本發(fā)明涉及模擬碳?xì)浠衔锏叵聝?hydrocarbonsubterranean?reservoir)的至少一個特性以用于開采儲層的方法。本發(fā)明還涉及模擬碳?xì)浠衔锏叵聝拥闹辽僖粋€特性以用于開采儲層的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、碳?xì)浠衔锾烊淮嬖谟诘乇硐碌牡刭|(zhì)構(gòu)造(即碳?xì)浠衔锏叵聝?中，并且代表一次能源。這些碳?xì)浠衔锟梢员贿M(jìn)一步加工成合適的能源形式以滿足地球人口的能源需求。

2、碳?xì)浠衔锏叵聝油ǔＪ怯扇舾商匦曰驅(qū)傩员碚骰蛎枋龅膸r石。這些特性或?qū)傩园ǖ卣?、測井和巖石物理屬性，其在空間上(例如沿儲層的不同空間位置)和尺度(例如在粗尺度與細(xì)尺度之間)上變化，并且其可能高度依賴于其他儲層屬性。例如，儲層中的壓力可能取決于儲層的溫度。儲層屬性的其他示例包括在地質(zhì)介質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)的儲層的孔隙率(例如非固體材料空間)、儲層的滲透性(例如流體流動能力)以及儲層的碳?xì)浠衔镲柡投?例如碳?xì)浠衔锵鄬τ谄渌黧w的體積)。這些和其他屬性的值通常必須滿足某些標(biāo)準(zhǔn)，以便例如通過測井來開采儲層。特別地，知道屬性的值有助于針對例如改進(jìn)的井位和井操作的決策制定，并且因此提供具有成本效益和經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢。因此，最重要的是意識到并知道這些屬性的一個或多個值。知道未來時(shí)刻的這些屬性的一個或多個值，例如知道它們隨時(shí)間的發(fā)展，具有進(jìn)一步改進(jìn)決策制定的潛力。

3、為了確定屬性的一個或多個值，可以執(zhí)行測井或聲波測井測量，然而，由于測試程序或操作時(shí)間約束以及/或者受到固有地與測量相關(guān)聯(lián)的不精確性，這些測量是昂貴的、受限的。因此，在處理數(shù)據(jù)時(shí)需要校正測量數(shù)據(jù)，這是一個詳盡的任務(wù)。常常，時(shí)間和/或成本限制通常是放棄獲取、校正和/或處理屬性的值的主導(dǎo)因素。此外，對代表更復(fù)雜的地下儲層的屬性的值的解釋存在困難并且可能無法確定。此外，不是所有的屬性都可以通過測量來捕獲，并且它們的值無法在將來的時(shí)刻被測量。例如，干巖石屬性通常在巖心樣本中測量或取決于參考描述。最佳描述應(yīng)來源于直接測試，但由于成本而經(jīng)常省略直接測試。

4、已知執(zhí)行儲層模擬以預(yù)測儲層的屬性。具體地，儲層模擬是流體力學(xué)的分支，并且致力于通過地下碳?xì)浠衔?例如石油或天然氣)儲層形式的非均勻多孔介質(zhì)的多相流的數(shù)值模擬。通過在這些儲層中鉆一個或更多個井來生產(chǎn)石油和天然氣通常伴隨著水的共同產(chǎn)生，水總是天然存在于任何碳?xì)浠衔飪又?。為了增加石油產(chǎn)量并確保足夠的儲層壓力，通常還需要鉆一個或更多個注入井。因此，可以將氣體、水或化學(xué)物質(zhì)(例如聚合物)注入到儲層中以增加水的粘滯性。通過指定井中的流量(flow?rate)、壓力和閥設(shè)置來控制通過一個或更多個注入井和一個或更多個生產(chǎn)井的流動，所述流量、壓力和閥設(shè)置可以隨時(shí)間變化。在這種背景下，儲層的井的最佳操作取決于多種屬性，其進(jìn)一步取決于時(shí)間和空間，例如儲層的不同空間位置。

5、然而，仍然存在如下這樣的大量屬性，這些屬性的一個或多個值根本不能確定，或者不能以足夠的精確度或以快速且具有成本效益的方式確定。因此，這提出了可以被稱為小數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)的問題，即一些數(shù)據(jù)是已知的，其中一些數(shù)據(jù)在多學(xué)科系統(tǒng)中是未知的。換言之，小數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)可以被描述為如下情況：與不存在或受限的其他數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)類型相比，存在一些數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)類型過多。這需要數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法以便于確定這樣的缺失數(shù)據(jù)。

6、因此，需要提供一種以具有成本效益且快速的方式確定碳?xì)浠衔锏叵聝拥囊粋€或多個屬性的一個或多個值的方法。

7、在us2021/0149070?a1中做出了努力，其涉及一種用于應(yīng)用彈性屬性約束來對偽組分的分布進(jìn)行建模的地下儲層建模方法。所提出的方法限于元啟發(fā)式優(yōu)化過程，尤其限于利用外部罰函數(shù)(epf)的可變鄰域粒子群優(yōu)化(vnpso)。此外，它包括嵌套優(yōu)化方法，并且因此限于特定的工作流。此外，數(shù)據(jù)增強(qiáng)的vnpso+epf方法是時(shí)間且計(jì)算密集的。

8、已經(jīng)進(jìn)行了進(jìn)一步的嘗試以提供使用數(shù)值模型的用于開采儲層的相應(yīng)數(shù)據(jù)增強(qiáng)方法。示例性地參考travis?ramsay和halliburton的貢獻(xiàn)：在英國倫敦舉行的eage會議及展覽(2019)呈現(xiàn)的“small?data?driven?metaheuristic?petro-elastic?modeldevelopment?using?seismic?inversion”，spe-195491-ms，以及brandonthibodeaux等人的貢獻(xiàn)：在阿聯(lián)酋阿布扎比舉行的儲層表征與模擬會議及展覽(2019)呈現(xiàn)的“closed-loopintegrated?time-lapse?seismic?feasibility?inamberjackfield-deepwater?offshoregulf?of?mexico”，spe-196670-ms。這兩種貢獻(xiàn)的技術(shù)具有類似于us2021/0149070?a1的限制和缺陷。

