專利名稱：建模儲油層盆地的方法
建模儲油層盆地的方法相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2009年12月15日提交的美國臨時申請61/286，454的優(yōu)先權(quán)，其通過引用并入本文中。
背景技術(shù)：
地層碳氫化合物盆地模型(stratigraphic hydrocarbon basin model)用于對碳氫化合物盆地的特性獲得更好的理解。然而，常規(guī)地層建模受到區(qū)域范圍的測量的分辨率的限制，例如地震數(shù)據(jù)的分辨率。常規(guī)建模嘗試通過使用補充的巖心范圍的數(shù)據(jù)和測井數(shù)據(jù)來克服該限制，但是這些方法缺乏沿著地震限定的地層單元(stratigraphic unit)材料特性的精密-標度可變性的足夠定義。結(jié)果為跨過實際基本均勻區(qū)域的較低分辨率模型和材料特性的均一化作用。這類型的模型對于初歩勘探具有價值，但是這些模型缺乏作用于諸如鉆井的油田開發(fā)(field development)、完井策略(completion strategy)、以及生產(chǎn)的分辨率。發(fā)明概述通常，本發(fā)明提供改善諸如含有碳氫化合物的盆地的地質(zhì)區(qū)域的建模的方法。本方法包括基于跨過盆地的材料特性的各種數(shù)據(jù)來處理數(shù)據(jù)以產(chǎn)生非均質(zhì)地球模型。以產(chǎn)生高分辨率的地質(zhì)-地層模型的方式聯(lián)合地層模型來使用非均質(zhì)地球模型。高分辨率的地質(zhì)-地層模型以提供改善的油田開發(fā)信息的方式用于改善諸如含有碳氫化合物的盆地的地質(zhì)區(qū)域的分析。附圖簡述下面將參照附圖來描述本發(fā)明的某些實施方案，其中相同附圖標記表示相同元件，并且圖I是示出用于建模諸如含有碳氫化合物的盆地的地質(zhì)區(qū)域的方法的例子的流程圖；圖2是可用于產(chǎn)生和運行高分辨率地層模型(high resolution stratigraphicmodel)的處通系統(tǒng)的不意圖；圖3是示出用于建模地質(zhì)區(qū)域的方法更為詳細的例子的流程圖；圖4是用于處理所收集的數(shù)據(jù)的示意圖；圖5是用于組合基于測井相關(guān)性(log correlation)的初始地層模型所收集的數(shù)據(jù)的示意圖；圖6是表示與巖石種類定義和巖心地質(zhì)一致的測井相關(guān)性的示意圖；圖7是表示在相同單元或巖石種類內(nèi)厚度變化的示意圖；圖8是基于非均質(zhì)巖分析定義和其他數(shù)據(jù)提供巖石単元或種類的圖譜的示意圖；圖9是用于鑒定大型事件地質(zhì)構(gòu)造方向(geologic trend)的厚度變化和巖石單元或種類的特性中主要模式發(fā)展的示意圖；


圖10是在時間間隔之間在單元或巖石種類厚度中模式示意圖，其指示和測繪結(jié)構(gòu)特征；圖11是用于諸如含有碳氫化合物的盆地的給定地質(zhì)區(qū)域的生物模型的示意圖；以及圖12是本文所述的新的高分辨率地質(zhì)模型如何能幫助鑒定盆地中沉積單元轉(zhuǎn)變?yōu)榘己玫臍庀囗搸r単元(gas shale unit)的各種巖石類型的示意圖。發(fā)明詳述在下面描述中，示出許多細節(jié)以提供對本發(fā)明的理解。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，沒有這些細節(jié)本發(fā)明仍可被實施，并且可以對描述的實施方案進行多種改變或修改。