孫旭東， 吳沖龍， 王玉娟， 孫　旭， 郭　俊

( 1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 武漢　430074；　2. 中國(guó)石化石油工程研究院，北京　100101；　3. 中國(guó)石化勝利油田物探研究院，山東 東營(yíng)　257022 )

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基于CSI綜合工作法的油氣地質(zhì)綜合研究知識(shí)模型設(shè)計(jì)

孫旭東1,2， 吳沖龍1， 王玉娟2， 孫旭2， 郭俊3

( 1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，湖北 武漢430074；2. 中國(guó)石化石油工程研究院，北京100101；3. 中國(guó)石化勝利油田物探研究院，山東 東營(yíng)257022 )

油氣地質(zhì)綜合研究具有實(shí)踐性、探索性和風(fēng)險(xiǎn)性特點(diǎn)。根據(jù)CSI綜合工作法原理，應(yīng)用知識(shí)管理技術(shù)與本體描述技術(shù)，分析油氣地質(zhì)的多學(xué)科研究、多技術(shù)協(xié)同和交互滲透的特點(diǎn)，建立從定性到定量的知識(shí)表述，形成地質(zhì)綜合研究過(guò)程的量化知識(shí)模型。應(yīng)用結(jié)果表明：采用知識(shí)地圖、模型方法和主題知識(shí)等模型設(shè)計(jì)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)油氣地質(zhì)綜合研究過(guò)程的量化表述和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。該成果為后期油氣勘探理論研究的應(yīng)用奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

CSI綜合工作法； 油氣勘探； 綜合地質(zhì)研究； 知識(shí)模型； 本體； 決策模型

0　引言

石油勘探的成果不僅取決于地質(zhì)理論和技術(shù)方法，還取決于勘探研究思維方法。石油勘探思維有其特殊的思維特征，它是各種邏輯和非邏輯思維方法的綜合、形象思維和抽象思維的集合、辯證分析和系統(tǒng)思維的結(jié)合，以及一般模式識(shí)別和個(gè)別特征類比的結(jié)合[1]。地質(zhì)綜合研究作為油氣勘探的核心，形成多種研究技術(shù)與理論體系[2]。在大慶油田、勝利油田與冀東油田的勘探實(shí)踐基礎(chǔ)上，翟光明等提出的“油氣勘探綜合工作法(CSI綜合工作法)”[3]認(rèn)為，油氣地質(zhì)勘探過(guò)程是采用多學(xué)科綜合研究、多技術(shù)手段協(xié)同及交互滲透分析研究的探索進(jìn)程，對(duì)地質(zhì)綜合研究提出系統(tǒng)化的概念闡述和方法指導(dǎo)，是對(duì)油氣地質(zhì)研究方法的理論化總結(jié)。

作為多數(shù)地質(zhì)理論與方法研究的共同問(wèn)題——量化表達(dá)技術(shù)存在不足，使得大量石油勘探地質(zhì)研究的方法停留在定性的理論層面。同樣，在CSI綜合工作法的理論與軟件工具之間，也缺少一個(gè)針對(duì)地質(zhì)綜合研究過(guò)程與方法的量化表述問(wèn)題。因此，有必要在CSI工作法基礎(chǔ)上，應(yīng)用當(dāng)前知識(shí)管理技術(shù)的研究成果，對(duì)多學(xué)科綜合研究、多技術(shù)手段協(xié)同及交互滲透技術(shù)等要素展開(kāi)數(shù)字化表述，形成知識(shí)模型并量化表述研究特點(diǎn)，為后期油氣勘探理論研究奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

1　CSI知識(shí)模型設(shè)計(jì)

1.1CSI綜合工作法

油氣勘探綜合工作法(CSI)從3個(gè)方面表述勘探地質(zhì)研究本質(zhì)(見(jiàn)圖1)：

(1)需要對(duì)勘探對(duì)象從基礎(chǔ)開(kāi)始，反復(fù)深入、持久地開(kāi)展地質(zhì)方面的多學(xué)科綜合研究；

(2)強(qiáng)調(diào)建立和實(shí)施綜合的勘探項(xiàng)目，使地球物理、地球化學(xué)、鉆井、測(cè)井、錄井、油井完井和酸化壓裂成為一套系統(tǒng)工程，采用多種不斷改進(jìn)的新技術(shù)手段(如物探、鉆井、錄井、測(cè)井、預(yù)測(cè)和試油等)強(qiáng)化勘探實(shí)踐；

