商曉飛，王鳴川，李蒙，趙磊

（中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

為了經(jīng)濟、有效地開發(fā)油氣資源，了解油氣藏地質(zhì)參數(shù)在地下分布情況顯得尤為重要和關(guān)鍵。地質(zhì)建模是從空間的角度對油氣藏構(gòu)成要素進(jìn)行三維可視化定量分析，可靠的地質(zhì)模型能夠幫助人們預(yù)測儲層參數(shù)的分布規(guī)律，優(yōu)化井位部署，有效提高儲量動用程度和油氣采出程度[1?2]。構(gòu)造?地層模型反映了油氣藏的基本空間格架，是后續(xù)三維儲層地質(zhì)建模的基礎(chǔ)，高質(zhì)量的地層模型需要能夠準(zhǔn)確描述研究區(qū)域內(nèi)地層發(fā)育特征，包括地層構(gòu)造起伏、地層厚度變化等[3?4]。所以，在進(jìn)行儲層及流體空間分布的建模之前，應(yīng)首先進(jìn)行地層格架建模。在精細(xì)、可靠的構(gòu)造?地層模型基礎(chǔ)上，模擬的油氣藏儲層屬性的空間分布特征才能夠更加接近客觀實際情況。

傳統(tǒng)的構(gòu)造?地層模型的建立通常包括三大步驟[5?6]：首先，通過地震解釋成果，結(jié)合鉆井揭示的分層，建立層面模型和斷層模型（圖1a）；其次，依據(jù)層面模型建立地層模型；最后，建立縱向上具有一定網(wǎng)格分辨率的三維地層網(wǎng)格體。傳統(tǒng)構(gòu)造?地層建模方法中，網(wǎng)格的生成嚴(yán)重依賴斷層模型質(zhì)量，因此，往往會將斷層進(jìn)行簡易化處理，如斷層均切割全地層或斷層不交切，即便如此，斷層產(chǎn)狀的空間變動都會極易造成周邊網(wǎng)格的扭曲變形（圖1b）。因此，客觀存在的復(fù)雜斷層，采用傳統(tǒng)建模方法難以同時保證斷層模型的準(zhǔn)確性與網(wǎng)格質(zhì)量的精確性。

隨著油氣的不斷勘探開發(fā)，對地下油氣藏地質(zhì)建模精度的要求日益提升。近些年，許多商業(yè)軟件平臺在處理復(fù)雜構(gòu)造建模方面進(jìn)行了很多探索和應(yīng)用，如Skua?Gocad軟件通過三維空間點坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)斷層切割前后的地層構(gòu)造樣式恢復(fù)，依此處理復(fù)雜斷塊建模[7]；JewelSuite 軟件通過限制網(wǎng)格大小與形變，達(dá)到網(wǎng)格不隨斷層產(chǎn)狀扭曲的目的。斯倫貝謝Petrel 軟件平臺涵蓋了更為成熟的且完整的地質(zhì)建模流程模塊，其中Structural Framework 構(gòu)造建模流程中VBM（Volume?Based Modeling）算法通過四面體網(wǎng)格來保證斷層形態(tài)及其接觸關(guān)系，經(jīng)過網(wǎng)格轉(zhuǎn)換后，可以解決各種地層接觸關(guān)系或者復(fù)雜地質(zhì)體的建模問題（圖1c）。

圖1 傳統(tǒng)方法與VBM方法構(gòu)建的構(gòu)造-地層模型網(wǎng)格Fig.1 Structural-stratigraphic models constructed by traditional method and VBM method

