對測井數據的蒙特卡羅模擬的製作方法

2023-12-11 15:24:17 2

專利名稱：對測井數據的蒙特卡羅模擬的製作方法
技術領域：
本發明涉及巖性分析，具體地涉及使用蒙特卡羅模擬來分析碳氫 化合物地帶用以提高產量的系統和方法。
背景技術：
每天都要消耗大量資金用於鑽採、評價、測試和完成新的油井或 氣井。在整個鑽採/勘探過程中，在將要作出決定時，消除不必要的資 料搜集和搜集必要的附加信息常常是爭論激烈的話題。在假定可以獲 得更好方案的情況下，過度購買新技術是一種趨勢。
一直以來，通過將儀器設備下降到井中並且測量譬如地層電阻率 和密度之類的巖性參數，來實施對譬如由井孔或井眼所穿過的地層中 油和汽田之類的碳氫化合物生產地帶的識別和評價。在鑽探過程中， 地層的鑽孔樣本通過叫做取巖芯的過程被採集。然後，這些樣本在實 驗室中被分析，以及各種參數被測量以確定巖性特徵。
然後，使用經驗關係，這些測試結果被數值處理以計算描述地層 關鍵性質的水飽和度、孔隙率和滲透率。這些變量分別是碳氫化合物 含量和生產的關鍵指標。基於這些數值，巖石學家利用他們的經驗作 出判斷並確定商業的碳氫化合物存在的可能性。
評價油或氣井的碳氫化合物可生產性的主要問題之一是存在於用 於作出確定的測量中的不確定性的數量以及發現油、氣的地層內的可 變性。地層非均質性誤差、工具測量誤差以及實驗室測量誤差在測量 值的每一深度區間導致常常是難以確定的不確定性。此外，測量中的 誤差以及在經驗關係中使用的參數被轉移並且在最終結果中沒有被解 釋。然後這些結果被用於確定井的最佳行動過程，即測試、完成或堵 塞井。
考慮到被看作為科學家和工藝家的解釋者/巖性學家已經提出的這 些事實，使用從猜測和單純經驗所得到的經驗關係。專家們考慮了測 試中的細微差別以及取決於基於局部經驗的預測，以致於石化領域每 一主要的運營公司都可能錯過機會。先前的方法不考慮不確定性，因為所有的評價不是陽性就是陰性。
在美國專利No.4，338，664中描述了 一種公知系統，其被研製用於正 向模擬產生預測曲線(log)的測井儀器響應。預測結果的差異通過迭 代處理而被最小化。最終，迭代處理的最後答案產生了包括孔隙率、 水飽和度在內的地層描述。飽和度由使用者選擇的基於經驗的公式使 用最優化結果而得出。
現有技術的系統和方法沒有解釋所有參數和測量中的不確定性以 及產碳氫化合物地層的非均質性。
被稱作蒙特卡羅法的方法是公知的，其包括計算算法種類，以模 擬各種物理和數學系統的行為。這樣的蒙特卡羅法與其它通過隨機即 在某種意義上說非確定性的、通常通過使用隨機數字或偽隨機數字、 與確定性的運算法則相反的模擬方法不同。
蒙特卡羅法在計算物理學和相關應用領域中尤其重要，並具有多 種應用。這些方法在解決各個領域的難題中證明了高有效性。在具有 大量耦聯的自由度例如流體、雜亂的材料以及牢固耦聯的固體的研究 系統中它們尤其有用。由於運算法則的重複性和所包括的巨大數量的 計算，蒙特卡羅法適於使用計算機、使用很多計算機模擬技術來計算。
人們認識到不確定性的數量為非正確預測的解釋提供了途徑。使 用蒙特卡羅模擬正向建模，對不確定性邊界的量化克服了這些界限。
本發明目的在於直接處理數據，以使本領域技術人員能夠描述什 麼是確定的以及什麼是不確定的。本發明包括應用蒙特卡羅模擬的系 統和方法，用以代替使用經驗關係分析碳氫化合物地帶，從而獲得改 進的可生產性。

發明內容