本發(fā)明通常涉及改善與地質(zhì)特征相關(guān)的建模的方法。例如，建模的方法可采用高分辨率的地質(zhì)-地層模型，其容易應用于含有碳氫化合物的盆地。改善的建模技術(shù)不但便于含有碳氫化合物形成物和/或其他地質(zhì)特征的勘探，而且便于油田開發(fā)，這可包括改善 鉆井、改善完井策略、以及改善生產(chǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實施方案，提供方法用于構(gòu)建含有碳氫化合物的盆地的高分辨率的地質(zhì)-地層模型，該高分辨率的地質(zhì)-地層模型與獨立測量的材料特性的縱向和橫向分布一致。該模型也與基于巖心、測井、和地震測量的多-標度評定一致。通過高分辨率的地質(zhì)-地層模型產(chǎn)生的結(jié)果總體上提供對含有碳氫化合物的盆地的經(jīng)濟潛力的更好的理解。通過定義與常規(guī)技術(shù)相比具有更高分辨率的儲油層結(jié)構(gòu)，高分辨率的地質(zhì)-地層模型提供用于地質(zhì)統(tǒng)計建模的更好的幾何約束。高分辨率的地質(zhì)-地層模型也提供用于隨后數(shù)值分析的更好的格網(wǎng)模型以及對可變性和原位應カ分布的更好的定義。本模型也在含有碳氫化合物的盆地的未勘探區(qū)域的預測中提供更高的置信度。通過將這種建模與用于測繪跨過含有碳氫化合物的盆地的材料特性的非均質(zhì)地球建模聯(lián)合，本文中所述的方法基本増加存在的地層地質(zhì)建模的分辨率。某些非均質(zhì)地球建模技術(shù)描述在美國專利申請公開2009/0319243-A1中，其通過引用并入本文中。本發(fā)明的組合在之前尚不可能的分辨率下提供能夠定義含有碳氫化合物的盆地的儲油層結(jié)構(gòu)的高分辨率的地質(zhì)-地層模型。來自本發(fā)明的高分辨率的地質(zhì)-地層模型的結(jié)果提供對含有碳氫化合物的盆地的時間進展(temporal development)的更好的理解。該結(jié)果也提供關(guān)于沉積中心運動的改善的信息；對斷層的發(fā)展和所得的區(qū)域化的改善的理解；以及對流體和流體類型(水和/或碳氫化合物)遷移的改善的理解。高分辨率模型還定義與系統(tǒng)的熱熟化相關(guān)的對在各間隔處用于沉積巖化作用的時間和條件的約束。因此，可根據(jù)在系統(tǒng)中孔隙壓カ的演變以及所得的原位壓カ來得到推論。本發(fā)明的高分辨率的地質(zhì)-地層模型還提供將信息和測量值從含有碳氫化合物的盆地(從巖心、測井、和地震測量中獲得)中已知位置傳播至未勘探區(qū)域的強大平臺。模型也為跨過含有碳氫化合物的盆地的特性的統(tǒng)計總體提供參照和幾何約束。這能夠開發(fā)預測的更好的可信度以及改善約束的體積材料特性模型(volumetric material propertymodel)，例如用于許多模擬器的體積格網(wǎng)模型。有效的含有碳氫化合物的盆地/儲油層勘探和生產(chǎn)取決于獲得對包括機械特性、流體流動、孔隙壓力、和應カ的儲油層特性的分布和大小的理解。在許多儲油層中，跨過含有碳氫化合物的盆地中材料特性橫向和縱向變化相當。即使簡單(低分辨率)初始地層疊加(stratigraphic overprint)也有變化,這是由沉積方法引起；并且由于巖化作用的時間依賴性過程以及其他沉積后地球化學過程也可發(fā)生變化。后者最常見于具有精細至非常精細尺寸的沉積物以及不同礦物和有機混合物組成的高表面積體系中，例如緊的泥巖、層間砂巖、碳酸鹽巖。本文所述精密-標度地層模型增強對儲油層的理解以及用于測繪時間順序和沉積后變化的空間分布。