Способ прогнозирования количественных значений свойств скальной породы или текучей среды в продуктивном пласте с помощью сейсмических данных
Номер патента: 14040
Опубликовано: 15.11.2006
Авторы: Дональд Х. Колдуэлл, Стефен Д. Уилсон, Джефри Дж. Хамман
Формула / Реферат
Изобретение относится к области горного дела, в частности, к геологии и может быть использовано при анализе свойств горных пород.
Технический результат изобретения - прогнозирование количественных значений свойств скальных пород и текучих сред в продуктивном пласте.
Предложен способ (фиг. 1) для прогнозирования значения установленного свойства скальной породы или текучей среды в подземном геологическом объеме (10). Экспериментально определенное сейсмическое значение акустического импеданса назначается для модельного объема, связанного с подземным геологическим объемом (10). Первое прогнозирование значения установленного свойства скальной породы или текучей среды также назначается для модельного объема. Первое прогнозируемое значение акустического импеданса для модельного объема вычисляется из модели откликов с помощью первого прогнозируемого значения установленного свойства скальной породы или текучей среды, причем модель откликов отвечает на изменения в прогнозируемый значениях установленного свойства скальной породы или текучей среды. Первое прогнозируемое значение акустического импеданса сравнивается с сейсмическим значением акустического импеданса, чтобы определить разность между прогнозируемым и сейсмическим значениями акустического импеданса. Первое прогнозируемое значение установленного свойства скальной породы или текучей среды подстраивается в ответ на разность, чтобы создать второе прогнозируемое значение установленного свойства скальной породы или текучей среды, причем второе прогнозируемое значение снижает эту разность.
Текст
(51)7 01 1/00, 06 19/00 КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ СВОЙСТВ СКАЛЬНОЙ ПОРОДЫ ИЛИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ В ПРОДУКТИВНОМ ПЛАСТЕ С ПОМОЩЬЮ СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ(57) Изобретение относится к области горного дела,в частности, к геологии и может быть использовано при анализе свойств горных пород. Технический результат изобретения - прогнозирование количественных значений свойств скальных пород и текучих сред в продуктивном пласте. Предложен способ (фиг. 1) для прогнозирования значения установленного свойства скальной породы или текучей среды в подземном геологическом объеме (10). Экспериментально определенное сейсмическое значение акустического импеданса назначается для модельного объема, связанного с подземным геологическим объемом (10). Первое прогнозирование значения установленного свойства скальной породы или текучей среды также назначается для модельного объема. Первое прогнозируемое значение акустического импеданса для модельного объема вычисляется из модели откликов с помощью первого прогнозируемого значения установленного свойства скальной породы или текучей среды, причем модель откликов отвечает на изменения в прогнозируемый значениях установленного свойства скальной породы или текучей среды. Первое прогнозируемое значение акустического импеданса сравнивается с сейсмическим значением акустического импеданса, чтобы определить разность между прогнозируемым и сейсмическим значениями акустического импеданса. Первое прогнозируемое значение установленного свойства скальной породы или текучей среды подстраивается в ответ на разность, чтобы создать второе прогнозируемое значение установленного свойства скальной породы или текучей среды, причем второе прогнозируемое значение снижает эту разность. 14040 Настоящее изобретение относится в целом к способу для создания размерной геологической модели подземного продуктивного пласта текучих сред. В частности, изобретением является способ наполнения размерной геологической модели количественными значениями определнного свойства скальной породы или текучей среды, которые минимизируют ошибки с помощью модели петрофизических откликов и сейсмических данных. Получающаяся размерная геологическая модель облегчает управление разведкой или выработкой несущих углеводородное сырь продуктивных пластов. При разведке на наличие углеводородов или разработке углеводородов из подземных сред существует постоянная необходимость точно характеризовать представляющие интерес подземные продуктивные пласты. Знание протяжнности по площади, содержания углеводородов и проницаемости для текучих сред несущего углеводородное сырь продуктивного пласта чрезвычайно важно для снижения риска экономических потерь и, наоборот, для увеличения скорости отдачи углеводородной продукции из продуктивного пласта. Такая информация, касающаяся подземного продуктивного пласта наиболее просто получается из одной или нескольких скважин, которые пробуриваются через этот продуктивный пласт. Скорости бурения, буровые шламы, изменения в составе бурового раство и керны из скважины обеспечивают требуемую информацию. Каротажные диаграммы, вырабатываемые при прохождении скважины каротажными инструментами, также являются хорошим источником информации. Каротажные диаграммы обеспечивают ценную информацию, касающуюся свойств скальных пород и текучих сред подземного продуктивного пласта, таких как пористость, опознавание текучей среды и объм нефтеносных сланцев. Примерные каротажные диаграммы включают в себя записи удельного электрического сопротивления, гаммалучей, плотности, скорости сжатия, скорости расширения и нейтронов. Поскольку каротажные диаграммы измеряют свойства скальных пород и текучих сред только до примерно одного фута от ствола скважины, а в громадную часть продуктивного пласта скважины не проникают, каротажные диаграммы, к сожалению,способны характеризовать лишь чрезвычайно малую долю продуктивного пласта. Более того, операция бурения сжимает скальную породу, окружающую ствол скважины, тем самым, изменяя свойства скальных пород и вводя ошибку в измерения, полученные каротажем скважины и анализом кернов. Существует давняя необходимость точно характеризовать свойства скальных пород и текучих сред практически по всему подземному продуктивному пласту и, в частности, точно характеризовать свойства скальных пород и текучих сред в областях продуктивного пласта, которые не затрагиваются скважинами. Данные из скважин обычно экстраполируют в стороны от ствола скважины, чтобы охарактеризовать весь продуктивный пласт, когда данные из скважин ограничены. Обычные методы экстраполя 2 ции изображают подземный