(3)在工程實(shí)施過(guò)程中，深入地質(zhì)多學(xué)科研究，并反過(guò)來(lái)指導(dǎo)工程的進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)研究與工程的互動(dòng)。

圖1　CSI綜合工作法的技術(shù)內(nèi)容Fig.1 Technology of CSI comprehensive research method

1.2油氣勘探業(yè)務(wù)本體表述技術(shù)

知識(shí)模型建立的基礎(chǔ)元素是本體及其描述語(yǔ)言[4]，而本體是一種在語(yǔ)義和知識(shí)層次上描述信息系統(tǒng)概念模型的建模工具[5]。本體是對(duì)概念和關(guān)系的抽象描述，是相關(guān)信息資源的組織框架，有助于交換信息和共享信息，消除概念和術(shù)語(yǔ)上的分歧[6]。中國(guó)石油行業(yè)應(yīng)用本體技術(shù)設(shè)計(jì)和發(fā)布系列基于XML的數(shù)據(jù)元描述標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)字典標(biāo)準(zhǔn)化[7]與數(shù)據(jù)交換[8]。

圖2　油氣勘探業(yè)務(wù)本體構(gòu)建過(guò)程Fig.2 The process of the ontology construction in petroleum exploration

OWL(Ontology web language)是以本體為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的、由計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序讀取的一種處理 Web 信息內(nèi)容和方法的語(yǔ)言[9-10]，它為描述概念之間的關(guān)聯(lián)提供豐富的建模元素[11]。勘探知識(shí)模型是分析勘探對(duì)象與研究過(guò)程，將勘探對(duì)象及其組織過(guò)程應(yīng)用OWL語(yǔ)言進(jìn)行定義和描述，形成勘探地質(zhì)綜合研究過(guò)程的領(lǐng)域本體及過(guò)程本體，實(shí)現(xiàn)知識(shí)模型的統(tǒng)一定義?；诟鲗I(yè)的系統(tǒng)知識(shí)和技術(shù)，構(gòu)建油氣勘探地質(zhì)研究領(lǐng)域本體，在收集專業(yè)詞匯和術(shù)語(yǔ)的基礎(chǔ)上，對(duì)這些詞集按照CSI綜合工作法的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行劃分(見(jiàn)圖2)，主要包括：

(1)知識(shí)標(biāo)準(zhǔn)化。用自頂向下的方式建立領(lǐng)域詞匯、專業(yè)術(shù)語(yǔ)和概念之間的關(guān)系，形成領(lǐng)域本體樹(shù)形結(jié)構(gòu)；

(2)邏輯模型。完成各個(gè)詞匯、術(shù)語(yǔ)、概念的屬性和相關(guān)操作的標(biāo)注，使概念及其相關(guān)屬性、操作聯(lián)系起來(lái)，為過(guò)程模型的建立提供支持。

油氣地質(zhì)綜合研究的知識(shí)模型包括本體模型和過(guò)程模型：

(1)本體模型構(gòu)建過(guò)程實(shí)質(zhì)是對(duì)油氣地質(zhì)研究過(guò)程進(jìn)行抽象，對(duì)多學(xué)科與多技術(shù)體系進(jìn)行描述，使之成為能被計(jì)算機(jī)識(shí)別并存儲(chǔ)的過(guò)程。一個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的本體模型，首先必須確定一個(gè)業(yè)務(wù)主題，在業(yè)務(wù)主題的指導(dǎo)下收集和整理業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的詞匯和專業(yè)術(shù)語(yǔ)；然后按照詞匯的等級(jí)合理劃分詞集，以樹(shù)形或網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)模式，在詞集整理完善的基礎(chǔ)上，建立詞匯的概念、屬性、評(píng)價(jià)技術(shù)和參數(shù)、操作流程和識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，以及詞匯之間的關(guān)系等，形成一個(gè)完整的專業(yè)領(lǐng)域本體模型。

