專利名稱：用于地下儲集層中的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層限定的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于限定地下儲集層中的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層的方法和系統(tǒng)，并且具體地說，涉及用于標(biāo)識和分類致密氣層中的凈產(chǎn)油層的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
常規(guī)工作流程在石油和天然氣工業(yè)中的任何交易(play)中的資源和儲量量化方面具有重要作用。這種工作流程通常包括兩個(gè)主要步驟:儲集層性質(zhì)(如孔隙度、飽和度等)的量化，和產(chǎn)油層限定。儲集層性質(zhì)量化被用于資源估算以及向產(chǎn)油層限定提供輸入。產(chǎn)油層限定被用于確定適于射孔(perforation)和激化的關(guān)注區(qū)以便引發(fā)生產(chǎn)，并且被用于儲量估算。在沒有準(zhǔn)確產(chǎn)油限定的情況下，量化的儲集層性質(zhì)不能準(zhǔn)確地反映生產(chǎn)包含在儲集層中的碳?xì)浠衔锏哪芰?。凈產(chǎn)油層的更精確限定可以改進(jìn)各種交易方面的重要方面，包括水平井布置、射孔和激化層段選擇、以及資源/儲量預(yù)訂。這在致密、含氣的頁巖砂儲集層中尤其是這樣。用于限定產(chǎn)油·層的常規(guī)方法基于固定的儲集層性質(zhì)截止點(diǎn)(cut-off)值。然而，基于截止點(diǎn)的產(chǎn)油限定方法的缺點(diǎn)可能導(dǎo)致(a)忽略了 “難于特征化產(chǎn)油層”，和/或(b)選出的因高可動(dòng)水飽和度而主要生產(chǎn)水的產(chǎn)油層。圖1例示了常規(guī)基于截止點(diǎn)的產(chǎn)油限定方法的某些缺點(diǎn)。該圖示出了與兩個(gè)地下關(guān)注區(qū)相關(guān)的碳?xì)浠衔锝刂裹c(diǎn)10:具有非可動(dòng)結(jié)合水層22和可動(dòng)碳?xì)浠衔锪黧w層12的第一區(qū)域20，和具有非可動(dòng)結(jié)合水層32、具有可動(dòng)水層33和可動(dòng)碳?xì)浠衔锪黧w層12的可動(dòng)流體層31的第二區(qū)域30。假定用于碳?xì)浠衔镲柡投鹊慕刂裹c(diǎn)為0.4，具有碳?xì)浠衔?HC)飽和度>0.4的任何儲集層層段(在截止10右側(cè))將被選為產(chǎn)油層。然而，根據(jù)該方法的產(chǎn)油限定具有兩個(gè)缺點(diǎn):(I)第一區(qū)域20中的諸如層40的儲集層層段缺失，在該層段中，碳?xì)浠衔镲柡投炔粷M足截止點(diǎn)，但因零可動(dòng)水飽和度仍生產(chǎn)僅具有經(jīng)濟(jì)收益率的碳?xì)浠衔?；?2)第二區(qū)域30中的諸如層50的儲集層層段被選為產(chǎn)油，其中，碳?xì)浠衔镲柡投葷M足截止點(diǎn)，但因高可動(dòng)水飽和度而主要生產(chǎn)水。這樣，存在對不依靠基于截止點(diǎn)的方法的缺點(diǎn)的確定凈產(chǎn)油的更可靠方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種用于利用基于測井圖的方法來確定碳?xì)浠衔飪舢a(chǎn)油層的方法，其使用可動(dòng)水量估算和碳?xì)浠衔镲柡投炔淮_定性水平兩者代替固定截止點(diǎn)，以限定凈產(chǎn)油層。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括以下步驟:將產(chǎn)油層分類成第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。在另一實(shí)施例中，提供了一種用于限定地下儲集層中的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:用于訪問一個(gè)或更多個(gè)儲集層特性的數(shù)據(jù)源，與該數(shù)據(jù)源通信的計(jì)算機(jī)處理器，該計(jì)算機(jī)處理器被配置成接收儲集層特性，并且響應(yīng)于該儲集層特性而執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼。該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼包括:用于確定針對地下儲集層內(nèi)的關(guān)注的儲集層層段的碳?xì)浠衔镲柡投鹊牡谝怀绦虼a，用于確定碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平的第二程序代碼；用于確定關(guān)注的儲集層層段內(nèi)的可動(dòng)水量的第三程序代碼；以及用于部分地基于可動(dòng)水量、碳?xì)浠衔镲柡投?、以及碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平，來限定針對關(guān)注的儲集層層段的整個(gè)產(chǎn)油層的第四程序代碼。有利的是，本發(fā)明可以被用于更準(zhǔn)確的產(chǎn)油層確定，和對于水平井布置、射孔/激化層選擇、以及石油和天然氣工業(yè)的任何交易方面的資源/儲量預(yù)訂的更好判定。


