Основы геологического 3D-моделирования в ПК Petrel «Schlumberger»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования 
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

 
 
 
 
 
 
 
 
Т.Г. Перевертайло  
 
 
ОСНОВЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО 3D-МОДЕЛИРОВАНИЯ  
В ПК PETREL «SCHLUMBERGER» 
 
 
Рекомендовано в качестве практикума  
Редакционно-издательским советом 
Томского политехнического университета 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Издательство 
Томского политехнического университета 
2017 

 

УДК 55:004.925.84(076.5)  
ББК  26.3в6:32.972я73  
 
П27 
 
Перевертайло Т.Г. 
П27 
 
Основы 
геологического 
3D-моделирования 
в 
ПК 
Petrel 
«Schlumberger» : практикум / Т.Г. Перевертайло ; Томский политехнический 
университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 
2017. – 112 с. 
 
 
В практикуме изложена методика построения геологических 3D-моделей 
нефтяных и газовых месторождений с использованием программного комплекса Petrel («Schlumberger») версии 2015 г.  
 
Разработан для студентов, обучающихся по специальности 21.05.02 «Прикладная геология», специализация «Геология нефти и газа», и магистров по направлению 05.04.01 «Геология», профиль подготовки «Нефтегазопромысловая геология». 
 
УДК 55:004.925.84(076.5) 
ББК 26.3в6:32.972я73 
 
 
 

Рецензенты 

Кандидат геолого-минералогических наук  
заведующая отделом геолого-геофизических исследований  
ТФ АО «СНИИГГиМС» 
С.В. Зимина 
 
Кандидат геолого-минералогических наук  
начальник отдела геологического моделирования  
и подсчета запасов – главный геолог  
ООО «Сибнефтегазинновация 21 век» 
В.В. Трушкин 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
© ФГАОУ ВО НИ ТПУ, 2017  
© Перевертайло Т.Г., 2017  
© Оформление. Издательство Томского  
политехнического университета, 2017 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................ 6 

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО СОЗДАНИЮ  
ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ .................................... 7 

ГЛАВА 2. ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС PETREL 2015 ........................ 9 

ГЛАВА 3. ИМПОРТ ДАННЫХ ................................................................................... 11 

Упражнение 1. ЗАГРУЗКА СЕЙСМИЧЕСКОГО ГРИДА ....................................... 11 

Упражнение 2. ЗАГРУЗКА СКВАЖИННЫХ ДАННЫХ ......................................... 15 
Загрузка координат скважин .................................................................................... 15 
Загрузка инклинометрии .......................................................................................... 17 
Загрузка каротажа ..................................................................................................... 19 

Контрольные вопросы .................................................................................................. 20 

ГЛАВА 4. СТРУКТУРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ................................................... 21 

Упражнение 1. КОРРЕЛЯЦИЯ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН.  
ОКНО WELL SECTION WINDOW .................................................. 21 
Загрузка разбивок скважин ...................................................................................... 25 
Редактирование разбивок скважин.......................................................................... 27 
Создание разбивок скважин ..................................................................................... 27 

Упражнение 2. ПОСТРОЕНИЕ КАРТ ИЗ КАРОТАЖНЫХ ДАННЫХ.................. 28 
Построение карт общих толщин .............................................................................. 28 
Построение карт эффективных толщин .................................................................. 31 
Построение карт песчанистости .............................................................................. 39 
Построение карт пористости.................................................................................... 40 

Упражнение 3. ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ................... 45 
Построение структурных поверхностей по сейсмическому гриду ...................... 45 
Редактирование поверхности ................................................................................... 47 
Отображение структурной карты. Окно Map Window .......................................... 48 
Увязка отражающих горизонтов с каротажными данными .................................. 51 
Построение поверхностей через карты общих толщин ........................................ 54 

Контрольные вопросы .................................................................................................. 55 

ГЛАВА 5. СОЗДАНИЕ 3D-СЕТКИ ............................................................................. 56 

Упражнение 1. ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ РАЗРЕШЕНИЕ ГРИДА ................................ 57 

Упражнение 2. СОЗДАНИЕ ГОРИЗОНТОВ ............................................................. 58 

Упражнение 3. РАЗБИЕНИЕ НА СЛОИ (LAYERING) ............................................ 60 

Контрольные вопросы .................................................................................................. 60 

ГЛАВА 6. ОСРЕДНЕНИЕ СКВАЖИННЫХ ДАННЫХ НА СЕТКУ ГРИДА .... 61 

Контрольные вопросы .................................................................................................. 63 

