專利名稱：用于測(cè)定油層滲透率、孔隙率和偽相對(duì)滲透率的分布的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)地下油層的石油和天然氣生產(chǎn)，更特別地涉及與一個(gè)油層仿真處理的子體(subvolume)中的孔隙率或滲透率相關(guān)的油層參數(shù)，其中該處理用于預(yù)測(cè)烴是如何在一個(gè)油層中流動(dòng)的。
地震勘探的通常目標(biāo)是在一個(gè)感興趣的區(qū)域內(nèi)，產(chǎn)生和顯示地下各層的結(jié)構(gòu)模型。為了完成這樣的勘探，在該勘探區(qū)域內(nèi)沿著一個(gè)網(wǎng)安放了諸地震傳感器的一個(gè)陣列，并且在靠近該傳感器陣列的一個(gè)特定位置上放置一個(gè)聲源。該聲源向地中注入一個(gè)聲音信號(hào)，該信號(hào)向下傳播到地球之中，并且從不同的諸地層部分地反射回地表，在地表處該反射信號(hào)被該傳感器陣列檢測(cè)到。被每一個(gè)傳感器所檢測(cè)到的諸反射信號(hào)都是描述振幅與時(shí)間的連續(xù)的模擬電信號(hào)，它們被記錄下來(lái)用于以后的處理。然后該傳感器陣列被移動(dòng)到一個(gè)新的位置并且重復(fù)進(jìn)行該過(guò)程。在已經(jīng)獲得足夠的數(shù)據(jù)之后，通過(guò)以例如每2毫秒1次的間隔對(duì)諸信號(hào)進(jìn)行采樣，將來(lái)自諸傳感器的諸模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。隨后使用一部數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行地震數(shù)據(jù)處理，這種數(shù)據(jù)處理可以針對(duì)各單獨(dú)的跡線(trace)來(lái)進(jìn)行。經(jīng)過(guò)處理之后，該數(shù)據(jù)被再轉(zhuǎn)換為模擬形式并且被顯示為各種曲線，或者被顯示為一種3維(3-D)的彩帶立方圖，后者更有效地呈現(xiàn)出各種地下結(jié)構(gòu)特征的顯示。
將3維地震數(shù)據(jù)用于地震反射成像的目的已經(jīng)取得高度的成功，但由于在該反射信號(hào)中所提供的關(guān)于這些特性的有限的信息量，使得人們難以根據(jù)地震反射諸顯示來(lái)檢測(cè)油層巖石物理特性的各種變化。相應(yīng)地，光使用地震數(shù)據(jù)，難以確定涉及一個(gè)油層的石油和天然氣的成功生產(chǎn)的許多重要特征，例如在地下地層中的孔隙率和滲透率。同樣大家都知道使用深度比例測(cè)井曲線，例如測(cè)井電纜測(cè)井，去精確地測(cè)定與感興趣的地下構(gòu)造相關(guān)聯(lián)的諸巖石物理特性。能從測(cè)井或巖芯取樣操作中獲得的油層諸特性包括層速度、密度、孔隙率、液體飽和度，巖性成分等。然而，這樣的測(cè)井和巖芯數(shù)據(jù)僅局限于，例如，圍繞進(jìn)行測(cè)量的井眼大約6到12英寸的面積延伸。由于一個(gè)地下構(gòu)造的各項(xiàng)巖石物理特性在同一地層的不同部位上可以大幅度地發(fā)生變化，因此，即使在同一地層，來(lái)自一個(gè)區(qū)域的多個(gè)油井的數(shù)據(jù)分析在預(yù)測(cè)油層產(chǎn)量方面可能提供不了有幫助的相關(guān)性。例如，在同一地層中，在一個(gè)位置上可能具有開(kāi)采價(jià)值。這可能由于許多困難因素，其中一個(gè)最可能的因素就是由于遷移到一個(gè)不同的層而使一種烴趨于枯竭。
若一個(gè)油井位于該地震勘探區(qū)域，則可以進(jìn)行深度比例測(cè)井的直接測(cè)量，從諸測(cè)井記錄中可以得到十分詳細(xì)的信息，例如巖性成分、孔隙率、密度、以及液體飽和度。從這些測(cè)井記錄可以計(jì)算出合成的時(shí)間比例地震跡線。該合成跡線能用于向地球物理學(xué)家說(shuō)明，在位于或靠近該油井處的地質(zhì)條件下，一條時(shí)間比例地震跡線應(yīng)當(dāng)是什么樣的。正如在本文中所使用的那樣，一條合成的地震跡線是從一個(gè)地下地層模型和一個(gè)假設(shè)的源，用數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)出來(lái)的一組人工的地震信號(hào)。相應(yīng)地，借助于將在該油井處測(cè)得的諸巖石物理特性用作一個(gè)初始模型(或者一個(gè)參考點(diǎn))，并對(duì)該初始模型已測(cè)得的諸地下特性施加所期望的各種擾動(dòng)，以便獲得能代表遠(yuǎn)離該井眼處的巖性的諸正向模型。這種擾動(dòng)技術(shù)可以被推廣應(yīng)用，以便提出遠(yuǎn)離該井眼部位的諸巖性模型。因此，在本文中有時(shí)被稱為諸模型跡線的附加的諸合成地震跡線可以被計(jì)算出來(lái)，上述諸合成跡線使一個(gè)正向模型，即，在離開(kāi)該井眼某個(gè)水平距離處的巖性，趨于典型化。
雖然根據(jù)實(shí)際的巖石物理數(shù)據(jù)或巖性數(shù)據(jù)，或者假設(shè)對(duì)這些數(shù)據(jù)施加各種擾動(dòng)，都能現(xiàn)成地計(jì)算出合成的諸地震跡線，但是這些合成的諸地震跡線，但是這些合成的諸跡線會(huì)受到某些限制。例如，一個(gè)由孔隙率為15％、厚度為30英尺的砂層形成的構(gòu)造，可以產(chǎn)生跟具有油層結(jié)構(gòu)的、厚度為15英尺的砂層相同的地震跡線。在過(guò)去的地震/巖性反演技術(shù)中具有(1)經(jīng)過(guò)某些算法，例如跡線整合、反卷積或求解聯(lián)立方程，直接地將一條地震跡線轉(zhuǎn)換為一條偽測(cè)井曲線(通常為聲阻抗)，或者(2)在一條個(gè)別的跡線的基礎(chǔ)上，迭代地?cái)_動(dòng)各正向模型，直到從它們產(chǎn)生適當(dāng)?shù)仄ヅ溆趯?shí)際地震數(shù)據(jù)的合成的諸跡線為止。由于這些方法都無(wú)法解決合成的諸地震跡線對(duì)油層聲阻抗特性的非唯一性限制，使得基于這些合成跡線的諸油層模型缺乏可信性。
在相反的情況下，假設(shè)某些初始條件，人們可以從一條已記錄的真實(shí)的時(shí)間比例地震跡線或者一條合成的地震跡線導(dǎo)出一條深度比例測(cè)井曲線，用以顯示對(duì)應(yīng)于該地震跡線的一個(gè)井的連續(xù)的巖石物理的或巖性學(xué)的數(shù)據(jù)。這樣一種導(dǎo)出的測(cè)井曲線可以被稱為一條偽測(cè)井曲線，正如在本文中使用的那樣，一條偽測(cè)井曲線是一條關(guān)于泥質(zhì)含量(shaliness)、孔隙率、液體飽和度、聲阻抗或密度的人工測(cè)井記錄，通過(guò)基于假設(shè)的巖石物理特性去反演一條地震跡線，或者通過(guò)對(duì)一條初始的測(cè)井曲線的各項(xiàng)巖石物理特性進(jìn)行擾動(dòng)，就能導(dǎo)出上述的偽測(cè)井曲線?；谝粭l地震跡線可以現(xiàn)成地計(jì)算出諸偽測(cè)井曲線，而在將該偽測(cè)井曲線轉(zhuǎn)換為一條地震跡線時(shí)，這些偽曲線在巖性/地震反演中也容易出現(xiàn)非唯一性。
由于油層的石油和天然氣生產(chǎn)在某種程度上跟孔隙率和滲透率有關(guān)，所以針對(duì)油層生產(chǎn)的工程現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)策略需要關(guān)于油層滲透率、孔隙率以及各孔隙層和滲透層的沉積物排列的詳細(xì)信息。希望在30到300英尺的表面間隔上取得這些數(shù)據(jù)，然而，油層中的井眼的穿透力，如果有的話，通常相距數(shù)千英尺。若真實(shí)的地震跡線諸記錄能夠被轉(zhuǎn)換為精確的諸地下模型，則3-D地震勘探在數(shù)十英尺的表面間隔上取得的地下讀數(shù)能幫助引導(dǎo)巖石物理各種圖形的生成。相應(yīng)地，仍然需要將巖石物理數(shù)據(jù)和地震數(shù)據(jù)精確地轉(zhuǎn)換為地下巖石物理諸特性的詳細(xì)顯示。