(2)過(guò)程模型可以提供主題業(yè)務(wù)的具體流程和相關(guān)數(shù)據(jù)的輸入、輸出，本體模型可以提供實(shí)現(xiàn)模塊功能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范，是一個(gè)具有普適性規(guī)律的知識(shí)組合。兩者有效結(jié)合并利用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的技術(shù)進(jìn)行管理和維護(hù)，形成油氣勘探領(lǐng)域的本體知識(shí)系統(tǒng)，一方面它將CSI綜合工作法的思維模式進(jìn)行總結(jié)和歸納，形成一個(gè)完整的知識(shí)過(guò)程和規(guī)范操作；另一方面它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)知識(shí)進(jìn)行管理，大幅提高勘探開(kāi)發(fā)的決策效率。

1.3模型構(gòu)成

對(duì)知識(shí)的表達(dá)和整理是一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)工程過(guò)程。由于人工智能技術(shù)不能滿足計(jì)算機(jī)系統(tǒng)獨(dú)立完成較復(fù)雜的知識(shí)處理任務(wù)的需求[12]，采用知識(shí)工程概念中的本體知識(shí)表述技術(shù)[13]，表達(dá)CSI方法的勘探對(duì)象與思維過(guò)程，建立油氣地質(zhì)綜合研究的知識(shí)模型。目前，地質(zhì)綜合研究的知識(shí)表述技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)將研究過(guò)程對(duì)應(yīng)的勘探對(duì)象、研究流程與思維方法形成知識(shí)模型[14]。

作為油氣地質(zhì)綜合研究的理論總結(jié)，CSI綜合工作法的3個(gè)關(guān)鍵因素的表述重點(diǎn)不同，其中多學(xué)科綜合研究(Comprehensive study based multi-disciplinary)部分重點(diǎn)在于“勘探研究多學(xué)科的全局性與階段性”；多技術(shù)協(xié)同(Synergistic action of multi-technique)部分重點(diǎn)在于“勘探研究的多技術(shù)綜合性”；交互滲透(Interaction)部分重點(diǎn)在于“勘探研究的交互性”，建立3個(gè)關(guān)鍵因素對(duì)應(yīng)的3種類型的知識(shí)表述方式，即“CSI知識(shí)模型” (見(jiàn)表1)：基于業(yè)務(wù)知識(shí)地圖的全流程業(yè)務(wù)體系描述；基于模型庫(kù)和方法庫(kù)的數(shù)學(xué)模型、圖版、經(jīng)驗(yàn)公式管理；基于主題知識(shí)的特定業(yè)務(wù)主題的信息與功能組織。

表1　勘探知識(shí)管理的CSI知識(shí)模型

2　CSI知識(shí)模型實(shí)現(xiàn)

2.1多學(xué)科綜合

2.1.1業(yè)務(wù)特點(diǎn)

多學(xué)科綜合是指綜合地質(zhì)與物探、化探業(yè)務(wù)，開(kāi)展從盆地、區(qū)帶到圈閉的地質(zhì)研究，最終實(shí)現(xiàn)勘探部署決策，具有全局性與階段性特點(diǎn)。全局性即油氣勘探堅(jiān)持全局著眼、整體研究和評(píng)價(jià)。在取全、取準(zhǔn)第一性資料的基礎(chǔ)上，查明地質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)展史、沉積史和烴類熱演化史。階段性即前一階段是后一階段的準(zhǔn)備，后一階段是前一階段的繼續(xù)和發(fā)展，表現(xiàn)為“階段不可超越，節(jié)奏可以加快”。

多學(xué)科綜合是對(duì)業(yè)務(wù)體系及其流程描述的理論?？碧窖芯恐R(shí)地圖是描述業(yè)務(wù)框架及各類知識(shí)相互關(guān)系的導(dǎo)航，重點(diǎn)描述油氣勘探的總體框架體系，即油氣勘探的總體過(guò)程與主要勘探階段的劃分，是以視覺(jué)化的方法表示組織的整體知識(shí)及其相互關(guān)系的導(dǎo)向。通過(guò)階段劃分，明確勘探研究各個(gè)階段的依賴關(guān)系和銜接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同階段的各個(gè)學(xué)科的綜合應(yīng)用。

2.1.2知識(shí)表述

知識(shí)地圖是組織知識(shí)的視覺(jué)呈現(xiàn)，不描述知識(shí)的具體內(nèi)容，只描述知識(shí)的載體信息，是一種組織知識(shí)(包括顯性和隱性知識(shí))的導(dǎo)航系統(tǒng)，顯示不同知識(shí)存儲(chǔ)之間的重要?jiǎng)討B(tài)聯(lián)系。利用知識(shí)地圖可以實(shí)現(xiàn)勘探研究的多學(xué)科的綜合性與階段性。

