儲層模型建立方法
2023-05-28 05:23:11
專利名稱：儲層模型建立方法
技術領域：
0002本發明的實施例涉及對地下儲層的評測。
背景技術：
0003在油氣產業中，經常採用地質模型來輔助活動，如確定井的位置，估算碳氫化合物儲量，或策劃儲層開發戰略，包括評測烴資源的經濟採收率。地質模型通常是一種基於計算機的地下孔穴體積(subsurface earth volume)(例如石油儲層或沉積盆地)的表示方式。
0004地質模型可採用許多不同形式。為石油應用而建立的描述性或靜態地質模型可採用3-D單元陣列的形式，其中地質和/或地球物理性質(例如巖性、孔隙度、聲阻、滲透率、或水飽和度)被分配或賦值給該陣列(這些性質將在本說明書中統稱為「儲層性質」)，這取決於具體的應用環境。
0005許多地質模型受到地層或構造表面(例如注水表面、序列界面(sequence interface)、流體接觸面、斷層)以及邊界(例如巖相變化)的約束。這些表面和邊界限定了模型內可能具有不同儲層性質的區域。
0006可按照多種方案利用地質建模來評測儲層。至少一個方案是嚴格順序性的，涉及以若干規則進行順序評測。在這類方案下，利用地質建模進行儲層評測，往往要用幾個月或許多個月來完成。在這樣一個方案下，由於用地質建模來評測儲層需要大量的時間，因此往往會僅建立一個與儲層評測相關的地質模型。所以，這類方案沒有實際機會去了解如何在地質建模過程中作出決定，或這些決定如何影響最終結果。考慮到在地質建模中可能使用的有限的可用數據量，並考慮到在地質建模過程中所需的解釋等級，這種嚴格的順序方案也沒有機會去評測其在達成對問題的解決方案時內在的不確定性。
0007此外，這種用地質建模來評測儲層的嚴格順序方案勢必多半會涉及建立由數以百萬計的單元(例如200百萬單元)構成的地質模型，並且要求「升級(upscaling)」該地質模型以便將單元的數目減少到不超過500000單元，從而能夠執行流動仿真。顯然，建立地質模型以及隨後將它們升級步驟往往會進一步增加利用地質建模評測儲層所需的大量時間。
0008因此，需要對評測儲層的方法進行改進。
發明內容
0009本發明實施例涉及一種產生儲層模型的方法。在一個實施例中，所述方法包括提供具有多個單元的第一架構(framework)，其中所述第一架構為儲層架構，並且提供具有多個單元的第二架構，其中所述第一架構的體積大於第二架構的體積。
0010在另一實施例中，所述方法包括提供具有多個單元的第一架構，其中所述第一架構為儲層架構，並且提供具有多個單元的第二架構，其中所述第二架構的體積與所述第一架構其中一個單元基本上尺寸相同。
0011在又一實施例中，所述方法包括提供一具有多個單元的架構，其中每個單元與井況數據的一樣本基本上尺寸相同；將所述架構的部分或全部單元標識為淨(net)或非淨(non-net)；以一個或多個儲層性質來填充所述架構的部分或全部單元，以提供一儲層單元模型；並且對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生一個或多個有效儲層性質值。
0012在又一實施例中，所述方法包括提供一具有多個單元的第一架構，其中所述第一架構為儲層架構，並且提供一具有多個單元的第二架構，其中所述第二架構中的每個單元與井況數據的一樣本基本上尺寸相同。
0013圖1示出了根據本發明一個實施例的、用於產生一個或多個有效儲層性質的方法的流程圖。
0014圖2示出了根據本發明一個實施例的單元架構。
0015圖3示出了根據本發明另一實施例的、用於產生一個或多個儲層性質值的方法的流程圖。
0016圖4示出了一個在其內可實施本發明實施例的計算機網絡。
具體實施例方式
引言及定義0017現在將提供詳細描述。每個所附權利要求限定一個獨立的發明，它們對於侵權意圖來說應被認為是包含這些權利要求所規定的各種元素或限定的等同特徵。下文所有對術語「本發明」的引用在某些情況下根據上下文可能僅指某些具體實施例。而在其它情況下應認識到，對「本發明」的引用指的是一個或多個(不一定是所有的)權利要求的主題。以下將詳細描述各項本發明，包括具體實施例、變體和實例，但本發明不限於這些實施例、變體和實例，它們被包含在本說明書中是為了在本專利申請中的信息與可用信息和技術結合時，使本領域普通技術人員能夠實施和利用本發明。下面將會定義本文所用的各種術語。至於下文未定義的權利要求中所用術語的範圍，應被給予相關領域技術人員對其已給予的最寬的定義，如印刷出版物和已頒布的專利中所反映出。
0018本文所用術語「單元」被定義為一個單元或塊，其定義了一個三維儲層模型的一個部分。因此，一個三維儲層模型可包括大量單元，其範圍為從數十數百到數千數百萬計的單元。每個單元代表所述三維儲層模型的一具體分配部分。整個單元集可構成一個地質模型，因而可表示所關心的地下孔穴體積。每個單元優選代表地下一個唯一的部分。因此，所述單元優選不彼此重疊。單元的尺寸優選被選擇成使一個單元內的儲層性質相對均勻或同質，但又不會使所產生的單元數量過多。優選地，每個單元在平面圖中均呈正方形或矩形，且具有恆定或可變的厚度。然而應想到的是，也可使用其它形狀。
0019本文所用術語「儲層性質」被定義為這樣的參量其代表含有儲層流體的巖石的物理屬性。本申請中所用的術語「儲層性質」包括可度量的和描述性的屬性。可度量儲層性質值的實例包括巖石類型比(rock-type fraction)(例如淨毛比(net-to-gross)、v頁巖，或巖相比)、孔隙度、滲透率、水飽和度、和裂縫密度。描述性儲層性質值的實例包括巖相、巖性(例如砂巖或碳酸鹽巖)、和沉積環境(EOD)。儲層性質可被填充到儲層架構內，以產生一儲層模型。