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)就是，通過(guò)在與油井控制(尺寸)不相符的相對(duì)小的體仿真諸單元中對(duì)油層諸特性進(jìn)行建模，來(lái)更精確地預(yù)測(cè)油層諸特性的分布。
一個(gè)更具體的目標(biāo)就是，將地震數(shù)據(jù)、巖石物理數(shù)據(jù)以及工程數(shù)據(jù)組合在一起，以便更好地預(yù)測(cè)一種油層特性，例如孔隙率的分布。
又一個(gè)更具體的目標(biāo)就是，改進(jìn)預(yù)測(cè)一條趨勢(shì)曲線的精度，該曲線說(shuō)明一個(gè)含油層的深度與滲透率或孔隙率的關(guān)系。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)就是，將地質(zhì)學(xué)家、地球物理學(xué)家以及工程師的獨(dú)立知識(shí)融合為一種方法，用于在該油層中平面地和垂直地分配油層的偽相對(duì)滲透率。
又一個(gè)更進(jìn)一步的目標(biāo)就是提供一段計(jì)算機(jī)程序，用以產(chǎn)生深度對(duì)孔隙率或滲透率的趨勢(shì)曲線的地下分布的高分辨率圖像。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)首先對(duì)感興趣的油層含油層的巖石物理特性進(jìn)行建模，隨后對(duì)在該油層中與油井控制(尺寸)不相符的相對(duì)小的體的諸仿真單元的滲透率和孔隙率進(jìn)行建模，就能達(dá)到上述的和其他的諸目標(biāo)。在本發(fā)明的第一步驟中所要求的巖石物理模型，依賴于一個(gè)基本數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集包括測(cè)井曲線諸特性以及一個(gè)3-D地震數(shù)據(jù)體(3-D seismic data volume)。雖然任何合適的巖石物理模型都可以被用于本發(fā)明的第一步驟，但是一種能辨識(shí)和處理地震/巖性諸參數(shù)的非唯一性反演(NUI)的前向建模技術(shù)是更為可取的。在本文中被稱為一個(gè)NUI模型的這個(gè)優(yōu)選模型開(kāi)始于該油井部位，并且預(yù)測(cè)一個(gè)相當(dāng)大量的NUI模型曲線，它們作為整個(gè)油層的深度的一個(gè)函數(shù)，并且在對(duì)應(yīng)于該地震數(shù)據(jù)的諸間隔上，可以被表示為一種特性的諸連續(xù)曲線。在下一個(gè)步驟中，對(duì)滲透層或孔隙層諸類型的多條可能的總趨勢(shì)曲線進(jìn)行定義，用于以后的比較，以便預(yù)測(cè)該油層諸特性的諸剖面圖。在相當(dāng)靠近的地震數(shù)據(jù)的間隔上，以油層諸特性的諸連續(xù)曲線的形式擁有可用的信息之后，就可以根據(jù)該油層特性的諸連續(xù)曲線來(lái)選擇大量的NUI模型數(shù)據(jù)點(diǎn)，它們可以是關(guān)于孔隙率、泥質(zhì)含量和/或滲透率的各種數(shù)值。這些被選出的諸NUI點(diǎn)被排列為在感興趣的油層含油層中的諸點(diǎn)的各行以及沿橫向延伸的各列。其后諸NUI數(shù)據(jù)點(diǎn)被劃分為在本文中被稱為油層模型諸單元的諸子體，它們是穿越該含油層的諸列，并且該列的橫截面由覆蓋于感興趣的該層的上表面的一個(gè)點(diǎn)陣來(lái)定義。接著該油層模型諸單元就被劃分為所需數(shù)目的水平分層并且為每一個(gè)分層計(jì)算諸NUI點(diǎn)的算術(shù)平均值。該孔隙率或滲透率的平均值對(duì)諸分層的深度的圖產(chǎn)生出一條深度對(duì)孔隙率或滲透率的趨勢(shì)曲線，可以用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)該趨勢(shì)曲線進(jìn)行分析，以便定義由該油層模型單元的孔隙率或滲透率分布圖最近似地表示的總曲線形狀的類型。通過(guò)將各種顏色分配于諸總曲線類型中的每一種，就能構(gòu)成說(shuō)明針對(duì)每一個(gè)單元的總曲線類型的圖形表示。
還提供了一個(gè)包括諸整數(shù)數(shù)值的范圍的輸出文件，其中每一個(gè)整數(shù)數(shù)值都對(duì)應(yīng)于一種總曲線形狀，并且向每一個(gè)油層模型單元僅指定一個(gè)數(shù)值。由于每一個(gè)已指定的數(shù)值都對(duì)應(yīng)于一種唯一的孔隙率或滲透率對(duì)深度的趨勢(shì)，這樣就有可能將每一種趨勢(shì)跟針對(duì)這樣一種變化已經(jīng)計(jì)算出來(lái)的一條對(duì)應(yīng)的偽相對(duì)滲透率曲線建立關(guān)聯(lián)。正如在本文中所使用的那樣，偽相對(duì)滲透率是水-油或氣-油相對(duì)滲透率的集合，當(dāng)把它用于一個(gè)僅有1個(gè)含油層的油層仿真模型時(shí)，所產(chǎn)生的性能特性跟將該含油層再細(xì)分若干次所得到的性能特性是可比較的，因此可用來(lái)反映滲透率和/或孔隙率隨深度的變化。
在Kyle,J.R.和Berry,D.W.發(fā)表于《SPEJ》雜志(1975年8月)第269-276頁(yè)題為“用于控制數(shù)值離散的若干新的偽函數(shù)”的論文中公開(kāi)了一種用于將偽相對(duì)滲透率諸曲線分配于總曲線形狀的方法，該文所公開(kāi)的內(nèi)容作為參考文獻(xiàn)被收入本文。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的裝置包括一部計(jì)算機(jī)，它被編程去實(shí)行上述的方法。在再一個(gè)方面，一個(gè)含有一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的程序存儲(chǔ)裝置擁有嵌入其中的計(jì)算機(jī)程序代碼，以便驅(qū)使該計(jì)算機(jī)去實(shí)行上述的方法。
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圖1是一份一般化的土層剖面圖，說(shuō)明位于一個(gè)油井并且處于正向模型諸部位的各地震反射點(diǎn)。
圖2(a)是圖1的平面圖，表示一個(gè)油井以及周圍的諸模型部位。
圖2(b)是一份簡(jiǎn)圖，說(shuō)明針對(duì)一個(gè)正向模型部位的巖石物理模型的研制。
圖3(a)是一個(gè)典型的地震剖面圖。
圖3(b)表示對(duì)應(yīng)于圖1的地震剖面圖的諸合成跡線。
圖4說(shuō)明跟本發(fā)明有關(guān)的一組巖性學(xué)測(cè)井曲線序列。
圖5說(shuō)明將一條真實(shí)的地震跡線跟10條合成的模型跡線的比較。
圖6是一份說(shuō)明該相干分析方案的圖。
圖7(a)-(g)是一份圖表，說(shuō)明7種深度對(duì)孔隙率或滲透率的可能的趨勢(shì)曲線。
圖8(a)是一份透視圖，所描繪的是劃分為4塊水平的分層的一個(gè)油層模型單元。
圖8(b)是針對(duì)圖8(a)的油層模型單元的深度對(duì)滲透率關(guān)系的圖。
圖9是一份根據(jù)本發(fā)明用于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)化流程圖。
圖10是由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的彩色顯示，用于預(yù)測(cè)各種總曲線形狀的表面分布。對(duì)每一種總曲線形狀指定一種顏色。
