專利名稱：用于解釋深探測(cè)電磁數(shù)據(jù)的基于模型的工作流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及對(duì)地球物理數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃、采集、處理和解釋，并且更具體地涉及 一種用于對(duì)在地下區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)勘探期間采集的深探測(cè)電磁數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋的工作流程和一 種與這種現(xiàn)場(chǎng)勘探的規(guī)劃和設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)的有關(guān)工作流程。
背景技術(shù)：
地下區(qū)域的深探測(cè)(de印-reading)電磁場(chǎng)勘探通常涉及從地面、從地面到井眼、 和/或井眼之間的大規(guī)模測(cè)量?，F(xiàn)場(chǎng)電磁數(shù)據(jù)以大規(guī)模感測(cè)的方式感測(cè)油藏和周圍介質(zhì)。 目前，深探測(cè)電磁場(chǎng)勘探通常以逐漸的方式進(jìn)行實(shí)施和解釋。通常分別由不同的人對(duì)勘探 進(jìn)行規(guī)劃、實(shí)施、和解釋，并且直到在過程中相對(duì)較后的時(shí)間，此時(shí)會(huì)解釋數(shù)據(jù)，才生成所研 究的地下區(qū)域的模型。在本專利申請(qǐng)中，說明了一種新型電磁數(shù)據(jù)解釋工作流程，所述新型電磁數(shù)據(jù)解 釋工作流程首先將現(xiàn)有的地球物理、地質(zhì)、和巖石物理知識(shí)存儲(chǔ)到公用模型中，然后當(dāng)正在 更新和改進(jìn)基本模型時(shí)，電磁數(shù)據(jù)模擬、處理和解釋可以基于此模型。通過這樣，所述方法 能夠利用區(qū)域、油藏、和電磁數(shù)據(jù)采集技術(shù)的測(cè)量尺度的現(xiàn)有知識(shí)，以將模型建立和改進(jìn)結(jié) 合到不同的處理方面中。用于本發(fā)明的處理的結(jié)構(gòu)單元存在于各種不同的軟件和硬件產(chǎn)品中。具體地，以 下參照建模軟件、模擬軟件、和粗化(upscaling)處理進(jìn)行說明。通常在本發(fā)明的方法中使 用的建模軟件被稱作為Petrel ，Petrel⑧是可從斯倫貝謝獲得的通用地球物理數(shù)據(jù)模 擬程序包。軟件包接受多種輸入數(shù)據(jù)，具有復(fù)雜的巖石物理和顯示選項(xiàng)，并且能夠使用統(tǒng)計(jì) 地質(zhì)學(xué)程序(即，諸如克里格法的內(nèi)插和外推程序)增加不存在直接測(cè)量數(shù)據(jù)的位置的三 維網(wǎng)格。以下還說明流體流動(dòng)模擬過程?？梢允褂貌煌能浖糜谶M(jìn)行歷史擬合并且 為油藏中的多相流特性產(chǎn)生預(yù)測(cè)模型。一種通常使用的模擬器被稱為Eclipse 。此軟件包 也可以從斯倫貝謝獲得。井間電磁技術(shù)和地面到井眼電磁技術(shù)表示由斯倫貝謝公司和其它 公司研制的用于采集、處理、和解釋深地層成像電磁數(shù)據(jù)的通用型系統(tǒng)。粗化表示可以用于 將精細(xì)等級(jí)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成更加適于以更大等級(jí)的方式進(jìn)行模擬和仿真的粗糙等級(jí)的數(shù)據(jù)的 一套過程。本發(fā)明的方法的不同實(shí)施例的益處很多。首先，此方法可以為在某一區(qū)域內(nèi)的電 磁數(shù)據(jù)采集和處理方案提供用可行性研究、勘探設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、和數(shù)據(jù)解釋活動(dòng)的統(tǒng)一框 架。其次，此方法可以通過使用其它類型的數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)丶s束模型而減少模型的不確定性。 