：数据格式以文本格式XYZ为例，选择File Import objects Fault Interpretations （PointsSets）XYZ。选择要加载的层数据点击OK即可。也可以选择列加载File Import objects Horizon Interpretations Column-based File，如下图选择合适的选项即可。四、层面、断层面加载：从其他第三方软件（如RMS、Petrel、RC2等）导出的层面、断层数据均可在Horizon Surfaces和Fault Surfaces找到相应的加载方式。五、地震数据加载：以SE
12、GY格式为例，加载三维地震数据选择File Import objects Seismic Data SEGY 3D as Voxet。打开需加载数据，自动读取，点击OK加载。二位数据选择SEGY 2D as Surface 和SEGY 2D as SGrid二维地震数据加载选择File Import objects Seismic Data SEGY 2D as Surface 或SEGY 2D as Sgrid，加载即可。第四节 GOCAD构造建模一、准备工作1、井位群组建立：在做构造建模之前，首先把加载的井数据作个群组（Group），以方便统一修改管理。右键点击Objects里的图标，选择
13、新建New Group，给群组起个名字，点击OK即可。本例子写群组名为wellgroup。右键点击新建立的群组名，选择Add To Group，在弹出的窗口中，将所有井数据添加到Object Add里面去，点击OK即可。2、将数据赋予地质特征：为了方便管理，需要定义点、线、面等Objects的地质特征，方法是用鼠标左键把Objects下的构造建模所需的点、线、面拖到Features-Boundary下相应的地质特征下3、定义地质层序：地质层序的定义可以在构造建模流程中定义，也可以提前定义。选择Resources中的，右键点击，选择New Stratigraphic column。在下图中点击
14、Populate Column with Horizon Features图标，运行，接受默认设置，点击OK，就创建了一个名字叫global的地质层序。如果定义错误，可以删除，添加，修改。二、构造建模操作流程1、在主窗口左侧选择，单击右键，选择新建（New），创建一个构在建模的工作流程。输入一个流程名字。本文输入training，点击OK。如下图，再点击下一步，准备添加构造建模所需要的数据。本文将下图Structural Modeling称为构造建模的主窗口，以后在构造建模中多次提到主窗口界面就是下图界面。2、点击下一步，选择深度depth，添加断层数据，选yes。选中左边栏里所有断层，点击，
15、将所有断层数据添加到右边栏里去。然后将断层对应的井分层分别添加到右边栏里去。首先在左边栏选中单个井分层（wellmarker），然后上图显示的方框处选择对应的断层数据，按分配图标，就把分层数据添加到相应的断层数据中去，如下图，点击OK即可。自动返回下图，提示是否选择添加层数据，选择是（yes）。按同样方式把层数据和对应的分层数据添加到右边栏中去，点击OK。接下来提示是否定义工区范围，选择是；是否用地质层序分层，选择是，选择在开始建模前已经做好的global地质层序定义。运行上图 Apply stratigraphic column to wells，弹出下图窗口。选择井群组名（本例是wellg
16、roup），将show markers和show units选中，运行 Apply Stratigraphic Column 图标 ，点击关闭即可。可以选中单口井单独检查、修改。自动返回Data Managing窗口，选择下一步即可。3、开始定义工区范围（感兴区域），选择下一步。分两种方式：一种是自动默认方式，一种是高级方式。选择高级定义方式，按下一步。定义平面工区范围，分六种方式：一是通过原点和矢量方向定义；二是用已经存在的线；三是手工画工区；四是利用地震体定义；五是利用其他数据体的的轮廓界面；六是利用数据的外部凸起边界。选择第三种，手工画线的方式定义工区，按下一步。选择所有断层和层数据，让
17、其在3D显示区中显示出来，点击图标，从顶部俯视断层和层，以便于画工区范围线。选择Draw polygonal curve图标,鼠标在3D显示区中变成号，用左键点击画工区范围线，点击鼠标右键结束编辑。如果画的不是很满意，可以重画，自动删除上次画的线。也可以编辑线和节点。点击两次下一步，开始定义纵向上工区（感兴趣区域）范围。点击下一步。将所有断层数据和层数据选中显示出来，点击Set north view图标，分别点击顶底范围选择图标，鼠标变成号，选择3D显示区中的顶底线，拖动到正确的位置即可。或者输入适当的数值。最后点击 Create/re-create volume of interest，定义