識別碳氫化合物生產地帶的系統和方法，其使用蒙特卡羅數值分 析來考慮測井數據測量值和巖性參數中的不確定性。通過將測井儀器 響應和芯巖測試中的隨機誤差以及儲層非均質性結合到蒙特卡羅模擬 中，該系統和方法輸出合適的巖性模型，以計算飽和度和滲透率的統 計分布，從而限定生產、非生產和不確定地帶，用於確定是否需要進 一步的測井、芯巖採樣或井測試數據來重新將不確定地帶分類為生產 地帶或非生產地帶。由於在該分析中不確定性被量化，用於確定生產地帶和非生產地帶的確定性的程度是已知的，並且該確定性的程度可 以用於決定是否去測試、激發或放棄地帶。
本發明主要的改進在於，在所有測量值和參數中的不確定性都被 考慮用於數值分析，即蒙特卡羅模擬。結果與經驗測試數據一起使用 來界限確定性和不確定性的區域。然後，結果可用於進行明確的決策 制定。
已開發了一種正演模型(forward model):用於定量兩個關鍵巖 性參數一水飽和度和滲透率內的固有的誤差。確定邊界條件，以獲得 這兩個參數的計算中的可信度。施加於水飽和度的邊界條件將確定在 每一區間是否地帶含有碳氫化合物、水或不確定或未確定的成分。施 加於滲透率測量值的邊界條件將確定地層是否是可生產、不可生產或 不確定的。然後，該量化技術可以被用於確定生產和非生產地帶中的 確定性程度，進而可以作出是否測試、激發或放棄地帶的決定。另外 地，如果需要更多的數據，這種工藝可以被用於優化線路測井數據， 以及如果實驗室測量的數據具有顯著的變化和/或不確定性，這種工藝 可以被用於建議將來的巖芯採樣或取巖芯。
本發明解決了這個過程所涉及的所有變化和固有不確定性，並提 供一種用於以技術上合理的方式來向前作出決定的分析系統。


此後參考附圖，描述本發明的優選實施例，附圖中 圖l顯示依據本發明的系統的結構圖2顯示使用幾個不同類型的測井數據來計算這些多個參數的巖 性分析；
圖3顯示作為地層體密度(bulk density)的函數的與測井測量值
相關的誤差分布；
圖4顯示基於一個標準偏差的多孔巖石的誤差預測的例子；
圖5顯示基於單個標準偏差的單水飽和度點和誤差範圍；
圖6顯示相關24%的單一孔隙度處不同電阻值情況下的水飽和度
的圖表；
圖7顯示12%的孔隙度地層的圖表；
圖8顯示與所計算的滲透率相關的誤差的圖表；圖9顯示在24%孔隙度值時作為電阻率的函數的滲透率的模擬工 作的圖IO顯示在6%孔隙度值時作為電阻率的函數的滲透率的模擬工
作的圖11顯示加在水飽和度圖表上的水飽和度截止(cut-off)線；
圖12顯示加在滲透率圖表上的滲透率截止線；
圖13是現有技術中對生產地帶水飽和度分類的示意圖14是現有技術中對生產地帶滲透率分類的示意圖15是本發明使用的對生產地帶水飽和度分類的示意圖16是本發明使用的對生產地帶滲透率分類的示意圖17顯示帶陰影的生產地帶的例子；
圖18顯示對第一個井的水飽和度和滲透率的分析；
圖19顯示對第二個井的水飽和度和滲透率的分析；
圖20顯示對第三個井的水飽和度和滲透率的分析；
圖21顯示對第四個井的水飽和度和滲透率的分析；
圖22顯示對第五個井的水飽和度和滲透率的分析；和
圖23顯示對第六個井的水飽和度和滲透率的分析。
具體實施例方式
在本發明中，如結合圖l-23所描述的，系統10和方法使用蒙特 卡羅模擬將實際的不確定性值的範圍輸入用於求解水飽和度Sw值和 滲透率(K)值的每一變量。這兩個巖性參數通過分別定義容量和流體 流動能力描述儲層的生產性。用於確定這些參數的經驗關係使用工具 測量和實驗室分析。這些測量包括隨機和系統誤差，其與儲層非均質 性一起導致最終答案的不確定性。數值模擬計算Sw和K中的誤差棒 或不確定性的範圍。然後，對實際流動測試結果校準這些值以確定Sw 和K的截止來辨別碳氫化合物生產和產能區間。然後在每一數據框作 出該地層產生什麼類型的流體以及這些流體是否流動的預測。如果結 果不確定，則其被標記以確定是否需獲得其它信息，即更多測井數據、 井測試等。