9、針對該背景，本發(fā)明的目的是改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。特別地，目的是提供一種增強(qiáng)以小數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)為特征的領(lǐng)域中的未知數(shù)據(jù)的改進(jìn)的方法。目的是提供一種用于改進(jìn)和促進(jìn)模擬碳?xì)浠衔锏叵聝拥奶匦砸杂糜陂_采儲層的方法。一般地，目的是改進(jìn)地下儲層的開采。

10、從以下描述中變得明顯的這些和其他目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法、根據(jù)權(quán)利要求15的系統(tǒng)和根據(jù)權(quán)利要求16的計(jì)算機(jī)程序來解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一方面涉及一種用于模擬碳?xì)浠衔锏叵聝拥闹辽僖粋€特性以用于開采所述儲層的方法。該方法可以用于確定和預(yù)測儲層的特性，以促進(jìn)例如儲層的最佳生產(chǎn)或開采。在一個示例中，可以根據(jù)模擬的特性有利地調(diào)整生產(chǎn)速率，這以經(jīng)濟(jì)的方式改進(jìn)了開采。此外，該方法可以幫助確定不能以具有成本效益的方式以高精確度測量的特性。因此，最終提高了儲層的開采。

2、碳?xì)浠衔锏叵聝拥囊粋€或多個特性可以理解為包括與儲層相關(guān)聯(lián)并且可以用來描述和/或開采儲層的任何參數(shù)。在一個示例中，這可以包括儲層壓力、鉆井孔損壞或障礙以及滲透性變化。儲層的一個或多個特性還可以描述儲層的行為或狀況。

3、儲層由至少第一屬性、第二屬性和第三屬性表征，其中第一屬性、第二屬性和第三屬性彼此不同并且根據(jù)關(guān)系彼此關(guān)聯(lián)。儲層可以由若干屬性表征。示例性地，儲層可以由靜態(tài)和/或動態(tài)儲層屬性例如石油物理、巖石物理和/或地質(zhì)力學(xué)屬性表征。其他示例是初級波速度(vp)和次級波速度(vs)。此外，提供了至少第一屬性、第二屬性和第三屬性之間的關(guān)系。該關(guān)系可以是物理關(guān)系，即屬性可以根據(jù)一個或更多個物理定律彼此相關(guān)，一個或更多個物理定律可以通過數(shù)學(xué)公式表達(dá)。該關(guān)系還可以通過一個或更多個經(jīng)驗(yàn)法則來建立，其中先前已經(jīng)觀察到第一屬性、第二屬性和第三屬性的行為以確定它們之間的關(guān)系。作為示例，可以知道，初級波速度(vp)對巖石孔隙中的流體屬性敏感。這兩個屬性的這種相關(guān)性可以憑經(jīng)驗(yàn)描述。類似地，可以知道次級波速度(vs)對流體屬性不敏感。此外，可以使用比率vp/vs來對儲層的巖性進(jìn)行分類以建立關(guān)系。該關(guān)系還可以通過一個或更多個物理定律和一個或更多個經(jīng)驗(yàn)法則的組合來提供。儲層的一種屬性可以通過儲層的其他屬性限定或描述，其中該限定或描述可以由關(guān)系提供。

4、該方法包括確定儲層的第一屬性的值的步驟，該步驟包括以下步驟：提供儲層的第二屬性的預(yù)定值；提供儲層的第三屬性的輸入值；提供儲層的第一屬性的第一不確定性分布；以及在確定第一屬性的值時(shí)，至少部分地使用第一不確定性分布、第二屬性的預(yù)定值、屬性之間的關(guān)系以及第三屬性的輸入值來執(zhí)行優(yōu)化操作。儲層的屬性(例如壓力)可以具有值。屬性可以取決于時(shí)間和空間，并且可以沿儲層的空間位置變化。因此，屬性也可以具有兩個或更多個或多個值，例如任何張量(描述與向量空間相關(guān)的代數(shù)對象組之間的多線性條件的代數(shù)對象)，即滲透性或連通孔隙率。不確定性分布也可以被認(rèn)為包括值的范圍，例如合理值的范圍。

5、確定最初可能未知的第一屬性的值。

6、提供第二屬性的預(yù)定值。第二屬性的預(yù)定值可以是使用合適的測量技術(shù)或基于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的方法的一個或更多個先前應(yīng)用先前得出的，或者是基于例如工程專業(yè)知識估計(jì)的。

7、此外，提供第三屬性的輸入值。例如，第三屬性的輸入值可以是使用合適的測量技術(shù)或基于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的方法的一個或更多個先前應(yīng)用而先前得出的，或者是基于例如工程專業(yè)知識或基于關(guān)于值的分布或合理數(shù)值范圍得出的隨機(jī)猜測而估計(jì)的。