可用的3維地震數(shù)據(jù)的大量積累，以及地球物理學(xué)家對(duì)油層特征研究的日益關(guān)注已經(jīng)提供了基本數(shù)據(jù)的各種組合，由此可以實(shí)施各種改進(jìn)的地震反演方案。本發(fā)明所使用的這些基本數(shù)據(jù)采取時(shí)間比例諸地震跡線的空間序列的形式，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的那樣，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)被記錄、存儲(chǔ)并且適當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)一個(gè)受限的時(shí)間窗口，另外還包括位于該地震勘探區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)油井的巖性學(xué)及巖石物理信息。從這些基本數(shù)據(jù)可以計(jì)算出合成的諸地震波曲線圖以及諸偽測(cè)井曲線，并且隨后將其引伸到在正向模型部位中很可能出現(xiàn)的多種巖性條件。用于產(chǎn)生合成的諸地震波曲線圖的子波處理方法的細(xì)節(jié)已被公開(kāi)，請(qǐng)參看Dennis Neff在1993年5月28日申請(qǐng)的美國(guó)專利第5,487,001號(hào)中的圖3，該文所公開(kāi)的全部?jī)?nèi)容作為參考文獻(xiàn)已被收入本文。在已收入本文的公開(kāi)內(nèi)容中還參照實(shí)例說(shuō)明了產(chǎn)生各種偽測(cè)井曲線的細(xì)節(jié)，其中包括巖性(Vsh)、飽和度(Sw)、孔隙率(φ)、產(chǎn)油區(qū)、聲阻抗(Δt)以及密度(ρ)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在巖石物理特性的NUI建模的第一步驟獲得圍繞一個(gè)油井的3維地震勘探數(shù)據(jù)，還有來(lái)自至少一個(gè)油井(例如，來(lái)自諸測(cè)井曲線以及各次取巖心操作)的巖性學(xué)和巖石物理信息。該方法在一個(gè)參考井位上定義一個(gè)初始的巖性學(xué)模型，它包括各種速度和密度記錄，通過(guò)使用巖石物理方程式將已測(cè)量的孔隙率、滲透率、組成成分和飽和度諸記錄整合為各種速度與密度記錄。并將對(duì)應(yīng)于該井位的真實(shí)地震跡線與該初始模型建立關(guān)聯(lián)，使得在該井位處的巖性數(shù)據(jù)跟地震數(shù)據(jù)成對(duì)出現(xiàn)。然后在該模型部位使用正向模型擾動(dòng)技術(shù)將地震數(shù)據(jù)跟巖性數(shù)據(jù)配成對(duì)。
在各井位上各自形成的已知的巖石物理諸參數(shù)被系統(tǒng)地?cái)_動(dòng)，并且通過(guò)這種方式來(lái)確定大量的合成的諸地震波曲線圖，或者所謂地震模型諸跡線，以便建立一個(gè)足夠大的諸合成跡線的目錄，使之包括針對(duì)每一個(gè)擁有該初始模型的已知諸條件的正向模型部位的一定范圍的巖性學(xué)和巖石物理諸參數(shù)。
現(xiàn)在，參考一個(gè)一般化的烴油層，更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的方法的各個(gè)步驟?，F(xiàn)在特別地參看圖1，圖中示出了地表10以及具有多個(gè)巖性層的該地層的地下剖面。地下土層的例子示于標(biāo)號(hào)12、14和16。地層14被表示為從處于該層中心的井28處生產(chǎn)烴，并且，如圖所示，該地層14在14(a)和14(b)處為有水的區(qū)段。通過(guò)定位一個(gè)表示為16的柵網(wǎng)狀的地震源，以及表示為18的諸地震接收機(jī)，就能實(shí)行3-D地震勘探，上述諸地震接收機(jī)根據(jù)從烴層14上被表示為20和22的諸點(diǎn)處反射的信號(hào)，生成諸地震跡線。圖中僅表示了遠(yuǎn)離該井的諸反射點(diǎn)的一個(gè)集合，需要弄明白的是，從表示為24的諸位置中的每一個(gè)所反射的諸地震跡線將包括來(lái)自諸源的一個(gè)陣列的諸跡線，并且在每一個(gè)位置24上，諸接收機(jī)都有一個(gè)共同的中點(diǎn)。圖1所示的諸位置24跟正向模型諸部位相符合。如同在本文中所使用的那樣，一個(gè)正向模型部位是一根垂直線穿越一個(gè)地下含油層的位置，并且該垂直線連接該層上下邊界的諸地震反射點(diǎn)。在圖1中還示出了一個(gè)測(cè)井曲線記錄工具23，它被用來(lái)在該土層14中進(jìn)行各種測(cè)井曲線的測(cè)量。
用以獲得初始數(shù)據(jù)的第一步驟包括(1)如圖3所示，采取從地下諸點(diǎn)反射的地震信號(hào)的形式的3-D地震勘探，以及(2)如圖4所示的測(cè)井曲線數(shù)據(jù)。獲得這些地震數(shù)據(jù)和測(cè)井曲線數(shù)據(jù)并將其加工為有用形式的各種方法在專業(yè)人士中是人所共知的。
如前所述，該初始數(shù)據(jù)包括在一個(gè)參考井位28處的、基于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的一個(gè)巖性學(xué)模型。該初始模型包括一個(gè)速度記錄和一個(gè)密度記錄，它們是這樣被導(dǎo)出的通過(guò)使用巖石物理諸方程式，將所測(cè)得的孔隙率、滲透率、組成成分以及液體飽和度整合為速度和密度諸記錄，并且整合為一條真實(shí)的地震跡線，它跟該初始的測(cè)井曲線成對(duì)出現(xiàn)。在前面已收入的參考文獻(xiàn)中已敘述了用以完成這種關(guān)聯(lián)的方法。
圖2(a)是圖1所示的3-D立體圖中一部分的平面圖，圖中示出了被諸地震反射點(diǎn)24所包圍的油井28，而諸地震反射點(diǎn)則跟正向模型諸部位相符。該前向建模技術(shù)建造了一個(gè)合成的正向模型諸跡線的目錄。參看圖2(b)將能更清楚地說(shuō)明此項(xiàng)技術(shù)，圖中示出了一個(gè)用虛線28來(lái)表示的油井以及一個(gè)用虛線24來(lái)表示的單獨(dú)的正向模型部位。在井位28處，該初始模型包括已測(cè)量的巖性條件30，一條已測(cè)量的速度和/或密度測(cè)井曲線32，它納入了巖石物理諸參數(shù)，以及一條真實(shí)的地震跡線34。為了獲得該正向模型，對(duì)位于該初始部位的已知條件30施加擾動(dòng)，以便很相似地模擬在該前向部位24處的巖性條件。雖然人們認(rèn)識(shí)到可以提出任何所需數(shù)量的條件，但如圖所示，僅提出了兩個(gè)條件40和42。就每一個(gè)已提出的巖性條件來(lái)說(shuō)，可以為該模型部位24構(gòu)造多條在地質(zhì)學(xué)上為適宜的偽測(cè)井曲線。在圖2(b)中，如標(biāo)號(hào)43-46所示，針對(duì)每一個(gè)已提出的條件，構(gòu)造了兩條偽測(cè)井曲線。再有，人們認(rèn)識(shí)到，如果需要的話，可以構(gòu)造附加的諸偽測(cè)井曲線。隨后針對(duì)每一條偽測(cè)井曲線可以導(dǎo)出許多條合成的地震模型跡線。在圖2(b)中，雖然針對(duì)每一條偽測(cè)井曲線可以包括多于兩條的合成跡線，但如標(biāo)號(hào)50-57所示，針對(duì)每一條偽測(cè)井曲線僅導(dǎo)出了兩條合成的地震模型跡線。相應(yīng)地在每一個(gè)前向部位，諸模型元素包括4種屬性一條真實(shí)的地震跡線60，至少兩個(gè)巖性條件40和42，至少4條偽測(cè)井曲線43-46，以及至少8條合成模型地震跡線50-57。