ГЛАВА 7. РАСЧЕТ КУБОВ СВОЙСТВ .................................................................... 64 

Упражнение 1. ФАЦИАЛЬНОЕ (ЛИТОЛОГИЧЕСКОЕ) МОДЕЛИРОВАНИЕ .... 64 
Расчет куба песчанистости ....................................................................................... 69 

Упражнение 2. ПЕТРОФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ................................. 70 
Моделирование пористости ..................................................................................... 70 
Моделирование проницаемости .............................................................................. 71 

Упражнение 3.  СОЗДАНИЕ ФЛЮИДНЫХ КОНТАКТОВ .................................... 72 

Упражнение 4. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ .................................... 73 
Создание геометрического свойства Bulk Volume  (общий объем породы) ....... 74 
Создание геометрического свойства Above Contact  (высота над контактом) ... 74 
Создание геометрического свойства Absolute or Relative Depth   
(абсолютная глубина) ............................................................................................... 75 
Создание геометрического свойства Contact Set  (флюидный контакт) .............. 75 

Упражнение 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕФТЕНАСЫЩЕННОСТИ ........................ 76 
Создание функции между высотой над контактом  
и нефтенасыщенностью для разных интервалов пористости ............................... 76 
Расчет куба нефтенасыщенности ............................................................................ 79 

Контрольные вопросы .................................................................................................. 82 

ГЛАВА 8. ОЦЕНКА ЗАПАСОВ УГЛЕВОДОРОДОВ ............................................. 83 
Калькулятор объема углеводородов ....................................................................... 83 
Карта линейных запасов ........................................................................................... 85 

Контрольные вопросы .................................................................................................. 86 

ГЛАВА 8. ГРАФИКА В PETREL ................................................................................ 87 

Упражнение 1. ПОСТРОЕНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ПОДСЧЕТНОГО ПЛАНА .... 87 
Построение структурной карты по кровле коллектора ......................................... 87 
Оформление структурной карты ............................................................................. 89 
Построение и отображение внешнего контура ВНК ............................................. 90 
Построение и отображение внутреннего контура ВНК ........................................ 92 
Выделение категории запасов С2 ............................................................................. 93 
Выделение категории запасов С1 ............................................................................. 95 

Упражнение 2. ПОСТРОЕНИЕ КАРТ ИЗОПАХИТ  
ИЗ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ .......................................................... 97 
Построение карт эффективных толщин .................................................................. 97 
Построение карт эффективных нефтенасыщенных толщин ................................ 98 

Упражнение 3. ПОСТРОЕНИЕ КАРТ СВОЙСТВ  
ИЗ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ ........................................................ 101 
Построение карт пористости, проницаемости и нефтенасыщенности .............. 101 

Упражнение 4. ПОСТРОЕНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ  
ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА ..................................................... 102 

Контрольные вопросы ................................................................................................ 105 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................ 106 

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ........................................................................................ 107 

ТЕРМИНОЛОГИЯ ....................................................................................................... 108 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .......................................................................................... 111 

 

ВВЕДЕНИЕ 

Поиск, разведка и разработка нефтяных и газовых залежей является сложным 
трудоемким и капиталоемким процессом, длительность и эффективность которого 
существенно зависит как от геологических и технологических, так и от экономических факторов. При этом важно на протяжении всего жизненного цикла месторождения оперативно на современном информационно-технологическом уровне осуществлять контроль и управление производственными процессами. Кроме того, это 
строго регламентируется действующими нормативными документами и законодательством РФ [12, 13, 15]. 
Основой всех проектных решений в современных условиях являются трехмерные (3D) цифровые геологические модели месторождений нефти и газа.  
Геологические 
модели 
строятся 
на 
основе 
комплекса 
промысловогеологических, геофизических характеристик, набора карт и схем, цифровых данных, кривых, характеризующих зависимости между различными параметрами залежей и т. п., описывающих геологическое строение участка недр и характер насыщения продуктивных пластов. 
В данной работе поэтапно рассматривается технология создания геологических 3D-моделей месторождений нефти: загрузка данных, построение схем корреляции, создание структурного каркаса, моделирование литологии и фильтрационноёмкостных свойств в межскважинном пространстве, построение и оформление сопроводительной графики. 
Практикум предназначен для студентов и магистрантов вузов, молодых специалистов в области нефтегазовой геологии, а также желающих приобрести практические навыки работы в современном программном продукте Petrel-2015, разрабатываемом компанией Schlumberger. 
Цель курса – получение знаний и навыков, позволяющих применять современные информационные системы и технологии и закреплять знания, полученные 
студентами в рамках изучения базовых дисциплин – «Структурная геология», «Литология», «Геофизические исследования скважин», «Нефтегазопромысловая геология», «Подсчет запасов». 
Практикум может использоваться студентами при проведении учебнонаучных исследований по тематике компьютерного геологического моделирования.  
Практикум составлен в соответствии с образовательным стандартом ТПУ подготовки специалистов 21.05.02 «Прикладная геология», специализация «Геология 
нефти и газа» и магистров направления 05.04.01 «Геология», профиль подготовки 
«Нефтегазопромысловая геология». 
 