18、工区范围。Next由灰色变成可操作的，点击下一步。当选择项在 时，用户可点击下一步，也可以再次选择上面的选项，重新修改上次的操作。点击下一步。4、回到主窗口，开始断层模型的建立，点击下一步。选择第一个默认选项，建立断层面，点击下一步。选中所有的断层数据，点击图标，建立断层面。点击下一步。可以选择质量控制和编辑数据，对错误的数据进行修改，重新再做断层面。可以点击下一步进行后面操作。下面选择第二选项进行质量控制，点击下一步。将所有断层数据选中，两种控制方式，一种是数据偏差，一种是断层的倾角和方位角。首先选择数据偏差 ，点击计算图标 Cumpute data discrepancy，可以选择修改断层
19、数据以及增加面的精度，最后点击更新图标 Update geometry and honor contacts，下一步结束。另一种控制方法是断层的倾角和方位角，选择后打开下图，可以修改每条断层的方位角和倾角，最后点击 Update geometry and honor contacts。选择编辑数据，下一步。可以分别编辑修改断层的点、段、线、面，这里就不重点讲解了。5、回到主窗口，开始建立层面模型，选择下一步。选择建立层面，点下一步。将所有层数据显示出来，点击 图标，建立层面，点击下一步。可以选择质量控制和编辑数据，对错误的数据进行修改，重新再做层面，修改方式同建立断层面类似。点击下一步。6、用
20、井分层约束断层面，下一步。将所有断层数据和井数据选中，点击 Compute well marker mismatch计算检查井分层和断层面的吻合程度，弹出一个新的窗口。输入一个井分层纵向上的约束范围值，按 图标运行。超过这个范围值的分层将被忽略。按 Enable all well markers 取消设置，重新定义范围。点击Close关闭窗口。返回上图窗口后，点击下一步。用井分层约束断层面，下一步。将所有断层和井数据选中，定义平面上的影响范围值，点击 Define wells area of influence ，弹出新窗口。在距离范围中输入适当的影响范围值，点击OK关闭窗口。选择计算偏差图
21、Compute error map，查看3D显示图，可以看到偏差大小。点击最后的 Fit to well markers，完成最后的约束操作，点击下一步。7、回到主窗口，定义断层面之间的接触关系，下一步。 将所有的断层当作主断层和分支断层，点击 Propose contacts ,自动探测断层级别。下一步。检查断层间的接触关系，该操作是可选择项，可以跳过直接到Honor Contacts。选择并点击下一步。下图列出了统计结果，有几个独立断层，几个分支断层，几个主断层，以及之间的接触关系。可以点击各个主断层旁的 图标，打开右边所示菜单，选择添加、删除分支断层。点击Branch旁的 图标，可修改主
22、次断层间的接触关系。修改完后点击下一步。选择编辑断层接触关系，该操作也是可选项，可以跳过直接操作下一步。选择一条主断层以及对应的分支断层，分别编辑边界点、接触线、接触端点等。点击下拉图标，将压缩项目全部打开，分别选择添加（Add）、删除（Remove）、移动（Move）按钮图标，就可在3D区域内对其进行相应的操作。修改完后点击 Validate current main fault，执行刚才的修改操作。点击下一步。最后执行接触关系修改操作，点击下一步。选择所有的断层，点击 Honor fault contacts 运行，点击下一步结束。8、回到主窗口，调整层面与断层面之间的接触关系。下一步。点
23、击 Propose default contact lines图标，自动探测层面与断层之间的接触关系，同样可以编辑修改各条接触线，最后，点击 Apply contact lines on selected horizons ,Next由灰色变成可执行，点击下一步。选择检查接触关系，该操作是可选择项，可直接跳过操作下一步。同检查修改断层间接触关系一样，可以检查修改层面与断层之间的接触关系。检查完后点击下一步。编辑层面与断层面间的接触关系，选择下一步。该操作同编辑修改断层间接触关系类似，修改完后点击下一步。最后执行接触关系修改操作，点击下一步。选择所有的层面，点击 Creare/update ve
24、rtical throw 图标计算垂直断距，点击 Create stratigraphic heave计算水平断距，如果3D显示达不到要求，可点击添加删除数据（Ignore/include data）修改接触边界点。修改完后再重复计算垂直断距和水平断距。最后点击下一步结束，返回主窗口。9、用井分层约束层面，该操作同用井分层约束断层面类似。点击下一步。检查吻合程度，点击 Cumpute well marker mismatch，弹出新窗口。输入纵向上的约束范围，超过这个范围的分层数据将不参加约束计算。点击 Disable well markers with error more than，最后点