圖4表示在本發(fā)明中感興趣的一組測(cè)井曲線的一種典型的計(jì)算機(jī)工作站的顯示，其中包括泥質(zhì)含量(VSH)、飽和度(Sw)、孔隙率(φ)、產(chǎn)油區(qū)、聲阻抗(Δt)以及密度(ρ)等巖石物理諸參數(shù)，它們適用于本發(fā)明。在水平軸上為圖解說(shuō)明的諸測(cè)井曲線加上適當(dāng)?shù)谋壤⑶以诖怪陛S上以英尺為單位表示油井的深度。在圖4中還示出了用以反映水平層位的一個(gè)含油層邊界的定義，該水平層位表示可以被選擇用于根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)建模的該體的剖面。
在建模中感興趣的諸參數(shù)包括那些可以表明一個(gè)含有足夠數(shù)量的烴以證明其商業(yè)開(kāi)采價(jià)值的地下含油層的諸參數(shù)，例如油層的厚度、泥質(zhì)含量、孔隙率、滲透率、水飽和度，等等。通過(guò)將處于一個(gè)模型位置上的一條真實(shí)的地震跡線，例如圖2(b)中的跡線60，跟向該模型部位提出的若干不同的巖石物理參數(shù)中的最相似者聯(lián)系在一起，就能完成這一步。因此，在巖石物理諸特性中的各種擾動(dòng)能表示該巖石物理特性或該初始模型的諸特性的可能的和合理的變化的地方都可以使用前向建模，而與在該正向模型部位處的諸真實(shí)地震跡線的分析無(wú)關(guān)。
現(xiàn)在參看圖3(a)。圖中示出了已記錄的和已處理的諸地震跡線(例如那些可以從圖1所示的地層的一個(gè)剖面中獲得的地震跡線)的一個(gè)地震剖面圖。圖3(b)表示對(duì)應(yīng)的諸模型跡線的一個(gè)集合(許多個(gè)可能的集合中的一個(gè))，它們是合成的諸模型跡線，如圖2(b)中標(biāo)號(hào)50-57所示，諸合成跡線中的每一條都跟一條偽測(cè)井曲線以及一種巖石物理?xiàng)l件成對(duì)出現(xiàn)，這也如同圖2(b)所示。在圖3的水平軸上，在該剖面圖的頂部示出了地震臺(tái)號(hào)碼0-30，并且在該垂直軸上以毫秒為單位標(biāo)出了兩路地震傳播時(shí)間的諸間隔。
參看圖5，圖中示出了將合成地震模型諸跡線的目錄匹配于諸真實(shí)跡線的過(guò)程。這張圖表示將一條真實(shí)的地震跡線跟10條合成的模型跡線進(jìn)行比較的過(guò)程。一個(gè)典型的諸合成跡線的目錄將包括從大約1,000條到大約200,000條跡線。然而，如前所述，使用一部計(jì)算機(jī)將在該目錄中的每一條合成正向模型跡線跟在該次地震勘探中的每一條真實(shí)的跡線進(jìn)行比較，并且為每一個(gè)正向模型部位選擇若干(例如10到50)條不同的合成地震跡線，它們以某種方式實(shí)現(xiàn)了該模型部位與該真實(shí)的地震跡線之間的“最佳擬合”。介于合成的與真實(shí)的諸跡線之間的相似性的測(cè)量包括4個(gè)因子的數(shù)學(xué)計(jì)算。這些因子包括一個(gè)絕對(duì)平均差值因子，一個(gè)所謂的RB因子，一個(gè)互相關(guān)系數(shù)以及一個(gè)互相關(guān)延遲，可以對(duì)這些因子中的任何一個(gè)進(jìn)行加權(quán)，這取決于，例如，該基本數(shù)據(jù)的可信度。該互相關(guān)技術(shù)通常被限制在該地震跡線的30毫秒(ms)到100毫秒的一個(gè)小時(shí)間窗口之內(nèi)，如圖5所示。這個(gè)時(shí)間窗口被這樣調(diào)整，使之包括感興趣的油層區(qū)域加上可能影響地震反射的任何過(guò)負(fù)荷或欠負(fù)荷區(qū)域。所示的選擇方法利用兩個(gè)參考地層，然而，也可以使用一個(gè)單獨(dú)的地層，它用作互相關(guān)運(yùn)算中的零延遲位置以及用作諸偽測(cè)井曲線的定位的一個(gè)參考時(shí)間。該地震剖面圖的數(shù)據(jù)體為相對(duì)幅度并且最好是零相位。
表1表示在圖5中所說(shuō)明的10條被選出的“最佳擬合”跡線的數(shù)值比較，在該表中所有的互相關(guān)系數(shù)均大于0.984；互相關(guān)延遲在3以下；平均絕對(duì)差值在0.0104以下；并且該RB因子大于0.983。若互相關(guān)系數(shù)的數(shù)值為1.0，并且平均差值為零，則表示一次完全的匹配。然而，當(dāng)該互相關(guān)系數(shù)以及絕對(duì)值的差值被獨(dú)立地歸一化到一個(gè)-1.0到1.0的比例上時(shí)，就出現(xiàn)該模型的以及真實(shí)的地震跡線之間的最穩(wěn)健的比較，并且隨后根據(jù)一個(gè)被稱為RB因子的綜合數(shù)值進(jìn)行分類，該RB因子示于表1。RB因子為1.0表示一次完全的匹配，而RB因子越小于1.0，則反映出二者的波形越不相似。
表1
許多合成跡線的解能滿足該真實(shí)的地震數(shù)據(jù)，例如，在圖5所示的10條模型跡線中，每一條都匹配于該真實(shí)的地震跡線。由于這些匹配的合成跡線中的大多數(shù)都不會(huì)因?yàn)樵谝粋€(gè)模型部位上跟那些在地質(zhì)學(xué)上不能接受的巖性(數(shù)據(jù))配成對(duì)而被排除掉，所以就使用一種相干的數(shù)值分析方案來(lái)對(duì)諸偽測(cè)井曲線進(jìn)行比較，這些偽測(cè)井曲線跟被選出的、具有針對(duì)相鄰諸部位的對(duì)應(yīng)的諸偽測(cè)井曲線的“最佳擬合”諸合成跡線是配對(duì)的?，F(xiàn)在參看圖6，圖中示出了9個(gè)正向模型部位，在一個(gè)待建模的體中，根據(jù)由在括號(hào)中的數(shù)值所表示的x和y坐標(biāo)來(lái)標(biāo)識(shí)諸部位。圖中還示出了被標(biāo)記為z的第3坐標(biāo)軸，它被用來(lái)表示時(shí)間或深度。針對(duì)每一個(gè)模型部位，示出了若干條偽測(cè)井記錄的跡線，例如在參考數(shù)字50-55處，它們都是偽測(cè)井曲線，并且跟每一個(gè)模型部位中被選出的“最佳擬合”合成地震跡線配成對(duì)。一個(gè)數(shù)值分析方案，如前面圖5所示，將每一個(gè)部位的諸偽測(cè)井曲線跟諸相鄰部位的諸偽測(cè)井曲線進(jìn)行比較。例如，與部位位置0,0相關(guān)的諸偽測(cè)井曲線跟周圍8個(gè)部位對(duì)應(yīng)的諸偽測(cè)井曲線進(jìn)行比較。然后，該數(shù)值分析方法為每一個(gè)模型部位選出跟它周圍的地質(zhì)狀況最和諧的那條單獨(dú)的偽測(cè)井曲線，并且被選出的諸偽測(cè)井曲線都被包括在該NUI模型之中。這種數(shù)值相干方案可以采取不同的形式。無(wú)論它采取何種形式，其功能都是對(duì)處于諸相鄰部位的巖石物理諸特性的相似性進(jìn)行比較。該方案可以包括下列標(biāo)準(zhǔn)(a)對(duì)哪一條偽測(cè)井曲線進(jìn)行比較，上述偽測(cè)井曲線即，孔隙率、滲透率、阻抗，等等；(b)在每一個(gè)部位被選出的偽測(cè)井曲線的數(shù)目；(c)用于比較的深度或時(shí)間間隔；(d)地震匹配的質(zhì)量；以及(e)從該中心位置起算的徑向距離。還可以結(jié)合上述標(biāo)準(zhǔn)使用相關(guān)的加權(quán)因子。例如，處于對(duì)角線兩端的偽測(cè)井記錄跡線，諸如1,1和-1,-1，最好按70％進(jìn)行加權(quán)，以便選出該中心記錄。一般來(lái)說(shuō)，在諸偽測(cè)井曲線的相干測(cè)試以及諸地震跡線的相關(guān)運(yùn)算中，應(yīng)使用相同的時(shí)間窗口。
這種相干匹配方案使得地下體的3維成像模型顯示的各種圖形具有在地質(zhì)學(xué)上更加合理的趨勢(shì)，同時(shí)保持地震勘探的高分辨率。