參照其如附圖所示的具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行描述。附圖僅描繪了本發(fā)明的典型實(shí)施例，并由此不應(yīng)被視為對其范圍的限制。圖1是例示常規(guī)的基于截止點(diǎn)的產(chǎn)油限定方法的缺點(diǎn)的圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的、用于特征化碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層的示例性方法的圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的、通常可以如何確定可動(dòng)水的圖。

圖4是示出如何基于可動(dòng)水和不確定性水平雙重概念來限定碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層的圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的、用于特征化碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層的示例性系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，對用于特征化儲集層地層評估不確定性的本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述。本發(fā)明可以被實(shí)踐為硬件和軟件中的任一個(gè)或其組合，包括但不限于:系統(tǒng)(包括計(jì)算機(jī)處理器)、方法(包括計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法)、裝置、排布結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、圖形用戶接口、門戶網(wǎng)站、或者有形地固定在計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)程序功能可以分布在各種模塊或配置當(dāng)中，并且這種模塊或配置被視為處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。用于與計(jì)算機(jī)處理器一起使用的制造品(如CD、預(yù)記錄盤或其中駐留有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序存儲介質(zhì))也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的應(yīng)用包括但不限于地下碳?xì)浠衔飪瘜又械目紫抖取柡投?、流體量、滲透性等的特征化。附圖僅例示了本發(fā)明的典型實(shí)施例，并由此不應(yīng)被視為對其范圍和寬度的限制。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的、用于碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層特征化的示例性方法200。該方法200先包括步驟210，該步驟210從數(shù)據(jù)存儲裝置、儲集層模型、測量裝置或其它信息源獲取或確定碳?xì)浠衔飪瘜犹匦浴瘜犹匦钥梢愿鶕?jù)測井日志和巖心數(shù)據(jù)來測量、導(dǎo)出、計(jì)算、確定或以其它方式獲取，舉例來說，其可以包括:伽馬射線、井徑儀、體密度、中子孔隙度、感應(yīng)電阻率、地層壓力、核磁共振、以及側(cè)壁巖心數(shù)據(jù)。步驟210還可以包括基于巖性、孔隙度、滲透性、可動(dòng)流體量以及/或任何其它合適的儲集層性質(zhì)來確定儲集層指示符(RNR，“儲集層/非儲集層”)。接下來，在步驟220確定總孔隙度(PHIT)，其在一個(gè)實(shí)施例中可以基于中子密度或任何其它已知測量結(jié)果或方法。在步驟230，利用“雙水(dual water)法”或其它合適方法，總水飽和度(Swt)接著可以被用于根據(jù)等式Shc=1- Swt來確定總碳?xì)浠衔?HC)飽和度(Shc)0接著，執(zhí)行步驟240以獲取總水量(TMV)，例如，TWV=PHIT*Swt，并且執(zhí)行步驟250以獲取結(jié)合水量(BWV)。步驟250可以基于核磁共振(NMR)或任何其它已知測量結(jié)果或方法。接著，執(zhí)行步驟260以獲取可動(dòng)水量(MMV)，例如，MffV=TffV - BffV,即，可動(dòng)水量等于總水量減去結(jié)合水量。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的、通?？梢匀绾未_定可動(dòng)水的圖。圖3示出了具有非可動(dòng)結(jié)合水層310、可動(dòng)水層320以及可動(dòng)碳?xì)浠衔飳?30的關(guān)注區(qū)域200。在一個(gè)實(shí)施例中，非可動(dòng)結(jié)合水層310中的水量(BMW)可以利用NMR測井來確定，并且可以使用電阻率和/或孔隙度測井來確定層340中的總水量(TMV)。這樣，可以確定可動(dòng)水量MWV。注意，如果可動(dòng)水量=0，則含HC儲集層中的任何HC可以被認(rèn)為可采出的。