高分辨率地層模型也輔助改善的盆地-標度模型的開發(fā)以及支持對給定含有碳氫化合物盆地的經(jīng)濟潛力的更好理解。因此，高分辨率的地質(zhì)-地層模型的使用提供對工程關(guān)于早期勘探和盆地-標度勘探的決策有益影響，包括有效生產(chǎn)儲油層和最大化回收碳氫化合物的完井策略進展。諸如油氣層(hydrocarbon reservoir)的含有碳氫化合物的盆地在地質(zhì)時期發(fā)展成，經(jīng)過沉積以及沉積物聚積的多次連續(xù)，隨后依次為局部變化的壓實、膠結(jié)、化學變化、生物擾動、以及與有機物質(zhì)相互作用。結(jié)果為相當大的區(qū)域和局部地層復雜性。在含有碳氫化合物的盆地發(fā)展中，氣候變化(例如海平面變化)、構(gòu)造幕(例如造成盆地斷裂的構(gòu)造幕)、以及其他事件造成局部和區(qū)域沉積體系的另外的變化，這進ー步導致地質(zhì)復雜性和材料特 性的可變性。為便于碳氫化合物勘探，在給定區(qū)域中對這些變化的理解和預測是極其重要的。精密-標度或者較高分辨率地層模型提供對這些變化的基本改善的理解，并且使能進ー步預測諸如含有碳氫化合物的盆地的給定地下區(qū)域的變化、容量、以及性能。有效儲油層勘探和生產(chǎn)取決于對儲油層特性分布和大小的充分理解，例如孔隙率、滲透性、碳氫化合物飽和度、孔隙壓力、機械強度、和其他特性。本發(fā)明的高分辨率的地質(zhì)-地層模型提供了這種理解，并且由于這些性質(zhì)從區(qū)域至區(qū)域以及橫向和縱向上可相當大地變化，該模型也能用于預測這些變化。根據(jù)ー個實施方案，通過偶合更為常規(guī)方法與使用非均質(zhì)巖分析基于測井-標度(log-scale)和地震-標度(seismic-scale)測量的方法來開發(fā)高分辨率的地質(zhì)-地層模型，該基于測井-標度和地震-標度測量的方法包括測繪跨過含有碳氫化合物的盆地中材料特性的非均質(zhì)性。測井響應的非均質(zhì)巖分析是種描繪具有相同和不同容積響應(bulkresponse)區(qū)域的分析方法。非均質(zhì)巖分析也定義具有界限分明性質(zhì)的特征性巖石種類/単元的數(shù)目、厚度、和疊加模式，該種類/単元是非均勻體系的構(gòu)筑塊(building block)。該分析可包括各種數(shù)據(jù)的估計，這可包括在含有碳氫化合物的盆地中多個油井的巖心、測井測量的實驗室測量值；以及這些數(shù)據(jù)集與地震數(shù)據(jù)(或其他區(qū)域范圍的估計值)的積分。分析的完成致使產(chǎn)生非均質(zhì)地球模型，其提供在含有碳氫化合物的盆地中巖石単元(種類)的橫向和縱向分布。非均質(zhì)地球模型數(shù)據(jù)與巖心數(shù)據(jù)的積分和巖石物理測井分析進ー步定義在含有碳氫化合物的盆地中這些巖石単元(種類)的每個的材料特性。雖然非均質(zhì)地球模型未解釋材料特性非均質(zhì)性的起源，但是它提供在含有碳氫化合物的盆地中材料特性空間分布的準確記錄。非均質(zhì)地球模型也提供關(guān)于存在于如地震數(shù)據(jù)和標準測井分析所限定的明顯均質(zhì)地層單元內(nèi)材料特性中大的可變性的證據(jù)。因此，非均質(zhì)地球模型提供使更高分辨率地層模型能夠被開發(fā)的重要信息。非均質(zhì)地球模型與初始地層模型的聯(lián)合使能夠產(chǎn)生更高分辨率的地質(zhì)-地層模型，而這反過來提供用于測量材料特性中可變性的基本原理。因此，更高分辨率的地質(zhì)-地層模型能夠在含有碳氫化合物的盆地的時間進展、所得的地質(zhì)/地層復雜性、以及所得的材料特性之間產(chǎn)生一致的關(guān)系。