0020術語「巖石類型比」被定義為包含特定巖石類型的巖石體積與總(毛)巖石體積之比。因此，毛巖石體積可被分成兩部分(1)包含特定巖石類型的巖石體積，以及(2)包含所有巖石類型的巖石體積。因此，巖石類型比可表示成0021巖石類型比的實例是v頁巖(v shale，體積頁巖)，它通常是根據電子測井(well log)測量值計算的，而且有時是根據地震數據推算出的。對巖石類型比使用下列表達式0022術語「淨毛比」也表示成N∶G，在本文中包括術語v頁巖(體積頁巖)。v頁巖與淨毛比之間的關係可表示如下淨毛比＝1-v頁巖。
此外，本說明書中只要使用了術語「淨毛比」或「N∶G」，便應理解為這是巖石類型比的一個實例，而且可以選用任何其它巖石類型比的選擇。
0023本文所用術語「滲透率」被定義為巖石通過巖石內的互連孔隙傳送流體的能力。滲透率在含烴儲層內可能變化極大。通常，對於精細尺度模型(地質模型)，是利用來自井心樣本的數據來產生滲透率。對於仿真單元，該地質模型的非均勻性或異質性是通過確定有效滲透率來表示的。非均勻介質的有效滲透率被定義為等效均勻介質的滲透率，該等效均勻介質在相同邊界條件下，會給出相同流量(每單位時間流過一給定面積的流體量)。
0024本文所用術語「孔隙度」被定義為巖石內的孔隙空間的體積百分率。孔隙度是儲層巖石對流體的存儲能力的一種度量值。孔隙度優選是根據巖心、聲波測井、密度測井、中子測井或電阻測井來確定的。總孔隙度或絕對孔隙度包括所有孔隙空間，而有效孔隙度則僅包括互連孔隙。
0025本文所用術語「井況數據」被定義為可從井中獲得的任何數據。井況數據包括但不限於測井數據(log data)和巖心數據。
0026本文所用術語「地統計估算(geostatistical estimation)」被定義為一種統計估計技術，該技術被用來對地質或地球物理應用中的隨機變量進行空間相關。地統計估計涉及利用相關和概率概念對物理測量值進行插值和外推的技術。更具體地說，地統計估計要考慮被建模的儲層性質的距離、方向和空間連續性。地統計估計可以是確定性的或概率性的。確定性的地統計估計計算每個單元處儲層性質的最小方差估計量。概率性的地統計估計建立儲層性質值的分布值，並為被建模的儲層性質產生一個地質模型包，其中每個模型在理論上是等概率的。儲層性質的空間連續性可用變量圖(variogram)來獲取，變量圖是一種公知技術，用於將儲層性質的變異性作為分隔距離和方向的函數來加以量化。
0027本文所用術語「流動仿真」被定義為一種利用計算機，來仿真通過物理系統的物質(通常為流體，例如油、水和氣)、能量、和動量傳輸的數值方法。該物理系統包括三維儲層模型、流體性質、井的數目和位置。流動仿真還要求有一種策略(通常稱為井管理策略)，以控制注採率。通常利用這些策略，以被注入的流體(例如水和/或氣)來取代所生產的流體，從而保持儲層壓力。當一個流動仿真正確地重建了過去的儲層性能時，即被稱為是「歷史匹配」的，並在其預測該儲層中未來的流體狀態的能力中設置一個較高的置信度。
0028本文所用術語「三維儲層模型」被定義為一個三維單元架構，其中的單元含有儲層性質值。
0029本文所用術語「三維架構」被定義為被分成單元的體積的數值表示。數值表示包括總單元數，它們的維數，以及它們是如何彼此連接的。
0030本文所用術語「目標儲層架構」指的是目標儲層模型的架構。
0031本文所用術語「目標儲層模型」被定義為用儲層性質來填充的目標儲層架構。該目標儲層模型可以是任意的儲層模型，如地質模型、流動仿真模型，以及類似模型。
具體實施例0032以下描述各個具體實施例，至少一部分具體實施例也在權利要求中做了限定。
0033在至少一個具體實施例中，一種產生儲層模型的方法包括提供一具有多個單元的第一架構，其中所述第一架構為儲層架構；並且提供一具有多個單元的第二架構，其中所述第一架構的體積大於所述第二架構的體積。
0034在以上所述方法或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述第二架構的體積與所述第一架構其中一個單元基本上尺寸相同。
0035在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述第二架構的每個單元與井況數據的一樣本基本上尺寸相同。
0036在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述第二架構的每個單元與巖心數據的一樣本基本上尺寸相同。
0037在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述第二架構的每個單元與測井數據的一樣本基本上尺寸相同。
0038以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括將所述第二架構的部分或全部單元標識為淨或非淨。
0039以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括將所述第二架構的部分或全部單元標識為砂或頁巖。
0040以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括進一步包括用淨值及非淨值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0041以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的淨毛比值。
0042以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的淨毛比值；並且將根據所述第一架構的估計的淨毛比值，將所述第二架構的部分或全部單元標識為淨或非淨。