在川西坳陷新場地區(qū)，其晚三疊世須家河組形成于擠壓環(huán)境，并受多期構(gòu)造運動疊加，造成地層褶皺起伏且?guī)r層破碎發(fā)育大量尺度不一的逆斷層和裂縫[8?11]。由于新場地區(qū)須家河組特殊的地質(zhì)構(gòu)造背景，斷層和構(gòu)造形態(tài)較為復(fù)雜，在進(jìn)行構(gòu)造?地層建模過程中帶來很大的難度，主要表現(xiàn)在：①新場地區(qū)須二段地層的斷層數(shù)量多；②新場地區(qū)斷層全部都是逆斷層；③不同斷層斷穿層位各異；④斷層之間的交切關(guān)系復(fù)雜。采用傳統(tǒng)的構(gòu)造?地層建模方法，模型網(wǎng)格會極易扭曲變形，并且調(diào)整構(gòu)造層面與斷層之間關(guān)系的工作量巨大，因此，建立符合已有氣藏鉆井的實際穿行情況的構(gòu)造?地層模型一直是該區(qū)地質(zhì)建模亟需解決的難點和基礎(chǔ)。采用基于VBM算法的建模方法創(chuàng)建構(gòu)造?地層模型，能夠很好地保持?jǐn)鄬优c層面的地質(zhì)特征，為后續(xù)基于Petrel 建模平臺的儲層屬性建模提供保障。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

川西坳陷位于揚子地塊西北緣，毗鄰特提斯洋和華北地塊，是幾個板塊的結(jié)合部位，是構(gòu)造活動最活躍的地帶。川西坳陷西鄰龍門山造山帶，北東與昆侖—秦嶺構(gòu)造帶相接，大致呈北東向延伸，面積超過5×104km2，是一個典型的中新生代盆地[12?13]。新場構(gòu)造帶位于四川盆地西部坳陷中段鴨子河—孝泉—新場—合興場—豐谷北東東向構(gòu)造帶的中間部位，形成于印支運動早期，其南為彭州—德陽向斜，北為梓潼、金山鋪向斜[14?15]。新場構(gòu)造整體上表現(xiàn)為NEE 向的大型構(gòu)造隆起帶，構(gòu)造南北兩翼表現(xiàn)為南陡北緩（圖2）。在該構(gòu)造帶內(nèi)發(fā)育有近斜列展布的孝泉—新場構(gòu)造帶和高廟子—豐谷構(gòu)造帶，在這兩個斜列的構(gòu)造帶的結(jié)合部位與合興場—石泉場南北向構(gòu)造帶交錯、復(fù)合，形成較為復(fù)雜的構(gòu)造形態(tài)。縱向上深層須家河組（埋深4 000～5 000 m）由多個構(gòu)造高點組成完整的NEE 向復(fù)式背斜，斷裂較為發(fā)育，向上至侏羅系漸變?yōu)橄驏|傾沒的NEE 向鼻狀構(gòu)造，斷裂發(fā)育程度明顯減弱。

圖2 新場構(gòu)造帶區(qū)域構(gòu)造位置與構(gòu)造特征Fig.2 Regional tectonic position and structural characteristics of Xinchang structural belt

須家河組沉積初期，米倉山、大巴山古陸出現(xiàn)，龍門山逆沖隆升，龍門山北段逐漸凸起，前陸盆地開始形成[16]。須二段沉積時期，新場構(gòu)造帶EW 向構(gòu)造運動進(jìn)一步加劇，川西地區(qū)大幅度沉降，沿龍門山前形成坳陷，坳陷中心位于彭州安縣一帶[17?18]。前人對川西坳陷構(gòu)造發(fā)育史分析表明，在該構(gòu)造帶上分布的、與構(gòu)造帶呈斜交的一系列北東向局部構(gòu)造（孝泉、新場、羅江、豐谷構(gòu)造）為燕山、印支期形成，其形成時間早于油氣運移的高峰期，非常有利于油氣的聚集，加之該構(gòu)造帶緊臨彭縣—德陽大向斜厚大的烴源巖，油氣資源豐富，加之保存條件較好，成藏條件優(yōu)越，使之成為油氣有利構(gòu)造[19?20]。新場氣田須二氣藏2000年第一口勘探井即獲得高產(chǎn)，至2010年已探明儲量上千億立方米，疊合面積150 km2。川西新場構(gòu)造帶須二段致密砂巖氣藏雖然儲層的致密化影響了油氣的運聚程度，但構(gòu)造起伏特征及構(gòu)造調(diào)整從根本上控制著該區(qū)油氣的富集條件。為了更好地開發(fā)氣田，迫切需要深化精細(xì)構(gòu)造?地層格架建模，為氣田有效開發(fā)提供更可靠的地質(zhì)模型保障。