8、提供第一屬性的第一不確定性分布。優(yōu)選地，該分布具有基于第一屬性的適用值的值(即可以被認(rèn)為是物理上適用的值)的下端和上端。然而，也可以例如基于工程專業(yè)知識來應(yīng)用分布的不同的下端和上端值。因此，儲層的第一屬性的第一不確定性分布可以至少部分地基于與第一屬性相關(guān)聯(lián)的值的預(yù)定范圍。當(dāng)期望將待確定的第一屬性的一個或多個值限制為物理上適用的值時(shí)，這可能是有利的。此外，不確定性分布的合適形狀(即當(dāng)用圖表表示時(shí)描述不確定性分布的各個函數(shù)的形狀，或者當(dāng)用圖表表示時(shí)不確定性分布的形狀)可以包括均勻不確定性分布、正態(tài)不確定性分布或高斯不確定性分布、u形不確定性分布、三角形不確定性分布、二次不確定性分布、對數(shù)正態(tài)不確定性分布、負(fù)偏斜不確定性分布或正偏斜不確定性分布。也可以使用這樣的分布的組合。具體地，可以針對第一屬性設(shè)計(jì)不確定性分布的形狀。提供這樣的第一不確定性分布有利地利于考慮在諸如第一屬性的屬性中通常占主導(dǎo)地位的任何變化。例如，屬性可能受到結(jié)構(gòu)變化或不確定性(例如作為第一屬性的總巖石體積的變化或不確定性或者作為第一屬性的孔隙壓力的變化或不確定性)的影響。還可以根據(jù)不確定性圖對變化或不確定性進(jìn)行分類，該不確定性圖可以從與儲層的屬性相關(guān)聯(lián)的波長和/或振幅圖獲得。這是有利的，因?yàn)樘峁┮_定的屬性的變化可以引起該屬性的值的改進(jìn)的確定。這種改進(jìn)的確定可以有助于得出用于改進(jìn)的儲層開采的結(jié)論。通常，儲層的基本屬性的變化或改變總是至少在某種程度上存在。例如，第一屬性可以是儲層的滲透性，其中相應(yīng)值可以被估計(jì)為在下端x1與上端x2之間的范圍內(nèi)。分布范圍可以在x1與x2之間。此外，該分布可以通過正態(tài)形狀或高斯形狀來描述，使得接近但大于下端x1的值和接近但小于上端x2的值相比于x1和x2的平均值的值不太可能出現(xiàn)。該分布也可以通過均勻形狀來描述，使得每個值以相同的可能性出現(xiàn)。例如，不確定性分布也可以被認(rèn)為是值的范圍或合理值的范圍。優(yōu)選地，該分布具有不均勻的形狀。分布的不均勻形狀可以理解為使得在x1與x2的范圍內(nèi)的分布的值以不同的可能性出現(xiàn)以及/或者至少一個值相比于其他值中的一個或更多個具有不同的出現(xiàn)可能性。

9、確定第一屬性的值還包括在確定第一屬性的值時(shí)至少部分地使用第一不確定性分布、第二屬性的預(yù)定值、屬性之間的關(guān)系和第三屬性的輸入值來執(zhí)行優(yōu)化操作。優(yōu)化操作可以理解為根據(jù)一個或更多個標(biāo)準(zhǔn)從一些可用元素或值中選擇最佳或最優(yōu)元素(一個或多個)或最佳或最優(yōu)值(一個或多個)。該標(biāo)準(zhǔn)可以基于與優(yōu)化操作相關(guān)聯(lián)的一個或更多個屬性或值。例如，優(yōu)化操作可以包括使目標(biāo)函數(shù)最大化或最小化，其中目標(biāo)函數(shù)可以包括一個或更多個標(biāo)準(zhǔn)。

10、優(yōu)化操作可以包括使第三屬性的輸入值與計(jì)算值之間的差最小化，其中可以使用屬性之間的關(guān)系、第一不確定性分布和第二屬性的預(yù)定值來確定計(jì)算值。由此，可以以快速且具有成本效益的方式高精確度地確定第一屬性的值。對不確定性分布的考慮甚至進(jìn)一步提高了第一屬性的值的確定的精確度和可靠性。

11、在另一步驟中，該方法包括在模擬碳?xì)浠衔锏叵聝拥闹辽僖粋€特性以用于開采所述儲層時(shí)應(yīng)用所確定的第一屬性的值。因此，先前通過執(zhí)行優(yōu)化操作確定的第一屬性的值現(xiàn)在被應(yīng)用于模擬儲層的至少一個特性的上下文中。換言之，通過考慮第一不確定性分布而準(zhǔn)確確定的值現(xiàn)在使得能夠改進(jìn)對儲層的開采。

12、可以應(yīng)用本發(fā)明的方法來以高精確度在潛在地長時(shí)間段內(nèi)模擬儲層的行為，并且由此改進(jìn)儲層的開采。改進(jìn)的開采可以示例性地需要至少部分地基于所模擬的儲層的一個或多個特性來放置測井。另一示例是調(diào)整與放置的測井相關(guān)聯(lián)的參數(shù)以增加儲層的產(chǎn)量。此外，該方法改進(jìn)了現(xiàn)有的集成工作流，例如地理機(jī)械建模、虛擬電纜測井、地理轉(zhuǎn)向、4d地震驅(qū)動歷史匹配和其他工作流。特別地，該方法提供了對確定的數(shù)據(jù)(例如第一屬性)的統(tǒng)計(jì)評估的考慮，并且由此改進(jìn)了儲層的開采。

13、該方法的應(yīng)用可以擴(kuò)展到其他技術(shù)領(lǐng)域和跨學(xué)科，包括以有限或缺失數(shù)據(jù)為特征的多個維度的數(shù)據(jù)和/或?qū)傩?。在一個示例中，該方法可以是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。整個方法可以是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的或者僅是一些方法步驟。

14、在上文中，第一屬性、第二屬性和/或第三屬性中的一個或更多個可以是n維結(jié)構(gòu)，其中n是大于0、1、2或者大于或等于3的數(shù)。此外，第一屬性、第二屬性和/或第三屬性中的一個或更多個也可以各自依賴于空間和時(shí)間以及/或者包括多個子屬性。