0043以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的淨毛比值；並且根據所述第一架構的估計的淨毛比值，用淨及非淨值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0044以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0045以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括以一個或多個孔隙度值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0046以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括以一個或多個滲透率值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0047以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括以一個或多個水飽和度值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0048以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；並且對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值。
0049以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；並且計算所述第一架構的有效儲層性質值之間的變異性。
0050以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；計算所述第一架構的有效儲層性質值之間的變異性；並且確定所述有效儲層性質值之間的變異性的變化率是否基本上保持相同。
0051以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；並且以所述有效儲層性質值填充所述第一架構，以產生所述儲層模型。
0052在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述儲層模型是流動仿真模型。
0053在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述儲層模型是地質模型。
0054在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述第二架構的體積大於所述第一架構的一個單元的尺寸。
0055在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述第二架構包括所述第一架構的兩個或更多個單元樣本，其中每個單元樣本與所述第一架構其中一個單元基本上尺寸相同。
0056以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；並且從所述儲層單元模型抽取一個或多個單元樣本，其中每個單元樣本與所述第一架構的其中一個單元基本上尺寸相同。
0057以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；並且從所述儲層單元模型抽取一個或多個單元樣本，其中每個單元樣本與所述第一架構的一個單元基本上尺寸相同；且對所述單元樣本執行流動仿真，以產生一個或多個有效儲層性質值。
0058在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述第二架構是三維的。
0059在至少一個具體實施例中，一種產生儲層模型的方法包括提供一具有多個單元的第一架構，其中所述第一架構為儲層架構；並且提供一具有多個單元的第二架構，其中所述第二架構的體積與所述第一架構的其中一個單元基本上尺寸相同。
0060在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述第二架構的每個單元與井況數據的一樣本基本上尺寸相同。
0061在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述第二架構的每個單元與巖心數據的一樣本基本上尺寸相同。
0062在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述第二架構的每個單元與測井數據的一樣本基本上尺寸相同。
0063以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括將所述第二架構的部分或全部單元標識為淨或非淨。
0064以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括將所述第二架構的部分或全部單元標識為砂或頁巖。
0065以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用淨及非淨值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0066以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的淨毛比值。