最后，此方法提供一種用于對(duì)來自區(qū)域的各種類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行積分使得可容易比較所述數(shù) 據(jù)并且當(dāng)合適時(shí)一起使用所述數(shù)據(jù)的通用機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的方法通過規(guī)劃、采集、處理和解釋深電磁波測(cè)量的工作流程都涉及油藏 這一方面而統(tǒng)一了規(guī)劃、采集、處理和解釋深電磁波測(cè)量的工作流程。本方法能夠利用例如 由電纜測(cè)井和/或隨鉆測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)獲得的地質(zhì)模型和流動(dòng)模型、包括由地震數(shù)據(jù)獲得結(jié)構(gòu)模 型的地震數(shù)據(jù)、和流動(dòng)模擬器結(jié)果作為用于深電磁勘探的勘探設(shè)計(jì)、模擬、數(shù)據(jù)處理、和解釋的基礎(chǔ)。整個(gè)電磁勘探過程可以由這些模型來指導(dǎo)。所述模型可以用于模擬數(shù)據(jù)采集過 程、引導(dǎo)勘探設(shè)計(jì)、處理所述數(shù)據(jù)、并且為解釋提供基礎(chǔ)。所述模型還可以通過對(duì)流動(dòng)模擬 程序結(jié)果進(jìn)行歷史擬合而用在時(shí)滯勘探中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及一種用于確定電磁勘探是否能夠在區(qū)域中的不同地下 條件之間進(jìn)行區(qū)分的方法，所述方法包括以下步驟形成區(qū)域的三維電磁特性模型；以及 使用三維電磁特性模型模擬場(chǎng)電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電磁響應(yīng)，以確定電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的 電磁響應(yīng)的期望差是否在系統(tǒng)的檢測(cè)能力范圍內(nèi)。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及一種對(duì)與地 下區(qū)域相關(guān)聯(lián)的電磁數(shù)據(jù)做反演的基于模型的方法，所述方法包括以下步驟形成區(qū)域的 三維電磁特性模型；以及在電磁數(shù)據(jù)反演過程期間限制可以對(duì)三維電磁特性模型作出的改 變。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及一種用于確定井眼在地下區(qū)域中的位置的方法，所述方法 包括以下步驟形成區(qū)域的三維電磁特性模型；以及當(dāng)對(duì)從地下區(qū)域采集的電磁數(shù)據(jù)做反 演時(shí)，僅允許井眼位置變化。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及一種處理與地下區(qū)域相關(guān)聯(lián)的電 磁數(shù)據(jù)的基于模型的方法，所述方法包括以下步驟形成區(qū)域的三維電磁特性模型；從三 維電磁特性模型截取二維截面；對(duì)電磁數(shù)據(jù)做反演，從而更新二維截面；以及通過將更新 的二維截面內(nèi)插到三維電磁特性模型中來更新三維電磁特性模型。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例 涉及一種用于設(shè)計(jì)電磁勘探的基于模型的方法，所述方法包括以下步驟形成區(qū)域的三維 電磁特性模型；從三維電磁特性模型截取二維截面；以及在設(shè)計(jì)電磁勘探期間使用二維截


圖1是顯示與本發(fā)明的方法的可選實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的不同過程的流程圖；圖2是由測(cè)井和井斜勘探組合的示例性Petrel背景模型的立體圖；圖3顯示基本情況和水淹層段的模擬結(jié)果；圖4A顯示基本情況的振幅結(jié)果；圖4B顯示基本情況的相位模擬結(jié)果；圖4C顯示水淹層段(情況)的振幅模擬結(jié)果；圖4D顯示水淹層段的相位模擬結(jié)果；圖4E顯示圖4A與圖4C中顯示的結(jié)果之間的絕對(duì)場(chǎng)差；圖4F顯示圖4B和圖4D中顯示的結(jié)果之間的相位差；圖5A顯示開始模型井間電阻率截面；圖5B顯示最終模型井間電阻率截面；和圖5C顯示開始模型截面與最終模型截面之間的電阻率的比值的截面。
