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专利名称：用于综合储层和封闭质量预测的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及烃储层的模拟，尤其涉及综合力学地球模型、地球模型和盆地模型。
背景技术：
深储层中的烃勘探引入了储层当前或在历史上经受过高温高压和/或经受过构造力的可能性，所有这些都可能导致对储层结构的影响。因此，了解这些对储层大小、流体性质和可生产性的影响是有价值的。对于现有正在生产的储层，这样的了解可能导致改进的策略以便达到增产目的。一般说来，这些手段都基于垂直应力和温度历史。同样，盆地模拟工具一般不计及非垂直应力或随着时间变化的主应力取向。于是，本发明人开发了可提供用于在储层表征中解决这些和其它问题的综合模拟方法。

发明内容
本发明实施例的一个方面包括一种模拟感兴趣地下区域中的性质的方法。该方法包括使用代表所述地下区域中的地质、地球物理和/或岩石物理属性的数据，构建所述地下区域的地球模型；根据所述数据的至少一部分来构建所述地下区域的力学地球模型；以及根据所述数据的至少一部分来构建所述地下区域的盆地模型。对照与感兴趣地下区域有关的数据来校准所述盆地模型和力学地球模型。迭代地评估所述地球模型、力学地球模型和盆地模型，以便使模拟的性质与测量的感兴趣地下区域中的属性会聚。


当结合附图阅读如下详细描述时，本领域的普通技术人员可以更容易地看清本文所述的其它特征，在附图中图I例示了依照本发明一个实施例的方法或工作流程；图2例示了依照本发明一个可替代实施例的方法或工作流程；以及图3示意性地例示了执行按照本发明实施例的方法的系统的实施例。
具体实施例方式依照本发明的实施例，综合地球模拟的方法合并了基于代表感兴趣区域的地质、 地球物理和/或岩石物理特征的数据的互相关模型。综合模型迭代地相互作用，以便提供， 例如，储层质量以及流动和封闭性质的预测。通过使用不同类型的综合模型，可通过三维中的地质历史来评估感兴趣区域内的有效平均应力。从如下所述综合储层和封闭预测方法的所选情况研究中得到的初始观察认为应力和温度异常的充分了解与，例如，盐底辟、盐枕、 盐冠层、泥底辟等相关联。图I示意性地例示了依照本发明一个实施例的综合地球模型的一个例子。可以将包括，例如，地震解释100、地震数据102、井数据104、和/或实验室数据106的各种来源的数据合并到模型中。实验室数据106可以包括，例如，诸如润湿性、毛细管入口压力、岩石成分、分类、粒度、石英胶结物、粘土涂层、脆性等的从岩心样本和流体样本中得到的岩石性质的实验室测量值。要懂得的是，可以并入其它类型的数据，或可以使用上述数据类型的某个子集。一般说来，数据可以来自多种专用源，并且可被存储在计算机可读介质中以便依照综合地球模型加以访问和变换。根据输入数据来构建地球模型110。要懂得的是，这个步骤可以使用可用或将来的地质地球模拟应用程序来执行。例如，可从George Town, Cayman Islands的Paradigm获得的GOCAD是常用地球模拟软件套件，并适合依照本发明的实施例使用。部分根据地球模型，为至少一部分感兴趣地下区域构建力学地球模型112(即，油田或盆地中的特定地层剖面的应力状态和岩石力学性质的数值表示)。力学地球模型可以使用可用于此目的的可用或将来的工具来构建。例如,可从V6lizy_ViIlacoublay, France 的Dassault-Systemes获得的Abaqus是常用数值模拟软件。要懂得的是，可以选择允许使用关于包括但不限于弹性、塑性和粘性的物理特性的假设来计算应力的力学地球模型，可以使用在某个范围内的网格和基于定义的初始和边界条件的数值求解工具。在一个实施例中，力学地球模型包括感兴趣区域内的应力、应变和/或能量场。使用来自地球模型110、数据100，102，104和106和/或力学地球模型112的输入，使用盆地模拟工具或套件来构建盆地模型114。例如，可从Aachen, Germany的 Schlumberger获得的Petromod是常用盆地模拟软件。盆地模型可以是，例如，包括盆地随时间的演变的四维模型。力学地球模型112可以使用从盆地模型114导出的压力预测和/或垂直应力，以便为力学地球模型获取残余应力场。同样，盆地模型114的垂直分量应当与力学地球模型 112 —致。在可用的情况下，盆地模型114的垂直分量应当进一步与井数据104相符。