2 地層與斷層特征

新場地區(qū)須二段沉積時期湖平面變化頻繁，三角洲砂體進(jìn)積作用明顯，物源多，充填范圍廣[21]。須二段底界面為巖性、巖相轉(zhuǎn)換面，界面之下以須一段頂部的灰黑色頁巖為主要特征，界面之上則是須二段砂巖，該沉積不整合面的廣泛發(fā)育標(biāo)志四川盆地由晚三疊世早期的海陸過度沉積轉(zhuǎn)換為陸相沉積，為T6 地震反射界面（圖1）。須二段頂界面是一個巖性由粗轉(zhuǎn)細(xì)的相轉(zhuǎn)換面，標(biāo)記為T5地震反射界面，界面之上以須三段濱淺湖相沉積為主，界面之下則是須二段河流—三角洲相沉積。

須二段地層內(nèi)部，通過測井曲線樣式所反映出的巖性突變特征，又可識別出2個界面，記為SQB1和SQB2。巖心觀察發(fā)現(xiàn)，SQB1 之下泥巖呈灰色、灰綠色甚至略帶紫色，之上為深灰色泥巖，認(rèn)為是代表湖平面快速上升的初始湖泛面。SQB2 處自然電位及電阻率曲線平直，泥巖厚度一般在5～25 m，全區(qū)分布較為穩(wěn)定。該泥巖之上多見一套厚層砂巖沉積，認(rèn)為是湖平面快速上升后到開始下降的轉(zhuǎn)換面。通過層序界面的分析，可厘清須二段沉積時期湖平面變化（即上升—下降）的完整基準(zhǔn)面旋回，并由此將須二段分為3 個亞段。下亞段為湖泊水位上升時形成的沉積，巖性以厚層、深灰色泥巖為主，地層厚度自西向東逐漸減薄，平均厚度約為150 m，其內(nèi)部可細(xì)分4 個砂組（TX210—TX27）。中亞段沉積初期以泥質(zhì)沉積為主，中后期開始水退，此時砂體進(jìn)積，物源供應(yīng)充足，砂體易連續(xù)堆積，地層厚度自西向東變化不大，平均厚度約為220 m，其內(nèi)部分為3 個砂組（TX26—TX24）。上亞段地層主要表現(xiàn)為加積樣式，從砂泥薄互層向上過渡到厚層砂充填為特征，地層厚度自西向東逐漸加厚，平均厚度約為180 m，其內(nèi)部分3個砂組（TX23—TX21）。

新場構(gòu)造帶內(nèi)部的次級構(gòu)造及斷層與龍門山構(gòu)造帶的活動密切相關(guān)[15]。新場地區(qū)主要發(fā)育NS、WE和NE 走向三組斷裂，均為逆斷層，主要集中分布在新場地區(qū)的中部，斷裂橫向延伸距離一般小于5 km，斷距一般低于50 m，傾角較陡，從深至淺斷層活動逐步減弱。規(guī)模較大的斷層主要為NS 向，縱向上呈現(xiàn)“y”字形（如X851井區(qū)的F1和F12斷層、X601井區(qū)的斷層）、疊瓦狀和平行展布（X5 井區(qū)的F4 和F17 斷層）3種類型。斷層附近主要發(fā)育5個由NE、SN、NEE向高點形成的背斜圈閉，并且縱向具有較好的繼承性（圖3）。結(jié)合水平時間切片、相干切片和地震屬性等信息，發(fā)現(xiàn)小斷層、微斷層在局部地區(qū)較發(fā)育，主要集中在X3 井區(qū)和XC8—L150 井區(qū)，這些斷層斷距更小，斷深差異及切穿層位差異大。

圖3 新場構(gòu)造帶須二段地震剖面解釋及層序地層特征Fig.3 Seismic section interpretation and sequence stratigraphic characteristics of Xu2 Formation in Xinchang structural belt