油氣地質(zhì)勘探綜合研究的知識(shí)地圖是對(duì)多學(xué)科研究的系統(tǒng)性描述(見(jiàn)圖3)。首先在總體流程上，將勘探地質(zhì)研究劃分為盆地區(qū)帶分析、含油氣系統(tǒng)分析、圈閉系統(tǒng)研究和部署決策4個(gè)環(huán)節(jié)。利用基于多學(xué)科綜合應(yīng)用的流程分支表述各個(gè)研究環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)內(nèi)容，如：

圖3　油氣勘探地質(zhì)研究知識(shí)地圖Fig.3 Knowledge map of petroleum exploration and geological research

(1)盆地區(qū)帶分析是以地質(zhì)露頭分析為起點(diǎn)，從地質(zhì)構(gòu)造演化、地層沉積剝蝕、地層壓力及其與地?zé)釄?chǎng)分析等階段形成研究的子學(xué)科分類。

(2)含油氣系統(tǒng)分析是在盆地區(qū)帶構(gòu)造演變、地層壓力與地應(yīng)力基礎(chǔ)上，開(kāi)展生烴(烴源巖)、排烴、流體勢(shì)分析和油氣二次運(yùn)移等研究，形成含油氣系統(tǒng)的油氣聚集。其中排烴環(huán)節(jié)分為壓實(shí)排烴和幕式排烴等。

(3)圈閉系統(tǒng)研究是通過(guò)含油氣系統(tǒng)的生排烴和運(yùn)移分析(含油氣系統(tǒng)背景)，結(jié)合圈閉本身的儲(chǔ)、蓋與運(yùn)移、保存條件等階段成果而形成結(jié)論。

(4)部署決策是根據(jù)前期地質(zhì)研究成果(地質(zhì)背景)，結(jié)合當(dāng)前地震、探井、鉆井與工程施工成果，以及臨井成果的對(duì)比，形成當(dāng)前探井的鉆探目標(biāo)和部署方案。

知識(shí)地圖技術(shù)為各環(huán)節(jié)的協(xié)同研究、交互滲透提供總體框架和基本業(yè)務(wù)內(nèi)容。將勘探地質(zhì)綜合研究劃分為四個(gè)階段，對(duì)每個(gè)階段繼續(xù)細(xì)分為更為具體的研究過(guò)程的層次設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)不同層次的各類業(yè)務(wù)內(nèi)容組合成一個(gè)油氣勘探地質(zhì)研究的總體流程。

2.2多技術(shù)協(xié)同

多技術(shù)協(xié)同是指將多種技術(shù)協(xié)同起來(lái)，建立和實(shí)施綜合勘探項(xiàng)目，將地球物理、地球化學(xué)、鉆井、測(cè)井、錄井、油井完井和酸化壓裂等技術(shù)形成系統(tǒng)工程，采用多種技術(shù)強(qiáng)化勘探實(shí)踐，如高精度高分辨率地震技術(shù)、非地震勘探技術(shù)、精細(xì)地震處理技術(shù)、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)、油藏描述技術(shù)、化探技術(shù)、測(cè)井技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)、油層保護(hù)技術(shù)和石油工程技術(shù)等。

基于CSI綜合工作法的多技術(shù)協(xié)同是基于勘探研究的技術(shù)密集特征，關(guān)注地質(zhì)研究和綜合運(yùn)用新技術(shù)，能夠強(qiáng)化勘探實(shí)踐，相互參照，相互印證，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)油氣田。

模型方法知識(shí)表述技術(shù)可以記錄和存儲(chǔ)各技術(shù)環(huán)節(jié)的方法和算法，描述內(nèi)容涵蓋勘探地質(zhì)研究過(guò)程中的各類基礎(chǔ)數(shù)學(xué)算法、專業(yè)數(shù)學(xué)算法、地質(zhì)數(shù)學(xué)模型、圖形圖版方法和決策統(tǒng)計(jì)分析等量化模型。它將業(yè)務(wù)技術(shù)體系中的技術(shù)設(shè)計(jì)為不同的解決問(wèn)題方法，每種方法包含一種或多種業(yè)務(wù)邏輯，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同層次的業(yè)務(wù)解決方法的量化。該方法將算法模型的知識(shí)內(nèi)容分為輸入、計(jì)算和輸出3部分，對(duì)3部分分別進(jìn)行本體描述，給出各類分析決策的圖版、算法與數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)一定義。