0067以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的淨毛比值；並且根據所述第一架構的估計的淨毛比值，將所述第二架構的部分或全部單元標識為淨或非淨。
0068以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的淨毛比值；並且根據所述第一架構的估計的淨毛比值，用淨及非淨值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0069以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0070以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個孔隙度值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0071以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個滲透率值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0072以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個水飽和度值填充所述第二架構的部分或全部單元。
0073以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；並且對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值。
0074以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；並且計算所述第一架構的所述有效儲層性質值之間的變異性。
0075以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；計算所述第一架構的所述有效儲層性質值之間的變異性；並且確定所述有效儲層性質值之間的變異性的變化率是否基本上保持相同。
0076以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例進一步包括用一個或多個儲層性質值填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；並且用所述有效儲層性質值填充所述第一架構，以產生所述儲層模型。
0077在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述儲層模型是流動仿真模型。
0078在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述儲層模型是地質模型。
0079在至少一個具體實施例中，產生儲層模型的方法包括提供具有多個單元的第一架構，其中所述第一架構為儲層架構；並且提供具有多個單元的第二架構，其中所述第二架構的每個所述單元與井況數據的一樣本基本上尺寸相同。
0080在至少一個具體實施例中，產生儲層模型的方法包括提供一具有多個單元的架構，其中每個單元與井況數據基本上尺寸相同；將所述架構的部分或全部單元標識為淨或非淨；用一個或多個儲層性質填充所述架構的部分或全部單元，以提供一儲層單元模型；並且對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生一個或多個有效儲層性質值。
0081在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述架構與儲層架構的一個單元基本上尺寸相同。
0082在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述架構大於儲層架構的一個單元的尺寸。
0083在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，標識部分或全部所述單元包括用淨及非淨值填充所述架構的部分或全部所述單元，所述淨及非淨值對應於所述儲層模型的儲層架構的一個或多個估計的淨毛比值。
0084在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述井況數據的樣本與巖心數據的樣本尺寸相同。
0085在以上所述方法、或本說明書中其它位置所述方法的一個具體實施例中，所述井況數據的樣本與測井數據的樣本尺寸相同。
附圖中的具體實施例0086現在描述附圖所示的具體實施例。
0087圖1示出了方法100的流程圖，該方法根據本發明的一個實施例用於產生一個或多個有效儲層性質。在步驟10，從用戶接收一個原始數據集。在一個實施例中，這類數據包括目標儲層架構中一個估計的淨毛比值集，以下段落中將對此進行描述。淨毛比的詳細描述提供於本申請的定義部分。這個估計的淨毛比值集可利用本領域普通技術人員通常知曉的常規算法來計算。
0088用戶可指定的另一個原始數據集是井況數據，根據井況數據可獲得孔隙度、滲透率和水飽和度值。孔隙度、滲透率和水飽和度值的重要性稍後將在下面段落中描述，特別是將參考步驟50進行描述。井況數據包括但不限於巖心數據和測井數據。本申請的定義部分給出了井況數據、巖心數據和測井數據的更加詳細的描述。
0089除了接收上述數據之外，根據本發明的一個實施例，還可從用戶處接收某些建模參數。這些建模參數實例包括目標儲層架構內每個單元的尺寸、單元架構內每個單元的尺寸以及各種地質性質建模參數。這裡的目標儲層架構被定義為其中填充有效儲層性質的儲層架構。在一個實施例中，所述有效儲層性質可被填充到所述目標儲層架構，從而建立一個在其中可執行流動仿真的目標儲層模型，即流動仿真模型。在另一實施例中，所述有效儲層性質可被填充到所述目標儲層架構，從而以地質尺度建立一個目標儲層模型，即地質模型。