本發明獨特的特點在於，使用數值分析考慮存在於用於評價碳氫 化合物存在和產能的參數和測量中的所有不確定性。每一變量的變化被模型化，因此這些方案考慮了這些不確定性，使本領域技術人員能 夠決定是否需要進一步的信息或在獲得初始數據後能夠作出決定。
軟體和現代計算機的功能使本發明能夠考慮巖性分析中所有的可 變性。過去，可以改變一些變量以確定具體變量的答案的敏感性，但 處理所有的不確定性是不實際的。因此巖性分析的科學在現有技術中
被看作藝術(art)的形式。
本發明最好在逐場(field-by-field)的基礎上使用。使用者必須在 前進之前檢查目前用於Sw和K的截止。最適合Sw和K的經驗關係 被評價。由實驗室分析和測井商提供的所用測井設備說明書定義每一 參數的誤差範圍。如果已完成井測試，結果可被用於進一步加強本發 明預測新井性能的能力。
對儲層的可靠經濟學評價需要儲層的基礎特徵的合理認識。儘管 通過巖芯取樣方法重新獲得的巖石是地層評價的基石，但測井數據更 普遍用於確定儲層的基礎特徵。測井數據是對巖石基質材料物理特性* 和佔據孔隙的流體進行測量的結果。十分自然地，測井數據和巖芯數 據常被對比並一起用於經驗關係中以定義儲層特徵，即孔隙率、碳氫 化合物飽和度和滲透率。這些參數定義了流體的容量和流動能力。
如圖1中所示出的，本發明的系統10包括處理器12，例如計算機， 其通過輸入設備16接收被測試的儲層的測井數據測量值14，該輸入設 備包括用於數據錄入的鍵盤。這樣的測井數據測量值由處理器12使用 數據預處理器18處理，採用例如微處理器來計算儲層的孔隙度值、水 飽和度值、和滲透率值。處理器12執行預定的蒙特卡羅模擬軟體程序 20，以從所計算的儲層的孔隙度值、水飽和度值、和滲透率值產生邊 界數據22，邊界數據22對應於與測井數據測量值14對應的儲層相關 的碳氫化合物鑽孔的生產、非生產、和生產性不確定的地帶。
這樣的生產、非生產和生產性不確定地帶在顯示器26上用圖形展 示為區域24，其可以是這種區域24對於每一類型地帶被彩色編碼明顯 指示的彩色顯示。
圖2顯示巖性分析，其使用幾個不同類型的測井數據來計算碳氫 化合物飽和度和滲透率參數。然後，通過加上截止(imposition of cut), 這些數值用於確定儲層的經濟學價值。如圖2所示，來自地層密度測 量工具、中子孔隙度工具和/或聲波工具的天然Y射線數據、孔隙度數據以及電阻率數據被用於計算碳氫化合物和/或水飽和度和滲透率。然 後，施加在孔隙度、滲透率和碳氫化合物和/或水飽和度上的界限被用 於確定井的處理，即測試、激發或獲得另外的數據。所述界限由局部 知識、之前的測A結果和實驗室分析確定。
所述方法學的基礎問題是所計算結果的確定性的方法。與用於經 驗方程的測井數據和參數(實驗室數據)相關的誤差的敏感性沒有被 包括在最後的分析中。這些誤差依賴於幾個參數，因此與它們有關的 影響在目前技術中沒有被完全應用。此外，具有不均一巖石類型的儲 層還使分析變得複雜，其中未能說明巖石類型的改變。
已開發了本發明的系統和方法，其中蒙特卡羅模擬中使用的數值 分析被用於確定這些誤差以及相關的不確定性對最後的計算的影響。
以下是定量列出的三個儲層巖石參數一孔隙度、水飽和度和滲透 率的不確定性所採取的步驟。
孔隙度不確定性的確定
巖石內的空隙空間的體積與該巖石的總體積的比率通常被稱為孔 隙度。該值通過單個測量工具或對這個參數敏感的電纜測井工具的組
合來計算。以下是進行該測量的電纜測井工具的列表