因此，高分辨率的地質(zhì)-地層模型也能夠提供對盆地更好的理解；對外推在油井位置處測量的特性的指導；以及在含有碳氫化合物的盆地的未經(jīng)勘探部分中特性的預測。而且，高分辨率的地質(zhì)-地層模型提供在結(jié)構(gòu)(texture)中地質(zhì)可變性和組成之間的關(guān)系以及在材料特性之間的關(guān)系，從而輔助預期這些變化對儲油層和非-儲油層特性(例如，空隙壓カ間格(compartment)的存在、在地震分辨率下不明顯的斷層的存在、和/或遷移途徑進展)的作用。高分辨率的地質(zhì)-地層模型也提供對沉積環(huán)境、化學巖化作用、熱カ蝕變、和/或構(gòu)造蝕變、以及它們發(fā)生時代的更好理解。該模型提供對與有機質(zhì)成熟相關(guān)的儲油層間格生成中斷層的定時以及碳氫化合物生成的定時?；诟叻直媛式５慕Y(jié)果包括估計通過這些斷層的流體可能的活動以及它們膠結(jié)的條件，例如礦區(qū)(mineral field)、包覆的碳氫化合物。通過采用高分辨率的地質(zhì)-地層模型，獲得關(guān)于盆地發(fā)展的地質(zhì)時期的一致積分、盆地幾何變化、盆地膠結(jié)、以及沉積物聚積的基本方向的更好的理解。該理解能使更好地以縱向和橫向定義在盆地中原位應カ的歷史進展，這導致在給定的含有碳氫化合物的盆地中對原位應カ當前分布改善的理解。所得的信息和從模型中獲得的信息基本上改善對各種因素的估計，包括機械穩(wěn)定性和完井設(shè)計(completion design)。機械穩(wěn)定性因素可包括井的構(gòu)筑以及出砂潛能(sanding potential),而完井設(shè)計因素包括液壓斷裂估計。通常參照圖1，提供圖示本文所述用于開發(fā)和利用高分辨率的地質(zhì)-地層模型的方法的實施方案的流程圖。在該實施方案中，如圖I中方框20所示，最初定義初歩地層模型。如方框22所示，使初始地質(zhì)-地層模型與非均質(zhì)地球模型聯(lián)合，該非均質(zhì)地球模型可能具有許多與地下區(qū)域(例如含有碳氫化合物的盆地)相關(guān)的待估計的材料特性。如方框24所示，通過聯(lián)合初始地層模型與非均質(zhì)地球模型來處理數(shù)據(jù)以產(chǎn)生高分辨率的地質(zhì)-地層模型。如方框26所示，運行所得的高分辨率的地質(zhì)-地層模型以分析和輸出儲油層區(qū)域的改善的、精密-標度估計。如圖2中示意性圖示，在該具體的例子中，可輸入各種數(shù)據(jù)，并且在基于處理器的系統(tǒng)28上構(gòu)建模型。基于處理器的系統(tǒng)28也可用于運行估計與儲油層區(qū)域相關(guān)的參數(shù)的高分辨率的地質(zhì)-地層模型。參照圖I以及也參照圖3-11(以下所描述)所述的ー些或全 部方法可通過基于處理器的系統(tǒng)28進行。在該例子中，基于處理器的系統(tǒng)28包括自動化系統(tǒng)30，該自動化系統(tǒng)30設(shè)計為依據(jù)高分辨率的地質(zhì)-地層模型自動進行數(shù)據(jù)的精密-標度估計?；谔幚砥鞯南到y(tǒng)28可以為具有諸如中央處理器(CPU)的處理器32的基于計算機系統(tǒng)的形式。將處理器32操作性使用以輸入數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、和運行高分辨率的地質(zhì)-地層模型34。處理器32也可與存儲器36、輸入設(shè)備38、以及輸出設(shè)備40操作性f禹合。