0090目標儲層架構中每個單元的尺寸決定了所要建立的目標儲層模型的尺寸。換言之，目標儲層架構中每個單元的尺寸決定了是否將用有效儲層性質來建立流動仿真模型或地質模型。因此，目標儲層架構中每個單元的尺寸取決於用戶需求。
0091所述單元架構包括多個單元，且該單元架構的每個單元被構造成與井況數據的一樣本基本上尺寸相同。在一個實施例中，單元架構的每個單元與巖心數據的一樣本基本上尺寸相同。在另一實施例中，單元架構的每個單元與測井數據樣本尺寸基本上尺寸相同。井況數據的樣本尺寸，包括測井數據和巖心數據，是常規的，如本領域普通技術人員所公知的。
0092除了上述建模參數之外，還可提供各種地質性質建模參數，因為這些參數可影響在填充儲層性質值時使用的地統計估計算法，下面段落將參考步驟40和50來描述這些儲層性質值。地質建模參數的描述和/或定義提供於上面的定義部分。
0093在步驟20，建立單元架構。該單元架構可以是三維的。在另一實施例中，所述單元架構與所述目標儲層架構的一個單元基本上尺寸相同。在一個實施例中，架構的大小是由在步驟10從用戶接收的目標儲層架構的單元尺寸所決定的。因此，該單元架構被構造成與所述目標儲層架構的一個單元基本上尺寸相同。
0094單元架構的一個實施例在圖2中被示為單元架構200。單元架構200由多個單元210組成。在一個實施例中，每個單元210與在步驟10接收的井況數據的一樣本基本上尺寸相同。例如，每個單元210可以與巖心數據的一樣本基本上尺寸相同。作為另一實例，每個單元210與測井數據的一樣本基本上尺寸相同。在另一實施例中，單元架構200與其內部所包含的每個單元210是立方體形狀。然而，所述單元架構與其內部所包含的單元也可以是本領域普通技術人員通常知曉的任何形狀。所述單元架構與其內部所包含的單元的更詳細描述提供於本申請的定義部分。
0095返回參考圖1，一旦建立單元架構，就根據估計的淨毛比值集，選擇一淨毛比值(步驟30)。在一個實施例中，該淨毛比值可以是隨機選擇的。淨毛比值可採用百分數形式。在一個實施例中，淨毛比值是根據一個基於估計淨毛比值集創建的累積分布函數來選擇的。可根據地震數據、地區地圖、手繪地圖、概念模型，或甚至基於井況的模型來生成或派生出累積分布函數。或者，可利用本領域普通技術人員公知的常規技術來創建所述累積分布函數。
0096在步驟40，用對應於所選擇的淨毛比值的巖石類型值來填充單元架構的單元，例如單元210。通過這種方式，單元架構的各單元即被標識為巖石類型1或巖石類型2。照此方法，巖石類型1的一個實例是砂，而巖石類型2的一個實例是頁巖。巖石類型與淨毛比之間關係的更詳細描述提供於本申請的定義部分。單元架構的單元可用本領域普通技術人員通常知曉的地統計估計算法來填充。地統計估計算法的更詳細描述提供於本申請的定義部分。
0097在步驟50，用儲層性質值如孔隙度和滲透率來填充單元架構內的各單元，從而建立一儲層單元模型，該模型可以是三維儲層單元模型。在一個實施例中，可按順序方式來填充孔隙度和滲透率值。也就是說，可首先用孔隙度值、隨後用滲透率值填充單元架構內的單元。在另一實施例中，還可用水飽和度值來填充所述單元架構內的單元，從而建立所述三維儲層架構單元模型。孔隙度、滲透率和水飽和度值可由在步驟10從用戶接收到的井況數據獲取，如上所述。如同步驟40，可利用本領域普通技術人員通常知曉的常規地統計估計算法來填充孔隙度、滲透率以及水飽和度值。在本申請的定義部分中，進一步定義了孔隙度、滲透率以及水飽和度值。
0098在步驟60，對所述三維儲層單元模型執行流動仿真，從而產生有效儲層性質值，該有效儲層性質值可包括有效孔隙度值、有效滲透率值、有效淨毛比值、有效水飽和度值以及有效端點飽和度值(effective endpoint saturation value)。有效儲層性質值被配置成用於填充到目標儲層架構的單元。有效孔隙度被定義為所述目標儲層架構單元中的孔隙度值的體積加權算術平均值。儲層模型單元的體積有效滲透率被定義為對相同邊界條件，在每單位時間內一給定面積上，會給出相同流量的等效體積的恆定滲透率值。有效滲透率值可包括全滲透率張量，該張量通常有3個不同分量，這些分量由以下9個不同的值定義，即Kx、Ky、Kz、Kxy、Kxz、Kyz、Kyx、Kzx和Kzy。
0099當在步驟20建立單元架構時，所述單元架構的體積大於所述目標儲層架構中一個單元的尺寸。也就是說，單元架構是用擴展邊界條件建立的，這使流動仿真能夠被執行而不會受到無流動(no-flow)邊界條件限制。因此，對用擴展邊界條件建立的三維儲層單元模型執行流動仿真，就提供了一種更為真實的穿過儲層的仿真路徑，從而導致更為準確的有效儲層性質。擴展邊界條件的大小可由用戶在步驟10作為建模參數來指定。
0100在步驟70，計算有效儲層性質值之間的變異性。變異性可使用本領域普通技術人員已知的任一種常規算法來計算。如何計算有效儲層性質值之間變異性的更詳細描述提供於本申請的定義部分。
0101在步驟80，確定有效儲層性質值之間變異性的變化率。如果該變化率不接近於0，則處理繼續進行至步驟30，在該步驟從估計的淨毛比值集中選擇另一個值。另一方面，如果變化率接近於0，則處理結束。接近於0的變化率表明，有效儲層性質值之間的變異性基本上保持相同。