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО СОЗДАНИЮ  
ГЕОЛОГО‐ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ 

Основными отраслевыми документами по созданию геологических 3Dмоделей являются «Регламент по созданию постоянно действующих геологотехнологических моделей нефтяных и газонефтяных месторождений» (2000 г.) и 
«Методические 
указания 
по 
созданию 
постоянно 
действующих 
геологотехнологических моделей нефтяных и газонефтяных месторождений» (2003 г.). 
В «Регламенте» отражены требования к постоянно действующим геологотехнологическим моделям нефтяных и газонефтяных месторождений, а также к 
программному обеспечению по моделированию, терминология, определения, ход 
работы, сопроводительная документация, карты, графика и т. д. 
«Методические указания» разработаны в развитии положений «Регламента» с 
целью более подробного и детального описания различных технологических процедур, выполняющихся при построении цифровой геологической модели. 

Терминология 

Под цифровой трехмерной адресной геологической моделью (ГМ) месторождения понимается представление продуктивных пластов и вмещающей их геологической среды в виде набора цифровых карт (двухмерных сеток) или трехмерной 
сетки ячеек, характеризующих: 
• пространственное положение в объеме резервуара коллекторов и разделяющих их непроницаемых (слабопроницаемых) прослоев; 
• пространственное положение стратиграфических границ продуктивных пластов (седиментационных циклов); 
• пространственное положение литологических границ в пределах пластов, 
тектонических нарушений и амплитуд их смещений; 
• идентификаторы циклов, объектов, границ (пластов, пачек, пропластков); 
• средние значения в ячейках сетки фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС), 
позволяющих рассчитать начальные и текущие запасы углеводородов; 
• пространственное положение начальных и текущих флюидных контактов; 
• пространственные координаты скважин (пластопересечения, альтитуды, координаты устьев, данные инклинометрии). 

Этапы построения геологической 3D‐модели 

Традиционно технология геологического моделирования 3D представляется в 
виде следующих основных этапов:  
1. Сбор, анализ и подготовка необходимой информации, загрузка данных.  
2. Структурное моделирование (создание каркаса).  
3. Создание сетки (3D-грида).  
4. Осреднение (перенос) скважинных данных на сетку.  
5. Фациальное (литологическое) моделирование.  
6. Петрофизическое моделирование.  
7. Подсчет запасов углеводородов.  

Построение 
структурного каркаса

Создание 3D-сетки

Осреднение 
скважинных данных

Построение куба фаций

Построение кубов ФЕС

Построение куба 
нефтенасыщенности

Подсчет запасов 
углеводородов

Загрузка данных

ГЛАВА 2. ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС PETREL 2015 

Запустите Petrel двойным нажатием на соответствующий ярлык на рабочем 
столе. 
Из Меню File выберите New Project и сохраните проект под своим именем.  

Пользовательский интерфейс 

 

Domain tabs – главная панель инструментов и рабочих процессов. 

 

Petrel содержит большое количество процессов и инструментов, которые организованы в разных вкладах окна программы. Рабочие процессы и вкладки меняются 
в соответствии с выбранным функционалом – Perspective. 

 

Panes – папки для загрузки данных, просмотра и управления проектом. 
Открыть или закрыть соответствующую панель можно через инструмент 
Panes. 

Display window – окно для визуализации и работы в интерактивном режиме с 
данными в 2D и 3D. 
Message log and Status bar – строка сообщений отображает информацию о ваших процессах.  
В строке состояния отображается информация о выбранном объекте в активном окне дисплея и другой контекстной информации.  