продуктивный пласт как множество трхмерных матриц из блоков или ячеек, которые объединяются вместе для формирования трхмерной модели продуктивного пласта. Как правило, оси ,икаждого блока определяются и по абсолютной высоте, и по стратиграфическим поверхностям, и для определения точек относительных данных в окрестности каждого блока используются поисковые алгоритмы. Кроме того,свойства скальных пород каждого блока назначаются посредством оценочных способов, таких как способы, основанные на расстояниях, с использованием способов интерполированного усреднения, которые основаны на значениях соседних данных, и геостатистические способы, которые рассчитывают как расстояние, так и пространственную протяжнность свойств скальных пород. Используются также сейсмические изыскания для обеспечения сейсмической информации по частям подземного продуктивного пласта, которые не охватываются скважиной. Ударные устройства, такие как источники вибраций, газовые пушки, пневмопушки и падающие грузы применяются на поверхности земли или в стволе скважины в качестве сейсмических источников для генерирования волн расширения и сжатия в подземных слоях. Эти волны передаются через подземные слои, отражаются на изменениях акустического импеданса и записываются обычно на поверхности земли посредством записывающих устройств, размещнных в рештке. Эти записанные данные, как правило, обрабатываются с помощью программного обеспечения, которое разработано для минимизации шума и сохранения амплитуды отражений. Эти сейсмические изыскания выливаются, в конце концов, в наборы трхмерных данных, представляющие непосредственное измерение поверхностей скальных пород, которые определяют подземный продуктивный пласт. Эти наборы данных вс в большей степени используются для оценки и картографирования подповерхностных структур для целей разведки и эксплуатации нефтяных, газовых или минеральных резервов. Однако сейсмические данные не используются в общем случае в трхмерных геологических моделях для целей иных, нежели определение вершины и основания модели. Наиболее близким аналогом к предлагаемому решению является патент США 5838643, выданный 18.10.1998 г. Заявленное в данном патенте изобретение устанавливает эмпирическое значение для акустического импеданса в заданном подводном объме с помощью сейсмических данных. Вычисленное значение акустического импеданса также определяется для этого объма с использованием оценнных средних значений конкретного геологического параметра (например, пористость) для данного объма и стандартных уравнений корреляции. Вычисленное и эмпирическое значения акустического импеданса сравниваются. Если они различаются, то значение геологического параметра меняется до тех пор, пока не будет достигнуто совпадение. В этом случае устанавливается правильное значение геологического параметра для этого объма. 14040 Этот способ повторяется для всех объмов резервуара для уточнения геологических характеристик всего резервуара. В данном патенте моделируется резервуар с использованием известных и оцененных геологических данных. Модель используется для вычисления синтетических сейсмических следов, которые потом сравниваются с существующими сейсмическими следами. Геологические данные далее изменяются до тех пор, пока синтетические сейсмические следы не совпадут с существующими сейсмическими следами. Данный способ не так эффективен, как предлагаемый в настоящей заявке, так как ему не достает той же степени вертикального разрешения. Настоящее изобретение раскрывает необходимость в более эффективном объединении сейсмических данных с геологическими моделями для того,чтобы точно характеризовать подземные продуктивные пласты. Соответственно, задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способа для более точного прогнозирования количественных значений свойств скальных пород и текучих сред в подземном продуктивном пласте посредством объединнного использования сейсмических данных и размерных геологических моделей. Другая задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способа прогнозирования количественных значений свойств скальных пород и текучих сред в подземном продуктивном пласте, которые конкретно применимы для добычи углеводородного сырья, позволяя практикам более точно определять величину и границы несущего углеводородное сырь продуктивного пласта. Ещ одна задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способа прогнозирования количественных значений свойств скальных пород и текучих сред в подземном продуктивном пласте, которые конкретно применимы для управления несущим углеводородное сырь продуктивным пластом, позволяя практикам в большей степени максимизировать или иным образом оптимизировать добычу углеводородного сырья из этого продуктивного пласта. Эти и другие задачи достигаются в соответствии с описанным здесь далее изобретением. Настоящее изобретение представляет собой в общем случае способ создания размерной геологической модели подземного продуктивного пласта текучих сред, которая пополняется относительно точными количественными данными свойств скальных пород и текучих сред. Получающаяся размерная геологическая модель точно характеризует продуктивный пласт текучих сред, тем самым, облегчая управление разведкой и выработкой несущих углеводородное сырь продуктивных пластов. Этот способ выполняется путм начального описания геологического объма, в том числе представляющего интерес продуктивного пласта текучих сред, в терминах модельного объма, который подразделяется на множество модельных подобъмов. Эти модельные подобъмы связываются с конкретными местоположениями по всему геологическому объму. Для каждого из этих модельных подобъмов итеративно определяются минимизирующие ошибку значения назначенного свойства скальной породы или текучей среды. Минимизирующие ошибку значения должным образом назначенного свойства скальной породы или текучей среды конкретно применимы для разведки углеводородного сырья, позволяя практику более точно определять величину и границы несущего углеводородное сырь продуктивного пласта в геологическом объме. Дополнительно или альтернативно, минимизирующие ошибку значения должным образом назначенного свойства скальной породы или текучей среды конкретно применимы для управления несущим углеводородное сырь продуктивным пластом в геологическом объме,позволяя практику в большей степени максимизировать или иным образом оптимизировать добычу углеводородного сырья из этого продуктивного пласта. В соответствии с конкретным выполнением настоящего способа обеспечивается