輸入設(shè)備38可包括各種設(shè)備，例如鍵盤、鼠標、聲音識別器、觸摸屏、其他輸入設(shè)備、或這些設(shè)備的組合。輸出設(shè)備40可包括視覺和/或聲音輸出設(shè)備，例如計算機顯示器或具有圖形用戶界面的監(jiān)控器。此外，該處理可在儲油層位置處、遠離儲油層位置處的單一設(shè)備或多個設(shè)備上進行；或者在儲油層位置處有ー些設(shè)備并在遠離儲油層位置處有其他設(shè)備來進行處理。一旦基于初始地層模型與非均質(zhì)地球模型的聯(lián)合構(gòu)建高分辨率的地質(zhì)-地層模型34，所得的高分辨率模型可通過基于處理器的系統(tǒng)28儲存在例如存儲器36中。
在開發(fā)高分辨率的地質(zhì)-地層模型34中，組合與諸如含有碳氫化合物的盆地的儲油層區(qū)域相關(guān)的許多輸入物。將ー些或所有這些數(shù)據(jù)輸入至基于處理器的系統(tǒng)28用于構(gòu)建期望的ー種或多種模型。例如，將可獲得的巖心范圍的數(shù)據(jù)，包括來自整個巖心、側(cè)壁巖心、斷裂、以及鉆井巖屑(drill cutting)的數(shù)據(jù)輸入用于估計。此外，將可獲得的測井-標度數(shù)據(jù)，包括標準和專門的測井記錄、泥漿測井記錄、和/或類似的測井數(shù)據(jù)輸入以便于建模和估計。類似地，將可獲得的區(qū)域范圍的數(shù)據(jù)，包括地震數(shù)據(jù)、重力數(shù)據(jù)、和電磁數(shù)據(jù)也輸入以增加高分辨率的地質(zhì)-地層模型的最終產(chǎn)生。包括機械特性、地球化學特性、和流體流動特性的材料特性用于構(gòu)成非均質(zhì)地球模型。通過巖心測井記錄積分和/或測井記錄的專門巖石物理分析、和/或從儲油層材料特性數(shù)據(jù)庫可獲得材料特性。另外的輸入可包括地質(zhì)和巖石數(shù)據(jù)以及分析，包括巖心-地質(zhì)描述、鉆孔地質(zhì)分析、薄的部分的基于巖心數(shù)據(jù)、以及電子顯微檢測法和礦物學掃描、或這些數(shù)據(jù)和分析的等同形式。至基于處理器的系統(tǒng)28的輸入可包括基于巖心數(shù)據(jù)與測井-標度的積分。可獲得的結(jié)構(gòu)圖譜和結(jié)構(gòu)重建也可用于模型構(gòu)建。基于表面線性特征；地形測繪；諸如地震、或火山活動的構(gòu)造活動性的記錄可輸入有用信息。而且，非均質(zhì)地球模型從輸入數(shù)據(jù)的發(fā)展可基于在諸如含有碳氫化合物的盆地的儲油層區(qū)域中多個油井上非均質(zhì)巖分析和巖石種類標記。通常參照圖3，提供圖示開發(fā)和使用高分辨率的地質(zhì)-地層模型34的更為詳細的例子的流程圖。在該實施方案中，如方框42所示，最初選擇和定義發(fā)展成為高分辨率的地質(zhì)-地層模型的初步地層模型。如方框44所示，將初始地層模型與諸如非均質(zhì)地球模型的材料特性模型比較。非均質(zhì)地球模型可以屬于美國專利申請公開2009/0319243所述類型；或者非均質(zhì)地球模型可以屬于其他合適類型。在該例子中，采用非均質(zhì)地球模型以疊加和比較具有獨特材料特性的巖石単元(即巖石種類)的分界線與在初始地層模型中經(jīng)鑒定的地層分界線。該比較用于獲得一致的模型，使分別在材料特性模型和地層模型中實施的兩個概念統(tǒng)一。如方框46所示，接下來驗證兩個模型的分界線。相對于進化地質(zhì)過程和所得的材料特性的分布之間的一致關(guān)系來有效地驗證、再定義、添加和/或改變初始地層模型和巖石種類模型(非均質(zhì)地球模型)的分界線。