具體實(shí)施例方式圖1是示出與本發(fā)明的工作流程相關(guān)聯(lián)的可選實(shí)施例的不同過程。在生成初始模 型12中，例如可以通過使用流動(dòng)模擬器結(jié)果大致確定油氣層的水或蒸汽驅(qū)的特征來形成 所研究的地下區(qū)域的初始模型。可以將此初始模型的結(jié)果與其它地質(zhì)、地震、或測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)一起輸出給Petrel，以構(gòu)建所研究的地下區(qū)域的三維背景模型。這在圖1中被示出為產(chǎn)生背 景模型14。這類背景模型的形成和使用是本發(fā)明的整個(gè)過程的統(tǒng)一特征。圖2中示出了這 種三維Petrel背景模型的外部立體圖。在本發(fā)明的工作流程中的下一個(gè)可能的過程時(shí)確定場(chǎng)電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電磁 響應(yīng)的期望差是否在所述系統(tǒng)的檢測(cè)能力的范圍內(nèi)。這可以使用二維程序，例如通過從原 始背景模型截取橫截面以用作用于地球物理模擬的初始模型來完成。這樣，背景模型用于 建立用于電磁數(shù)據(jù)靈敏度研究的基礎(chǔ)模型。這在圖1中被示出為截取橫截面16。然后，這之后可以是生成與不同的地下條件相對(duì)應(yīng)的修改的二維截面。這在圖1 中被示出為生成修改的橫截面18?？梢允褂糜糜谏尚薷牡臋M截面的兩個(gè)可選方案?？梢?修改或改變?cè)诮厝M截面16中截取的橫截面，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)可選的地球物理情景，或 者可選地，可以修改背景模型以與一個(gè)或多個(gè)不同的地下條件相對(duì)應(yīng)，并且可以從此修改 的背景模型截取修改的橫截面。此過程可以包括例如在截取的橫截面或背景模型中由注入 水替代具體油藏層段中的烴流體?？蛇x地，可以使用相關(guān)類型的三維程序來執(zhí)行這些過程， 在所述相關(guān)類型的三維程序中，使用可以從原始和修改的三維電磁特性模型直接計(jì)算模擬 的電磁響應(yīng)的軟件推導(dǎo)模擬的電磁響應(yīng)。在2007 年 8 月 10 日提出申請(qǐng)的、題目為 “Removing Effects of Near Surface Geology from Surface-To-Borehole Electromagnetic Data”、共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請(qǐng) No. 11/836，978 (所述專利申請(qǐng)通過引用在此并入)中所述的這類靈敏度研究可以用于測(cè) 試不同電磁數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)的可行性，并且用作勘探設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。此過程在圖1中被示出為 執(zhí)行靈敏度研究20。這些靈敏度研究可以用于評(píng)價(jià)電磁勘探是否將能在基本條件與可選情況(一個(gè) 或多個(gè))之間進(jìn)行區(qū)分。這在圖1中被示出為評(píng)價(jià)EM勘探的可行性22。這些靈敏度研究 還可以用于設(shè)計(jì)EM勘探布置和數(shù)據(jù)采集協(xié)定。這在圖1中被示出為設(shè)計(jì)EM勘探24。本發(fā)明的方法的實(shí)施例中的下一個(gè)步驟是進(jìn)行電磁場(chǎng)測(cè)量，即，用于探測(cè)所關(guān)心 的地下區(qū)域的電磁數(shù)據(jù)。這在圖1中被示出為執(zhí)行EM勘探26。當(dāng)完成勘探時(shí)，在反演處理中使用電磁數(shù)據(jù)以調(diào)節(jié)和更新模型。這在圖1中被示 出為對(duì)EM數(shù)據(jù)做反演28并且更新背景模型30。模型可以用于約束反演，使得反演不會(huì)冒 然進(jìn)入其中變化在地質(zhì)學(xué)上是不合理的的區(qū)域中。然后可以將結(jié)果重新輸出到Petrel中， 并且如果涉及流動(dòng)模擬器，則可以將所述結(jié)果重新輸出到Eclipse中，這在圖1中被示出為 更新流動(dòng)模型32。