подземный геологический объм, в каковом геологическом объме экспериментально определяется распределение сейсмических значений акустического импеданса. Этот геологический объм характеризуется модельным объмом, имеющим множество модельных подобъмов. Модельный подобъм выбирается из множества модельных подобъмов, и для этого модельного подобъма назначается сейсмическое значение акустического импеданса из распределения. Устанавливается свойство скальной породы или текучей среды, релевантное для геологического объма, и для модельного подобъма назначается первое прогнозируемое значение установленного свойства скальной породы или текучей среды. Первое прогнозируемое значение акустического импеданса для модельного подобъма вычисляется из модели отклика с помощью первого прогнозируемого значения установленного свойства скальной породы или текучей среды, причм эта модель отклика отвечает на изменения в прогнозируемом значениях установленного свойства скальной породы или текучей среды. Это первое прогнозируемое значение акустического импеданса сравнивается в сейсмическим значением акустического импеданса для определения первой разности между прогнозируемым и сейсмическим значениями акустического импеданса. Первое прогнозируемое значение установленного свойства скальной породы или текучей среды подстраивается в ответ на первую разность для создания второго прогнозируемого значения установленного свойства скальной породы или текучей среды, причем это второе прогнозируемое значение уменьшает первую разность. После вычисляется это второе прогнозируемое значение акустического импеданса для модельного подобъма из модели отклика с помощью второго прогнозируемого значения установленного свойства скальной породы или текучей среды. Это второе прогнозируемое значение акустического импеданса сравнивается с сейсмическим значением акустического импеданса для определения второй разности между прогнозируемыми сейсмическим значениями акустического импеданса, причм эта вторая раз 3 14040 ность меньше, чем первая разность. Эти шаги итеративно повторяются до тех пор, пока разность перестанет превышать заранее заданный максимальный допуск. Предсказанное значение установленного свойства скальной породы или текучей среды по завершении итераций представляет собой минимизирующую ошибку значение установленного свойства скальной породы или текучей среды для выбранного подобъма. Способ повторяется для другого модельного подобъма до тех пор, пока не будут определены минимизирующие ошибку значения установленного свойства скальной породы или текучей среды для каждого модельного подобъма в модельном объме. Изобретение будет более понятно из сопровождающих чертежей и описания. Фиг. 1 является блок-схемой алгоритма, обеспечивающей общее представление о способе по настоящему изобретению. Фиг. 2 является условным представлением подземного геологического объма, включая представляющий интерес продуктивный пласт текучих сред. Фиг. 3 А, 3 Б, 3 В является блок-схемой алгоритма,показывающей подробное выполнение способа по фиг. 1. Фиг. 4 является условным представлением трхмерной геологической модели, построенной в соответствии с выполнением по фиг. 3 А, 3 Б, 3 В. Фиг. 5 является условным представлением ячейки из трхмерной геологической модели по фиг. 4, в которой ячейка наполнена начальными данными. Фиг. 6 является графическим представлением предсказанных данных для свойств скальных пород и текучих сред, определнных в соответствии со способом по фиг. 1. Общее представление настоящего способа показано в блок-схеме алгоритма по фиг. 1 и описано ниже со ссылкой на фиг. 1. Способ содержит пять стадий. Первой стадией является построение размерной геологической модели, основанной на физическом геологическом объме, который включает в себя представляющий интерес продуктивный пласт текучих сред. Размерная геологическая модель содержит модельный объм, разделнный на матрицу модельных подобъмов. Эта матрица модельных подобъмов обеспечивает размерную структуру для связывания экспериментальных или предсказанных данных геофизических и петрофизических свойств с конкретизированными местоположениями в пределах геологического объма. Размерная геологическая модель построена с помощью распределения экспериментально определнных сейсмических значений акустического импеданса для геологического объма и других известных экспериментальных или выявленных данных, относящихся к геологическому объму, которые получены предварительно для настоящего способа. Второй стадией этого способа является наполнение значений начальных данных в размерную геологическую модель. В соответствии с этой стадией наполнения начальных данных количественные значения некоторых геофизических и петрофизических свойств геологического объма назначаются для 4 всей размерной геологической модели. В частности,экспериментально определнные сейсмические значения акустического импеданса из вышеупомянутого распределения назначаются каждому подобъму размерной геологической модели. Оценнные значения свойств скальных пород и текучих сред геологического объма также назначаются каждому подобъму размерной геологической модели. Эти оценнные значения свойств скальных пород и текучих сред включают в себя оценнные значения установленного свойства скальной породы или текучей среды (поочердно выраженные первые прогнозируемые значения), которые специально применимы для настоящего способа. Третьей стадией способа является установление модели петрофизических откликов. В этой стадии установления модели петрофизических откликов одно или более уравнений откликов выбираются или иным образом выявляются из физических соотношений между свойствами скальных пород, текучих сред и сейсмическими свойствами в продуктивном пласте, которые общеизвестны специалистам в физике скальных пород и текучих сред. Эти уравнения откликов обеспечивают вычисление предсказанного значения акустического импеданса путм введения оценнных значений свойств скальных пород и текучих сред, в том числе предсказанного значения установленного свойства скальной породы или текучей среды, в уравнения откликов. Как таковые, модели петрофизических откликов вырабатывают предсказанное значение акустического импеданса, которое отвечает на изменения в предсказанном значении установленного свойства скальной породы или текучей среды. Четвртой стадией способа является минимизация ошибки прогнозируемых значений установленного свойства скальной породы или текучей среды. Эта стадия минимизации ошибки запускается путм использования модели петрофизических откликов и