a. 地層密度
b. 中子聲波 c聲波/中子
d. 密度/中子；和
e. 核磁性共振。
儘管所有這些測量都有它們的用途，此處將示出密度測量作為定 量孔隙度測量中誤差的例子。密度工具測量地層的體密度(bulk density)。以下關係被用於從密度測量計算孔隙度
其中，(|)是地層孔隙度，pma是巖石的體基質密度，pb是由密度工具測 量的體密度，pfluid是孔隙空間內的流體密度。這些變量中的每一個都 有相關的誤差。為了確定所計算的孔隙度的誤差，蒙特卡羅模擬器使用與這些變量中的每一個相關的誤差以預測最終結果中的誤差。該數 值分析中的關鍵成分是與每一輸入量相關的誤差的數量和分布。這些 值在測井儀器開發階段被確定並因而由服務商印製。在這個例子中， 與這些測量相關的誤差為正態分布並且是地層體密度的函數。
圖3顯示作為地層體密度的函數與這些測量相關的誤差的分布。 這些測量的精確性是地層體密度的函數。精確性和體密度之間是相反 的關係。
數值分析中使用了方程1來預測孔隙度的誤差。圖4顯示在一個 標準偏差即68%的基礎上預測39%孔隙度的巖石中存在的誤差的例 子。在該例中相關的誤差為孔隙度單位(pu)的±1倍。誤差與密度孔 隙度測量相關，基於密度孔隙度值和基於一個標準偏差，答案中的誤 差可以是士lpu。
由於這個例子顯示單個孔隙度點，應當進行幾個模擬以在一個孔 隙度範圍內確定誤差。這些孔隙度值和與它們相關的不確定性然後被 用於水飽和度和滲透率的數值分析。
水飽和度不確定性的確定
水飽和度一Sw是巖性評價中最重要的參數之一。這個參數確定了 水在儲層中的百分比以及相反地碳氫化合物的容量。在過去的60年中， 發展了很多不同類型的將電纜測量與水飽和度相聯繫的方程。最著名 的關係之一是Archie公式
丄
(2)
其中Sw是水飽和度，Rw是原生地層水也就是當巖石形成過程中被困 在儲層巖石的空隙中的水的電阻率，O是由測井數據計算的孔隙度， Rt是由測井數據計算的地層電阻率，n是飽和度指數，以及m指的是 膠結指數。所有這些變量具有不同的相關聯的不確定性，所述不確定 性基於測量的物理學。測量中的不確定性具有正態分布，其可被前面 部分中所示方法計算。Rt測量由不同類型電阻率設備提供，這些測量 中的不確定性由服務提供者即測量工具供應商提供。在鑽孔的巖芯採 樣階段期間採集的巖石樣本上測量飽和度和膠結指數。這些值中的不確定性來源於與實驗室分析和取樣技術相關的統計誤差。在不均質的 儲層中，巖石採樣可給這些參數的確定帶來巨大誤差。此外，將這些
參數結合到方程2的儀器響應中可能變得很麻煩，因為儀器響應可能 是不同的。Rw，地層水電阻率，是在水樣本上進行的測量。與這個變量 相關的誤差是基於實驗室分析的。
作為例子，以下的不確定性被用於蒙特卡羅模擬以在單個點量化 不確定性。這些數字是用在中東儲層的典型值
0=0.25-不確定性(士lpu)，如前面部分中所示被確定(正態分
布)；
Rw=0.012歐姆-米(無統計分布)；
Rt-2歐姆-米，具有±7%的不確定性，基於印製的值(Log-正態分 布)；
m=2 (在1.7-2.17之間)(基於實驗室研究範圍的箱形分布(Box distribution)); 和
n=1.6 (在1.4-1.89之間)(基於實驗室研究範圍的箱形分布)。 圖5顯示單個水飽和度點和基於單個標準偏差的誤差範圍。在這 個例子中，水飽和度可以在27%到35%的範圍變化。由於這個例子只 代表單個點，用一系列輸入和參數值進行了幾千個數字模擬以確定水 飽和度不確定性。圖6顯示在24%的單一孔隙度時水飽和度與不同電 阻率值的關係的圖表。如圖6中所示，頂部和底部線示出在單一原生 地層水電阻率值作為地層電阻率測量值的函數的基礎上作為電阻率的 函數的飽和度中的一個標準偏差誤差，所指示的預測線為水飽和度的 最佳預測測量。