如在油氣地質(zhì)勘探過(guò)程中，形成較為成熟的含油氣圈閉評(píng)價(jià)的技術(shù)路線和方法[15]。圈閉評(píng)價(jià)一般包括地質(zhì)評(píng)價(jià)、資料可信度評(píng)價(jià)、資源量或儲(chǔ)量評(píng)價(jià)、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)和綜合優(yōu)選，其中地質(zhì)評(píng)價(jià)一般采用風(fēng)險(xiǎn)概率分析法、模糊數(shù)學(xué)法、加權(quán)平均法[16]、專家系統(tǒng)法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。

2.3交互滲透

基于CSI綜合工作法的油氣地質(zhì)綜合研究，采用多學(xué)科、多技術(shù)發(fā)現(xiàn)各種圈閉和油氣層，交互滲透技術(shù)在CSI知識(shí)模型中具有核心地位。油氣勘探的綜合性、創(chuàng)新性和整體性是CSI知識(shí)模型設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，CSI綜合工作法在交互滲透方面內(nèi)容包括：一是信息與成果、各種勘探技術(shù)的綜合，將地質(zhì)、地球物理、鉆井、錄井、測(cè)井和測(cè)試等方面的信息綜合和相互配合；二是相互溝通，交互滲透，將勘探逐漸引向深入。

多學(xué)科綜合性是指對(duì)勘探對(duì)象反復(fù)、深入、持久地開(kāi)展多學(xué)科的綜合地質(zhì)研究，根據(jù)地質(zhì)學(xué)、地球物理、地球化學(xué)理論，在構(gòu)造地質(zhì)、板塊、沉積學(xué)、生烴、古生物和層序地層等綜合對(duì)盆地整體進(jìn)行區(qū)域性、區(qū)帶和勘探目標(biāo)等3個(gè)層次的研究。

針對(duì)特定的研究主題，建立系統(tǒng)化的信息組織是主題知識(shí)模型設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。主題知識(shí)模型是勘探生產(chǎn)研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)本體技術(shù)建立的信息組織方法將某一環(huán)節(jié)決策需要的各類信息，圍繞主題研究流程與研究特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)組織。

3　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

基于CSI知識(shí)模型設(shè)計(jì)方法，可以針對(duì)油氣地質(zhì)研究的多學(xué)科、多技術(shù)及其交互滲透的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)研究與探井部署過(guò)程中的數(shù)據(jù)集成和應(yīng)用集成，提供針對(duì)特定勘探目標(biāo)的全局性掌握及多技術(shù)成果的集成、對(duì)比和交互，從而實(shí)現(xiàn)研究過(guò)程的不斷滲透、促進(jìn)與提升。

3.1多學(xué)科綜合過(guò)程

在純梁探區(qū)圈閉研究過(guò)程中，根據(jù)CSI知識(shí)模型的多學(xué)科綜合研究知識(shí)表述，利用相關(guān)本體描述得到該圈閉所處的盆地與區(qū)域地質(zhì)概況、油氣地質(zhì)分析成果及圈閉研究成果，有利于在整體上對(duì)該圈閉進(jìn)行探井部署設(shè)計(jì)(見(jiàn)圖4)。

圖4　圈閉研究與探井部署主題知識(shí)表述Fig.4 Subject knowledge description of trap research and explore well deploy

基于OWL的主題知識(shí)表征，建立CSI知識(shí)模型體系，根據(jù)知識(shí)模型的地質(zhì)本體組織實(shí)現(xiàn)對(duì)各類信息的系統(tǒng)化表述，對(duì)圈閉基礎(chǔ)信息(區(qū)域概況、圈閉基礎(chǔ)信息)、圈閉詳細(xì)信息(地震剖面圖、構(gòu)造圖、油藏剖面圈閉識(shí)別成果表、圈閉含油氣評(píng)價(jià)成果表)、圈閉變更歷史記錄、圈閉關(guān)聯(lián)信息(關(guān)聯(lián)探井、關(guān)聯(lián)地震工區(qū)、相似圈閉、相鄰圈閉)等進(jìn)行信息抓取和集成顯示。這種知識(shí)地圖構(gòu)建，將圈閉研究置于宏觀的地質(zhì)背景和復(fù)雜的研究流程之下，為研究目標(biāo)的深入開(kāi)展提供框架和方向。