本方法增加初始地層模型的分辨率以及測試巖石種類模型/非均質(zhì)地球模型的有效性。如方框48所示，可分析數(shù)據(jù)和測試分界線直至模型彼此一致。如果巖石種類模型和地層模型不同，地質(zhì)巖心描述分析可用于鑒定地質(zhì)標志以及用于核實/驗證分界線。將該方法迭代進行以及可采用來自多個油井的數(shù)據(jù)分析，包括例如油井巖心地質(zhì)、巖石成像、以及材料特性。迭代過程還利用相關(guān)的巖石種類定義以及來自多個油井的數(shù)據(jù)分析以再定義地層模型(或者在ー些情況中為巖石種類)的分界線直至描述彼此之間一致。一旦兩個模型彼此一致，如下所述進行另外的分析。有效地，用于產(chǎn)生高分辨率的地質(zhì)-地層模型的模型聯(lián)合使能測試和驗證跨過多個標度的所有測定的特性之間的一致性。如方框50所示，例如，一旦在模型之間達到一致性，則再定義含有碳氫化合物的盆地幾何形狀的時間進展。再定義時間進展包括基于一致的非均質(zhì)地球模型/巖石種類模 型和地層模型來定義時間線。在兩時間線之間的材料表示在相同地質(zhì)時間間隔內(nèi)發(fā)生的事件。厚度和深度位置的變化也幫助解釋諸如斷層的事件，這些事件導致盆地的幾何上的變化。如方框52所示,建模還包括主要盆地組件(package)的線性時代測定(linear dating)以及它們的特性。一旦主要盆地組件的幾何形狀與通過構(gòu)筑塊材料特性単元(巖石種類)所限定的幾何形狀一致，則后面模型定義前面模型的材料特性，包括質(zhì)地和組成。有效地，非均質(zhì)地球模型包括對于各巖石種類的材料特性定義。如果由于迭代過程，定義了新的巖石種類，并且無法獲得這些巖石種類的材料特性，則可使用實驗室測試和分析的另外的合適的取樣。如方框54所示，高分辨率的地質(zhì)-地層模型34的產(chǎn)生和使用還包括驗證在地層模型和非均質(zhì)地球模型之間的地質(zhì)和巖石特性。諸如巖石種類的材料構(gòu)筑塊単元可被測定和/或表示為具有一致的地質(zhì)和巖石特性。一致的特性可包括巖石類型、膠結(jié)劑類型、推斷的沉積環(huán)境、巖石特性，例如沉淀組構(gòu)、基質(zhì)組成、有機內(nèi)容物、以及其他材料特性。如方框56所示，一旦通過迭代過程將非均質(zhì)地球模型與地層模型聯(lián)合，則可將另外的地質(zhì)/地層特性添加至聯(lián)合的模型，從而進一歩開發(fā)聯(lián)合的高分辨率的地質(zhì)-地層模型34。例如，由地層模型的驗證所導致的另外的特性可被添加至巖石種類模型/非均質(zhì) 地球模型的特性定義。這些特性的例子包括地質(zhì)屬性、沉積時間、和/或一致的沉積環(huán)境特性。如方框58所示，一部分高分辨率的地質(zhì)-地層模型的開發(fā)也可包括分析巖石種類単元，該巖石種類單元對參照巖石種類模型具有較低依從性。取決于如何選擇和構(gòu)建非均質(zhì)地球模型，具有低依從性的巖石種類能存在于合并的模型中。具有低依從性的巖石種類的存在簡單地意味著在參照模型中并非所有個別的巖石種類均相同，并且在方法中新鑒定的單元不是依從的，即相對于參照模型中限定的那些巖石種類具有誤差。誤差的程度是這些巖石種類相對于參照模型中那些巖石種類有多少不同的指示。高分辨率的地質(zhì)-地層模型34提供這些變化的基本原理，并且該模型可用于分析這些變化和地層系統(tǒng)的時間演變之間的一致性程度。如方框60所示，檢查和證實跨過儲油層區(qū)域(例如跨過含有碳氫化合物的盆地)的地質(zhì)模型和非均質(zhì)巖模型之間的一致性。