再次參照圖2，接著可以執(zhí)行步驟270，以確定HC飽和度的不確定性水平(Shc_UNCL)。在一個(gè)實(shí)施例中，與HC飽和度和其它性質(zhì)相關(guān)聯(lián)的不確定性(即，噪聲)水平可以基于儲集層性質(zhì)及其測量誤差，通過Monte Carlo或其它合適的統(tǒng)計(jì)方法來估算。如果HC飽和度被發(fā)現(xiàn)大于其噪聲水平，例如，Shc;>Shc_UNCL，則HC飽和度被視為真實(shí)且可靠的信號。類似方法可以被應(yīng)用以確定可動(dòng)水量的噪聲水平(MWV_noise水平)。接著，執(zhí)行步驟280以將關(guān)注的儲集層層段特征化或限定或標(biāo)識為產(chǎn)油層。在一個(gè)實(shí)施例中，指示儲集層層段是否具有潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值的總產(chǎn)油層標(biāo)志(PNP或“PayNon-Pay”)針對關(guān)注的儲集層層段來確定。在一個(gè)實(shí)施例中，利用以下邏輯，PNP基于儲集層標(biāo)志(RNR)、可動(dòng)水量(MWV)、HC飽和度(She)以及HC飽和度的不確定性水平(Shc_UNCL):如果(1)卩殿==1，且(2)麗￥〈麗￥噪聲水平，且(3) Shc>Shc噪聲水平，則PNP=I。進(jìn)一步根據(jù)該邏輯，如果孔隙度、滲透性或其它選擇的儲集層性質(zhì)滿足預(yù)定閾值條件，則將“儲集層/非儲集層”標(biāo)志設(shè)置成“I”(儲集層)。如果可動(dòng)水噪聲量小于可動(dòng)水噪聲水平，則將碳?xì)浠衔镲柡投扰c碳?xì)浠衔镲柡投仍肼曀较啾容^。如果碳?xì)浠衔镲柡投瘸鎏細(xì)浠衔镲柡投仍肼曀?，則將“產(chǎn)油/非產(chǎn)油”標(biāo)志設(shè)置成“ I ”(產(chǎn)油)。圖4是例示基于可動(dòng)水和不確定性水平雙重概念的總產(chǎn)油層PNP的圖。該圖表示關(guān)于其將水飽和度402 (水平軸)標(biāo)繪(按黑色示出為Swt)為深度(垂直軸)的函數(shù)的關(guān)注的儲集層層段。該層段包括結(jié)合水量406、可動(dòng)水量407以及碳?xì)浠衔锪?08。噪聲水平用410示出，其包括幅度412，并且其可以包括針對碳?xì)浠衔镲柡投?、水飽和度以?或可動(dòng)水量的一個(gè)或兩個(gè)噪聲水平。Sm指示束縛水飽和度。根據(jù)上述邏輯，總產(chǎn)油層414 (PNP)部分地基于可動(dòng)水量、碳?xì)浠衔镲柡投?或另選為水飽和度)、以及碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平(或另選為水飽和度的不確定性水平)來確定。
可選的是，總產(chǎn)油層還可以被進(jìn)一步分類成第一類產(chǎn)油層(PNP_C1)和第二類產(chǎn)油層(PNP_C2)，步驟290?！暗谝活惍a(chǎn)油層”指總產(chǎn)油層內(nèi)的、還根據(jù)傳統(tǒng)截止點(diǎn)挑選的子層段，即，其通常是“易于特征化”的產(chǎn)油層，因?yàn)樵谠撋疃?，噪聲不是問題并且滿足預(yù)定的截止點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，例如，滲透性、孔隙度、頁巖量等?！暗诙惍a(chǎn)油層”指總產(chǎn)油層內(nèi)的、不根據(jù)截止點(diǎn)挑選并且可以被視為“難于特征化產(chǎn)油層”的子層段。第一和第二類產(chǎn)油層可以根據(jù)以下邏輯來限定:如果PNP=I并且She>截止點(diǎn)，則PNP_C1=1 ;而如果PNP==1&PNP_C1=0，則PNP_C2=1。在一個(gè)實(shí)施例中，截止點(diǎn)由具有有關(guān)儲集層知識的用戶來選擇。有利的是，本發(fā)明允許標(biāo)識難于以常規(guī)方法(例如，純截止點(diǎn)方法)特征化的附加產(chǎn)油層段。步驟290不僅標(biāo)識所有“易于特征化”和“難以特征化”的產(chǎn)油層，而且還避免挑選含碳?xì)浠衔锏蚋呖蓜?dòng)水飽和度而主要生產(chǎn)水的層。上面參照圖2描述的本發(fā)明方法對于結(jié)合具有伴隨以下地層性質(zhì)中的一個(gè)或更多個(gè)的致密氣砂的碳?xì)浠衔飪瘜邮褂脕碚f尤其有用:孔隙度范圍5 24% ;滲透性范圍