3.2多技術(shù)協(xié)同過(guò)程

在油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，建立基于業(yè)務(wù)模型的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系[17]，包含圈閉、油源、儲(chǔ)層、保存和成藏配套等因素，分別代表不同的研究學(xué)科和方法，多技術(shù)協(xié)同也是對(duì)基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系的成果圖件展開(kāi)分析。

以純梁探區(qū)的LFJ區(qū)域?yàn)槔?，該區(qū)域的沙四段灘壩砂油藏儲(chǔ)層橫向變化快、連通性差、油水關(guān)系復(fù)雜，尋找儲(chǔ)層發(fā)育有利區(qū)域是勘探的關(guān)鍵[18]。隨著該地區(qū)勘探程度的深入，儲(chǔ)層研究與評(píng)價(jià)的重點(diǎn)逐步進(jìn)入到沙四段的紅層儲(chǔ)層，其中的T7層為沙四段純上(油頁(yè)巖與泥巖互層)與純下(砂泥互層)分界，是研究該目標(biāo)區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)反射層。

在確定勘探目標(biāo)時(shí)，較為常用的成果包括沉積相圖(見(jiàn)圖5(a))、孔隙度分布(見(jiàn)圖5(b))、區(qū)域構(gòu)造(見(jiàn)圖5(c))和地震震幅屬性(見(jiàn)圖5(d))等。一般利用沉積相圖確定儲(chǔ)層厚度，利用孔隙度分布數(shù)據(jù)確定儲(chǔ)層有效性，利用區(qū)域構(gòu)造確定儲(chǔ)層的構(gòu)造高點(diǎn)和斷層運(yùn)移通道，利用地震震幅屬性圖確定儲(chǔ)層砂體分布。

圖5　純梁探區(qū)LFJ區(qū)域多技術(shù)研究成果Fig.5 Multi-technique research result map of Chunliang LFJ survery

以純梁地區(qū)的LFJ區(qū)域地震振幅屬性(見(jiàn)圖5(d))為例，其反射振幅的強(qiáng)弱反映T7的上覆蓋層與下部地層的巖性速度(密度)差異，該地區(qū)上覆泥巖蓋層具有穩(wěn)定性，該圖的最大峰值主要體現(xiàn)儲(chǔ)層展布(橘黃色部分)。在疊合圖上，綜合判斷沉積相環(huán)境、孔滲性、儲(chǔ)層展布和構(gòu)造、運(yùn)移通道等影響因素，可以明確圈閉的可能區(qū)域，量化和對(duì)比圖形信息。

3.3交互滲透過(guò)程

地質(zhì)圖件是地質(zhì)綜合研究的重要成果，多種地質(zhì)圖對(duì)比的本質(zhì)是一種多學(xué)科、多技術(shù)的研究交互方法，相對(duì)于傳統(tǒng)的單圖分析模式，能夠?qū)崿F(xiàn)思維模式的直觀、精確和量化的表達(dá)。

建立面向交互滲透過(guò)程的主題知識(shí)模型(見(jiàn)表2)，實(shí)現(xiàn)多種學(xué)科與技術(shù)研究成果的融合，如針對(duì)地震振幅屬性圖，基于北京54坐標(biāo)系的平面投影，實(shí)現(xiàn)縮放1.023倍，圍繞中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)1.2×10-3弧度，獲得新坐標(biāo)位置為左下角(20 589 251,4 098 576)和右上角(20 614 817,4 120 685)，設(shè)置T7振幅值在1.198×10-5～3.157×10-5之間對(duì)應(yīng)振幅色板的顯示數(shù)值區(qū)域，設(shè)置振幅值在2.005×10-5～3.157×10-5之間為振幅色板的不透明區(qū)域，完成純梁地區(qū)的LFJ區(qū)域沙四段T7地震振幅屬性圖的交互數(shù)據(jù)處理。對(duì)圖件的區(qū)域儲(chǔ)層評(píng)價(jià)，調(diào)用編號(hào)為“007843”的處理函數(shù)計(jì)算儲(chǔ)層評(píng)價(jià)系數(shù)，根據(jù)圖件的模板信息獲得特定區(qū)域的儲(chǔ)層有效性評(píng)價(jià)。