25、击Close关闭窗口。返回上个窗口点击下一步。用井分层约束层面。点击下一步。选择所有层面和井数据。点击 Define wells area of influence 定义平面约束范围，弹出新的窗口，输入范围值，点击OK返回。点击 Compute error map 计算偏差图。最后点击 Fit to well markers，下一步返回主窗口。10、检查修改层面间的相互交叉关系。下一步。选择 Check crossings between horizons 检查，如果两层之间有交叉，前面显示红色的号，如果没有交叉显示绿色的对号。如果有交叉，输入两层间最小厚度值，按 Remove crossin
26、gs between horizons 即可去掉交叉部分。点击下一步返回主窗口。11、按照定义的地质层序，用井分层建立中间层面。按下一步。将已经建立的顶底参考面选中，按 Populat table 分配表格。选中底层，点击插入图标，弹出新窗口，按定义好的地质层序自动输入分层名，这样就在底层上面插入一个新层。同样方式，插入所有定义好的地质层序。如果插入错误可以选 图标删除插入层。把所有插入方法选择成Marker。最后点击 Build isochore maps 图标，建立中间图层，可以在3D显示区中显示查看。创建中间层，下一步。选择计算的中间层，按 Populat table 分配表格，接受默认
27、设置，点击 Build horizon surfaces 创建中间层面。点击下一步，结束构造建模流程。选择Objects里通过构造建模流程建立的构造断层面和层面，在3D显示区内查看显示。三、构造建模流程总结构造建模流程共分以下几步：1、添加断层和层数据；2、定义工区范围（感兴趣区域）；3、断层面模型建立；4、层面模型建立；5、井分层约束断层面；6、修改断层之间的接触关系；7、修改层面与断层之间的接触关系；8、用井分层约束层面；9、检查修改各层面之间的交叉关系；10、利用定义的地质层序建立中间层。第五节 建立GOCAD三维地质模型网格一、新建三维地质模型网格流程右键点击图标，弹出下图窗口，输入新
28、流程名，点击OK。二、三维地质模型网格流程1、下图列出了两种建立三维地质模型网格的方法，一种是用面来建立，一种是用已经存在的二维网格来建立。另外可以对加载进来的网格进行编辑。最常用的是第一中，这里主要讲解用面来建立三维网格。点击下一步。2、选择参考面，下一步。选择顶底面，可以设置网格方向和网格化范围，接受默认点击下一步。设置网格，下一步。有三种方式，一种是自动，一种是交互式，一种是用已经建立好的。选择交互式，点击下一步。定义顶面，下一步。首先选择自动计算图标，如果有不满意的地方，可以修改、添加、删除断层断过层面的轨迹线及其端点。下一步。同设置顶面一样设置底面，首先选择自动计算图标，修改满意后点
29、击下一步。设置顶底面之间的连接，点击自动计算图标，有不满意的地方可以选择其他键修改。点击删除图标，在3D显示区点击连接线，可以删掉单个连接线。选择添加图标，在3D显示区中点击顶面边界，再点击底面边界，就建立了一个新的连接。满意后点下一步。设置平面网格方向，有三种方式:一种是平行于X、Y方向；一种是平行外边界；另一种是定义矢量方向（可以直接输入一个角度值或用鼠标点击箭头，在3D区中画一个矢量方向）。选择第一种，点击图标，点击下一步。让网格线依照断层走向分布，点击 自动分布网格走向。或者选择其他图标修改网格分布。点击下一步。点击 Initialize Pillars 图标，自动初始化两层之间的连接
30、线。点击下一步。定义中间层，这一步在构造建模中已经建立过了，可以直接跳过，创建网格即可。创建网格，下一步。定义纵方向上层与层之间的网格数，输入适当的值，点击下一步。定义局部加密网格，或抽稀局部网格，本文不做修改，点击下一步。定义平面方向上的网格数，输入I、J方向上不同的网格数，点击 Create Grid 图标，建立三维地质网格，点击下一步结束。三、三维地质模型网格流程总结三维地质模型网格流程共分以下几步：1、 选择顶底面，分别设置顶、底面；2、 设置顶底面之间的连接；3、 设置平面网格方向；4、 设置纵向上网格方向；5、 创建中间层单元(可选)，构造建模做过可以跳过；6、 定义纵向上网格数；
31、7、 定义平面上网格数；8、 创建三维地质模型网格。第六节 GOCAD储层属性建模一、建立属性建模新流程鼠标右键点击图标，弹出新窗口，输入流程名字，点击OK。二、属性建模操作流程1、下面窗口是属性建模操作的主窗口，在Reservoir Grid/Voxet中选择已经建立好的三维地质模型网格，在Number of Prorerties中输入准备做属性建模的属性数量。分别添加属性名和类型。例如，上图添加的是相（Facies），类型是离散属性（Categorical）；孔隙度（Porosity）,类型是连续属性（Continuous）；渗透率（Permeability）,类型是连续属性。如果添加错误