0102通過這種方式，可用方法100產生一個有效儲層性質值集，該有效儲層性質值集可被填充到目標儲層架構內的部分或全部單元，從而建立目標儲層模型。因此，可用本發明的各個實施例作為一種建立儲層模型的方法的一部分，如本領域普通技術人員所公知的。如果儲層模型是地質模型，則例如可使用2000年12月28日公開的普通轉讓的WO 00/79423中所描述的技術(在此以引用方式將其中所述的技術併入本文)，對該地質模型進行升級。或者，可根據本領域普通技術人員已知的常規技術，在流動仿真之前將所述地質模型升級。
0103圖3示出了方法300的流程圖，該方法根據本發明的一個實施例用於產生一個或多個儲層性質值。在步驟310，從用戶接收一個原始數據集。這類原始數據可包括一個目標儲層架構中估計的淨毛比值集和井況數據。除了接收原始數據之外，還可接收來自用戶的特定建模參數。這類建模參數可包括要被包含在單元架構內的目標儲層架構單元的數目、目標儲層架構中每個單元的尺寸、以及單元架構中每個單元的尺寸。由於步驟310執行的是與圖1中所示步驟10相同的功能，因此關於步驟310的更詳細描述，請參看上文與步驟10有關的段落。
0104在步驟320建立一個三維單元架構。該單元架構被構造成包含一定數目的目標儲層架構單元。該數目可由用戶在上述步驟310作為一個建模參數提供。在一個實施例中，目標儲層架構單元的數目範圍是大約從4到10。因此，該單元架構遠大於一個目標儲層架構單元的尺寸。步驟20與步驟320之間的一個區別點就在於，在步驟320建立的單元架構遠大於在步驟20建立的單元架構，這是因為在步驟20建立的單元架構與一個目標儲層架構單元基本上尺寸相同。類似於在步驟20中所描述的單元架構，步驟320中的單元架構是由多個單元組成的。每個單元基本上與在步驟310所接收的井況數據的樣本尺寸相同。在一個實施例中，每個單元與巖心數據的樣本基本上尺寸相同。在另一實施例中，每個單元與測井數據的一個樣本基本上尺寸相同。在上文與步驟10有關的段落中提供了這裡所包含的關於單元架構與單元的更詳細的描述。
0105隨後，處理繼續進行到步驟330至350。然而，步驟330至350執行的是與步驟30至50相同的功能。因此，關於步驟330至350的更詳細描述，請參看上文與步驟30至50有關的段落。
0106在步驟360，從三維儲層單元模型中隨機抽取一單元樣本。在一個實施例中，該單元樣本與一個目標儲層架構單元基本上尺寸相同。在另一實施例中，該單元尺寸大於一個目標儲層架構單元，從而允許擴展邊界條件(參看上面段落0098)。
0107在步驟370，對所述單元樣本執行流動仿真以產生有效儲層性質值，該有效儲層性質值可包括有效孔隙度值、有效滲透率值、有效淨毛比值、有效水飽和度值、以及有效端點飽和度值。上文已參考步驟60給出了有效儲層性質值、有效孔隙度值、有效滲透率值、有效淨毛比值、有效水飽和度值、以及有效端點飽和度值的詳細描述。
0108處理隨後繼續進行到步驟380，該步驟完成與步驟70相同的功能。因此，關於步驟380的更詳細描述，請參看上文與步驟70有關的段落。
0109在步驟390，確定有效儲層性質值之間變異性的變化率。如果該變化率不為0，則處理繼續進行至步驟395，該步驟將在下面的後續段落中進行描述。另一方面，如果變化率為0，則處理結束。
0110在步驟395，根據用戶在步驟310指定的目標儲層架構單元的數目，來確定是否已抽取三維儲層架構單元模型的樣本。如果答案是否定的，則處理返回到步驟360，在該步驟從三維儲層架構單元模型抽取目標儲層架構單元的另一樣本。如果答案是肯定的，則處理返回到步驟330，在該步驟從估計的淨毛比值集中選擇另一個淨毛比值。通過這種方式，對於在步驟330選擇的每個淨毛比值，取樣出一定數目(在步驟330由用戶指定)的三維儲層架構單元模型的樣本。
0111本發明的實施例有許多優點。例如，本發明的實施例並不需要建立巨大的全場儲層模型並將該儲層模型升級。對於另一實例，本發明的實施例利用統計取樣程序來使所需精細尺度仿真的數目達到最小，並提供對應於特定地質特徵的有效儲層性質庫，可保存該有效儲層性質庫並將其用於其它儲層。此外，本發明的實施例對計算巖心樣本(core plug)與地質模型單元之間體積差異的巖心數據，提供了更好的統計處理。
0112圖4示出了一個在其中可實施本發明實施例的計算機網絡400。計算機網絡400包括系統計算機430，該系統計算機可實施為任何常規的個人計算機或工作站，如基於UNIX的工作站。系統計算機430與磁碟存儲設備429、431和433通信，這些磁碟存儲設備可以是外部硬碟存儲設備。也可想到，磁碟存儲設備429、431和433為常規的硬碟驅動器，且這樣的配置可藉助區域網或藉助遠程訪問來實現。當然，儘管磁碟存儲設備429、431和433被表示成獨立的設備，可用單獨一個磁碟存儲設備來存儲任一個和所有的程序指令、測量數據以及所需結果。
0113在一個實施例中，輸入數據被存儲於磁碟存儲設備431中。系統計算機430可從磁碟存儲設備431檢索適當的數據，以根據對應於本說明書所述方法的程序指令，實現所述儲層模型的產生。所述程序指令可用計算機程式語言寫入，如C++、Java以及類似的程式語言。所述程序指令可存儲於計算機可讀存儲器，如程序磁碟存儲設備433中。當然，存儲程序指令的存儲介質可以是任一種用來存儲電腦程式的常規類型的存儲介質，包括硬碟驅動器、軟盤、CD-ROM以及其它光學介質、磁帶等等。
0114根據一個優選實施例，系統計算機430主要將輸出呈現在圖形顯示器427上，或者可通過印表機428來輸出。系統計算機430可在磁碟存儲器429上儲存上述方法的結果，以便日後運用及進一步分析。可與系統計算機430一起提供鍵盤426和定點設備(例如滑鼠、軌跡球、或類似設備)225，從而能進行交互式操作。