圖7顯示孔隙度12%的地層的例子。注意相對於之前的較高孔隙 度的例子，在這個較低孔隙度地層中水飽和度誤差的增加。圖7中的 線代表在單一孔隙度作為地層電阻率測量值的函數的基礎上水飽和度 的誤差。所指示的預測線為水飽和度的最佳預測測量。注意相對於圖6 中的圖表，誤差的增加。
滲透率不確定性的確定
滲透率定義了流體在儲層中流動的能力。這個重要參數，與水飽 和度一起，用於確定儲層的生產性。為了確定滲透率中不確定性的數量，執行與前面部分相同的過程。
滲透率方程通過與孔隙度和水飽和度的關係局部地被建立。作為
例子，以下方程是為中東泥盆紀沙巖建立的關係
-200(0>4'5)-
(3)
Sw2
其中K是以毫達西(md)為單位的滲透率，①是由測井數據計算的孔 隙度以及Sw是水飽和度。
完成來自孔隙度和水飽和度的誤差分析的結果以定義滲透率中的 誤差。圖8是所計算滲透率和相關誤差的log-正態分布的圖示。在偏度 基礎上，70.28%的標準偏差代表一個標準偏差。在這個例子中，在2 歐姆-米(±7%，印製的)地層電阻率、孑L隙度(0.25士lpu)、常數原 生水電阻率、膠結指數2 (土10% )和飽和度指數2 (±10% )的基礎上， 觀察到2.67-5.57md的滲透率範圍。然後多個數值分析被用於代表參數 的範圍。
圖9-10分別是顯示兩個不同孔隙度值24%和6%時滲透率作為 電阻率的函數的模擬運行的圖表。各線代表了滲透率相關的誤差棒。 注意在較低孔隙度地層中誤差的增加。
模型校準
模型校準是將所計算數據與實際流動分析相比較的過程。流動測 試的結果用於確定描述地層是生產性還是非生產性的截止值(cut-off )。 這些限制施加在兩個計算的參數一水飽和度和滲透率上。圖11和12 通過設置截止線例如水平的黑線在流動測試結果的基礎上確定該區域 是生產性或非生產性而顯示這個問題，圖11的水飽和度表上施加了水 飽和度截止線，以及圖12的滲透率表上施加了滲透率截止線。在這些 例子中，分別使用了 65%和0.4md的水飽和度和滲透率。
圖13和14分別顯示現有技術中使用水飽和度和滲透率分析的生 產地帶的分類，其或者為正或者為負，因此缺乏任何不確定性的確定， 該不確定性值得被測試的儲層進一步的測試和數據獲得。
參考圖11和12，截止線和上方預測和較低值的相交將被測試的儲 層分為三個區域，如在本發明中使用的1. 對於水飽和度；
a. 上方界限以上確定的碳氫化合物生產力；
b. 下方界限以下確定的無碳氫化合物生產力；以及
c. 上方和下方之間不確定的碳氫化合物生產力。
2. 對於滲透率
a. 上方界限以上確定的流動
b. 下方界限以下確定的非流動；以及
c. 上方和下方界限之間不確定的流動。
圖15和16分別顯示使用本發明中對水飽和度和滲透率的分析和 截止線的確定對被測試的儲層的生產地帶的這些新定義的分類。
軟體設計
在典型儲層中，巖石特性在每一深度區間都有改變，因而單個點 不能解決量化整個區間的不確定性的問題。為了解決這個問題，使用 圖1中的系統IO使用預先確定的蒙特卡羅軟體程序20在不同孔隙度 值實施幾個蒙特卡羅分析，蒙特卡羅軟體程序20執行已知的蒙特卡羅 技術，例如，在美國專利No.4，926，394和No.5，586,082中所描述的，它 們的每一個在此通過引用被整體併入。