Инструменты в Petrel 

Quick Access Toolbar  
Панель быстрого доступа, в которую вы можете добавить свои собственные 
иконки. 
Tool palette 
Палитра инструментов представляет собой плавающее окно и позволяет выбрать инструменты, необходимые для соответствующего рабочего процесса. 
Window toolbar 
Окно панели инструментов показывает наиболее часто используемые интер-
активные инструменты для активного типа окна.  
Для получения полного набора интерактивных инструментов для любого типа 
окна откройте контекстную вкладку Window. 
Для инструментов, связанных с объектами на дисплее, используйте минипанель инструментов. 
Mini toolbar and context menu 
Мини-панель инструментов содержит инструменты для работы с объектом, 
выбранным на дисплее. Эта панель открывается одновременно с контекстным меню со специализированными командами, связанными с этим объектом. 
Чтобы открыть мини-панель инструментов и контекстное меню, щелкните ПКМ 
объект на дисплее. Контекстное меню изменяется в зависимости от типа данных.  
Contextual tabs 
Контекстные вкладки окна и объекта содержат инструменты для активного 
окна Petrel, связанные с выбранным объектом на дисплее. Контекстные вкладки появляются вверху справа над вкладками домена. В отличие от основных вкладок, они 
окрашены для быстрой идентификации.  

ГЛАВА 3. ИМПОРТ ДАННЫХ 

Как правило, исходные данные представляют собой числовые таблицы, которые в дальнейшем с помощью математических алгоритмов преобразуются в изображение. 
Основные виды исходных данных для цифрового геологического моделирования: 
1. Сейсмические данные.  
Структурные карты и поверхности нарушений по данным сейсморазведки, бурения и других методов используются для формирования структурного каркаса. 
Карты или кубы сейсмических атрибутов используются для распространения ФЕС в 
межскважинном пространстве. 
2. Координаты устьев скважин, альтитуды, инклинометрия (используются для 
создания траекторий скважин в модели). 
3. Стратиграфические разбивки (используются в качестве основы при формировании структурного каркаса). 
4. Кривые ГИС, результаты интерпретации ГИС. 
Кривые ГИС используются для корреляционных построений, выделения литотипов, оценки характера насыщения и ФЕС, фациального анализа, привязки данных 
сейсморазведки. Результаты интерпретации ГИС (РИГИС) используются при построении 3D-модели для распределения свойств – построения кубов фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС). 
Для хранения каротажных кривых используется стандартный формат – LAS. 
5. Литологические и петрофизические параметры коллекторов (количественные и качественные исследования керна, уравнения петрофизических зависимостей). 
6. Отбивки флюидных контактов (ВНК, ГВК, ГНК). 
7. Общие и геологические данные. 
 
Цель работы:  
1. Изучить разные типы и форматы исходных данных. 
2. Импорт исходных данных.  
Задачи: 
1. Организация данных в проекте. 
2. Загрузка сейсмического грида. 
3. Загрузка координат скважин. 
4. Загрузка инклинометрии скважин. 
5. Загрузка кривых ГИС. 

Упражнение 1. ЗАГРУЗКА СЕЙСМИЧЕСКОГО ГРИДА 

В Petrel могут быть импортированы любые типы данных. Файлы должны быть 
подготовлены в поддерживаемом формате. 
Грид – это набор точек с координатами X, Y, Z. Исходные данные представляют собой таблицу из трех столбцов. Первая строка в таблице – информационная 
(текст), остальные – значения координат X, Y, Z (цифры). Обратите внимание, что в 
данном файле координаты по Z записаны со знаком «+». 

Для загрузки исходных данных сначала необходимо создать отдельные папки, 
в которые они будут импортированы. Большая часть данных импортируется в общие папки. Однако есть исключения. Это Wells, Well Tops (скважины, разбивки 
скважин). Они импортируются в специальные папки из-за специфической организации этих типов данных.  
Для создания новой папки на панели меню Home нажмите Folder и в выпадающем списке левой кнопкой мыши выберите New folder.  
 

 
 
В окне Input появится созданная папка New folder, в которую в дальнейшем 
будет загружен 2D-грид. Переименуйте папку New folder в Грид. Для этого нажмите 
на нее ПКМ и в выпадающем списке выберите Setting. В открывшемся диалоговом 
окне раскройте вкладку Info и в поле Name впишите имя папки. Нажмите OK. 

Для загрузки сейсмического грида нажмите ПКМ на папку Грид и выберите из 
выпадающего списка Import (on Selection). 

    
Выделите в папке «сейсмические горизонты» исходные файлы с расширением 
.txt. Из списка Тип файлов выберите Petrel Points with Attributes (ASCII)(*.*). 

 
Нажмите Открыть.