3 VBM方法與流程

基于VBM算法的構(gòu)造框架模型其核心是利用地下地層體積守恒原理[22]。地下地質(zhì)體在體積不變的前提下（如果涉及地層剝蝕則先進(jìn)行剝蝕量恢復(fù)），依據(jù)斷層性質(zhì)、斷層產(chǎn)狀和斷距信息，恢復(fù)斷層兩盤的構(gòu)造層面位置，實現(xiàn)原狀—現(xiàn)今構(gòu)造地層樣式的轉(zhuǎn)換。VBM 方法構(gòu)建的模型，其網(wǎng)格是通過非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格（如四面體網(wǎng)格等）轉(zhuǎn)換而來，四面體網(wǎng)格既能保持?jǐn)鄬拥漠a(chǎn)狀變化與組合關(guān)系，又能保證空間網(wǎng)格的質(zhì)量，而且在斷層交接處可以根據(jù)需求實現(xiàn)更精細(xì)地刻畫，因此，該方法所建立的模型網(wǎng)格不會受復(fù)雜構(gòu)造的影響（圖1c）。VBM 構(gòu)造建模方法承載了地質(zhì)專家的構(gòu)造解析過程和結(jié)果，通過體積守恒原理和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)，對更加復(fù)雜的構(gòu)造模型能夠做到更精準(zhǔn)的刻畫，較好處理復(fù)雜的地層接觸（如角度不整合、超覆、退覆等）和斷層展布（如復(fù)雜疊瓦狀構(gòu)造、復(fù)雜斷塊等）問題。

VBM 構(gòu)造建模的主要步驟流程包括：①基于地震解釋和鉆井地層對比，獲取層位和斷層信息，建立斷層與層面模型；②基于體積守恒原理，形成斷層未切割地層時的原狀構(gòu)造?地層模型，并以非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格進(jìn)行表征；③依據(jù)層序地層學(xué)原理，解析地層構(gòu)造變動規(guī)律；④根據(jù)斷層性質(zhì)、斷層產(chǎn)狀、斷距信息以及斷層與層面參數(shù)控制，恢復(fù)斷層切割地層后的現(xiàn)今構(gòu)造?地層模型；⑤網(wǎng)格轉(zhuǎn)換，設(shè)置角點網(wǎng)格平面步長和縱向網(wǎng)格分辨率，將非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格轉(zhuǎn)換成角點網(wǎng)格，完成構(gòu)造?地層模型建立，為后續(xù)儲層建模提供格架（圖4）。

圖4 基于VBM算法的構(gòu)造-地層格架建模流程（據(jù)文獻(xiàn)[22]修改）Fig.4 Structure-stratigraphic framework modeling process based on VBM algorithm（According to reference[22]）

4 層面和斷層數(shù)據(jù)獲取

構(gòu)造?地層建模數(shù)據(jù)主要是單井分層數(shù)據(jù)、斷層解釋數(shù)據(jù)以及構(gòu)造圖，其最關(guān)鍵的2個組成部分分別是層面數(shù)據(jù)和斷層數(shù)據(jù)。

4.1 層面數(shù)據(jù)獲取

研究區(qū)三維地震資料采集于2012年，覆蓋面積超530 km2。目前，已經(jīng)對地震信息進(jìn)行了處理和解釋，解釋出3 套地震層面，分別是須二段頂面和中間2 個層面（亞段之間的界面），可以為構(gòu)造?地層分析提供等時地層框架。結(jié)合地震解釋出的須二段頂、TX24以及TX27砂組頂面層位，基于PaleoScan 平臺的全局優(yōu)化思想建立網(wǎng)格點，并對其進(jìn)行初步連接，對新場地區(qū)須二段地層格架模型進(jìn)行更新。采用全局振幅特征自動匹配追蹤層位，建立自動追蹤模型，保障層位閉合與相對等時性。通過地層地震解釋分析，須二段現(xiàn)今構(gòu)造整體呈現(xiàn)出東西高、中間低的近“馬鞍”形特點。須二段底部呈現(xiàn)明顯的由西向東逐漸升高的特點，且須二段頂?shù)讟?gòu)造幅度的差異反映出西厚東薄的沉積特征（圖5）。目前，這一沉積地層格架展布與盆地西側(cè)更靠近前陸盆地中心的認(rèn)識[17?18]較為相符。