如前所述，油層生產(chǎn)石油和天然氣是基于孔隙率和滲透率，并且關(guān)于在各油井之間的深度對(duì)孔隙率或滲透率趨勢(shì)曲線方面的知識(shí)對(duì)于該油層的鑒定來(lái)說(shuō)是重要的。在圖7(a)-(g)中，參照于一個(gè)坐標(biāo)軸示出了諸趨勢(shì)曲線的幾種一般剖面圖。例如，圖7(a)表示一條趨勢(shì)曲線1，其滲透率或孔隙率隨著深度增加而持續(xù)增加，圖7(b)示出了一種階躍型函數(shù)2，表明對(duì)該油層模型單元來(lái)說(shuō)，其滲透率或孔隙率隨著深度的增加出現(xiàn)一種突然的增加，并且圖7(c)示出了一條趨勢(shì)曲線3，其滲透率或孔隙率在深度改變時(shí)保持恒定。在圖7(d)到(g)中，分別示于4,5,6,7等處的其他函數(shù)類型的諸曲線在各油層中是司空見(jiàn)慣的。正如在下文中將要更充分地闡明的那樣，用于跟NUI模型數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的可能的含油層類型包括，但不限于，在圖7(a)-(g)中所示出的7種類型。
在間隔相當(dāng)密集的地震數(shù)據(jù)中，以連續(xù)的偽測(cè)井曲線的形式取得詳細(xì)的信息之后，就能從該連續(xù)的諸模型曲線中選出針對(duì)諸特性的NUI諸數(shù)據(jù)點(diǎn)，諸如孔隙率、泥質(zhì)含量或滲透率，并且在感興趣的整個(gè)體中排列成各行和各列。然后這種NUI數(shù)據(jù)被劃分為由遍布于感興趣的體之中的油層模型諸單元所定義的諸子體。將該數(shù)據(jù)劃分為油層模型諸單元的優(yōu)選方法如圖10所示，用一個(gè)柵網(wǎng)覆蓋于該油層的上部表面之上，隨后標(biāo)識(shí)在每一個(gè)網(wǎng)眼的內(nèi)部區(qū)域所包含的NUI諸數(shù)據(jù)點(diǎn)。
現(xiàn)在參看圖8(a)，通常用參考字符70來(lái)表示一個(gè)油層模型單元，在該油層模型單元70里面，許多NUI數(shù)據(jù)點(diǎn)72被排列成各行和各列。在圖8(a)中還示出了將該油層模型單元70劃分為4塊水平的分層74。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，可以將該油層模型單元70劃分為數(shù)目更多的分層，而在本發(fā)明的實(shí)踐中，諸單元被劃分為由用戶指定其數(shù)目的諸分層，通常是每增加5到10英尺就增加一個(gè)分層。接著，對(duì)每一個(gè)分層里面所包含的諸數(shù)據(jù)點(diǎn)求出算術(shù)平均值，并且繪出該平均值對(duì)深度的曲線，以便產(chǎn)生一條深度對(duì)孔隙率或滲透率的趨勢(shì)曲線，如圖8(b)所示。然后將如圖8(b)中由虛線4所表示的趨勢(shì)曲線，跟圖7所示的每一條典型的趨勢(shì)曲線進(jìn)行比較。使用一種統(tǒng)計(jì)分析方法，最好是一種最小二乘法誤差技術(shù)，將圖7中能最近似地表示圖8(b)的曲線的那種曲線類型辨識(shí)出來(lái)。如圖8(b)所示，圖7(d)中的曲線類型4被選出，用以跟所示的油層模型單元70建立關(guān)聯(lián)。
為了從圖7中將最有代表性的趨勢(shì)曲線分配于每一個(gè)油層模型單元，在本發(fā)明中也考慮了各種詳細(xì)的模式識(shí)別技術(shù)。例如，參看圖7(c)的曲線類型，計(jì)算了該平均值的統(tǒng)計(jì)誤差，并且這種曲線通常被認(rèn)為是一種可能的有代表性的趨勢(shì)曲線。圖7(a)和(g)所示的諸曲線類型被這樣測(cè)試通過(guò)使用簡(jiǎn)單的線性回歸可知二者的區(qū)別僅在于曲線斜率的符號(hào)不同，因此可以消去一種類型。若該回歸的斜率太小，不足以影響該單元的偽相對(duì)滲透率，則圖7(a)和(g)兩種類型的曲線將被排除。
其次，用搜索一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的方法對(duì)圖7(b)和(f)的諸類型進(jìn)行模式測(cè)試，該轉(zhuǎn)折點(diǎn)表示隨著深度的變化，相對(duì)滲透率或孔隙率的平均值出現(xiàn)突然的增加或減小。相應(yīng)地，若出現(xiàn)這樣一種變化，則圖7(b)或(f)所示的諸類型中將有一種被消去，這取決于隨著深度的增加，孔隙率或滲透率的變化是增加還是減小。在使用中，該轉(zhuǎn)折點(diǎn)受到如下的約束一是該轉(zhuǎn)折點(diǎn)應(yīng)靠近該單元的中心，二是該變化應(yīng)當(dāng)具有足夠的幅度，使之能影響該單元的偽相對(duì)滲透率。相應(yīng)地，圖7(b)和(f)所示的諸曲線類型中的一種或兩種可以被消去。
用搜索一個(gè)深度轉(zhuǎn)折點(diǎn)的方法對(duì)示于圖7(d)和(e)的剩下的兩種類型進(jìn)行測(cè)試，在該轉(zhuǎn)折點(diǎn)上下兩側(cè)的諸數(shù)據(jù)點(diǎn)具有符號(hào)相反的斜率。每一種斜率的符號(hào)將區(qū)分示于圖7(d)和(e)的諸曲線類型。該轉(zhuǎn)折點(diǎn)受到如下的約束一是該轉(zhuǎn)折點(diǎn)應(yīng)靠近該單元的中心，二是諸斜率應(yīng)當(dāng)符合某些閾值標(biāo)準(zhǔn)，使之能適當(dāng)?shù)赜绊憘蜗鄬?duì)滲透率。相應(yīng)地，圖7(d)和(e)所示的諸曲線類型中的一種或兩種可以被消去。
在前面所述的模式識(shí)別技術(shù)中，至少有1種曲線類型、可能多達(dá)4種類型，被認(rèn)為是有代表性的趨勢(shì)曲線的候選者，并且將從中選出具有最小統(tǒng)計(jì)誤差的趨勢(shì)曲線，隨后將其分配到每一個(gè)油層模型單元。
由于用一個(gè)整數(shù)來(lái)標(biāo)識(shí)每一條總趨勢(shì)曲線，所以上述模式識(shí)別技術(shù)產(chǎn)生一個(gè)整數(shù)數(shù)組，其中每一個(gè)整數(shù)都對(duì)應(yīng)于圖7(a)-(g)所示的總曲線形狀中的一種。被分配到每一個(gè)油層模型單元的數(shù)值只有一個(gè)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)每一個(gè)整數(shù)數(shù)值都指定一種顏色，并且該顏色被繪在圖上，以給出分配于每一個(gè)油層模型單元的諸趨勢(shì)曲線的彩色圖形表示。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，向該油層工程師提供一個(gè)含有該整數(shù)值數(shù)組的文件。該油層工程師得到每一個(gè)整數(shù)所代表的總的孔隙率或滲透率隨深度的變化(曲線)之后，就能根據(jù)前面已收入本文的Kyle,J.R.等人(編寫(xiě)的)參考文獻(xiàn)中所述的諸方法，直接地將偽相對(duì)滲透率諸曲線跟在一個(gè)油層仿真模型中的每一個(gè)油層模型單元互相關(guān)聯(lián)起來(lái)。由此向該油層工程師提供關(guān)于油層參數(shù)的十分詳細(xì)的相對(duì)滲透率信息。
正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所能理解的那樣，本發(fā)明的方法需要非常大量的詳細(xì)計(jì)算，例如生成諸合成跡線的一個(gè)目錄，諸偽測(cè)井曲線，以及將真實(shí)的和合成的地震跡線加以比較。進(jìn)一步的處理包括對(duì)含有諸數(shù)據(jù)點(diǎn)的大量分層的數(shù)據(jù)數(shù)值的平均運(yùn)算，將導(dǎo)出的油層特性諸趨勢(shì)曲線跟一般化的諸趨勢(shì)曲線加以比較，以及生成使用各種陰影和色調(diào)的彩色顯示。