一致性檢查估計包括關(guān)于沉積環(huán)境、化學巖化作用、成熟、構(gòu)造事件、和/或其他時間的一致性檢查。如上所述，如果一致性不滿足，則重新獲得迭代過程以再定義盆地幾何形狀的時間進展。如方框62所示，基于聯(lián)合的高分辨率的地質(zhì)-地層模型，可進行諸如構(gòu)造事件的盆區(qū)域域化的定時估計。基于盆地的所得的斷裂以及基于具有相同特性的巖石種類的再分布來進行估計。這使得地震數(shù)據(jù)中不明顯的斷層可被定義。因此，任何新信息可用于更新聯(lián)合的高分辨率的地質(zhì)-地層模型。新信息也可用于更新地層模型組件和非均質(zhì)地球模型的材料特性組件之間的一致性。如方框64所示，該更新產(chǎn)生生物模型，毎次獲得另外的數(shù)據(jù)或另外的觀察值時可更新該生物模型。一旦高分辨率的地質(zhì)-地層模型34的開發(fā)符合要求，則可以各種方式使用模型以提供具有比常規(guī)模型更為精細標度的目標儲油層區(qū)域的改善的認識。例如，如方框66所示，可采用高分辨率的地質(zhì)-地層模型以改善地震解釋。統(tǒng)ー的地層/巖石種類模型的使用使能測定和估計通過地震模型不能檢測的特征，包括之前通過數(shù)據(jù)分析不能分辨的儲油層區(qū)域中斷層。如方框68所示，高分辨率的地質(zhì)-地層模型也可用于估計流體遷移和流體類型。例如，可采用聯(lián)合的模型以估計相對于其他事件(例如熱熟化、膠結(jié))的已知時間線的斷層定時/順序以定義能夠通過這些裂縫的流體的可能類型。例如，裂縫可被礦物填充物或碳氫化合物填充物裝滿。聯(lián)合的模型提供關(guān)于定義流體遷移和流體類型的一致時間事件的更高分辨率，包括具有可能超壓的區(qū)域發(fā)展。此外，如方框70所示，可采用高分辨率的地質(zhì)-地層模型以估計歷史盆地幾何形狀。例如，聯(lián)合的模型能夠更好地估計沉積中心的時間運動和位移。從這些分析的結(jié)果有助于解釋水平應カ的變化和從含有碳氫化合物的盆地的巖石種類至巖石種類的孔隙壓力可變性發(fā)展變化。如方框72所示，聯(lián)合的、高分辨率的地質(zhì)-地層模型也提供在盆地中沉積中心的運動和移位中估計巖化作用時間的改善的分辨率。如方框74所示，該高分辨率分析使穿過含有碳氫化合物的盆地的原位應カ的定義改善許多。例如，模型便于分析以定義在盆地的演變中變化的原位應カ的定向和大小。該分析的結(jié)果提供對盆地應カ和孔隙壓カ歷史的改 善的理解，其還改善對本原位應カ的估計。高分辨率的地質(zhì)-地層模型的開發(fā)和模型的使用以改善諸如含有碳氫化合物的盆地的地質(zhì)區(qū)域的估計可以在基于處理器的系統(tǒng)28上進行。如圖4所示，將以上所討論的初始數(shù)據(jù)收集和輸入至基于處理器的系統(tǒng)28，并且可以包括以數(shù)字格式76和/或模擬格式78的信息?？赏ㄟ^輸入設(shè)備38、通過傳感器、通過儲存的信息、或通過其他合適的來源來輸入數(shù)據(jù)。如圖5所示，數(shù)據(jù)使初始地層模型可基于諸如測井相關(guān)性的井間相關(guān)性80來組
ム