0.05 5md ;以及氣體飽和度范圍O 90% (平均為50%)。本發(fā)明的方法可以顯著增加生產(chǎn)和儲量兩者。在一個(gè)例子中，總計(jì)4406.4ft的額外的“難以特征化產(chǎn)油層”在地點(diǎn)A的29個(gè)井中標(biāo)識，由此增加地點(diǎn)A處的天然氣資源達(dá)118BCF，并增加天然氣儲量達(dá)11.8BCF。這些井中至少五個(gè)井被標(biāo)識 為機(jī)會。否則，這五個(gè)井將被塞緊并放棄，而結(jié)果將喪失估計(jì)$1100萬美元的生產(chǎn)。圖5是根據(jù)參照圖2描述的方法的、用于特征化碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層的示例性系統(tǒng)500的示意圖。參照圖5，該系統(tǒng)包括用于訪問一個(gè)或更多個(gè)儲集層參數(shù)的數(shù)據(jù)源530。數(shù)據(jù)源530可以是電子數(shù)據(jù)庫、儲集層模型或提供儲集層性質(zhì)的其它信息源。數(shù)據(jù)源530可操作地與計(jì)算機(jī)處理器520通信，其被配置成接收儲集層性質(zhì)并且響應(yīng)于儲集層參數(shù)而執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼。該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼包括:用于至少基于多個(gè)儲集層參數(shù)中的一個(gè)來確定總孔隙度的第一程序代碼521 ;用于確定總碳?xì)浠衔镲柡投鹊牡诙绦虼a522 ;用于至少基于總孔隙度和總水飽和度來確定總水量的第三程序代碼523 ;用于確定可動(dòng)水量的第四程序代碼524 ;用于確定總碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平的第五程序代碼525 ；以及用于部分地基于可動(dòng)水量、總碳?xì)浠衔镲柡投?、以及總碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平，來確定總產(chǎn)油層的第六程序代碼526。可選的是，系統(tǒng)500包括用于根據(jù)圖2的步驟290將總產(chǎn)油層分類成第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層的第七程序代碼527。除了上述本發(fā)明的實(shí)施例以外，還可以在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下，設(shè)想本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例。例如，要明白的是，本發(fā)明設(shè)想可以將任何實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)部件與另一實(shí)施例的一個(gè)或更多個(gè)部件相組合。因此，上述實(shí)施例被視為例示性而非限制性的，并且所附權(quán)利要求書被解釋成包括落入本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有實(shí)施例、應(yīng)用以及修改例。
權(quán)利要求
1.一種用于限定地下儲集層中的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括: 利用計(jì)算機(jī)確定地下儲集層內(nèi)的關(guān)注的儲集層層段的碳?xì)浠衔镲柡投龋? 利用計(jì)算機(jī)確定碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平； 利用計(jì)算機(jī)確定關(guān)注的儲集層層段內(nèi)的可動(dòng)水量； 利用計(jì)算機(jī)，部分地基于可動(dòng)水量、碳?xì)浠衔镲柡投?、以及碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平，限定關(guān)注的儲集層層段的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，還包括:利用計(jì)算機(jī)將整個(gè)產(chǎn)油層分類成第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其中，該分類步驟包括基于截止點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)來限定第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。