圖5 新場構(gòu)造帶須二段地層頂、底面構(gòu)造層面Fig.5 Structural horizons of top and bottom of Xu2 Formation in Xinchang structural belt

為保證須二段頂、底界面速度的合理性，利用整個須家河組地層多個地震解釋層面的時深轉(zhuǎn)換關(guān)系，采用線性速度數(shù)學(xué)模型，建立三維速度場模型，繼而通過時深轉(zhuǎn)換得到須二段深度域的層位解釋數(shù)據(jù)，保證其與時間域數(shù)據(jù)相吻合。應(yīng)用鉆井搭建的精細(xì)地層格架，以鉆井實際的分層信息對地震解釋出的砂組頂面層位數(shù)據(jù)進(jìn)一步校正，獲取各砂組的層面數(shù)據(jù)和構(gòu)造圖，縱向?qū)游话═X21—TX210共10個砂組、11個層面。

4.2 斷層數(shù)據(jù)獲取

斷層地震解釋結(jié)果表明，研究區(qū)斷層發(fā)育較多、尺度不一，既有貫穿須二段的較大斷裂，也有層間小斷層，且斷層組合關(guān)系多樣，如“x”字形斷層、“y”字形斷層以及階梯狀斷層。由于斷層在新場須二段較為發(fā)育，且因構(gòu)造作用使得斷層產(chǎn)狀和斷裂情況復(fù)雜，在建模時首先對規(guī)模尺度較大、全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定的斷層進(jìn)行精細(xì)刻畫，充分考慮每條大斷層的切穿層位（斷深）、斷層的產(chǎn)狀以及斷層之間的交切關(guān)系。

基于地震解釋的斷層數(shù)據(jù)，在Petrel 軟件平臺中通過拉取全區(qū)共計十幾條過斷層剖面，精細(xì)分析并刻畫出每條斷層在不同位置的斷深、細(xì)化斷層產(chǎn)狀以及斷層之間的組合關(guān)系（圖3）。對于斷層組合關(guān)系復(fù)雜的區(qū)域，需要精細(xì)調(diào)整斷層截切關(guān)系，通過反復(fù)質(zhì)控與調(diào)整使之逼近真實情況，以確保斷層數(shù)據(jù)合理準(zhǔn)確。對于微小斷層（如三、四級斷層）因其斷距不明顯，且多發(fā)育在層內(nèi)，可以在獲取控制全區(qū)構(gòu)造格局的較大斷裂數(shù)據(jù)后，依據(jù)斷層走向、傾向和規(guī)模，采用離散裂縫網(wǎng)絡(luò)（DFN）方法建立微小斷層模型。

5 基于VBM的構(gòu)造?地層模型建立

在全油田地層構(gòu)造格架基礎(chǔ)上，依據(jù)層面和斷層數(shù)據(jù)，采用基于巖石體積建模（VBM）算法建立研究區(qū)須二段砂組級別的構(gòu)造?地層模型。

5.1 斷層框架模型建立

基于Petrel 平臺Structural Modeling 模塊的Fault Framework，調(diào)取基于精細(xì)地震解釋的斷層數(shù)據(jù)作為主要輸入數(shù)據(jù)，確定性方法初步形成各斷層三維斷面形態(tài)。建立精細(xì)的斷層模型需要對斷層層面進(jìn)一步校正，提高斷層模型的精度和準(zhǔn)確性。

對斷層模型的調(diào)整（表1）主要包含以下內(nèi)容：1）斷面分辨率，通過表征斷面的三角網(wǎng)格周長的設(shè)置，設(shè)置斷層層面的分辨率；2）斷面平整程度，根據(jù)斷層規(guī)模適當(dāng)調(diào)整斷層層面的光滑性，降低后期構(gòu)造模型的粗糙網(wǎng)格數(shù)；3）斷面基本形態(tài)，根據(jù)地震剖面上的斷層數(shù)據(jù)，明確各個斷層在斷層外邊界的斷面形態(tài)，如凸形或凹形；4）斷層外推距離，受地震解釋的限制，實際斷層斷面面積可能更大，可根據(jù)斷層規(guī)模對原有的斷層層面進(jìn)行一定距離的外推；5）通過鉆井實際對比出的斷點數(shù)據(jù)，調(diào)整斷層位置，保證了井震數(shù)據(jù)一致性；6）檢查斷層組合樣式，對相互切割和交叉的斷層，基于斷層形成期次明確其交切關(guān)系，保證斷層組合樣式與地質(zhì)認(rèn)識的一致性。