15、在優(yōu)選實(shí)施方式中，執(zhí)行優(yōu)化操作包括：至少部分地基于第一屬性的第一不確定性分布來計(jì)算第一屬性的采樣值；至少部分地基于所計(jì)算的第一屬性的采樣值和屬性之間的關(guān)系來計(jì)算第三屬性的輸出值；選擇所計(jì)算的第三屬性的輸出值中最接近第三屬性的輸入值的值；以及根據(jù)與選擇出的所計(jì)算的第三屬性的輸出值中最接近第三屬性的輸入值的值相對應(yīng)的所計(jì)算的第一屬性的采樣值來確定第一屬性的相應(yīng)值。該方法包括計(jì)算第一屬性的采樣值，該第一屬性是儲層的未知的且需要確定的屬性。至少部分地使用第一屬性的第一不確定性分布來執(zhí)行該計(jì)算。例如，根據(jù)第一不確定性分布基于采樣值的出現(xiàn)概率來計(jì)算采樣值。這樣的屬性通常固有的變化或改變值可以有利地與不確定性分布一起考慮。基于屬性(例如第一屬性、第二屬性和第三屬性)之間的關(guān)系來計(jì)算第三屬性的輸出值。在該計(jì)算步驟中，采樣值被用作第一屬性的值。此外，在屬性之間的關(guān)系中使用所提供的儲層的第二屬性的預(yù)定值來計(jì)算輸出值。屬性可以具有多個維度，例如相對于空間或相對于儲層的空間軸以及相對于時(shí)間，并且因此可以提供一種關(guān)系，該關(guān)系對于未知值不能以直接的方式求解。

16、在一個示例中，可以通過顯式計(jì)算方案來計(jì)算通過關(guān)系與另一屬性或另外多個屬性(例如第二屬性和第三屬性)關(guān)聯(lián)的屬性(例如第一屬性)的未知值。在另一示例中，可能不是這樣的情況，使得可能不能通過關(guān)系的簡單重組來明確地計(jì)算未知值。優(yōu)選地，第一屬性的所有采樣值被用作第一屬性、第二屬性和第三屬性之間的關(guān)系中的第一屬性的值，以計(jì)算第三屬性的輸出值。然后，選擇所計(jì)算的第三屬性的輸出值中的一個值，其優(yōu)選地是與第三屬性的輸入值最接近的值。關(guān)于這一方面，基于第三屬性的輸入值與輸出值之間的絕對差，最接近的值可以是最接近第三屬性的輸入值的值。此外，在多維屬性的情況下，選擇所計(jì)算的輸出值的值可以使用l1范數(shù)來執(zhí)行，即通過形成每個維度中的所計(jì)算的輸出值與每個維度中的輸入值之間的絕對差的和。在另一示例中，選擇所計(jì)算的輸出值的值可以使用l2范數(shù)來執(zhí)行，即通過形成每個維度中的所計(jì)算的輸出值與每個維度中的輸入值之間的差的平方和。此外，該方法包括根據(jù)所計(jì)算的采樣值確定第一屬性的相應(yīng)值，所計(jì)算的采樣值對應(yīng)于選擇出的所計(jì)算的第三屬性的輸出值的值。這意味著確定了第一屬性的值，當(dāng)在屬性之間的關(guān)系中使用第一屬性的該值時(shí)，該值產(chǎn)生所計(jì)算的選擇出的所計(jì)算的第三屬性的輸出值的值。該方法可以通過考慮第一屬性的值的潛在變化來幫助以具有成本效益且在統(tǒng)計(jì)上穩(wěn)健的方式確定第一屬性的值。

17、優(yōu)選地，第一屬性、第二屬性、第三屬性中的一個或更多個屬性的值具有第一數(shù)據(jù)類型，并且第一屬性、第二屬性、第三屬性中的一個或更多個屬性的值具有不同于第一數(shù)據(jù)類型的第二數(shù)據(jù)類型。值的數(shù)據(jù)類型可以理解為描述可以如何表示、使用和/或處理值的方式。例如，整數(shù)可以是表示數(shù)字的數(shù)據(jù)類型，例如不具有浮點(diǎn)。作為另一示例，實(shí)數(shù)值可以由浮點(diǎn)表示。數(shù)據(jù)類型的其他示例包括字符、字符串或布爾。例如，第一屬性的一個或多個值的數(shù)據(jù)類型可以不同于第二屬性的一個或多個值的數(shù)據(jù)類型。因此，該方法可以處理不同的數(shù)據(jù)類型。儲層屬性的值通常具有不同的數(shù)據(jù)類型，并且反映這些可以提高確定屬性的缺失值的精確度。這可以通過整數(shù)編程來實(shí)現(xiàn)，該整數(shù)編程可以被理解為如下技術(shù)，其中屬性的值可以被限制為整數(shù)。因此，可以改進(jìn)儲層的開采。

18、另外優(yōu)選地，第一數(shù)據(jù)類型是整數(shù)值數(shù)據(jù)類型，并且在執(zhí)行優(yōu)化操作的步驟期間保存第一數(shù)據(jù)類型。另外優(yōu)選地，在該方法的任何或所有步驟期間保存第一數(shù)據(jù)類型。一個或更多個屬性可以是整數(shù)值數(shù)據(jù)類型，其可以在執(zhí)行優(yōu)化操作期間被保存或維護(hù)。因此，數(shù)據(jù)類型不被改變。例如，優(yōu)選地貫穿該方法，整數(shù)保持為整數(shù)。因此，該方法可以有利地不需要預(yù)處理和/或后處理來在優(yōu)化操作之前和/或之后或在該方法的任何其他步驟期間改變數(shù)據(jù)類型。這種預(yù)處理和/或后處理可能不利地影響第一屬性的確定，因?yàn)槔缫赃@種方式可能引入舍入誤差，并且通過附加的處理步驟可能減慢確定。因此，該方法可以進(jìn)一步促進(jìn)第一屬性的值的改進(jìn)的確定。