這里的獨(dú)特原理是模型是整個(gè)過程的不可分割的部分，并且不是僅僅出 現(xiàn)在在結(jié)束時(shí)。在整個(gè)此過程中，可以連續(xù)進(jìn)行形成、更新、和解釋。這些過程可以重復(fù)以 對(duì)所研究的區(qū)域產(chǎn)生時(shí)滯圖像或?qū)λ鰠^(qū)域進(jìn)行分析。本發(fā)明的方法可以通過公共模型統(tǒng)一深電磁勘探的模擬、勘探設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集和 數(shù)據(jù)解釋的過程。這種模型通過測(cè)井的現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫、地球物理勘探和模擬結(jié)果組合而成。此過程的各種實(shí)施例的益處在于1)為地質(zhì)數(shù)據(jù)的采集提供通用參考；2)通過反 演提供對(duì)解釋的實(shí)際約束；3)提供時(shí)滯測(cè)量與流動(dòng)模型之間的關(guān)系；4)提供實(shí)際勘探模 擬；以及5)根據(jù)現(xiàn)有的井場(chǎng)知識(shí)提供更加有用的勘探設(shè)計(jì)。以下提供關(guān)于這種模型是如何 組合并且所述模型在數(shù)據(jù)模擬、采集、和解釋處理中是如何使用的另外的細(xì)節(jié)?？梢耘c本發(fā)明的方法一起使用的一類電磁數(shù)據(jù)采集技術(shù)(井間電磁)是層析成像技術(shù)，藉此，可由在井眼之間傳播的EM信號(hào)確定井間電阻率分布。所述技術(shù)通過測(cè)量由井 間地層的電阻率所產(chǎn)生的衰減和相位旋轉(zhuǎn)并使用此信息以重構(gòu)井之間的電阻率分布來進(jìn) 行工作。在此技術(shù)中使用的設(shè)備包括專用源和傳感器的標(biāo)準(zhǔn)電纜配置。源通常包括感應(yīng)頻 率(IHz-IOkHz)螺線管(磁偶極子)電磁發(fā)射器。這通常是非常強(qiáng)大的裝置，其中幾安培 的電流通過繞可磁性滲透的芯的多個(gè)線匝被注入。在鄰井中，布置一串靈敏的磁場(chǎng)檢測(cè)器。 所述系統(tǒng)被同步，使得提供的場(chǎng)可以與在地層中感生的副磁場(chǎng)進(jìn)行區(qū)分?？碧桨ㄊ褂梦?于所關(guān)心的深度的上方、下方、以及在所述所關(guān)心的深度中的位置的多個(gè)源和接收器進(jìn)行 互耦測(cè)量?；趯?duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值模型反演來進(jìn)行解釋以重構(gòu)二維或三維模型。通常 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)在測(cè)量誤差容許誤差內(nèi)適于二維模型，并且采用多個(gè)模型約束以操縱模型使得不 具有唯一性。在地面到井眼EM中，在成像期間基于地面的源與井眼接收器配合使用。這些源可 以是磁偶極子天線(與井間系統(tǒng)相同)或接地電線。地面天線通常沿具體的方位角移動(dòng)以 構(gòu)造井眼的二維橫截面。過程的其余部分非常類似于井間工作流程。其中可以使用本發(fā)明 的工作流程的其它實(shí)施例包括井眼到地面EM和基于地面的EM。然后，通常地，使用地面到井眼勘探結(jié)果由原始開始模型改變新模型。在反演期 間，通常不允許改變近地面模型參數(shù)。依此方式，反演只限于其中地層電阻率在油藏區(qū)內(nèi)變 化的模型，從而提供更加有意義的方案。通常在與工程的完成相對(duì)應(yīng)的具體階段進(jìn)行所提出的工作流程。以下詳細(xì)說明這 些階段。概念階段當(dāng)應(yīng)用井間或地面到井眼EM時(shí)，通常在過濾階段開始所述過程。這里，通常使用 其中概念可以相對(duì)于系統(tǒng)的性能得到測(cè)試的簡(jiǎn)單工具設(shè)計(jì)軟件。在此階段，模型通常是簡(jiǎn) 化的單一或分層背景，或者可能是Eclipse結(jié)果，而模擬軟件通常是用于測(cè)試工具對(duì)此應(yīng) 用的可行性的簡(jiǎn)單的一維模型程序包。此階段的目的通常是去除技術(shù)的不適當(dāng)應(yīng)用，但是 通常在這里開始地下模型建立過程。模型組合如果工程通過概念階段，下一個(gè)步驟是組合背景模型。