表1 新場地區(qū)須二段部分?jǐn)鄬幽Ｐ驼{(diào)整參數(shù)Table 1 Adjustment parameters of partial fault models in Xu2 Formation of Xinchang area

5.2 原狀地層模型建立

原狀地層是由相應(yīng)地層沉積時期的地質(zhì)年代環(huán)境所控制的一種模擬的、物理沉積空間一致的構(gòu)造。原狀地層模型中的網(wǎng)格點位置是虛擬的，在實際地下地層三維空間中并不代表任何幾何意義。原狀地層模型的作用是為了保證原始整合地層（即未發(fā)生斷裂切割）的層面結(jié)構(gòu)特征和地層體積，并適當(dāng)考慮了褶皺或斷裂構(gòu)造等后期構(gòu)造運動對地層造成的形變距離，在進(jìn)行構(gòu)造恢復(fù)創(chuàng)建實際的構(gòu)造?地層模型具有重要意義[22]。

利用上述獲取的TX21—TX210共10個砂組頂面的層面數(shù)據(jù)為輸入數(shù)據(jù)，基于“填凹補平”沉積理念，以計算每一砂組的地層厚度，建立原狀地層模型。新場地區(qū)須二段沒有遭受剝蝕，每一個砂組均保持整合接觸關(guān)系，并可以恢復(fù)得到構(gòu)造從老到新的沉積變形演化過程，很好地反映了研究區(qū)原始地層結(jié)構(gòu)并保證了實際地層空間體積，為后期構(gòu)造恢復(fù)提供基礎(chǔ)（圖6）。

圖6 新場地區(qū)須二段原狀地層三維模型Fig.6 3D model of original formation of Xu2 Formation in Xinchang area

5.3 現(xiàn)今構(gòu)造-地層模型建立

5.3.1 基本參數(shù)設(shè)置

VBM 構(gòu)造?地層建模的結(jié)果實際是由地層模型和切割地層的斷層模型組成，在建模過程中，其控制參數(shù)也主要是針對所建立的地層模型本身和斷層對地層的影響2 個方面（表2）。對新場地區(qū)須二段構(gòu)造地層建模的具體過程和參數(shù)調(diào)試原則如下包括：

表2 新場地區(qū)須二段重點砂組VBM構(gòu)造-地層建模主要參數(shù)Table 2 Main parameters of VBM structural-stratigraphic modeling for key sand groups of Xu2 Formation in Xinchang area

1）非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格尺寸，該參數(shù)控制區(qū)域構(gòu)造框架模型的網(wǎng)格增量，用以在地層厚度出現(xiàn)變化較大較準(zhǔn)確擬合并控制地層傾角，考慮到新場地區(qū)建模范圍較大（約260 km2），同時各砂組平均地層厚度不同，設(shè)置四面體網(wǎng)格尺寸為100 m，可保證研究區(qū)模型精度，也能滿足后期數(shù)值模擬的要求；

2）層面接觸類型，該參數(shù)控制層序地層結(jié)構(gòu)，明確地層之間的接觸關(guān)系（如削截、上超、整合或不整合等），配置正確的層序類型并得到層面接觸關(guān)系，是VBM建模的基礎(chǔ)，研究區(qū)須二段各砂組層面不相交，地層繼承性發(fā)育呈整合接觸關(guān)系；

3）模型復(fù)雜度，根據(jù)要建立模型的復(fù)雜程度，調(diào)整表征地質(zhì)體網(wǎng)格的四面體元素的數(shù)量，數(shù)量越大說明構(gòu)造越復(fù)雜，整個須二地層雖沒有涉及剝蝕，但不同亞段的地層厚度變化較大，且經(jīng)歷多期構(gòu)造運動發(fā)育多組逆斷層，模型復(fù)雜度偏大；