以典型地層為基礎，選擇孔隙度值為0%到30%之間。然後使用 截止線在每一孔隙度點確定上方和下方邊界點。預先確定的軟體程序 20被用於識別在上方邊界以上的、在下方邊界以下的、以及邊界之間 的地帶。對水飽和度和滲透率K都實施這個分析。可以使用彩色編碼 圖案在顯示器26上標識每一圖表展示的區域24，例如如圖17-23所 示的那樣。
對於水飽和度，各區域可按照碳氫化合物飽和度超出或低於臨界 邊界或具有分析上的不確定性不能被求解的區域被指示。對於滲透率， 各區域可被指示為具有足夠或非足夠的巖石滲透率以使流體流動，或 具有分析上的不確定性不能被求解的區域。
圖18分別顯示對水飽和度和滲透率的分析，在第一個測試井的示 例的展示的最後幾列。如圖18從右數第二列所示，對於水飽和度(Sw 列)，不同顏色的陰影可代表不同材料和特性。例如紅色可代表碳氫 化合物，橙色可代表不確定區域以及青色可代表水。在圖18右邊最後的軌(lasttrack)中，對於滲透率(K)列，綠色可代表確切的流動， 橙色可代表不確定流動區域以及棕色可代表無流動的區域。
場地測試結果
該分析已在不同場地中的多個井中被測試。各井的所有分析均與 實際流動測試結果相比較。在所有這些情況下，各分析預測了實際的 測試結果並證實對優化測井和測試工作十分有效。以下是在這些不同 場地中已被展示的六個例子，其中圖18-23分別顯示對這六個井的水 飽和度和滲透率的分析。
井1被鑽至15,715英尺，被測井、測試，然後繼續鑽到更深目標 並再次測井。圖18中所示的Sw和K測井決定表示碳氫化合物豐產區 間為從15，618到15,740英尺。如圖18中所示的，井測試結果、NMR 儀器和電纜地層測試儀器均證實測井決定結果所表示的生產性區間 以及無氣-水接觸。
井2被鑽至14,000英尺並實施棵眼井測試。在此測試前未進行測 井以及當把井鑽到總深度(TD)後完成的測井顯示該測試實際上將下 方儲層和上方儲層混合了 5英尺。如圖19所示，Sw測井決定將兩個 儲層都識別為產碳氬化合物。然而，下方儲層的K測井決定表示關於 流動能力的不確定性結果。只有上方儲層具有確定的流動能力。儘管 該井生產了四千一百萬標準立方英尺(mmscf/d)的碳氫化合物，該測 試未解決下方儲層的不確定性。
井3被鑽孔、測井和完成套管井測試。如圖20所示，在多數測試 區間上K測井決定是棕色的，表示緊密的儲層，它確實顯示大約四英 尺的具有流動能力的地帶。幾乎整個Sw測井決定證實這是產碳氫化合 物區間。來自套管井測試的低比率證實了低產帶和K測井決定在多數 鑿孔的區間上所見到的緊密儲層響應。
在圖21示出的第4個井中，隨深度增加的水飽和度促進了將能夠 定位自由水的套管井測試程序。上方測試流動氣體(The upper test flowed gas)和冷凝物以及依照Sw和K測井決定的預期是無水的。下 方地帶被加入以及地帶被混合。在這個測試區間Sw測井決定在15,900 英尺處識別出水。來自混合測試的測試結果包括33桶/天(bbl/d)的 地層水。井5是開發井。使用基礎的一套測井數據測量值來測井，以及管 線延伸至TD。如圖22中所示，Sw決定測井記錄識別在整個儲層目標 沙地為緊密的。Sw決定記錄顯示，靠近頂部的地帶為水，而在多數區 間是不確定的。該井被測試並被證實為緊密的產水沙地。該井對於地 面將不會生產(would not produce to surface)，並且92桶地層水通過 氮氣氣舉法(nitrogen lifting)重新獲得。
井6作為開發井被鑽井。如圖23所示，電阻率測井顯示了主要儲 層包的不尋常下降。關於什麼導致了從15,115英尺到15,160英尺的電 阻率下降建立了很多理論。它似乎是長過渡帶以及這個帶的底部10英 尺在井的完成階段期間被測試。Sw和K測井決定表示將產生水。230 bbl/d的水比率是穩定的。