這里，優(yōu)選地從包圍EM勘 探區(qū)的區(qū)域采集所有相關(guān)的測(cè)井記錄、井斜、地質(zhì)和巖石物理結(jié)果以及地下地球物理結(jié)果。 將此數(shù)據(jù)輸入到諸如Petrel的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫程序中。然后，程序應(yīng)用統(tǒng)計(jì)地質(zhì)學(xué)及其它技術(shù) 以填充如由巖石物理模型定義的物理特性的三維立方體。在一些情況下，通常由Rt、地層電阻率參數(shù)構(gòu)建模型。此參數(shù)由測(cè)井記錄得出，對(duì) 侵入效應(yīng)校正所述參數(shù)，并且通常按比例放大所述參數(shù)以與通過EM勘探取樣的單元大小 相匹配。這種模型的示例在圖2中被示出為Petrel背景模型50。這里可以觀察到包圍所 關(guān)心的區(qū)域的數(shù)據(jù)的立方體。通常在井的7個(gè)井間半徑的范圍內(nèi)采集在井間研究中要使用 的數(shù)據(jù)。模擬
接下來，通常從立方體截取二維截面。這可使用在數(shù)據(jù)庫中存在的井斜和電阻率 網(wǎng)格來完成。此二維模型可以是用于模擬研究的基礎(chǔ)，其中可改變基礎(chǔ)模型或二維截面以 與被井間EM勘探研究的不同情況相對(duì)應(yīng)。圖3和4A-4F中顯示了典型的示例。這里，已經(jīng)將所截取的二維截面改變成與其中 將水注入井眼之間的情況相對(duì)應(yīng)。在存在和不存在注入水的情況下，在二維截面上運(yùn)行EM 模擬器，并且結(jié)果確定目標(biāo)響應(yīng)是否在場(chǎng)系統(tǒng)的檢測(cè)能力范圍內(nèi)。圖3顯示基本情況(base case) 52和水淹層段54的模擬結(jié)果。圖4A顯示基本情況的振幅模擬結(jié)果，而圖4B顯示相 對(duì)應(yīng)的基本情況的相位模擬結(jié)果。圖4C顯示水淹層段(情況)的振幅模擬結(jié)果，而圖4D 顯示相對(duì)應(yīng)的水淹層段的相位模擬結(jié)果。圖4E顯示圖4A與4C中所示的結(jié)果之間的絕對(duì) 場(chǎng)差，而圖4F顯示圖4B和圖4D中所示的結(jié)果之間的相位差。如圖所示，絕對(duì)場(chǎng)差64 (圖 4E)顯示基礎(chǔ)模型振幅56 (圖4A)與情景振幅(Scenario Amplitude) 60 (圖4C)之間的振幅 差，而相位差66 (圖4F)顯示基礎(chǔ)模型相位58 (圖4B)與情景相位(Scenario Phase) 62 (圖 4D)之間的相位差?？碧皆O(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)采集接下來使用勘探設(shè)計(jì)中的模型?？蛇x擇頻率、兩個(gè)井中源和接收器間距、所需數(shù)據(jù) 的數(shù)量和測(cè)井速度，并最后計(jì)算質(zhì)量控制指示器規(guī)格和勘探持續(xù)時(shí)間。通常使用與上述相 同的模型完成此過程。然后開始EM勘探，并且采集EM數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)解釋和模型更新在完成數(shù)據(jù)采集之后，模型用于指導(dǎo)數(shù)據(jù)反演處理。EM數(shù)據(jù)的反演通常不具有唯 一性。即，通常不同模型可以適于在誤差閾值內(nèi)的同一組數(shù)據(jù)。在此階段，背景模型對(duì)于判 定哪一個(gè)可選模型是適當(dāng)?shù)氖侵陵P(guān)重要的。在反演期間，模型可以用于提供對(duì)一些層段的電阻率的約束，可以用于防止一些 層段任意變化，并且可以提供不會(huì)僅僅與EM數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分的地層中的尖銳邊界。這種約束的示例是其中僅允許電阻率在一些層段減小以限制注水的確定性條件。 另一種情況是通過使其與良好的地震反射關(guān)聯(lián)而被固定的尖銳邊界。在僅根據(jù)EM數(shù)據(jù)執(zhí) 行EM反演的情況下，這將可能被解釋為光滑邊界。圖5A-5C顯示了井間反演的示例。這里顯示了由反演產(chǎn)生的開始模型68 (圖5A)、 最終模型70 (圖5B)、和模型變化(圖5C)。在這種情況下，將被成像的目標(biāo)區(qū)將水注入到 具體的油藏內(nèi)。