4）地層縱向分辨率，根據(jù)地層的薄厚程度，調(diào)整四面體網(wǎng)格的垂直分辨率和水平分辨率之間的比率，新場須二主要產(chǎn)氣層段為TX22和TX24砂組，在后期儲層建模過程中，需要重點刻畫這2 個砂組層，因此構(gòu)造建模過程中可以對這2 個砂組進(jìn)行更精細(xì)網(wǎng)格剖分，提升網(wǎng)格精度和地層縱向分辨率；

5）層面平整程度，根據(jù)建模范圍適當(dāng)調(diào)整地層層面的光滑性，降低后期構(gòu)造模型的粗糙網(wǎng)格數(shù)，但過度的平滑會偏離實際構(gòu)造起伏，降低構(gòu)造層面的準(zhǔn)確性；

6）斷層影響層面距離，該參數(shù)需要針對每個砂組的每個斷層依次設(shè)置并調(diào)試，因全區(qū)為逆沖斷層，斷層上盤更易發(fā)生斷背斜構(gòu)造，因而對層面的影響距離更大，較大尺度的斷裂其上盤影響層面距離設(shè)置為200～400 m，下盤影響距離平均為50 m，較小斷層其上下盤參數(shù)均減小，在諸如“y”字形斷層、疊瓦狀斷層等斷層間隔距離較近的地方，斷層間層面可能會同時受到這2 條斷層參數(shù)的影響而出現(xiàn)不合理的彎曲，此時需要多次調(diào)控該參數(shù)，直至斷層間的層面最接近輸入的層面控制點；

7）斷層活動性，主要控制斷層的垂向斷距，不同砂組該參數(shù)設(shè)置有所差異，結(jié)合地震斷層解釋和鉆井?dāng)帱c分析，斷距從下往上依次增大，較大尺度斷層的斷距更大，設(shè)為30～50 m，較小斷層設(shè)為5～30 m。

5.3.2 模型建立結(jié)果

綜合地震、井資料實際數(shù)據(jù)和地質(zhì)認(rèn)識，以現(xiàn)今構(gòu)造和巖石力學(xué)參數(shù)為基礎(chǔ)，明確研究區(qū)構(gòu)造演化歷史。新場地區(qū)須二段地層沉積后，在晚三疊世經(jīng)歷龍門山斷裂帶俯沖，開始形成北東—南西走向為主的斷層和褶皺。在斷層框架模型和原狀地層層序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，基于地層構(gòu)造形變演化過程，依據(jù)非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格尺寸、斷層距離等參數(shù)設(shè)置，利用Petrel建模軟件的Structural Framework 模塊的Model Construction 創(chuàng)建新場地區(qū)須二段現(xiàn)今構(gòu)造?地層模型（圖7）。

圖7 新場地區(qū)須二段現(xiàn)今構(gòu)造-地層格架三維模型Fig.7 3D model of present structural-stratigraphic framework of Xu2 Formation in Xinchang area

基于VBM 的構(gòu)造?地層建模重在通過精準(zhǔn)調(diào)控斷層與層面之間的關(guān)系，還原地下地層經(jīng)過構(gòu)造變動后的展布特征。不同斷層的斷裂規(guī)模由斷層斷距參數(shù)控制，不同砂組的褶皺變形程度由原狀地層模型含有的層面位移參數(shù)控制。建立的現(xiàn)今構(gòu)造?地層模型不僅保證了原狀地層模型反映的地層體積量和層序地層結(jié)構(gòu)，在復(fù)雜斷層處能夠更好地保持?jǐn)鄬优c層面的關(guān)系，具有更高的網(wǎng)格質(zhì)量。