32、，可以删除，移动等等。点击下一步。进入相模型建立。2、相模型建立。（1） 是否添加条件数据，选择是；（2） 是否已经添加到网格体中去，选择否；（3） 选择数据源；（4） 选择数据区域，可以添加部分或全部；（5） 选择建模属性；（6） 是否要添加到附近的网格，选择是；（7） 选择赋值到网格体的方法（一种是最近原则，一种是最大比例，一种是随机）；（8） 是否在网格中创建数据井点区域，选择否（也可以建立）。下一步。选择模拟区域（所有区域）。下一步。（1） 选择建模方法（常值，计算程序，插值，随机模拟）；选随机模拟，其他三种选项后面会讲解。（2） 选择是否基于地质目标模拟；选择否；如果选择是，请参照下
33、面第二张图讲解。（3） 选择模拟方法：序贯指示模拟、截断高斯模拟（对嵌套地质现象）；（4） 是否添加第二套约束数据。如果有，以后会提示添加。选择否，下一步。上面第二步如果选择是，则出现下图。有三种建模方法：一种是河道模拟，选择后点击下一步，会提示输入各个微相的数字代码；一种是椭圆法模拟，选择后点击下一步，会提示输入各个椭圆形状的倾角和方位，以及范围大小。一种是其他形状，选择后点击下一步，可以添加不同的相模型形状，如箱形，弯曲形，饼形，直河道等形状。选择不同的方法，可以建立河流相、冲积扇模拟等等。下面将不再重点介绍基于目标的建模。主要介绍随机建模方法。在第二步选择否，选择序贯指示模拟方法，点击下
34、一步，出现下图。点击 图标，新建岩相分类列表。弹出新窗口，选择Classificatuion New，建立新列表。点击新建立的列表名，可以修改名字。点击 插入图标，插入多个相类型。本别输入数字代码、名字、颜色、类型显示。（这里定义的相颜色和显示方式，并不会影响最后建立的相模型的显示，只是在后期的地质解释中起作用）。定义完后，点击Apply，关闭窗口返回上一窗口。选择刚定义的分类名，点击，应用到下面列表中去。在初始化数据比例中选择所有区域，点击旁边的，应用的列表中去。在窗口底部选择，创建相区域。下一步。下图主要是分析变差函数。点击图标，打开变差函数分析工具，分析相数据的变差函数。有四个主菜单，分
35、别是：Domain，Compute，Modeling，Setting。（1）Domain：Inpute data 选择计算数据；Property选择分析的属性；Region选择分析的数据区域；Sampling Rate 设置取样比率；选择网格坐标转换体系，选UVW系统；选择网格体。（2）Compute：选中Vertical，按计算图标，计算纵方向上的变差函数；再选中Areal，按 计算平面方向上的变差函数。（3）Modeling：在变差函数显示区内，用鼠标拖动趋势线，可以调整I、J、K不同方向上的变程范围。右图显示了变程、块金值、基台值、块金效应等概念。变程：指区域化变量在空间上具有相关性的范
36、围。在变程范围之内，数据具有相关性；而在变程之外，数据之间互不相关，即在变程以外的观测值不对估计结果产生影响。 块金值：变差函数如果在原点间断，在地质统计学中称为“块金效应”，表现为在很短的距离内有较大的空间变异性，无论h多小，两个随机变量都不相关 。它可以由测量误差引起，也可以来自矿化现象的微观变异性。在数学上块金值c0相当于变量纯随机性的部分。 基台值：代表变量在空间上的总变异性大小，即为变差函数在h大于变程的值，其为块金值c0和拱高cc之和。拱高为在取得有效数据的尺度上，可观测得到的变异性幅度大小。当块金值等于0时，基台值即为拱高。 右边图分别是纵向上和平面上的变差函数图。在左边图中，可
37、以拖动滑块设置方向、变程、块金值、基台值等。选择变差函数模型，有四种模型：球状模型；指数模型；高斯模型；幂函数模型。最后保存拟合好的变差函数。可保存成文件或项目，以后建模时候调用。这里保存成Object，起个名字Facies_vario，以便建模时直接选择。（3）Settings：一些变差函数显示选择，这里不再解释。关闭变差函数窗口。在变差函数中选择刚计算拟合好的变差函数，Facies_vario，点击下一步。接受默认设置参数，下一步。点击图标，检查参数是否设置争取，如果错误显示红色提示字体，如果正确，显示绿色提示字体。点击下一步，可以接着设置其他属性的模拟，也可以回到建模主窗口，完成相建模的最后操作。回到建模主窗口，双击选择，输入模拟实现次数，点击 Process图标执行模拟，模拟完毕后点击 图标，在3D显示区中显示查看。3、孔隙度模型的建立双击主窗口里的，打开孔隙度建模窗口。如下图。