對水的地球化學分析證實它是地層水。如圖23中所示，該地帶還 產生氣體，並且穿過該孔Sw測井決定確實顯示了 2-3英尺的不確定 區間而K測井決定顯示它具有流動能力。基於這些結果該井被完成至 15,100以避開該產水地帶。
如圖18-23中的在Sw和K標題下的測井決定中所示出的，本發 明已被證明用於確定生產地帶和非生產地帶確定性的程度，使能夠作 出是否測試、激發或放棄地帶的決定。此外，如果需要更多數據，這 個方法可用於優化電纜測井數據，並且如果實驗室測量數據具有明顯 的變化和/或不確定性，這個方法可用於建議將來的芯巖採樣.
儘管在此示出和描述了本發明的優選實施例，很明顯的是每一這 樣的實施例僅以舉例的方式提供。在不背離本發明的情況下，本領域 技術人員可做出多種變化、改變和替代。因此，本發明僅由所附權利 要求的精神和範圍所限定。
權利要求
1.一種用於識別儲層巖石中的碳氫化合物生產地帶的系統，包含處理器，用於使用預先確定的軟體程序處理來自儲層內井孔的測井測量值以執行對測井測量值的蒙特卡羅數值分析，以產生和輸出對應於巖石學模型的數據，所述巖石學模型表示限定生產地帶、非生產地帶和不確定的生產性地帶的水飽和度和滲透率的統計分布。
2. 權利要求1所述的系統，還包括顯示器，用於顯示限定生產地帶、非生產地帶和不確定的碳氫化 合物生產性地帶的輸出數據。
3. 權利要求2所述的系統，其中所述顯示器為彩色顯示器，其使用 不同的彩色編碼用於生產地帶、非生產地帶和不確定的碳氫化合物生 產性地帶。
4. 權利要求1所述的系統，其中依據方程(2)，處理器根據測井 測量值確定儲層的水飽和度其中Sw是水飽和度，Rw是原生地層水的電阻率，O是由測井測量值 計算的孔隙度，Rt是由測井數據計算的地層電阻率，n是飽和度指數， 以及m是膠結指數。
5.權利要求4所述的系統，其中依據方程(1)，處理器根據測井 測量值確定儲層的孔隙度Pma /^/7wW ( 1 )其中O)是地層孔隙度，pma是巖石的體基質密度，pb是由密度工具測 量的體密度，pfluid是孔隙空間內的流體密度。
6. 權利要求4所述的系統，其中O大約是0.25， Rw大約是0.012歐 姆-米，Rt大約是2歐姆-米，m大約是2以及n大約是1.6。
7. 權利要求1所述的系統，其中依據方程(3)，處理器根據測井 測量值確定儲層的滲透率formula see original document page 3其中K是以毫達西(md)為單位的滲透率，O是由測井數據計算的孔 隙度以及Sw是水飽和度。
8. 權利要求7所述的系統，其中依據方程(1)，處理器根據測井 測量值確定儲層的孔隙度formula see original document page 3其中O是地層孔隙度，pma是巖石的體基質密度，pb是由密度工具測 量的體密度，pfluid是孔隙空間內的流體密度。
9. 權利要求7所述的系統，其中孔隙度O)大約是0.25。
10. —種用於識別碳氫化合物生產地帶的系統，包括 輸入設備，其用於接收與儲層相關的包括水飽和度數據、孔隙度數據和滲透率數據的測井測量值；處理器，其在工作上與輸入設備相連接並包括用於執行預定的軟體程序以實施對測井測量值的蒙特卡羅數值 分析來產生巖石學模型數據的裝置，所述巖石學模型數據表示限定生 產、非生產和不確定的碳氫化合物生產性地帶的水飽和度和滲透率的 統計分布；和顯示器，其用圖形顯示生產地帶、非生產地帶和不確定的生產性 地帶。