表2　純梁LFJ區(qū)域儲(chǔ)層評(píng)價(jià)主題知識(shí)模型的構(gòu)建

基于地震體屬性分析獲得儲(chǔ)層物性、構(gòu)造解釋成果，基于探井分析獲得孔隙度研究成果、沉積相分析成果，作為圖形成果元素參與構(gòu)成主題知識(shí)模型，通過(guò)最終部分參數(shù)的的定性判斷，應(yīng)用加權(quán)評(píng)價(jià)法初步實(shí)現(xiàn)各研究目標(biāo)區(qū)域的儲(chǔ)層量化評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)和圈閉目標(biāo)的落實(shí)。相對(duì)于傳統(tǒng)的圖件討論，該知識(shí)模型不僅通過(guò)知識(shí)定義實(shí)現(xiàn)各類成果圖形的快速疊合與數(shù)據(jù)融合，也部分實(shí)現(xiàn)原有分析過(guò)程的量化表述。

圖6　純梁探區(qū)的LFJ區(qū)域的多學(xué)科與多技術(shù)交互滲透效果

在該區(qū)域特定圈閉的成果疊合過(guò)程中，不同學(xué)科采用不同的技術(shù)體系，綜合分析地震屬性、地質(zhì)構(gòu)造、沉積相和地質(zhì)物性等因素在圖形上的反映，建立圈閉評(píng)價(jià)與分析模型，通過(guò)坐標(biāo)校正、圖像裁切與圖像融合等技術(shù)實(shí)現(xiàn)成果圖件的技術(shù)處理和各類成果的圖像疊合。同時(shí)，進(jìn)一步將圖件疊加探井井位信息，即可得到該區(qū)域的成果疊合效果圖(見(jiàn)圖6)，通過(guò)調(diào)節(jié)圖像疊合參數(shù)和采用加權(quán)評(píng)價(jià)算法，可以利用各學(xué)科的研究成果，有效實(shí)現(xiàn)多學(xué)科與多技術(shù)的交互滲透。

4　結(jié)論

(1)CSI綜合工作法作為勘探研究方法的總結(jié)，是在長(zhǎng)期勘探地質(zhì)研究過(guò)程中形成的針對(duì)油氣勘探過(guò)程中多學(xué)科綜合研究、多技術(shù)手段協(xié)同及其交互滲透分析為主要特點(diǎn)的思維方法。該方法能夠正確認(rèn)識(shí)客觀對(duì)象的地質(zhì)特征，有效獲取和利用信息，以實(shí)現(xiàn)有效提升勘探目標(biāo)客觀評(píng)價(jià)能力、減少?zèng)Q策失誤的目標(biāo)。

(2)考慮勘探研究過(guò)程的多學(xué)科綜合性、多技術(shù)協(xié)同性和交互滲透的特點(diǎn)，研究知識(shí)地圖、模型方法、主題知識(shí)模型等三類知識(shí)的本體表述技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)綜合研究勘探目標(biāo)、過(guò)程和方法的量化表述，為CSI的量化應(yīng)用提供基礎(chǔ)。

(3)以CSI綜合工作法為出發(fā)點(diǎn)的知識(shí)模型設(shè)計(jì)，為知識(shí)本體技術(shù)的應(yīng)用提供技術(shù)路線，為地質(zhì)研究與輔助決策軟件的建設(shè)提供研究流程和分析模式的量化方法。

(4)基于CSI的知識(shí)模型設(shè)計(jì)具有開(kāi)放性，在地質(zhì)研究過(guò)程中，CSI知識(shí)模型可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展知識(shí)本體和過(guò)程表述，隨著地質(zhì)理論研究發(fā)展而不斷更新完善。

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2015-09-17；編輯：任志平

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAH34F00)

孫旭東(1972-)，男，博士研究生，高級(jí)工程師，主要從事石油地質(zhì)信息化方面的研究。

10.3969/j.issn.2095-4107.2016.01.003

TE11

A

2095-4107(2016)01-0025-08