因此在反演過程期間已經(jīng)固定了上層的電阻率。要注意的是除了用于井間電阻率(或諸如傳導(dǎo)性的相關(guān)電磁特性)的反演之外， 過程還可以用于對(duì)井眼位置做反演。這可使用與上述相同的過程來完成，但是在這種情況 下，電阻率結(jié)構(gòu)是固定的，并且允許在反演期間工具位置發(fā)生變化。實(shí)際上，這通常包括對(duì) 與標(biāo)準(zhǔn)層析成像數(shù)據(jù)相比不易受地層電阻率的影響的低頻數(shù)據(jù)集做反演。重新輸入給Petrel模型在完成反演并且已經(jīng)對(duì)模型更新之后，然后可以將所述模型重新輸入給Petrel。 這可以通過將數(shù)據(jù)段直接輸入以及將橫截面重新內(nèi)插到三維立方體來完成?？蛇x地，本發(fā) 明的工作流程可以裝入用于形成和更新背景模型的軟件中，從而消除從背景模型輸出和重 新輸入數(shù)據(jù)的需要。模型在流動(dòng)模擬和處理控制中的使用如果勘探包括跟蹤諸如水或蒸汽驅(qū)的流動(dòng)過程，則EM模型還可以用于約束流動(dòng)模型。流動(dòng)過程也不具有單一性，并且由于比例尺差和很少的井間知識(shí)，因此難以將外部約 束施加到這些模型上。然而，深EM數(shù)據(jù)提供了使用兼容的Petrel/Eclipse模型格式實(shí)現(xiàn) 此的可能性。實(shí)際上，此過程包括確立其中井間數(shù)據(jù)用于建立地質(zhì)和流動(dòng)邊界的一系列迭代正 演模型，井間電阻率變化用于提供油藏飽和度信息，并因此提供壓力范圍，并且注入和開采 數(shù)據(jù)與井間流體變化平衡。雖然通過上述示例性實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員要理解的 是在不背離這里公開的發(fā)明構(gòu)思的情況下可以對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行修改和改變。此外，雖然 結(jié)合不同的示例性過程說明了優(yōu)選的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以使用各 種具體程序和設(shè)備實(shí)施所述系統(tǒng)，并且可以實(shí)施所述系統(tǒng)以評(píng)價(jià)不同類型的應(yīng)用和相關(guān)聯(lián) 的地質(zhì)層段。本發(fā)明的方法可以用于例如監(jiān)測(cè)來自已經(jīng)在其內(nèi)注入諸如水、蒸汽、二氧化 碳、泡沫、或表面活性劑的流體的碳酸鹽巖或硅質(zhì)碎屑油藏的殘油的移動(dòng)。本方法可以類似 地用于對(duì)從受到一次、二次或三次采油過程的諸如稠油油藏、浙青砂、硅藻巖區(qū)、和油頁巖 的地質(zhì)層段采油或其它烴的采出進(jìn)行監(jiān)測(cè)。所述方法還可以用于確定二氧化碳或其它類型 的溫室氣體在注入到具體的地下區(qū)域中之后是否被適當(dāng)?shù)馗綦x。此外，本方法可以用于諸 如其中注入水以有助于開采諸如巖鹽或硫的礦物或有助于監(jiān)測(cè)巖體的脫水的采礦、建筑、 和相關(guān)應(yīng)用。因此，除了由所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍限定之外，本發(fā)明不會(huì)被認(rèn)為是限制性 的。
權(quán)利要求
一種用于確定電磁勘探是否能夠在區(qū)域中的不同地下條件之間進(jìn)行區(qū)分的方法，包括以下步驟a)形成所述區(qū)域的三維電磁特性模型；以及b)使用所述三維電磁特性模型模擬場(chǎng)電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電磁響應(yīng)，以確定電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電磁響應(yīng)的期望差是否在所述電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的檢測(cè)能力范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用流動(dòng)模擬器結(jié)果、地質(zhì)數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)、和測(cè) 