相應(yīng)地，圖9是本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的一份流程圖。在圖9中，一開(kāi)始如(標(biāo)號(hào))80所示，所有的地震數(shù)據(jù)和巖性數(shù)據(jù)被組合以提供所需的基本數(shù)據(jù)。在步驟82，生成一個(gè)初始模型，它包括跟預(yù)期結(jié)果有關(guān)的巖石物理諸參數(shù)。隨后，如方框84所示，對(duì)初始的巖性數(shù)據(jù)施加擾動(dòng)，以便在正向模型諸部位提出多種巖石物理特性。在步驟86，為每一種被提出的巖石物理特性計(jì)算多條偽測(cè)井曲線并與該模型部位建立關(guān)聯(lián)，并且為每一條被提出的偽測(cè)井曲線計(jì)算多條合成的地震跡線。下一個(gè)步驟88涉及將諸真實(shí)的地震跡線跟計(jì)算所得的合成跡線進(jìn)行比較，以便至少確認(rèn)若干條跡線，它們以某種方式最佳地匹配于一條真實(shí)的地震跡線。其后在步驟90，被關(guān)聯(lián)于該已確認(rèn)的諸合成跡線的多條偽測(cè)井曲線被連接到每一個(gè)模型部位。在步驟92，在每一個(gè)模型部位上的多條偽測(cè)井曲線都跟諸相鄰部位進(jìn)行比較，并且在步驟94，基于這個(gè)比較結(jié)果選出一條單獨(dú)的偽測(cè)井曲線，作為針對(duì)每一個(gè)前向部位的一條模型測(cè)井曲線。
在步驟96，至少有7條孔隙率或滲透率趨勢(shì)曲線被定義，它們是在油層中可能的含油層類型的代表。這些趨勢(shì)曲線被保留，以便跟計(jì)算所得的油層滲透率或孔隙率的諸曲線進(jìn)行比較。下一步如步驟98所示，該NUI孔隙率或滲透率諸數(shù)據(jù)點(diǎn)被劃分為油層模型諸單元。接著，在步驟100，這些油層模型諸單元被切分為水平的諸分層，每一個(gè)分層含有一組數(shù)據(jù)點(diǎn)。在步驟100，還計(jì)算在每一個(gè)分層中諸數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值。下一步，在步驟102，構(gòu)成每一個(gè)分層的數(shù)據(jù)平均值對(duì)深度的圖，并且這張圖跟在步驟96中所定義的典型的諸趨勢(shì)曲線進(jìn)行比較，以便為該油層模型單元選出一條有代表性的曲線。其后在步驟104，可以用顏色對(duì)被選出的諸曲線進(jìn)行編碼，并且每一個(gè)單元的顏色可以被繪在圖上，以便提供所選定的諸曲線的圖形表示。
現(xiàn)在特別地參看圖10，圖中所示的是平行于一個(gè)地質(zhì)層的一個(gè)地下含油層的一個(gè)表面的平面圖。圖10是一份由計(jì)算機(jī)生成的該地下含油層的彩色模型，它使用多種顏色去表示各種總曲線形狀的面積分布。這個(gè)視圖包括插入到該圖左邊緣的一個(gè)彩色代碼，它引用了在圖7(b)中所示的諸曲線的參考號(hào)碼。
如本文所描述和圖解的本發(fā)明是一種有效的方法和裝置，可用于在一個(gè)油層內(nèi)對(duì)平面的和垂直的油層孔隙率和滲透率諸趨勢(shì)進(jìn)行鑒定，同時(shí)在整個(gè)油層范圍內(nèi)分配偽相對(duì)滲透率。然而，專業(yè)人士將認(rèn)識(shí)到，在不背離本發(fā)明的前提下，按照上述講授內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出修改和變更是可能的。這樣的修改和變更可以包括將各種其他模型用于本發(fā)明所需的巖石物理模型之中。相應(yīng)地，應(yīng)當(dāng)很清楚地理解到，本發(fā)明不局限于在諸附圖中所描述和圖解的具體特征，但是本發(fā)明的概念可以根據(jù)所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍加以估量。
權(quán)利要求
1．一種用于使用地震數(shù)據(jù)和油井?dāng)?shù)據(jù)確定在一個(gè)油層的一個(gè)地下含油層內(nèi)油層特性分布的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其中從一個(gè)基本數(shù)據(jù)集導(dǎo)出所述油層特性的一種巖石物理模型，該數(shù)據(jù)集包括一個(gè)3維地震數(shù)據(jù)體，以及代表在所述地震體之中的至少一個(gè)井位的所述地下含油層的結(jié)構(gòu)和組織的測(cè)井曲線數(shù)據(jù)，所述方法的諸步驟包括(a)確定所述油層的所述巖石物理模型，其中所述巖石物理模型包括所述油層特性的多個(gè)模型測(cè)井曲線；(b)定義多個(gè)深度對(duì)所述地下含油層的所述油層特性的典型的諸趨勢(shì)曲線；(c)基于所述諸模型的諸測(cè)井曲線，選擇針對(duì)所述油層特性的一個(gè)第一組諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中所述諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)在所述地下含油層中以對(duì)應(yīng)于所述地震數(shù)據(jù)的間隔被排列成各行以及沿橫向延伸的各列；(d)將所述諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)劃分為多個(gè)油層模型單元，其中所述油層模型諸單元中的每一個(gè)穿越所述油層，并且包容一個(gè)第2組所述模型諸數(shù)據(jù)點(diǎn)，后者小于所述第一組；(e)將所述油層模型諸單元切分為所需數(shù)量的水平分層，其中所述諸水平分層中的每一塊包容所述第2組模型數(shù)據(jù)點(diǎn)中的至少兩個(gè)模型數(shù)據(jù)點(diǎn)；(f)在所述諸水平分層的每一塊中，計(jì)算所述油層特性的一個(gè)平均值，并且為所述油層模型諸單元中的每一個(gè)繪出所述平均值對(duì)深度的關(guān)系曲線，以便為所述油層模型諸單元中的每一個(gè)定義一條導(dǎo)出的趨勢(shì)曲線；(g)將在步驟(f)中為所述油層模型諸單元中的每一個(gè)導(dǎo)出的趨勢(shì)曲線跟在步驟(b)中所定義的所述多條典型的趨勢(shì)曲線中的每一條進(jìn)行比較；(h)從步驟(b)所定義的典型的諸趨勢(shì)曲線中選出有代表性的一條，以便跟所述油層模型諸單元中的每一個(gè)建立關(guān)聯(lián)；以及(ⅰ)使用在步驟(h)中所選擇的所述典型的諸趨勢(shì)曲線，用以說(shuō)明在所述油層含油層中的所述諸趨勢(shì)曲線分布。
2．一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述油層特性從包括下列諸特性的小組中選出(ⅰ)孔隙率；(ⅱ)滲透率；以及(ⅲ)泥質(zhì)含量。
3．一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述巖石物理模型是一種非唯一的反演(NUI)模型。
4．一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述地震數(shù)據(jù)體包括一份充分遷移的3維地震剖面圖，并且所述測(cè)井曲線數(shù)據(jù)包括一條測(cè)井電纜測(cè)井曲線。