оценнных значений свойств скальных пород и текучих сред, в том числе прогнозируемого значения установленного свойства скальной породы или текучей среды для вычисления первого прогнозируемого значения акустического импеданса для выбранного модельного подобъма. Минимизирующее ошибку значение установленного свойства скальной породы или текучей среды определяется сравнением первого предсказанного значения акустического импеданса с сейсмическим значением акустического импеданса, итеративной подстройкой предсказанного значения установленного свойства скальной породы или текучей среды в ответ на это сравнение и повторным вычислением прогнозируемого значения акустического импеданса с помощью модели петрофизического отклика и подстроенного прогнозируемого значения установленного свойства скальной породы или текучей среды до тех пор, пока не будет достигнуто приемлемое совпадение между значением и сейсмическим значением акустического импеданса. То прогнозируемое значение установленного свойства скальной породы или текучей среды, которое достигает этого совпадения, и является минимизирующим ошибку значением установленного свой 14040 ства скальной породы или текучей среды для выбранного модельного подобъма. Затем выбирается новый модельный подобъм, и стадия минимизации ошибки повторяется до тех пор, пока не будет определено минимизирующее ошибку значение установленного свойства скальной породы или текучей среды для каждого модельного подобъма в модельном объме. Отметим, что форма модели петрофизического отклика, оценнные значения свойств скальных пород и текучих сред иных, нежели установленное свойство скальной породы или текучей среды, и сейсмические значения акустического импеданса поддерживаются фиксированными во вс время стадии минимизации ошибки. Пятой и конечной стадией способа является повторное внесение минимизирующих ошибку значений в размерную геологическую модель. В соответствии с этой стадией повторного внесения минимизирующих ошибку значений эти минимизирующие ошибку значения установленного свойства скальной породы или текучей среды заменяют каждое соответствующее первое прогнозируемое значение установленного свойства скальной породы или текучей среды, которое было изначально внесено в размерную геологическую модель во второй стадии. Конечным продуктом настоящего способа является размерная геологическая модель, которая вся наполнена минимизирующими ошибку значениями данных установленного свойства скальной породы или текучей среды и которая связана с вызывающим интерес геологическим объмом. Предпочтительное выполнение способа по настоящему изобретению описывается ниже со ссылкой на фиг. 2-5. Сначала на фиг. 2 показан физический геологический объм, обозначенный в целом ссылочной позицией 10. Способ по настоящему выполнению применим к геологическому объму 10, который содержит земную поверхность 12 и множество подземных слоев 14, 16, 18, содержащих материалы скальных пород и текучих сред. Как таковой, геологический объм 10 включает в себя продуктивный пласт текучих сред, который не выделен специально на чертежах. Слои 14, 16, 18 проходят под земной поверхностью 12 в слоях, которые последовательно чередуются по глубине. Эти слои 14, 16, 18 отличаются друг от друга различными свойствами скальных пород и текучих сред. Поэтому соответствующие слои 14, 16, 18 разделяются стратиграфическими проявлениями, которые определяют результирующие границы 15, 17 продуктивного пласта. Понятно, однако, что фиг. 2 является просто концептуальным представлением подземного геологического объма. Практика по настоящему способу не ограничивается какимнибудь конкретным геологическим объмом, но в общем случае применима практически к любому геологическому объму, из которого можно экспериментально получить сейсмические данные. Фиг. 3 А, 3 Б, 3 В представляют собой подробную блок-схему алгоритма настоящего выполнения, которая изображает способ шаг за шагом. Предварительно для запуска настоящего способа сейсмические данные вырабатываются в представляющем интерес геологическом объме 10 путм сейсмических изысканий с помощью обычных способов, общеизвестных специалистам. Сейсмические данные определяются в общем для целей настоящего способа как информация, генерируемая путм создания сейсмических волн в пределах геологического объма от искусственных источников сейсмической энергии и наблюдения времн прибытия и амплитуд волн, которые преломляются через высокоскоростные промежутки в геологическом объме, или волн,которые отражаются от поверхностей раздела в геологическом объме в ответ на сейсмические волны. Такие поверхности раздела являются, как правило,результатом изменений акустической скорости или объмной плотности. К этим сейсмическим данным обычно применят несколько методов обработки данных, чтобы снизить шум или иным образом сделать эти данные более заметными. В частности, настоящий способ использует сейсмические данные после того, как данные преобразованы в акустический импеданс с помощью обычного метода, известного как сейсмическая инверсия. Коммерчески доступны несколько пакетов программного обеспечения для сейсмической инверсии, которые обрабатывают сейсмические данные, преобразуя данные в распределение сейсмических значений акустического импеданса по времени и глубине в пределах геологического объма. Примерный пакет программного обеспечения для сейсмической инверсии доступен под торговым наименованиемот., 16430, , 77084, . Перед тем как начать процесс, для практика в дополнение к сейсмическим данным может также быть доступно ограниченное количество данных,относящихся к свойствам скальной породы или текучей среды в геологическом объме 10. Такие данные, как правило, получаются из разведочных или рабочих скважин (не показаны), проходящих сквозь геологический объм 10. Как отмечено выше, данные от скважин чрезвычайно ограничены по площади, имея наджность в лучшем случае лишь около одного фута в радиальном направлении от ствола скважины. В любом случае данные от скважин, если они доступны, могут использоваться в практике настоящего способа, как описано здесь далее. Понятно, однако, что доступность данных от скважин не является необходимым предварительным условием для осуществления настоящего способа. Требуется лишь, чтобы для геологического объма 10 было предварительно доступно распределение сейсмических значений акустического импеданса или чтобы были заранее доступны сейсмические данные, из которых возможно генерировать это распределение. Если эти сейсмические данные не доступны заранее для геологического объма 