5.4 質(zhì)量控制及模型效果

由于建模的一些關(guān)鍵參數(shù)選取具有一定不確定性，在構(gòu)造?地層模型建立后，還需要對模型的質(zhì)量進(jìn)行控制。構(gòu)造?地層模型質(zhì)量控制主要包括斷層模型質(zhì)量控制、層面模型質(zhì)量控制和垂向網(wǎng)格質(zhì)量控制3 個方面。斷層模型質(zhì)控需要檢查各斷層延伸長度、切穿層位以及交叉斷層之間的截切關(guān)系是否符合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。層面模型質(zhì)控需要檢查各砂組層面構(gòu)造深度與鉆井分層數(shù)據(jù)的一致性，以及層面與斷層的交線能否反映相應(yīng)斷層性質(zhì)。垂向網(wǎng)格化目的是將縱向上的地層單元進(jìn)行細(xì)分，垂向分辨率太細(xì)，在儲層建模時雖然可以捕捉更多地質(zhì)細(xì)節(jié)，但會導(dǎo)致模型網(wǎng)格數(shù)量太多，運行速度低；垂向分辨率太粗，會脫離儲層參數(shù)的實際反映?？紤]到研究區(qū)TX22和TX24砂組為主力產(chǎn)層，給予更高的縱向網(wǎng)格精度，其他砂組依據(jù)產(chǎn)氣貢獻(xiàn)程度給出合適的網(wǎng)格厚度，確保縱向上的儲層非均質(zhì)性能最大程度反映到三維網(wǎng)格中。

和傳統(tǒng)構(gòu)造建模方法（如角點網(wǎng)格）對比，基于VBM 的構(gòu)造?地層模型具有更高的網(wǎng)格質(zhì)量（圖1c）。通過切取模型多個過井地層剖面，在全區(qū)發(fā)育逆斷層的情況下，斷層兩側(cè)的網(wǎng)格并未發(fā)生明顯的扭曲變形，斷層與層面的空間展布均保持了原始基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，復(fù)雜斷層處的斷層組合關(guān)系均有較好的刻畫，如“y”字形斷層、階梯狀斷層（圖8、圖9a）。而利用傳統(tǒng)建模方法難以保證復(fù)雜的斷層與層面關(guān)系，如相互截切的“y”形斷層會在網(wǎng)格生成時極易變形成為相互交切的“x”字形斷層，導(dǎo)致構(gòu)造?地層模型失真（圖9b）。

圖8 新場地區(qū)須二段地層格架模型剖面Fig.8 Model section of structural-stratigraphic framework of Xu2 Formation in Xinchang area

圖9 VBM方法與傳統(tǒng)方法構(gòu)建的地層格架模型剖面對比Fig.9 Comparison between VBM and traditional method of stratigraphic framework model

本次建立的構(gòu)造?地層模型實現(xiàn)了川西前陸盆地復(fù)雜逆沖斷裂發(fā)育背景下構(gòu)建高精度、高準(zhǔn)確度、高可靠度的地層格架三維展布，為后續(xù)致密砂巖氣藏的相模型、屬性模型、流體模型建立打下堅實的基礎(chǔ)。

6 結(jié)論

1）VBM 構(gòu)造框架建模方法能夠較好處理復(fù)雜的構(gòu)造格架，通過非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格轉(zhuǎn)換，保證空間網(wǎng)格質(zhì)量，可建立具有復(fù)雜斷層結(jié)構(gòu)和不整合層序地層關(guān)系的高精度構(gòu)造?地層模型。

2）川西坳陷新場地區(qū)須家河組經(jīng)歷多期次構(gòu)造運動疊加，全區(qū)逆斷層發(fā)育，斷層斷穿層位各異，斷層關(guān)系復(fù)雜，難以采用傳統(tǒng)的建模方法構(gòu)建出理想的構(gòu)造?地層模型。

3）基于VBM 算法通過恢復(fù)新場地區(qū)須二段原狀地層模型，利用斷層與層面關(guān)系的相關(guān)參數(shù)控制，實現(xiàn)現(xiàn)今構(gòu)造?地層模型的建立。建立的構(gòu)造?地層模型相比傳統(tǒng)角點網(wǎng)格建立的模型具有更高的網(wǎng)格質(zhì)量，且保持了復(fù)雜斷層處的斷層組合關(guān)系以及層序地層特征。