一旦被构成，所述模型被迭代地评估，目标在于朝向测量的属性会聚模拟的地下区域属性。具体地，使用适当预测工具，可以至少部分基于力学地球模型来做出三维应力预测120。在可用的情况下，可以基于地震数据102来做出三维压力预测122。并且，可以根据盆地模型来做出三维有效应力预测124。可以将这些预测的模拟属性与测量的数据进行比较。在预测与测量之间不相符的情况下，调整模型110、112和114，并生成新的预测。类似地，可以根据模型110、112和114中的一个或多个的输出来生成三维有效应力和温度历史130。根据这些预测，可以生成诸如封闭预测132和储层质量预测134的定性预测。这些预测与适当校准数据进行比较，并且根据发现的任何不一致来调整所述模型。举例来说，可以对照诸如毛细管入口压力、孔隙率、渗透率、包括，例如，中子、电阻率、密度、和/或地震速度数据的测井记录、和/或渗透率数据的井数据来检验(140)封闭预测。同样，可以对照孔隙率、渗透率和/或IGV(粒间体积)来检验(142)储层质量。当达到预测与校准数据相符的程度时，可以认为所述模型是精确的，并可以中止(144)迭代过程。对于较大数量的井并因此更多的井数据，会聚可能需要更多次迭代。另一方面，更多井数据也可导致更好的初始模型并因此更精确的初始预测。使用敏感性和不确定性分析，可以调整(150)盆地模型和力学地球模型，以便改善综合地球模型的校准。在一个实施例中，比调整力学地球模型更频繁地优先调整盆地模型。部分原因是力学地球模型通常使用井数据和生产数据来计算可能更易于校准的当前应力场。另一方面，盆地模型被设计成提供贯穿地质时间的有效应力和温度。虽然温度历史一般更易于校准，但有效应力一般需要盆地模型和储层/封闭质量预测工具之间的更多次迭代。力学地球模型的校准数据可以包括，例如，压力、岩石密度、裂缝、力学岩石性质和 /或它们的组合。类似地，盆地模型的校准数据可以包括温度数据、声波数据、压力数据、诸如镜质体反射率的地球化学数据、生物标志物和/或它们的组合。在某些情况下，校准数据可以合并所有或部分用于创建地球模型的数据，并且一般可以包含构建模型的初始数据的子集。在一个实施例中，将地球物理、地质和/或岩石物理属性的预测值与相应测量的属性相比较。在预测的属性和测量的属性在所选变化范围内的情况下，可以中止迭代过程。 关于这方面，所选范围可以是用户输入的范围、预选的范围或定量确定的范围。 在一个实施例中，模型110、112和114中的每一个都可以包含一维、二维和/或三维模型。而且，至少力学地球模型112和盆地模型114可以包含时间维度。在如图2所示的实施例中，可以通过使用一维提取来改善计算效率。在这种手段中，相互对照地迭代力学地球模型112和盆地模型114，以保证它们相互一致。在这种手段中，力学地球模型112可以是仅当前有效应力模型，而盆地模型114包含与历史有效应力有关的信息。另一方面，要懂得的是，力学地球模型112可能包含有关一段时间内的有效应力的信息。为了校准，从盆地模型114中取出一维提取物。举例来说，这样的一维提取物可以是从模型中导出的伪井数据。在存在力学地球模型的情况下，它可被用于如前面针对图 I的实施例所述，在评估储层质量和/或封闭预测132、134之前修改盆地模型的有效应力 152。如果定性预测与可用测量数据良好吻合154，则结束该过程。如果否，则可以作出对盆地模型和力学地球模型的迭代修改。在一个实施例中，优先地修改盆地模型，而较不频繁地修改力学地球模型。要懂得的是，没有力学地球模型的流程图分支涉及只综合了盆地模型和地球模型的实施例。在图3中示意性地例示了执行该方法的系统200。该系统200包括数据存储设备或存储器202。可以使存储的数据可用于诸如可编程通用计算机的处理器204。处理器204 可以包括诸如显示器206和图形用户界面208的接口组件。图形用户界面可被用于显示数据和处理数据产物以及允许用户在实现该方法的各个方面的选项当中作出选择。数据可以经由总线201直接从数据获取设备传送给系统200，或从中间存储或处理设施(未示出)传送给系统200。本领域的普通技术人员要懂得的是，本文所述的公开实施例只是为了举例，可以存在许多变化。本发明只受包含本文所述的实施例以及对于本领域的普通技术人员来说显而易见的变体的权利要求书限制。
权利要求