10, сейсмические данные могут альтернативно генерироваться для геологического объма 10 проведением сейсмических изысканий в качестве несущественного шага настоящего способа. На фиг. 3 А. 3 Б, 3 В настоящее выполнение запускается на шаге 30, в котором обеспечивается распределение сейсмических значений акустического 5 14040 импеданса во времени, которое получается из подземного геологического объма 10 на фиг. 2. Это распределение определяет трхмерный объм сейсмического акустического импеданса (объм АИ),причм оси х и у объма АИ представлены в единицах длины, а осьпредставлена в единицах времени. Трхмерная модель геологического объма строится из объма АИ в шагах 32, 34, 36, 38, 40. Эта трхмерная геологическая модель имеет модельный объм, причм оси х, у,этого объма представлены в единицах длины. Шаг 32 запускает построение трхмерной геологической модели путм интерпретации главных границ акустического импеданса в объме АИ и подтверждения связи этих границ акустического импеданса с результирующими границами продуктивного пласта. Изменения в сейсмическом акустическом импедансе во времени в объме АИ должны коррелироваться с изменениями в свойствах скальной породы или текучей среды по глубине в геологическом объме. После того как подтверждается, что моменты правильных акустических импедансных взаимодействий приходятся на правильные стратиграфические проявления, по всему объму АИ строятся снабжнные сеткой поверхности корреляции с помощью сеток из линий и пересекающихся линий. Шаг 34 выявляет из снабжнных сеткой поверхностей корреляции по времени временные горизонты, которые проверяются на отрицательные изохронные значения. Эти временные горизонты объединяются для составления расслонной по времени структуры. Шаг 36 преобразует снабжнную сеткой поверхность корреляции по времени в поверхность корреляции по глубине с помощью наилучшей оценки средней скорости для каждого горизонта в пределах объма АИ. Можно произвести незначительные подстройки для поверхностей корреляции по глубине в местах расположения скважин, если это необходимо, поскольку поверхности корреляции по глубине обычно не совпадают точно с пиками горизонтов из мест расположения скважин. Можно также произвести незначительные подстройки для поверхностей корреляции по глубине в стороне от мест расположения скважин, если это необходимо, на основании того факта, что жидкостные контакты часто можно идентифицировать как сильно коррелированные пространственные изменения в значении акустического импеданса. Оценнные средние скорости также могут подстраиватьсяв ответ на подстройки в поверхностях корреляции по глубине. Шаг 38 выявляет из поверхностей корреляции по глубине горизонты глубины, которые проверяются на отрицательные изопахитовые значения. Эти горизонты глубины объединяются для составления расслонной по глубине структуры. Имеется взаимно однозначное соответствие между структурой,расслонной по глубине, и структурой, расслонной по времени. Шаг 40 генерирует трхмерную геологическую модель путм разделения расслонной по глубине структуры на множество трхмерных модельных ячеек или блоков. В дополнение на фиг. 4 эта трх 6 мерная модель геологического объма показана и обозначена в целом ссылочной позицией 42, а представительная ячейка обозначена ссылочной позицией 44. Трхмерные геологические модели этого типа обычно содержат десятки миллионов ячеек. Внешняя граница расслонной по глубине структуры определяет модельный объм 46. Ячейки упорядочены в пределах трхмерной геологической модели 42 так, чтобы между ячейками не происходило перекрытия. В дополнение на фиг. 5 ячейка 44 показана как имеющая два измерения, выраженных в единицах длины вдоль осей х и у, которые, как правило,изображают прямоугольник или квадрат на виде сверху. Ячейка 44 имеет также третье измерение,выраженное в единицах длины вдоль оси , которая представляет глубину и изображает толщину. Конкретные размеры каждой ячейки выбираются в ответ на объм АИ, который вводится в трхмерную геологическую модель, и данные из скважин, если они доступны. К примеру, размеры ячеек могут выбираться как функция от линии, разделнной поперечными линиями посредством скорости отсчтов при каротаже скважин. Тонкое расслоение ячеек может конфигурироваться так, что ячейки разделяются равным образом между двумя горизонтами расслонной по глубине структуры (пропорционально), параллельно верхнему горизонту (сверху) или параллельно нижнему горизонту (снизу). Фиг. 4 и 5 представлены здесь в иллюстративных целях. Трхмерная геологическая модель 42 и связанные в ней ячейки являются только одной возможной конфигурацией размерной геологической модели в объме настоящего изобретения. Понятно,что размерная геологическая модель, как рассмотрено здесь, не ограничена каким-либо конкретным числом размерностей или единиц выражения. Не ограничены и ячейки какой-либо геометрической конфигурацией. Поэтому к объму настоящего изобретения относится построение размерной геологической модели сразмерностями и имеющей ячейки, соответственно конфигурированные в пространстве. На фиг. 3 А, 3 Б, 3 В трхмерная геологическая модель наполняется начальными значениями данных в шагах 48 и 50. Расслонная по времени структура и расслонная по глубине структура совместно обеспечивают трхмерное поле скоростей, которое задат отображение глубины во время и обеспечивает соответствие между трхмерной геологической моделью и объмом АИ. В результате шаг 48 переводит значения х, у идля каждой ячейки трхмерной геологической модели в линию, поперечную линию и время в объме АИ. Значение сейсмического акустического импеданса в заданных линии, поперечной линии и времени в объме АИ выделяется из объма АИ и загружается в соответствующую ячейку трхмерной геологической модели. Эта процедура повторяется до тех пор, пока каждая ячейка в трхмерной геологической модели не наполнится соответствующим значением сейсмического акустического импеданса из объма АИ. Одно и то же значение акустического импеданса часто загружается во многие ячейки вследствие ограниченно 14040 связанной природы, т. е. низкого разрешения по вертикали объма АИ. Шаг 50 оценивает значения свойств скальных пород и текучих сред, в том числе и первое предсказанное значение установленного свойства скальной породы или текучей среды для каждой ячейки в трхмерной геологической модели. Свойства скальных пород и текучих сред выбираются на основании их применимости в модели петрофизических откликов, которая описывается ниже со ссылкой на шаг 52. Значения свойств скальных пород и текучих сред оцениваются