19、例如，屬性可以是巖石類型，其中整數(shù)值1、2、3和4分別表示巖石類型“粉砂巖(高孔隙率)”、“粉砂巖(低孔隙率)”、“頁巖”和“白云石”。其他屬性也可以被分類為整數(shù)值。使用和保存表示一個或多個屬性的值的整數(shù)值數(shù)據(jù)類型可以通過整數(shù)編程來實(shí)現(xiàn)，整數(shù)編程提供了在將該方法應(yīng)用于計(jì)算機(jī)的情況下需要消耗甚至更少的計(jì)算機(jī)存儲器的優(yōu)點(diǎn)。整數(shù)編程可以被理解為如下技術(shù)，其中屬性的值可以被限制為整數(shù)。特別地，整數(shù)可能比浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型或其他數(shù)據(jù)類型需要更少的存儲器。

20、另外優(yōu)選地，第二數(shù)據(jù)類型不同于整數(shù)值數(shù)據(jù)類型，優(yōu)選地為實(shí)值數(shù)據(jù)類型。在執(zhí)行優(yōu)化操作的步驟期間可以保存第二數(shù)據(jù)類型。另外優(yōu)選地，在該方法的任何或所有步驟期間保存第二數(shù)據(jù)類型。例如，第一屬性是整數(shù)值數(shù)據(jù)類型，而第二屬性是實(shí)值數(shù)據(jù)類型。因此，該方法優(yōu)選地允許同時(shí)處理整數(shù)值數(shù)據(jù)類型和實(shí)值數(shù)據(jù)類型的屬性。這可能是有利的，因?yàn)樵谡麄€優(yōu)化操作或方法的任何或所有步驟中，屬性(例如在一個方向上的位移)可以被保存或維護(hù)為實(shí)值數(shù)據(jù)類型，而另一屬性或其他屬性可以被保存為整數(shù)值數(shù)據(jù)類型。因此，該方法可以例如在優(yōu)化操作期間同時(shí)處理兩種數(shù)據(jù)類型。因此，在優(yōu)化操作之前和/或之后或者在方法的任何其他步驟期間，不需要預(yù)處理和/或后處理來改變數(shù)據(jù)類型。

21、在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，執(zhí)行優(yōu)化操作包括：提供初始生成對抗網(wǎng)絡(luò)gan；可選地使用與儲層相關(guān)聯(lián)的預(yù)定數(shù)據(jù)，至少部分地使用第一不確定性分布、第二屬性的預(yù)定值、屬性之間的關(guān)系和/或第三屬性的輸入值來訓(xùn)練初始gan，以獲得經(jīng)訓(xùn)練的gan；以及在確定第一屬性的值時(shí)使用經(jīng)訓(xùn)練的gan。因此，gan用于以快速且具有成本效益的方式確定第一屬性的值。提供初始gan，并且然后對其進(jìn)行訓(xùn)練。有利地，與典型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比，這可能需要較少的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，因?yàn)槌跏糶an和經(jīng)訓(xùn)練的gan各自包括兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。用于初始gan的訓(xùn)練數(shù)據(jù)可以是第一不確定性分布、第二屬性的預(yù)定值、關(guān)系和/或第三屬性的輸入值。此外，可以使用與儲層相關(guān)聯(lián)的附加預(yù)定數(shù)據(jù)。該附加預(yù)定數(shù)據(jù)可以被稱為第一屬性、第二屬性和/或第三屬性的值，或者在另一示例中，被稱為儲層的其他屬性的值。gan可以設(shè)置有作為第一神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的生成器，其生成一個或更多個潛在值，以及作為第二神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的判別器，其評估和/或校正所生成的一個或更多個潛在值。因此，gan的算法結(jié)構(gòu)可以使用兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以生成改進(jìn)的一個或更多個潛在值。這可以包括第一屬性的改進(jìn)的潛在值。應(yīng)用所獲得或經(jīng)訓(xùn)練的gan使得在通過使用生成器和判別器(即兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))確定第一屬性的值時(shí)能夠減少計(jì)算時(shí)間。因此，該方法可以有利地通過使用gan來解決整體數(shù)據(jù)確定，而不是優(yōu)化單個數(shù)據(jù)點(diǎn)。因此，可以在最高等級處解決控制變量(例如第三屬性)的計(jì)算，并同時(shí)確定屬性(例如第一屬性)的未知值。通過使用gan，未知屬性的確定可以被改進(jìn)并且性能更好。例如，與粒子群優(yōu)化(pso)相比，gan可以使得能夠在整個域上同時(shí)確定屬性，而不是一次一個值地確定特定數(shù)據(jù)類型。

22、在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，執(zhí)行優(yōu)化操作包括：至少部分地基于第一屬性的預(yù)定值的子集來應(yīng)用至少一個代理函數(shù)；以及在確定第一屬性的值時(shí)至少部分地使用至少一個代理函數(shù)和第三屬性的輸入值。例如，優(yōu)化操作包括應(yīng)用貝葉斯優(yōu)化。可能的情況是屬性的一些值是已知的，但該屬性的其他值是未知的。在示例中，需要第一屬性的多個值，但是僅給出少量數(shù)據(jù)。在另一示例中，關(guān)系可能是至少部分地不明確的或未知的。在另一示例中，需要第一屬性的多個值，但是僅給出少量數(shù)據(jù)，并且此外關(guān)系是至少部分地不明確的或未知的。在上述示例中的至少一個中，該方法利于提供一個或更多個代理函數(shù)。這些一個或更多個代理函數(shù)可以類似于給定的少量數(shù)據(jù)，即第一屬性的一些值。然后，可以有利地更新一個或更多個代理函數(shù)以提高精確度，例如在給定的少量數(shù)據(jù)與代理函數(shù)之間，以提高剩余數(shù)據(jù)范圍中的精確度。因此，該實(shí)施方式可以有利地處理不明確的或未限定的小數(shù)據(jù)關(guān)系，例如物理或經(jīng)驗(yàn)關(guān)系(一個或多個)。本發(fā)明方法的該實(shí)施方式還可以是性能好的，因?yàn)樗恍枰u估一個或更多個導(dǎo)數(shù)來提高精確度。