5．一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定所述油層特性的所述巖石物理模型的方法步驟包括(a)確定一個(gè)初始的巖石物理模型，它是在所述井位上的測(cè)井記錄數(shù)據(jù)的代表；(b)為一組正向模型部位提出至少兩個(gè)不同的巖石物理?xiàng)l件，其中每一個(gè)所述的正向模型部位都對(duì)應(yīng)于所述地震數(shù)據(jù)體的一條單獨(dú)的真實(shí)的地震跡線的巖性，因此上述跡線被表示為針對(duì)該對(duì)應(yīng)的正向模型部位的一條特征地震跡線，由此向所述多個(gè)前向諸模型部位提供一組所述的特征跡線；(c)在每一個(gè)所述正向模型部位處提出(ⅰ)針對(duì)所述已提出的巖石物理?xiàng)l件中的每一條，至少兩條偽測(cè)井曲線，其中所述諸偽測(cè)井曲線作為深度的一個(gè)函數(shù)，可以表示為所述油層特性的諸連續(xù)曲線；(ⅱ)針對(duì)所述至少兩條偽測(cè)井曲線，至少兩條合成的地震跡線，其中所述至少兩條偽測(cè)井曲線中的每一條都跟所述至少兩條合成地震跡線以及所述至少兩個(gè)已提出的巖石物理?xiàng)l件之一建立關(guān)聯(lián)，由此提出一組合成的地震跡線以及與之相關(guān)聯(lián)的一組偽測(cè)井曲線；(d)建立一個(gè)目錄，它包括所述的一組合成的地震跡線以及所述相關(guān)聯(lián)的一組偽測(cè)井曲線，并且在所述計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)所述目錄；(e)從所述目錄中選擇所述合成地震跡線的一個(gè)第一集合以及諸偽測(cè)井曲線中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的第一集合，以便跟所述多條特征跡線中的一條第一特征跡線建立關(guān)聯(lián)；(f)從選自步驟(e)的所述第一集合偽測(cè)井曲線中選擇一條偽測(cè)井曲線，以便唯一地跟所述第一特征跡線建立關(guān)聯(lián)，因此它被表示為針對(duì)所述第一特征跡線的一條初始的偽測(cè)井曲線；以及(g)為所述特征的地震跡線中剩下的每一條重復(fù)步驟(e)和(f)，由此給出一組初始的偽測(cè)井曲線；以及(h)其中在步驟(f)中選出的一組初始的偽測(cè)井曲線包括所述的一組模型測(cè)井記錄跡線，用以確定所述巖石物理模型。
6. 一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述選擇所述合成地震跡線的第一集合以及一個(gè)相關(guān)聯(lián)的偽測(cè)井曲線的第一集合的步驟包括(a)在所述計(jì)算機(jī)中，將在所述目錄中的每一條合成地震跡線跟所述第一特征的地震跡線進(jìn)行比較；(b)基于在所述目錄的諸合成跡線以及所述第一特征地震跡線之間的相似性的數(shù)字測(cè)量，選擇所述合成地震跡線的第一集合以及相關(guān)聯(lián)的偽測(cè)井曲線的第一集合，以便跟所述第一特征地震跡線建立關(guān)聯(lián)，并且其中所述數(shù)字測(cè)量包括下列諸因子的諸數(shù)值(ⅰ)一個(gè)互相關(guān)系數(shù)；(ⅱ)一個(gè)互相關(guān)延遲；(ⅲ)一個(gè)絕對(duì)平均差值；以及(ⅳ)一個(gè)RB因子；以及(c)針對(duì)所述特征跡線中剩下的每一條，重復(fù)步驟(a)和(b)。
7．一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中從所述諸偽測(cè)井曲線的第一集合中選擇一條偽測(cè)井曲線的所述步驟包括(a)在所述計(jì)算機(jī)中，將關(guān)聯(lián)于所述第一特征跡線的諸偽測(cè)井曲線的第一集合跟關(guān)聯(lián)于一條第2特征跡線的諸偽測(cè)井曲線中的至少一個(gè)第2集合進(jìn)行比較，其中所述第一特征跡線和所述第2特征跡線對(duì)應(yīng)于互相鄰近的第一和第2正向模型部位；(b)使用在步驟(a)中得出的比較結(jié)果，用以確定介于所述諸偽測(cè)井曲線的第一集合中的每一條偽測(cè)井曲線跟在所述諸偽測(cè)井曲線的第2集合中對(duì)應(yīng)的偽測(cè)井曲線之間的相似性的一種數(shù)值的度量；(c)選擇所述一條偽測(cè)井曲線，用以將所述第一正向模型部位描述為在所述諸偽測(cè)井曲線的第一集合中跟所述諸偽測(cè)井曲線的至少第2集合中的一條對(duì)應(yīng)的偽測(cè)井曲線具有最高相似性的該偽測(cè)井曲線；以及(d)對(duì)剩下的每一個(gè)正向模型部位重復(fù)步驟(a),(b)和(c)。
8．一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括使用在步驟(h)中所選出的所述典型的諸趨勢(shì)曲線，用以生成一種關(guān)于所述油層特性的分布的圖像顯示。
9．一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述建立一個(gè)合成的諸模型跡線的目錄的步驟產(chǎn)生一個(gè)含有大約1,000到大約200,000條合成的地震跡線的目錄。
10．一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述為了跟所述第一特征跡線建立關(guān)聯(lián)而選出的合成的諸地震跡線的集合包括從大約10條合成跡線到大約50條合成跡線。
11．將真實(shí)的諸地震跡線轉(zhuǎn)換為一個(gè)油層含油層中(描述其)流動(dòng)特性的一個(gè)模型的裝置，其中一種巖石物理模型是從包括一個(gè)3維地震體以及巖性測(cè)井曲線數(shù)據(jù)的一個(gè)基本數(shù)據(jù)集中導(dǎo)出的，上述測(cè)井曲線數(shù)據(jù)代表在所述地震體中針對(duì)至少一個(gè)井位的所述油層含油層的結(jié)構(gòu)和組織，所述裝置包括被編程以執(zhí)行如下方法步驟的計(jì)算機(jī)(a)確定所述油層含油層的所述巖石物理模型，其中所述巖石物理模型包括針對(duì)一種油層特性的一組模型測(cè)井曲線；(b)定義一組深度對(duì)所述地下含油層的所述油層特性的典型的諸趨勢(shì)曲線；(c)基于所述諸模型測(cè)井曲線，選擇針對(duì)所述油層特性的一個(gè)第一組諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中所述諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)在所述地下含油層中以對(duì)應(yīng)于所述地震數(shù)據(jù)的間隔被排列成各行以及沿橫向延伸的各列；(d)將所述諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)劃分為多個(gè)油層模型單元，其中所述油層模型諸單元中的每一個(gè)穿越所述含油層，并且包容一個(gè)第2組所述模型數(shù)據(jù)點(diǎn)，后者小于所述第一組(的模型數(shù)據(jù)點(diǎn))；(e)將所述油層模型諸單元切分為所需數(shù)量的諸水平分層，其中所述諸水平分層中的每一塊包容所述第2組諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)中的至少兩個(gè)模型數(shù)據(jù)點(diǎn)；(f)在所述諸水平分層的每一塊中，計(jì)算所述油層特性的一個(gè)平均值，并且為所述油層模型諸單元中的每一個(gè)繪出所述平均值對(duì)深度的關(guān)系曲線，以便為所述油層模型諸單元中的每一個(gè)定義一條導(dǎo)出的趨勢(shì)曲線；(g)將在步驟(f)中為所述油層模型諸單元中的每一個(gè)導(dǎo)出的趨勢(shì)曲線跟在步驟(b)中所定義的所述一組典型的趨勢(shì)曲線中的每一條進(jìn)行比較；(h)從步驟(b)所定義的典型的諸趨勢(shì)曲線中選出有代表性的一條，以便跟所述油層模型諸單元中的每一個(gè)建立關(guān)聯(lián)；以及(ⅰ)使用在步驟(h)中所選擇的所述典型的諸趨勢(shì)曲線，用以說(shuō)明在所述油層含油層中所述諸趨勢(shì)曲線的分布。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述油層特性從包括下列諸特性的小組中選出(ⅰ)孔隙率；(ⅱ)滲透率；以及(ⅲ)泥質(zhì)含量。