с помощью известных научных и инженерных принципов и всех доступных петрофизических данных для геологического объма. Например, данные из скважин могут быть доступны из каротажных диаграмм скважин, которые предоставляют некоторые локализованные значения из скважин для свойств скальных пород и текучих сред вдоль слоев с высоким разрешением в трхмерной геологической модели, соответствующей местам расположения скважин. Данные из скважин, как правило, предоставляют локализованные значения пористости скальных пород в дополнение к опознаванию типов текучих сред, таких как газ, нефть и вода, и значения насыщенности текучих сред. Другие доступные данные могут включать в себя вычисления , которые обеспечивают оценки сжимаемости текучих сред. Керны предоставляют кристаллические плотности и состав минералов скальных пород. Распределение начальных оценнных значений свойств скальных пород и текучих сред в трхмерной геологической модели может выполняться в соответствии с несколькими обычными методами, такими как взвешивание расстояний,совместно расположенный ко-кригинг и т. п. Может быть необходимо сохранять конкретные соотношения между начальными оценнными значениями данного свойства скальной породы или текучей среды путм распределения в последующих шагах подстройки по настоящему способу. Например, относительная природа пористости слоев как функция вертикального местоположения, заданная распределением, должна сохраняться в последующих шагах подстройки. Шаг 52 устанавливает модель петрофизических откликов, которая основана на известных соотношениях между свойствами скальных пород и текучих сред и акустическим импедансом. Эта модель петрофизических откликов отличается от трхмерной геологической модели, будучи системой уравнений откликов, причм по прогнозу установленное свойство скальной породы или текучей среды является основной независимой переменной, а прогнозируемый акустический импеданс является основной зависимой переменной. Модель петрофизических откликов используется для прямого вычисления прогнозируемых значений акустического импеданса с помощью оценнных значений свойств скальных пород и текучих сред, в том числе и прогнозируемых значений установленного свойства скальной породы или текучей среды. Таким образом, модель петрофизических откликов описывает,как изменяется акустический импеданс от одного или более свойств скальных пород и текучих сред, в том числе и установленного свойства скальной породы или текучей среды в пределах геологического объма. Модель петрофизических откликов предпочтительно выделяется из обычных уравнений, прогнозирующих модули упругости скальных пород и текучих сред. Примерная система таких уравнений раскрыта в книге , .,.,,,, 1993, включнной сюда посредством ссылки. Акустический импеданс (АИ) связан со свойствами скальных пород и текучих сред следующей системой уравнений АИ,где- скорость сжатия- объмная плотность. Скорость сжатия связана со свойствами скальных пород и текучих сред первым уравнением Кристофля(4/3)/1/2,где К - объмный модуль упругости (величина,обратная системной сжимаемости)- модуль сдвига. Объмный модуль упругости вычисляется из уравнения Гассмана КК(1-(КА/К)2)/(Ф/) 1-Ф)/К)-(К/(К)2),где КА - модуль упругости строения (величина, обратная сжимаемости сухой скальной породы) К - модуль упругости минерала (величина, обратная сжимаемости кристалла) Ф - пористость скальной породы К - модуль упругости текучей среды (величина,обратная сжимаемости текучей среды). Модуль сдвигаоценивается как линейная функция от пористости скальной породы. Объмная плотность вычисляется как(1-)1-),где- матричная плотность- плотность реликтовой воды- плотность углеводородного сырья при точных условиях- насыщенность продуктового пласта водой. Как отмечено выше, со ссылкой на оценнные значения свойств скальных пород и текучих сред,применение этой модели требует исчерпывающего использования всех доступных петрофизических данных для вызывающего интерес геологического объма. Каротажные диаграммы скважин, если они доступны, исследуются для оценки изменений, зависимостей и пределов по каждому параметру, требуемому моделью петрофизических откликов. Вычислениявыполняются для оценки сжимаемости текучей среды. -функции Леверта используются для оценки насыщенности текучей среды. Керны используются при определении кристаллической плотности и минерального состава скальной породы. Таким образом, значения установленного свойства скальной породы или текучей среды, в конечном счте, прогнозируемые настоящим способом, по желанию ограничиваются физически доступными 7 14040 значениями остальных свойств скальных пород и текучих сред, используемых в модели петрофизических откликов. Шаг 54 запускает петлю выбора совокупности ячеек, причм из трхмерной модели выбирается группировка смежных ячеек, по которым сейсмический акустический импеданс постоянен. Группировка выбранных ячеек, описанная здесь, представляет собой совокупность уложенных по вертикали смежных ячеек, но понятно, что настоящий способ точно так же применим и к выбору горизонтальной совокупности смежных ячеек. После выбора группировки ячеек в петле выбора совокупности ячеек запускается петля минимизации ошибки, которая содержит шаги 56, 58, 60, 62 и 64. Шаг 56 вычисляет первое предсказанное значение акустического импеданса для каждой ячейки группировки с помощью модели петрофизических откликов и оценнных значений свойств скальных пород и текучих сред, в том числе первое прогнозируемое значение установленного свойства скальной породы или текучей среды. Шаг 58 осуществляет весовое усреднение вычисленных первых значений акустического импеданса для каждой ячейки группировки по всей группировке ячеек. Шаг 60 вычисляет разность между средним прогнозируемым значением акустического импеданса и сейсмическим значением акустического импеданса группировки ячеек путм вычитания среднего первого прогнозируемого значения из сейсмического значения. Абсолютное значение разности между средним прогнозируемым значением акустического импеданса и сейсмическим значением акустического импеданса представляет собой целевую функцию, минимизированную по желанию алгоритмом петли минимизации ошибки. Если абсолютное значение этой разности превышает максимальный допуск, к примеру, 1 , шаг 62 подстраивает первое прогнозируемое значение свойства скальной породы или текучей среды в приемлемых пределах до второго прогнозируемого значения. Как отмечено на шаге 64, первое прогнозируемое значение установленного свойства скальной породы или текучей среды подстраивается