0115系統計算機430可被設置在遠離儲層的數據中心處。儘管圖4示出了磁碟存儲器431被直接連接到系統計算機430，但也可想到，可通過區域網或遠程訪問來存取磁碟存儲設備431。此外，儘管磁碟存儲設備429、431被顯示成用於存儲輸入數據和分析結果的獨立設備，磁碟存儲設備429、431也可實現於單一一個磁碟驅動器內(或是與程序磁碟存儲設備433一起或是獨立於該裝置)，或採用任何其它常規方式，如本領域技術人員參考本說明書將會充分理解的那樣。
權利要求
1.一種用於產生儲層模型的方法，包括提供一具有多個單元的第一架構，其中該第一架構為儲層架構；且提供一具有多個單元的第二架構，其中所述第一架構的體積大於所述第二架構的體積。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二架構的體積與所述第一架構的其中一個單元基本上尺寸相同。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二架構的每個所述單元與井況數據的一樣本基本上尺寸相同。
4.根據權利要求1所述的方法，所述第二架構的每個所述單元與巖心數據的一樣本基本上尺寸相同。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二架構的每個所述單元與測井數據的一樣本基本上尺寸相同。
6.根據權利要求1所述的方法，進一步包括將所述第二架構的部分或全部單元標識為淨或非淨。
7.根據權利要求1所述的方法，進一步包括將所述第二架構的部分或全部單元標識為砂或頁巖。
8.根據權利要求1所述的方法，進一步包括用淨及非淨值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
9.根據權利要求1所述的方法，進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的巖石類型比值。
10.根據權利要求1所述的方法，進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的巖石類型比值；並且根據所述第一架構的估計的巖石類型比值，將所述第二架構的部分或全部單元標識為淨或非淨。
11.根據權利要求1所述的方法，進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的巖石類型比值；並且根據所述第一架構的估計的巖石類型比值，用淨及非淨值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
12.根據權利要求1所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
13.根據權利要求1所述的方法，進一步包括用一個或多個孔隙度值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
14.根據權利要求1所述的方法，進一步包括用一個或多個滲透率值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
15.根據權利要求1所述的方法，進一步包括用一個或多個水飽和度值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
16.根據權利要求1所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；且對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值。
17.根據權利要求1所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；且計算所述第一架構的各所述有效儲層性質值之間的變異性。
18.根據權利要求1所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；計算所述第一架構的各所述有效儲層性質值之間的變異性；且確定所述有效儲層性質值之間的變異性的變化率是否基本上保持相同。
19.根據權利要求1所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；且用所述有效儲層性質值來填充所述第一架構，以產生所述儲層模型。
20.根據權利要求1所述的方法，其中所述儲層模型是流動仿真模型。
21.根據權利要求1所述的方法，其中所述儲層模型是地質模型。
22.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二架構的體積大於所述第一架構的一個單元的尺寸。
23.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二架構包括所述第一架構的兩個或更多個單元樣本，其中每個單元樣本與所述第一架構的其中一個單元基本上尺寸相同。
24.根據權利要求1所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；且從所述儲層單元模型抽取一個或多個單元樣本，其中每個單元樣本與所述第一架構的其中一個單元基本上尺寸相同。
25.根據權利要求1所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；且從所述儲層單元模型抽取一個或多個單元樣本，其中每個單元樣本與所述第一架構的一個單元基本上尺寸相同；且對所述單元樣本執行流動仿真，以產生一個或多個有效儲層性質值。
26.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二架構是三維的。