4.一種用于限定地下儲集層中的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括: 訪問一個(gè)或更多個(gè)儲集層特性； 利用計(jì)算機(jī)基于至少一個(gè)儲集層特性來確定孔隙度、水飽和度以及結(jié)合水量； 利用計(jì)算機(jī)基于水飽和度來確定碳?xì)浠衔镲柡投龋? 利用計(jì)算機(jī)至少基于孔隙度和水飽和度來確定總水量； 利用計(jì)算機(jī)基于總水量和結(jié)合水量來確定可動(dòng)水量； 利用計(jì)算機(jī)確定碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平；以及 利用計(jì)算機(jī)部分地基于可動(dòng)水量、碳?xì)浠衔镲柡投?、以及碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平來限定碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，所述方法還包括:利用計(jì)算機(jī)將碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層分類成第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其中，該分類步驟包括基于截止點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)來限定第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。
7.一種用于限定地下儲集層中的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)源，用于訪問一個(gè)或更多個(gè)儲集層特性； 與該數(shù)據(jù)源通信的計(jì)算機(jī)處理器，該處理器被配置成接收儲集層特性并且響應(yīng)于該儲集層特性而執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼包括: 用于確定地下儲集層內(nèi)的關(guān)注的儲集層層段的碳?xì)浠衔镲柡投鹊牡谝怀绦虼a； 用于確定碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平的第二程序代碼； 用于確定關(guān)注的儲集層層段內(nèi)的可動(dòng)水量的第三程序代碼；以及用于部分地基于可動(dòng)水量、碳?xì)浠衔镲柡投取⒁约疤細(xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平，來限定關(guān)注的儲集層層段的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層的第四程序代碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括:用于將碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層分類成第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層的第七程序代碼。
9.一種包括其中具體實(shí)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)的制造品，該計(jì)算機(jī)可讀程序代碼適于被執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)一種用于限定地下儲集層中的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層的方法，該方法包括: 利用計(jì)算機(jī)確定地下儲集層內(nèi)的關(guān)注的儲集層層段的碳?xì)浠衔镲柡投龋? 利用計(jì)算機(jī)確定碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平；利用計(jì)算機(jī)確定關(guān)注的儲集層層段內(nèi)的可動(dòng)水量；以及 利用計(jì)算機(jī)，部分地基于可動(dòng)水量、碳?xì)浠衔镲柡投?、以及碳?xì)浠衔镲柡投鹊牟淮_定性水平，限定關(guān)注的儲集層層段的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造品，其中，該計(jì)算機(jī)可讀程序代碼還適于將碳?xì)浠衔锂a(chǎn)油層分類成第 一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。
全文摘要
本發(fā)明致力于提供用于利用可動(dòng)水量估算結(jié)果和碳?xì)浠衔镲柡投炔淮_定性水平代替固定的截止點(diǎn)限定凈產(chǎn)油層，來限定碳?xì)浠衔飪舢a(chǎn)油層的方法和系統(tǒng)。
文檔編號E21B43/00GK103237955SQ201280003733
公開日2013年8月7日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者劉呈冰 申請人:雪佛龍美國公司