1.一种用于模拟感兴趣地下区域中的性质的方法，包含使用代表地下区域中的地质、地球物理和/或岩石物理属性的数据，构建所述地下区域的地球模型；根据所述数据的至少一部分来构建所述地下区域的力学地球模型；根据所述数据的至少一部分来构建所述地下区域的盆地模型；对照与感兴趣地下区域有关的数据来校准所述盆地模型和力学地球模型；以及在所述地球模型、力学地球模型和盆地模型之间进行迭代，以便使模拟的性质与感兴趣地下区域中的测量的属性会聚。
2.如权利要求I所述的方法，其中，所述迭代包含对感兴趣地下区域中的地球物理、地质或岩石物理属性的值作出预测；将预测的属性值与感兴趣地下区域中的各自的测量的属性相比较；以及当预测的属性值和测量的属性值在所选范围内时，结束所述迭代。
3.如权利要求2所述的方法，其中，测量的地质、地球物理和/或岩石物理属性包含校准数据，以及所述校准数据包含用于构建地球模型的数据的子集。
4.如权利要求I所述的方法,其中，代表地下区域中的地质、地球物理和/或岩石物理属性的数据包含地震数据、测井记录数据、地震解释数据和岩石性质的实验室测量值中的一种或多种。
5.如权利要求I所述的方法，其中，所述地下区域的力学地球模型包含感兴趣地下区域内的应力、应变和能量场的评估。
6.如权利要求I所述的方法，其中，所述地下区域的力学地球模型包含从由弹性、塑性和粘性组成的组中选择的一种或多种物理特性的评估。
7.如权利要求I所述的方法，其中，所述地下区域的力学地球模型包含使用可变初始和边界条件的数值分析。
8.如权利要求I所述的方法，其中，所述地下区域的力学地球模型包括使用来自盆地模型的包括压力的属性预测。
9.如权利要求I所述的方法,其中,所述地球模型、盆地模型和力学地球模型包含三维模型。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述地球模型、盆地模型和力学地球模型进一步包含时间维度。
11.一种用于模拟感兴趣地下区域中的性质的方法，包含获取代表地下区域中的地质、地球物理和岩石物理属性的数据；使用所述数据来构建所述地下区域的地球模型；使用所述数据和所述地球模型来构建和生成所述地下区域的盆地模型；根据所述地球模型并使用从盆地模型中导出的包括压力的预测来构建和生成所述地下区域的力学地球模型；根据所述地球模型、盆地模型和力学地球模型，对地球物理、地质和/或岩石物理属性中的一个或多个值作出预测；从所述盆地模型中提取伪井位置处的预测属性；从所述力学地球模型中提取伪井位置处的预测属性；将提取的预测性质的值与相应校准数据进行比较，当预测性质的值在所选范围内与相应校准数据相符时，接受所述模型作为感兴趣区域的代表，而当预测性质的值在所选范围内与相应校准数据不相符时，在来自力学地球模型和盆地模型的一维提取物之间进行迭代，以使预测的性质与校准数据会聚。
12.—种用于模拟感兴趣地下区域中的性质的方法，包含获取代表地下区域中的地质、地球物理和岩石物理属性的数据；使用所述数据来构建所述地下区域的地球模型；使用所述数据和地球模型来构建和生成所述地下区域的盆地模型；根据所述地球模型并使用从所述盆地模型中导出的包括压力的预测来构建和生成所述地下区域的力学地球模型；根据所述地球模型、盆地模型和力学地球模型，对地球物理、地质或岩石物理属性中的一个或多个值作出预测；以及将预测的性质的值与相应校准数据进行比较，当预测的性质的值在所选范围内与相应校准数据相符时，接受所述模型作为感兴趣区域的代表，而当预测的性质的值在所选范围内与相应校准数据不相符时，在所述地球模型、力学地球模型和盆地模型之间进行迭代，以使预测的性质与校准数据会聚。
全文摘要
综合储层和封闭预测的系统和方法可用于评估在它们的整体历史中影响地质系统的有效平均应力，随后预测储层和封闭质量、流动和封闭性质以及其它行为。根据有效平均应力来模拟多孔性和渗透性以及封闭性质。使用地震解释、井和其它可用数据来构建综合地球模型。构建地质力学地球模型并计算应力。使用来自地震解释工具、井、地球化学、地球模型和力学地球模型的输入来构建盆地模型。进行储层质量和封闭质量预测，并迭代地构建地球模型、计算应力、构建盆地模型和进行质量预测，以会聚到与井、地震、岩心、地球化学和任何其它可用校准数据相符的解上。
文档编号G01V11/00GK102597814SQ201080048134
公开日2012年7月18日 申请日期2010年11月11日 优先权日2009年12月16日
发明者G·J·刘易斯, J·B·德克兹维格尔, M·卡瑟维兹, P·T·康诺利, S·K·穆赫利 申请人:雪佛龙美国公司