27.一種用於產生儲層模型的方法，包括提供一具有多個單元的第一架構，其中所述第一架構為儲層架構；且提供一具有多個單元的第二架構，其中所述第二架構的體積與所述第一架構的其中一個單元基本上尺寸相同。
28.根據權利要求27所述的方法，其中所述第二架構的每個所述單元與井況數據的一樣本基本上尺寸相同。
29.根據權利要求27所述的方法，所述第二架構的每個所述單元與巖心數據的一樣本基本上尺寸相同。
30.根據權利要求27所述的方法，其中所述第二架構的每個所述單元與測井數據的一樣本基本上尺寸相同。
31.根據權利要求27所述的方法，進一步包括將所述第二架構的部分或全部單元標識為淨或非淨。
32.根據權利要求27所述的方法，進一步包括將所述第二架構的部分或全部單元標識為砂或頁巖。
33.根據權利要求27所述的方法，進一步包括用淨及非淨值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
34.根據權利要求27所述的方法，進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的巖石類型比值。
35.根據權利要求27所述的方法，進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的巖石類型比值；並且根據所述第一架構的估計的巖石類型比值，將所述第二架構的部分或全部單元標識為淨或非淨。
36.根據權利要求27所述的方法，進一步包括接收所述第一架構的一個或多個估計的巖石類型比值；並且根據所述第一架構的估計的巖石類型比值，用淨及非淨值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
37.根據權利要求27所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
38.根據權利要求27所述的方法，進一步包括用一個或多個孔隙度值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
39.根據權利要求27所述的方法，進一步包括用一個或多個滲透率值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
40.根據權利要求27所述的方法，進一步包括用一個或多個水飽和度值來填充所述第二架構的部分或全部單元。
41.根據權利要求27所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；且對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值。
42.根據權利要求27所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；且計算所述第一架構的各所述有效儲層性質值之間的變異性。
43.根據權利要求27所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；計算所述第一架構的各所述有效儲層性質值之間的變異性；且確定所述有效儲層性質值之間的變異性的變化率是否基本上保持相同。
44.根據權利要求27所述的方法，進一步包括用一個或多個儲層性質值來填充所述第二架構的部分或全部單元，以產生一儲層單元模型；對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生所述第一架構的一個或多個有效儲層性質值；且用所述有效儲層性質值來填充所述第一架構，以產生所述儲層模型。
45.根據權利要求27所述的方法，其中所述儲層模型是流動仿真模型。
46.根據權利要求27所述的方法，其中所述儲層模型是地質模型。
47.一種用於產生儲層模型的方法，包括提供一具有多個單元的第一架構，其中所述第一架構為儲層架構；且提供一具有多個單元的第二架構，其中所述第二架構的每個所述單元與井況數據的一樣本基本上尺寸相同。
48.一種用於產生儲層模型的方法，包括提供一具有多個單元的架構，其中每個單元與井況數據的一樣本基本上尺寸相同；將所述架構的部分或全部單元標識為淨或非淨；用一個或多個儲層性質來填充所述架構的部分或全部單元以提供一儲層單元模型；且對所述儲層單元模型執行流動仿真，以產生一個或多個有效儲層性質值。
49.根據權利要求48所述的方法，其中所述架構與一儲層架構的一個單元基本上尺寸相同。
50.根據權利要求48所述的方法，其中所述架構大於一儲層架構的一個單元。
51.根據權利要求48所述的方法，其中標識部分或全部單元包括用淨及非淨值來填充所述架構的部分或全部單元，所述淨及非淨值對應於所述儲層模型的儲層架構的一個或多個估計的巖石類型比值。
52.根據權利要求48所述的方法，其中所述井況數據的樣本與巖心數據的樣本尺寸相同。
53.根據權利要求48所述的方法，其中所述井況數據的樣本與測井數據的樣本尺寸相同。
54.根據權利要求9所述的方法，其中所述巖石類型比值是淨毛比值。
55.根據權利要求10所述的方法，其中所述巖石類型比值是淨毛比值。
56.根據權利要求11所述的方法，其中所述巖石類型比值是淨毛比值。
全文摘要
本發明公開了多種儲層模型的產生方法。所述方法至少其中之一包括提供具有多個單元的第一架構，其中所述第一架構是儲層架構，且所述方法提供具有多個單元的第二架構，其中所述第一架構的體積大於所述第二架構的體積。
文檔編號G06G7/48GK1898675SQ200580001364
公開日2007年1月17日 申請日期2005年1月24日 優先權日2004年1月30日
發明者L·H·小蘭迪斯, P·N·格勒恩頓 申請人:埃克森美孚上遊研究公司