23、在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法還包括：優(yōu)選地在模擬碳?xì)浠衔锏叵聝拥闹辽僖粋€特性時(shí)應(yīng)用所確定的第一屬性的值之前，至少部分地基于第一屬性的預(yù)定值來驗(yàn)證所確定的第一屬性的值。驗(yàn)證可以用于確定所確定的第一屬性的值的精確度。第一屬性可以是靜態(tài)或動態(tài)屬性。儲層的一個或多個靜態(tài)屬性通常從與儲層的巖芯樣本相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)測試得到。一個或多個動態(tài)屬性可以從壓縮、剪切聲速和/或巖石密度的線纜測量得到。靜態(tài)屬性和動態(tài)屬性兩者例如可以是指諸如楊氏模量的屬性，但是它們可能受制于該屬性的不同方面，例如時(shí)間方面。靜態(tài)屬性的驗(yàn)證可以包括確定實(shí)現(xiàn)(realizations)的統(tǒng)計(jì)置信區(qū)間。例如，如果該屬性的先前未知值可能僅受到限制，即一些值但不是所有值是已知的，靜態(tài)屬性的驗(yàn)證還可以包括使所確定的屬性(例如第一屬性)的值相對于該屬性的一個或更多個已知值的差異最小化。動態(tài)屬性的驗(yàn)證可以包括確定實(shí)現(xiàn)的至少一個統(tǒng)計(jì)置信區(qū)間。實(shí)現(xiàn)的該區(qū)間可以包括通過該方法從先前未知的確定值生成的實(shí)現(xiàn)，可選地通過涉及從確定值生成的實(shí)現(xiàn)。例如，如果該屬性的先前未知值可能僅受到限制，即一些值但不是所有值是已知的，動態(tài)屬性的驗(yàn)證還可以包括使所確定的屬性(例如第一屬性)的值相對于該屬性的一個或更多個已知值的差異最小化。關(guān)于這一方面，第一屬性的值的一部分可以是已知的，例如第一屬性的值的該部分可以被觀察或測量到。在另一示例中，第一屬性的值的該部分可以從模擬中檢索到。在本文中，“實(shí)現(xiàn)”可以被理解為針對未知數(shù)據(jù)或?qū)傩陨?、確定或估計(jì)的數(shù)據(jù)或值。驗(yàn)證可以不限于如本文所述的本發(fā)明方法的適用性，而是還可以適用于元啟發(fā)式優(yōu)化技術(shù)，如利用外部懲罰函數(shù)(epf)的可變鄰域粒子群優(yōu)化(vnpso)。

24、在優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法還包括：優(yōu)選地在執(zhí)行優(yōu)化操作的步驟之前，優(yōu)選地基于與第一屬性、第二屬性和/或第三屬性相關(guān)聯(lián)的預(yù)定值范圍，將第一屬性的第一不確定性分布、第二屬性的預(yù)定值和/或第三屬性的輸入值轉(zhuǎn)換成一個或更多個量子態(tài)；其中，執(zhí)行優(yōu)化操作包括在確定第一屬性的值時(shí)至少部分地使用一個或更多個量子態(tài)。例如，這是通過應(yīng)用量子計(jì)算來實(shí)現(xiàn)的。量子計(jì)算使得能夠進(jìn)一步減少確定第一屬性的值時(shí)的計(jì)算時(shí)間?？梢钥紤]例如如一個或更多個量子比特(qubits)或量子比特(qbits)所適用的量子態(tài)來計(jì)算屬性的值。作為示例，一旦被測量，量子比特(qubit)或量子比特(qbit)可以處于限定的狀態(tài)|0>或|1>中的任一個，其中|0>或|1>可以是二維向量空間的正交基。量子疊加可以確保n個量子比特以2n(2的n次方)個狀態(tài)的疊加存在。這可以使得能夠指數(shù)地探索針對數(shù)據(jù)集中單個給定未知數(shù)的物理上合理的數(shù)值解之間的復(fù)雜相互作用。此外，由于量子糾纏，可以同時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)集中的多個未知數(shù)的測量。這些值可以通過根據(jù)量子物理定律的量子態(tài)來限定。量子計(jì)算提供了疊加和糾纏。疊加可以被視為其他不同量子態(tài)的線性組合。疊加的量子態(tài)可以形成新的有效量子態(tài)。量子態(tài)可以由量子粒子來描述。在任意和/或跨多個維度(例如跨不同空間維度)存在多個屬性的多個未知值的情況下，對疊加的量子粒子的測量可以使得確定屬性(例如第一屬性)的未知值或一個或更多個屬性的未知值的狀態(tài)解。使用一個或更多個比特的經(jīng)典計(jì)算機(jī)不能提供疊加。因此，量子計(jì)算是高性能的并且提供了對第一屬性的值的快速確定。此外，在量子力學(xué)中，當(dāng)每個粒子的量子態(tài)不能獨(dú)立于其他粒子的量子態(tài)來描述時(shí)，量子粒子可能是糾纏的。然而，可以描述作為整體的系統(tǒng)的量子態(tài)，其中系統(tǒng)可以包括所有量子粒子。因此，與經(jīng)典比特相比，量子態(tài)可以包括0與1之間的另外的值。這減少了計(jì)算時(shí)間?？梢杂欣馗鶕?jù)空間中針對預(yù)期的未解決或未知數(shù)據(jù)的物理上合理或適用解的范圍來縮放量子態(tài)?？梢酝ㄟ^以下示例來理解縮放：可以采用量子計(jì)算機(jī)來確定滿足函數(shù)g(h)作為最小值的參數(shù)h的(先前未知的)值。此外，可以利用所創(chuàng)建的疊加狀態(tài)，使得g(h)可以同時(shí)應(yīng)用于一系列物理上合理或適用的解。此外，可以應(yīng)用可以與偽目標(biāo)函數(shù)相關(guān)聯(lián)的量子干涉效應(yīng)來將量子比特(qubits)或量子比特(qbits)的測量偏置到期望的狀態(tài)集。因此，量子計(jì)算通過更快地確定第一屬性的值進(jìn)一步改進(jìn)了對儲層的至少一個特性的模擬。