11. 權利要求10所述的系統，其中所述顯示器是使用不同的彩色編 碼的生產地帶、非生產地帶和不確定的碳氫化合物生產性地帶的彩色 顯示器。
12. 權利要求IO所述的系統，其中處理器包括 用於依據方程(2)由測井測量值確定儲層的水飽和度的裝置formula see original document page 3其中Sw是水飽和度，Rw是原生地層水的電阻率，O是由測井測量值計算的孔隙度，Rt是由測井數據計算的地層電阻率，n是飽和度指數， 以及m是膠結指數。
13. 權利要求12所述的系統，其中處理器包括 用於依據方程(1)由測井測量值確定儲層的孔隙度的裝置formula see original document page 4( 1 )其中O)是地層孔隙度，pma是巖石的體基質密度，pb是由密度工具測 量的體密度，pfluid是孔隙空間內的流體密度。
14. 權利要求12所述的系統，其中①大約是0.25， Rw大約是0.012 歐姆-米，Rt大約是2歐姆-米，m大約是2以及n大約是1.6。
15. 權利要求IO所述的系統，其中處理器包括 用於依據方程(3)由測井測量值確定儲層的滲透率的裝置formula see original document page 4(3)其中K是以毫達西(md)為單位的滲透率，①是由測井數據計算的孔隙度以及Sw是水飽和度。
16.權利要求15所述的系統，其中處理器包括 用於依據方程(1)由測井測量值確定儲層的孔隙度的裝置formula see original document page 4(i)其中O是地層孔隙度，pma是巖石的體基質密度，pb是由密度工具測 量的體密度，pfluid是孔隙空間內的流體密度。
17. 權利要求15所述的系統，其中孔隙度O)大約是0.25。
18. —種用於識別碳氫化合物生產地帶的方法，包括 通過輸入設備接收與儲層相關的包括水飽和度數據、孔隙度數據和滲透率數據的測井測量值；將測井測量值傳送至在工作上與輸入設備相連接的處理器； 執行預定的軟體程序以實施對測井測量值的蒙特卡羅數值分析； 產生巖石學模型數據，所述巖石學模型數據表示限定生產、非生產和不確定的碳氫化合物生產性地帶的水飽和度和滲透率的統計分布；以及藉助顯示裝置顯示生產、非生產和不確定的生產地帶。
19. 權利要求18所述的方法，其中對生產、非生產和不確定的碳氫 化合物生產性地帶的顯示包括藉助彩色顯示裝置，使用不同的彩色編碼顯示生產、非生產和不 確定的碳氫化合物生產性地帶。
20. 權利要求18所述的方法，其中執行預定的軟體程序以實施對測 井測量值的蒙特卡羅數值分析包括將測井測量值應用於預先確定的方程以確定儲層的孔隙度、水飽 和度和滲透率。
全文摘要
識別碳氫化合物產物的儲層地帶的系統和方法，其使用蒙特卡羅數值分析考慮測井數據測量值和巖性參數中的不確定性。測井儀器響應和巖芯測量以及儲層不均質性中的隨機誤差被併入蒙特卡羅模擬，從而輸出適當的巖石模型，以計算飽和度和滲透率的統計分布，用以限定生產、非生產和生產性不確定地帶，做為決定是否需要另外的測井、取芯巖或井測試數據以重新將不確定地帶分類為生產或非生產地帶的基礎。由於該分析中量化了不確定性，確定生產地帶或非生產地帶的確定性程度是已知的並可用於決定是否進一步測試、激發或放棄儲層地帶。
文檔編號G01V1/40GK101583884SQ200780014570
公開日2009年11月18日 申請日期2007年2月23日 優先權日2006年2月24日
發明者C·布雷福德, D·G·凱西, H·阿爾-瓦希德, R·Y·埃瓦扎德 申請人:沙烏地阿拉伯石油公司