так, что второе прогнозируемое значение снижает целевую функцию разности между первым средним прогнозируемым значением и сейсмическим значением акустического импеданса группировки ячеек, когда второе прогнозируемое значение подставляется вместо первого предсказанного значения установленного свойства скальной породы или текучей среды в модели петрофизических откликов. Направление, в котором подстраивается первое прогнозируемое значение свойства скальной породы или текучей среды, определяется знаком разности между средним прогнозируемым значением и сейсмическим значением акустического импеданса. Шаг 64 возвращает петлю минимизации ошибки на шаг 56, при этом с помощью модели петрофизических откликов и оцененных значений свойств скальных пород и текучих сред вычисляется второе прогнозируемое значение акустического импеданса,8 в том числе и второе предсказанное значение установленного свойства скальной породы или текучей среды, которым заменяется первое предсказанное значение. Шаги 58, 60 62 и 64 повторяются столько раз, сколько необходимо до тех пор, пока абсолютное значение разности между прогнозируемым значением акустического импеданса и сейсмическим значением акустического импеданса для выбранной группировки ячеек не станет меньше, чем максимальный допуск, или равным ему. То прогнозируемое значение установленного свойства скальной породы или текучей среды для каждой ячейки группировки, которое достигает такого результата, является минимизирующим ошибку значением установленного свойства скальной породы или текучей среды для этой ячейки. Ясно, что в процессе выполнения петли минимизации ошибки изменяются лишь предсказанные значения акустического импеданса и форма уравнений отклика в модели петрофизических откликов остаются фиксированными. Шаг 66 обновляет трхмерную геологическую модель перенаполнением выбранных ячеек этой трхмерной геологической модели минимизирующими ошибку значениями установленного свойства скальной породы или текучей среды. В частности, вновь определнные минимизирующие ошибку значения установленного свойства скальной породы или текучей среды подставляются вместо каждого соответствующего первого прогнозируемого значения установленного свойства скальной породы или текучей среды, внеснного в трхмерную геологическую модель на шаге 50. Шаг 68 возвращает петлю выбора совокупности ячеек к шагу 54,при этом из трхмерной геологической модели выбирается другая группировка ячеек, по которым сейсмический акустический импеданс постоянен. Для вновь выбранной группировки смежных ячеек выполняеся петля минимизации ошибок, чтобы определить минимизирующие ошибку значения установленного свойства скальной породы или текучей среды для этих ячеек. Эти минимизирующие ошибку значения обновляют затем в трхмерную геологическую модель. Петля выбора совокупности ячеек повторяется столько раз, сколько необходимо вышеуказанным образом, до тех пор, пока не будет определено минимизирующее ошибку значение установленного свойства скальной породы или текучей среды для каждой ячейки в трхмерной геологической модели. Дополнительным признаком настоящего способа является выбор установленного свойства скальной породы или текучей среды. Выбор пригодного свойства скальной породы или текучей среды позволяет практику точно характеризовать продуктивный пласт текучей среды в пределах геологического объма, когда трхмерная геологическая модель наполнена минимизирующими ошибку значениями этого свойства. Практик, как правило, выбирает установленное свойство скальной породы или текучей среды в связи с вышеуказанными шагами по фиг. 4,или перед ними. Критерии выбора относятся к области знаний специалиста и являются функцией конкретных потребностей практика. Как правило, 14040 эти критерии выбора являются функцией желательного применения результирующей трехмерной геологической модели и минимизирующих ошибку значений. Например, специалист в общем случае определяет пористость, тип текучей среды или насыщенность как значащее свойство скальной породы или текучей среды в применениях разведки углеводородного сырья Аналогично специалист в общем случае определяет пористость, тип текучей среды или проницаемость как значащее свойство скальной породы или текучей среды в применениях управления продуктивным пластом. Поэтому, хотя настоящий способ не ограничивается каким-либо конкретным установленным свойством скальной породы или текучей среды, вышеприведенные свойства скальных пород и текучих сред, т. е. пористость, тип текучей среды, насыщенность и проницаемость являются примерами установленных свойств скальной породы или текучей среды, применимыми в настоящем способе. Способность настоящего способа точно прогнозировать значения установленного свойства скальной породы или текучей среды демонстрируется на фиг. 6, где в качестве устанавливаемого свойства скальной породы или текучей среды выбирается пористость. Минимизирующие ошибку значения пористости определяются по длине ствола скважины в соответствии с настоящим способом. Оцененные значения свойств скальных пород или текучих сред, т. е. насыщенность и проницаемость, и прогнозируемым значения акустического импеданса также определяются по длине ствола скважины в соответствии с настоящим способом. Эти значения строятся на отдельных вертикальных осях точечной линией. Действительные экспериментальные значения пористости, насыщенности, проницаемости и акустического импеданса строятся для сравнения на тех же самых соответствующих осях сплошной линией. Очевидно, что настоящим способом довольно точно прогнозируют значения пористости в геологическом объеме, достигая тесного совпадения между минимизирующими ошибку значениями и измеренными экспериментальными значениями пористости даже в том случае, когда оцененные значения остальных свойств скальных пород и текучих сред в модели петрофизических откликов менее точны. Хотя описаны и показаны приведнные предпочтительные варианты выполнения изобретения, понятно, что изменения и модификации, такие как предложены и иные, могут быть сделаны в нм и попадают в объм настоящего изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ определения свойств скальной породы или текучей среды в местоположении в подземном геологическом объме, включающий в себя обеспечение подземного геологического объма, в котором распределение сейсмических значений акустического импеданса экспериментально определено для упомянутого геологического объма определение характеристики упомянутого геологического объма модельным объмом, имеющим много модельных подобъмов