25、在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，執(zhí)行優(yōu)化操作包括：優(yōu)選地在模擬碳?xì)浠衔锏叵聝拥闹辽僖粋€特性時(shí)應(yīng)用所確定的第一屬性的值(例如步驟b))之前，至少部分地基于所確定的第一屬性的值提供第一屬性的更新的第一不確定性分布；以及至少部分地使用更新的第一不確定性分布代替第一不確定性分布來重復(fù)執(zhí)行優(yōu)化操作的步驟，以確定第一屬性的更新值，該第一屬性的更新值要用于代替用于步驟b)的所確定的第一屬性的值。在該優(yōu)選實(shí)施方式中，應(yīng)用隨機(jī)單純形近似梯度(stochastic?simplex?approximate?gradient)技術(shù)，優(yōu)選地與應(yīng)用自助法(bootstrapping)結(jié)合地應(yīng)用。隨機(jī)單純形近似梯度技術(shù)是基于梯度的優(yōu)化技術(shù)，使得它通常確定導(dǎo)數(shù)以達(dá)到或接近目標(biāo)。在該實(shí)施方式中，在確定第一屬性的值之后，采用自助法技術(shù)來利用解空間在解(即第一屬性的值)處的總體連通性。自助法有利地通過改變第一解并計(jì)算例如l1范數(shù)或l2范數(shù)來生成第一屬性的不同值的范圍。自助法可以應(yīng)用于在根據(jù)本發(fā)明的方法的上下文中應(yīng)用的并且特別是在根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟a4)的上下文中應(yīng)用的任何優(yōu)化操作。例如，當(dāng)最小化第三屬性的輸入值與計(jì)算值之間的差異時(shí)，可以應(yīng)用自助法，其中可以使用屬性之間的關(guān)系、第一不確定性分布和第二屬性的預(yù)定值來確定計(jì)算值。當(dāng)執(zhí)行包括提供初始和/或經(jīng)訓(xùn)練的gan的優(yōu)化操作時(shí)，也可以應(yīng)用自助法。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，自助法通?？梢詰?yīng)用于任何優(yōu)化操作。這可以重復(fù)，直到發(fā)生l1范數(shù)或l2范數(shù)的指定允許變化。該實(shí)施方式有助于高效地處理方法的屬性背后的不確定性。因此，該實(shí)施方式進(jìn)一步改進(jìn)了第一屬性的值的確定并增強(qiáng)了對儲層的開采。特別地，將該實(shí)施方式應(yīng)用于儲層特性中的數(shù)據(jù)增強(qiáng)和儲層屬性的確定是有利的，因?yàn)榭梢愿鼫?zhǔn)確地描述儲層。

26、優(yōu)選地，提供儲層的第一屬性的第一不確定性分布的方法步驟還包括提供儲層的第二屬性的第二不確定性分布，其中執(zhí)行優(yōu)化操作還包括在確定第一屬性的值時(shí)至少部分地使用第二不確定性分布。因此，該方法還提供了已知屬性的不確定性。例如，第二屬性的值可能是已知的，然而，這些值在實(shí)際條件下仍可能受到變化。這樣的屬性通常固有的這些變化可以有利地利用第二不確定性分布來考慮。

27、優(yōu)選地，儲層的屬性是儲層的靜態(tài)和/或動態(tài)屬性，以及/或者儲層的屬性是包括以下的列表中的至少一個：p阻抗、s阻抗、密度、電阻率、伽馬射線、初級波速度(vp)與次級波速度(vs)之比、孔隙率、泊松比、有效應(yīng)力、位移比如水平位移、豎直位移或深度位移、壓力、飽和度、孔隙度、滲透率。儲層的屬性還可以是以下之一：毛管壓力、相飽和度、儲層的流體的任何相的相對滲透率和/或流體屬性(例如油粘度)。

28、優(yōu)選地，提供第二屬性的預(yù)定值和/或提供第三屬性的輸入值包括：測量相應(yīng)值，優(yōu)選地通過對相應(yīng)值進(jìn)行測井和/或聲波測井來測量相應(yīng)值。

29、在優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法還包括將所確定的第一屬性的值應(yīng)用于：優(yōu)化儲層的開采，例如儲層的碳?xì)浠衔锷a(chǎn)、生產(chǎn)時(shí)間和/或生產(chǎn)速率；監(jiān)測儲層的連通性和/或隔室；以及/或者確定用于開采儲層的至少一個井位。該方法可以用于多種技術(shù)應(yīng)用中，并且可改進(jìn)碳?xì)浠衔锏叵聝拥拈_采。例如，所確定的第一屬性的值可以用于識別最佳碳?xì)浠衔飪由a(chǎn)時(shí)間和/或速率。特別地，如果第一屬性的多個值先前缺失或者若干屬性的值是未知的并且根據(jù)關(guān)系潛在地連接，則該方法為開采儲層提供了進(jìn)展。

30、該方法可以不限于應(yīng)用于儲層生產(chǎn)優(yōu)化，而是通?？梢詰?yīng)用于確定或生成數(shù)據(jù)以幫助表征儲層。應(yīng)用所確定的第一屬性的值還可以改進(jìn)或?qū)崿F(xiàn)決策制定，或者可以被利用來執(zhí)行依賴于不明確的或未解決的或其值未知的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)類型或?qū)傩缘钠渌ぷ髁?。此外，可以考慮一系列關(guān)系，這些關(guān)系可以取決于具有不同數(shù)據(jù)類型的值的儲層的屬性。這些屬性可以與電纜測井、斷面、生產(chǎn)或巖石物理模型有關(guān)。屬性的其他示例可以包括巖石類型、實(shí)現(xiàn)方案、路徑和排序類型答案，其可以僅被描述為整數(shù)值數(shù)據(jù)類型。