井?dāng)?shù)據(jù)中的一種或多種形成所述三維電磁特性模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在并入到所述三維電磁特性模型之前，將流動(dòng)模 擬器結(jié)果、地質(zhì)數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)、和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)中的所述一種或多種按比例放大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，模擬場(chǎng)電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的所述電磁響應(yīng)的步 驟包括指定至少一個(gè)電磁源位置和至少一個(gè)電磁接收器位置，所述至少一個(gè)電磁源位置和所 述至少一個(gè)電磁接收器位置與井間、地面到井眼、井眼到地面、或基于地面的電磁勘探體系 結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述至少一個(gè)電磁源位置和所述至少一個(gè)電磁 接收器位置與井間電磁勘探體系結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，并且使用流動(dòng)模擬器結(jié)果、地質(zhì)數(shù)據(jù)、地震數(shù) 據(jù)、和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)中的一種或多種形成所述三維電磁特性模型，所述流動(dòng)模擬器結(jié)果、地質(zhì)數(shù) 據(jù)、地震數(shù)據(jù)、和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)中的一種或多種與在包括述電磁源位置和所述電磁接收器位置 的井的至少七倍井間半徑的范圍內(nèi)的區(qū)域相關(guān)聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述模擬場(chǎng)電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電磁響應(yīng)的步 驟包括i)從所述三維電磁特性模型截取二維截面；和 )生成與不同地下條件相對(duì)應(yīng)的修改的二維截面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，通過改變截取的二維截面以與不同的地下條件 相對(duì)應(yīng)來生成所述修改的二維截面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，通過修改所述三維電磁特性模型以與不同的地 下條件相對(duì)應(yīng)并然后從修改的所述三維電磁特性模型截取所述修改的二維截面來生成所 述修改的二維截面。
9.一種對(duì)與地下區(qū)域相關(guān)聯(lián)的電磁數(shù)據(jù)做反演的基于模型的方法，包括以下步驟a)形成所述區(qū)域的三維電磁特性模型；以及b)在所述電磁數(shù)據(jù)反演過程期間限制能夠?qū)λ鋈S電磁特性模型作出的改變。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括以下步驟從所述三維電磁特性模型截取二維截面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在所述電磁數(shù)據(jù)反演過程期間僅允許截取的 二維橫截面的一部分內(nèi)的電阻率值減小。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，在所述反演過程期間固定截取的所述二維橫 截面的一部分內(nèi)的電阻率值。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括以下步驟使用被改變的所述二維截面更新所述三維電磁特性模型。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述放入方法，其中，在第一時(shí)段采集所述電磁數(shù)據(jù)，并且進(jìn)一步 包括以下步驟在第二時(shí)段采集另外的電磁數(shù)據(jù)，并且使用所述另外的電磁數(shù)據(jù)進(jìn)一步更新所述三維 電磁特性模型。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，在所述第一時(shí)段與所述第二時(shí)段之間已經(jīng)將 流體注入到所述地下區(qū)域中。