выбор модельного подобъма из упомянутого множества модельных подобъмов назначение сейсмического значения акустического импеданса из упомянутого распределения, для упомянутого модельного подобъма установление свойства скальной породы или текучей среды, релевантного для упомянутого геологического объма, и задание первого прогнозируемого значения упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды упомянутому модельному подобъму,отличающийся тем, что содержит- определение первого прогнозируемого значения акустического импеданса для упомянутого модельного подобъма из модели откликов с помощью упомянутого первого прогнозируемого значения упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды, причм упомянутая модель откликов отвечает на изменения в прогнозируемых значениях упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды- сравнение упомянутого первого прогнозируемого значения акустического импеданса с упомянутым сейсмическим значением акустического импеданса, чтобы определить разность между упомянутыми прогнозируемым и сейсмическим значениями акустического импеданса и- подстройку упомянутого первого прогнозируемого значения упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды в ответ на упомянутую первую разность, чтобы создать второе прогнозируемое значение упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды,причм упомянутое второе прогнозируемое значение снижает упомянутую первую разность. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что включает определение второго прогнозируемого значения акустического импеданса для упомянутого модельного подобъма из упомянутой модели откликов с помощью второго прогнозируемого значения упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что включает сравнение упомянутого второго прогнозируемого значения акустического импеданса с упомянутым сейсмическим значением акустического импеданса, чтобы определить вторую разность между упомянутыми прогнозируемым и сейсмическим значениями акустического импеданса, причем упомянутая вторая разность меньше, чем упомянутая первая разность. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что включает итеративное повторение упомянутых шагов подстройки, упомянутого прогнозируемого значения, упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды, определение упомянутого прогнозируемого значения упомянутого акустического импеданса с помощью упомянутого подстроенного прогнозируемого значения упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды и сравнение упомянутого определенного прогнозируемого значения акустического импеданса с упомянутым сейсмическим значением акустического импеданса, чтобы определить упомяну 9 14040 тую разность между упомянутыми определенным прогнозируемым и сейсмическим значениями акустического импеданса. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что упомянутое итеративное повторение заканчивают, когда упомянутая разность не превосходит заранее заданного максимального допуска. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый выбранный модельный подобьем является первым модельным подобъемом, включенным в группировку смежных модельных подобъемов,имеющих общее сейсмическое значение акустического импеданса. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что упомянутые прогнозируемые значения акустического импеданса для всех упомянутых модельных подобъмов в упомянутой группировке усредняют, чтобы создать среднее прогнозируемое значение акустического импеданса для упомянутой группировки, и определяют упомянутую разность между упомянутым средним прогнозируемым значением акустического импеданса и упомянутым общим сейсмическим значением акустического импеданса для упомянутой группировки. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутое установленное свойство скальной породы или текучей среды выбирают из группы, состоящей из пористости, насыщенности и проницаемости. 9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что включает выбор второго модельного подобъма из упомянутого множества модельных подобъмов назначение сейсмического значения акустического импеданса из упомянутого распределения для упомянутого второго модельного подобъма назначение первого прогнозируемого значения упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды упомянутому второму модельному подобъму определение первого прогнозируемого значения акустического импеданса для упомянутого второго модельного подобъма из упомянутой модели откликов с помощью упомянутого первого прогнозируемого значения упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды сравнение упомянутого первого прогнозируемого значения акустического импеданса с упомянутым сейсмическим значением акустического импеданса для упомянутого второго модельного подобъма,чтобы определить первую разность между упомянутыми прогнозируемым и сейсмическим значениями акустического импеданса для упомянутого второго подобъма и подстройку упомянутого первого прогнозируемого значения упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды для упомянутого второго модельного подобъма в ответ на упомянутую первую разность, чтобы создать второе прогнозируемое значение упомянутого установленного свойства скальной породы или текучей среды для упомянутого второго модельного подобъма,причм упомянутое второе прогнозируемое значение снижает упомянутую первую разность. 10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что упомянутый второй модельный подобъм включают во вторую группировку смежных модельных подобъмов, имеющих общее сейсмическое значение акустического импеданса.
МПК / Метки
МПК: G06F 19/00, G01V 1/00
Метки: прогнозирования, скальной, помощью, способ, значений, породы, количественных, среды, свойств, текучей, пласте, продуктивном, данных, сейсмических
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/13-14040-sposob-prognozirovaniya-kolichestvennyh-znachenijj-svojjstv-skalnojj-porody-ili-tekuchejj-sredy-v-produktivnom-plaste-s-pomoshhyu-sejjsmicheskih-dannyh.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ прогнозирования количественных значений свойств скальной породы или текучей среды в продуктивном пласте с помощью сейсмических данных</a>
Предыдущий патент: Способ обезвоживания и извлечения газолина из влажного природного газа
Следующий патент: Пигмент переменного в зависимости от угла обзора цвета интерференционной структуры, способ его получения и кроющая композиция для защиты изделий
Случайный патент: Способ придания огнестойкости материалу, содержащему целлюлозные волокна