31、本發(fā)明的另一方面涉及一種用于模擬碳?xì)浠衔锏叵聝拥闹辽僖粋€特性以用于開采所述儲層的系統(tǒng)，其中，儲層由至少第一屬性、第二屬性和第三屬性表征，其中，第一屬性、第二屬性和第三屬性彼此不同并且根據(jù)關(guān)系彼此關(guān)聯(lián)，該系統(tǒng)包括：用于確定儲層的第一屬性的值的裝置，包括：用于提供儲層的第二屬性的預(yù)定值的裝置，用于提供儲層的第三屬性的輸入值的裝置；用于提供儲層的第一屬性的第一不確定性分布的裝置；用于至少部分地使用第一不確定性分布、第二屬性的預(yù)定值、屬性之間的關(guān)系以及第三屬性的輸入值來確定第一屬性的值的裝置；用于在模擬碳?xì)浠衔锏叵聝拥闹辽僖粋€特性以用于開采所述儲層時(shí)應(yīng)用所確定的第一屬性的值的裝置。

32、該系統(tǒng)可以用于確定第一屬性的值并模擬至少一個儲層特性。系統(tǒng)可以自動地或通過用戶交互的方式來確定該值和/或模擬至少一個特性。例如，通過系統(tǒng)的模擬可以由用戶啟動和/或停止。用于確定、用于提供和/或用于應(yīng)用的裝置可以是物理裝置，或者可以由例如計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)程序表示。應(yīng)當(dāng)理解的是，方法的優(yōu)點(diǎn)和/或特征也可以應(yīng)用于系統(tǒng)，并且系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和/或特征也可以應(yīng)用于方法。此外，根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)可以用于執(zhí)行如上所述的方法步驟中的一個或全部。在一個示例中，第一不確定性分布可以由均勻形狀來描述，使得每個值以相同的可能性出現(xiàn)。例如，第一不確定性分布也可以被認(rèn)為是值的范圍或合理的值的范圍。優(yōu)選地，分布具有不均勻的形狀。分布的不均勻形狀可以被理解為使得在x1與x2范圍內(nèi)的分布的值以不同的可能性出現(xiàn)以及/或者至少一個值相比于其他值中的一個或更多個具有不同的出現(xiàn)可能性。

33、用于確定儲層的第一屬性的值的裝置可以被配置成使得計(jì)算、得出或以其他方式檢索第一屬性的值，并且可以包括以下裝置中的一個或更多個。

34、用于提供儲層的第二屬性的預(yù)定值的裝置可以被配置成使得例如通過測量或第二屬性的先前已知值來提供第二屬性的值。

35、用于提供儲層的第三屬性的輸入值的裝置可以被配置成使得例如通過測量或第三屬性的先前已知值來提供第三屬性的值，然后用作第三屬性的輸入值。

36、用于提供第一屬性的第一不確定性分布的裝置可以被配置成使得計(jì)算、確定或以其他方式檢索不確定性分布，其中不確定性分布與第一屬性相關(guān)聯(lián)。

37、用于確定第一屬性的值的裝置可以被配置成使得計(jì)算、得出或以其他方式檢索第一屬性的值，使得該值是已知的。

38、用于在模擬儲層的至少一個特性時(shí)應(yīng)用所確定的第一屬性的值的裝置可以被配置成使得可以分析、評估、檢查或以其他方式評估儲層的至少一個特性以得出關(guān)于儲層的信息，這些信息在系統(tǒng)的有利貢獻(xiàn)之前是不可用的。

39、該系統(tǒng)可以用于以快速且具有成本效益的方式確定第一屬性的值，其可以進(jìn)一步使得能夠模擬儲層的至少一個特性。因此，該系統(tǒng)促進(jìn)了儲層的開采。此外，該系統(tǒng)增強(qiáng)了例如用于改進(jìn)的井位和井操作的決策制定，并且因此提供了成本效益和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

40、用于提供某物的裝置也可以是一個裝置或相同的裝置。

41、本發(fā)明的另一方面涉及一種用于模擬碳?xì)浠衔锏叵聝拥闹辽僖粋€特性以用于開采所述儲層的系統(tǒng)，其中，儲層由至少第一屬性、第二屬性和第三屬性表征，其中，第一屬性、第二屬性和第三屬性彼此不同并且根據(jù)關(guān)系彼此關(guān)聯(lián)，該系統(tǒng)包括：計(jì)算單元，用于確定儲層的第一屬性的值，計(jì)算單元包括：第一數(shù)據(jù)獲取單元，用于提供儲層的第二屬性的預(yù)定值；第二數(shù)據(jù)獲取單元，用于提供儲層的第三屬性的輸入值；第三數(shù)據(jù)獲取單元，用于提供儲層的第一屬性的第一不確定性分布；優(yōu)化器單元，用于至少部分地使用第一不確定性分布、第二屬性的預(yù)定值、屬性之間的關(guān)系以及第三屬性的輸入值來確定第一屬性的值；處理單元，用于在模擬碳?xì)浠衔锏叵聝拥闹辽僖粋€特性以用于開采所述儲層時(shí)應(yīng)用所確定的第一屬性的值。

42、第一數(shù)據(jù)獲取單元、第二數(shù)據(jù)獲取單元和第三數(shù)據(jù)獲取單元也可以是一個數(shù)據(jù)獲取單元。

43、系統(tǒng)或不同裝置可以有利地被配置成執(zhí)行如上所述的方法。

44、本發(fā)明的另一方面涉及一種包括指令的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)該程序由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，該指令使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述方法。