16.一種用于確定井眼在地下區(qū)域中的位置的方法，包括以下步驟a)形成所述地下區(qū)域的三維電磁特性模型；以及b)當(dāng)對(duì)從所述地下區(qū)域采集的電磁數(shù)據(jù)做反演時(shí)，僅允許井眼位置變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述電磁數(shù)據(jù)包括低頻電磁數(shù)據(jù)集，與典型層 析成像電磁數(shù)據(jù)集相比，所述低頻電磁數(shù)據(jù)集不易受地層電阻率的影響。
18.—種處理與地下區(qū)域相關(guān)聯(lián)的電磁數(shù)據(jù)的基于模型的方法，包括以下步驟a)形成所述地下區(qū)域的三維電磁特性模型；b)從所述三維電磁特性模型截取二維截面；c)對(duì)所述電磁數(shù)據(jù)做反演，從而更新所述二維截面；以及d)通過將更新的所述二維截面內(nèi)插到所述三維電磁特性模型中來更新所述三維電磁 特性模型。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述基于模型的方法，其中，所述方法還包括以下步驟根據(jù)對(duì)所述三維電磁特性模型的更新來對(duì)流動(dòng)模擬器進(jìn)行更新。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的基于模型的方法，其中，所述方法還包括以下步驟生成一系列迭代正演模型，在所述迭代正演模型中，井間數(shù)據(jù)用于建立地質(zhì)和流動(dòng)邊 界，井間電阻率變化用于提供油藏飽和度信息，而注入和開采數(shù)據(jù)與井間流體變化平衡。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的基于模型的方法，其中，已經(jīng)使用感應(yīng)頻率(IHz-IOkHz)螺 線管(磁偶極子)電磁發(fā)射器采集所述電磁數(shù)據(jù)。
22.一種用于設(shè)計(jì)電磁勘探的基于模型的方法，包括以下步驟a)形成區(qū)域的三維電磁特性模型；b)從所述三維電磁特性模型截取二維截面；以及c)在設(shè)計(jì)所述電磁勘探期間使用所述二維截面。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的基于模型的方法，其中，所述設(shè)計(jì)電磁勘探的步驟包括以 下步驟中的一個(gè)或多個(gè)選擇電磁源的頻率；確定源和接收器間距；確定所需數(shù)據(jù)的數(shù)量；計(jì)算質(zhì)量控制指示器規(guī)格；和計(jì)算勘探持續(xù)時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一種用于確定電磁勘探是否能夠在區(qū)域的不同地下條件之間進(jìn)行區(qū)分的方法，包括以下步驟形成區(qū)域的三維電磁特性，并且使用三維電磁特性模型模擬場(chǎng)電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電磁響應(yīng)，以確定電磁數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的電磁響應(yīng)的期望差是否在系統(tǒng)的檢測(cè)能力范圍內(nèi)。另一個(gè)實(shí)施例涉及一種對(duì)與地下區(qū)域相關(guān)聯(lián)的電磁數(shù)據(jù)做反演的基于模型的方法，所述方法包括以下步驟形成區(qū)域的三維電磁特性模型；以及在電磁數(shù)據(jù)反演過程期間限制能夠?qū)λ瞿Ｐ妥鞒龅母淖儭＿€說明并主張了本發(fā)明的方法的其它相關(guān)實(shí)施例。
文檔編號(hào)G01V3/38GK101952744SQ200880126329
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者張平, 戴維·阿倫鮑, 托爾·約翰遜, 赫夫·德納克拉爾, 邁克爾·威爾特 申請(qǐng)人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司