13．一種根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述巖石物理模型包括一種非唯一的反演(NUI)模型。
14．根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，還包括一個(gè)聲源，用于向地層注入各種聲音信號(hào)；用于檢測(cè)因地下的不連續(xù)性而發(fā)回地表的各種聲音反射信號(hào)的裝置；用于記錄所述各種反射信號(hào)的裝置。
15．一個(gè)可以被計(jì)算機(jī)讀取的程序儲(chǔ)存裝置，確實(shí)地包含著一段可以被所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令程序，用于將真實(shí)的諸地震跡線以及測(cè)井曲線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一個(gè)油層含油層的流動(dòng)特性的一個(gè)模型，所述方法的諸步驟包括(a)確定所述油層含油層的所述巖石物理模型，其中所述巖石物理模型包括針對(duì)一種油層特性的一組模型測(cè)井曲線；(b)定義一組深度對(duì)所述地下含油層的所述油層特性的典型的諸趨勢(shì)曲線；(c)基于所述諸模型測(cè)井曲線，選擇針對(duì)所述油層特性的一個(gè)第一組諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中所述諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)在所述地下含油層中以對(duì)應(yīng)于所述地震數(shù)據(jù)的間隔被排列成各行以及沿橫向延伸的各列；(d)將所述諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)劃分為多個(gè)油層模型單元，其中所述油層模型諸單元中的每一個(gè)穿越所述含油層，并且包容一個(gè)第2組所述諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)，后者小于所述第一組；(e)將所述油層模型諸單元切分為所需數(shù)量的諸水平分層，其中所述諸水平分層中的每一塊包容所述第2組諸模型數(shù)據(jù)點(diǎn)中的至少兩個(gè)模型數(shù)據(jù)點(diǎn)；(f)在所述諸水平分層的每一塊中，計(jì)算所述油層特性的一個(gè)平均值，并且為所述油層模型諸單元中的每一個(gè)繪出所述平均值對(duì)深度(的關(guān)系曲線)，以便為所述油層模型諸單元中的每一個(gè)定義一條導(dǎo)出的趨勢(shì)曲線；(g)將在步驟(f)中為所述油層模型諸單元中的每一個(gè)導(dǎo)出的趨勢(shì)曲線跟在步驟(b)中所定義的所述一組典型的趨勢(shì)曲線中的每一條進(jìn)行比較；(h)從步驟(b)所定義的典型的諸趨勢(shì)曲線中選出有代表性的一條，以便跟所述油層模型諸單元中的每一個(gè)建立關(guān)聯(lián)；以及(ⅰ)使用在步驟(h)中所選擇的所述典型的諸趨勢(shì)曲線，用以說(shuō)明所述諸趨勢(shì)曲線在所述油層含油層中的分布。
16．一種根據(jù)權(quán)利要求15所述的程序存儲(chǔ)裝置，其中所述油層特性從包括下列諸特性的小組中選出(ⅰ)孔隙率；(ⅱ)滲透率；以及(ⅲ)泥質(zhì)含量。
17．一種根據(jù)權(quán)利要求15所述的程序存儲(chǔ)裝置，其中所述巖石物理模型包括一種非唯一的反演(NUI)模型。
18．一種根據(jù)權(quán)利要求15所述的程序存儲(chǔ)裝置，其中所述確定所述油層的一個(gè)巖石物理模型的方法步驟包括(a)確定一個(gè)初始的巖石物理模型，它是在所述井位上的測(cè)井曲線數(shù)據(jù)的代表；(b)為一組正向模型部位提出至少兩個(gè)不同的巖石物理?xiàng)l件，其中所述正向模型諸部位中的每一個(gè)都對(duì)應(yīng)于所述地震數(shù)據(jù)體的一條單獨(dú)的真實(shí)的地震跡線的巖性，因此該跡線被表示為針對(duì)該對(duì)應(yīng)的正向模型部位的一條特征的地震跡線，由此給出對(duì)應(yīng)于所述一組正向模型部位的一組所述諸特征跡線；(c)在每一個(gè)所述正向模型部位處提出(ⅰ)針對(duì)所述已提出的巖石物理?xiàng)l件中的每一個(gè)，至少兩條偽測(cè)井曲線，其中所述諸偽測(cè)井曲線作為深度的一個(gè)函數(shù)，可以表示為所述油層特性的諸連續(xù)曲線；(ⅱ)針對(duì)所述至少兩條偽測(cè)井曲線，至少兩條合成的地震跡線，其中所述至少兩條偽測(cè)井曲線中的每一條都跟所述至少兩條合成地震跡線以及所述至少兩個(gè)已提出的巖石物理?xiàng)l件之一建立關(guān)聯(lián)，由此提出一組合成的地震跡線以及一組相關(guān)的偽測(cè)井曲線；(d)建立一個(gè)目錄，它包括所述多條合成的地震跡線以及所述相關(guān)的多條偽測(cè)井曲線，并且在所述計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)所述目錄；(e)從所述目錄中選擇所述合成地震跡線的一個(gè)第一集合以及諸偽測(cè)井曲線的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的第一集合，以便跟所述多條特征跡線中的第一特征跡線建立關(guān)聯(lián)；(f)從選自步驟(e)的所述偽測(cè)井曲線的第一集合中選出一條偽測(cè)井曲線，以便唯一地跟所述第一特征跡線建立關(guān)聯(lián)，因此它被表示為針對(duì)所述第一特征跡線的一條初始的偽測(cè)井曲線；以及(g)為所述特征的地震跡線中剩下的每一條重復(fù)步驟(e)和(f)，由此給出一組初始的偽測(cè)井曲線；以及(h)其中在步驟(f)中選出的多條初始的偽測(cè)井曲線包括所述多條模型記錄跡線，用以確定所述巖石物理模型。
19．一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在一個(gè)油層仿真模型內(nèi)，在與偽相對(duì)滲透率諸曲線相對(duì)應(yīng)的條件下，逐個(gè)單元地指定所述典型的諸趨勢(shì)曲線的分布。
全文摘要
公開(kāi)了一種使用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)(80)和3維地震數(shù)據(jù)(80)以便預(yù)測(cè)油層滲透率或孔隙率以及偽相對(duì)滲透率的分布的方法和裝置,其中,本方法的一個(gè)優(yōu)選的第一步驟(82)對(duì)感興趣的油層特性進(jìn)行建模以便給出諸模型測(cè)井曲線(86),上述諸模型測(cè)井曲線作為深度的一個(gè)函數(shù),可以表示為一種油層特性的諸連續(xù)曲線。下一個(gè)步驟(88)在穿越一個(gè)油層含油層的諸連續(xù)曲線上選擇個(gè)別的數(shù)據(jù)點(diǎn),并且針對(duì)許多類似于杜狀的子體(其中的每一個(gè)都包容一部分被選出的諸數(shù)據(jù)點(diǎn))確定諸滲透趨勢(shì)曲線(96)。隨后諸子體被切分為所需數(shù)目的諸水平分層,每一個(gè)分層都包含許多模型數(shù)據(jù)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01V1/30GK1237256SQ98801207
公開(kāi)日1999年12月1日 申請(qǐng)日期1998年1月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月31日
發(fā)明者德尼斯·B·尼夫, 斯科特·A·魯尼斯特蘭德, 埃德加·L·布特勒, 邁克爾·E·維諾特 申請(qǐng)人:菲利浦石油公司