ロ o將基于處理器的系統(tǒng)28程序化以證實初始地層模型和群集模型之間的相關(guān)性和/或通過非均質(zhì)地球模型所提供的巖心地質(zhì)描述。如圖6所示，為個別的巖石種類或単元82處理數(shù)據(jù)，證實単元82，并且如果必要，將其與初始地層模型一起再定義。例如，進行測試以證實初始測井間相關(guān)性與巖石種類定義和巖心地質(zhì)一致。如果不存在一致性，則對井間相關(guān)性進行必要的改進。隨后，采用基于處理器的系統(tǒng)28以基于井間厚度變化重新構(gòu)建各時間間隔的盆地幾何形狀/測深學。如圖7所示，示出地理単元/巖石種類厚度84的變化。在相同単元或巖石種類內(nèi)厚度變化可表明盆地中區(qū)域沉降；或者變化可展示局部構(gòu)造?；谔幚砥鞯南到y(tǒng)28能夠通過比較相鄰時間間隔來進行測定。如圖8所示，還可將基于處理器的系統(tǒng)28程序化以基于非均質(zhì)巖分析定義、巖石學、礦物學、地球化學、和其他因素來測繪巖石単元/巖石種類，如単獨巖石種類82的陰影86所示。此外，可自動鑒定大型事件的地質(zhì)構(gòu)造方向。如圖9所示，例如，沉積物和有機物質(zhì)的來源、沉積能量、巖化作用、斷層、以及其他地質(zhì)構(gòu)造方向可被鑒定和輸出以在盆地的區(qū)域88上提供另外的信息。關(guān)于分辨率的地質(zhì)-地層模型34，在巖石単元/巖石種類的特性中主要模式應該與地質(zhì)事件中主要方向匹配。如果模式不匹配，通過添加更多數(shù)據(jù)能再次采用迭代過程以改善地層模型和巖石種類模型/非均質(zhì)地球模型之間的一致性。如圖10所示，一旦處理數(shù)據(jù)以及一旦進行足夠迭代次數(shù)以獲得一致性，盆地的各種結(jié)構(gòu)特征90可被測繪。例如，結(jié)構(gòu)特征的測繪可包括使用地震數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)圖譜、和其他數(shù)據(jù)鑒定的斷層的測繪。在時間間隔之間単位/巖石種類厚度中模式表明斷層活性/恢復活性。通過進一歩的例子，沿著斷層的膠結(jié)巖化的方向可表明斷層滲透性。
基于處理器的系統(tǒng)28也可根據(jù)數(shù)據(jù)用于提供包括體積預測的預測和用于許多應用的格網(wǎng)模型的形成。如圖11所示，可使用另外的數(shù)據(jù)來更新可用數(shù)據(jù)和最終預測，從而產(chǎn)生諸如含有碳氫化合物的盆地的儲油層區(qū)域94的生物模型92。高分辨率的地質(zhì)-地層模型34也可與其他盆地模型和模擬物使用以預測各種事件，包括巖化作用的定時、膠結(jié)劑組成和結(jié)晶度、油母質(zhì)形式以及顯微質(zhì)地、斷層的定時、和其他事件。如圖12所示，例如，可采用模型34以預測油母質(zhì)材料的性質(zhì)(來源類型)以及微觀結(jié)構(gòu)，包括其隨著時間的化學轉(zhuǎn)變和熱轉(zhuǎn)變的性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)。在圖12中，提供示意圖以顯示如何能采用本方法以分離沉積物類型，該沉積物類型經(jīng)過巖化作用成為巖石類型。如圖12的右側(cè)所示，個別的巖石類型具有提供相對期望或非期望儲油層質(zhì)量/需求(desirability)的特征。通過高分辨率模型34所提供的更好的理解也增強預測，因而改進對流體流動的遷移途徑以及具有超壓的區(qū)域分布的建議。如上所述，本方法通過積分基于測井的非均質(zhì)巖分析(巖石種類)與基于地震數(shù)據(jù)的相應的非均質(zhì)巖分析(巖石種類)來提供建模地質(zhì)特征的改善的方法。本分析定義在 測井標度下和在地震標度下巖石種類。通過降低測井響應的分辨率來將兩者積分以得到地震分辨率的近似值。基于地震屬性的模式限定使用區(qū)分巖石種類的降低的分辨率測井記錄，從而鑒定相應巖石種類。最終模型描述與較小范圍相關(guān)的大范圍、低分辨率巖石種類、高分辨率巖石種類組件(在它們自身內(nèi)具有更小的可變性)，其依次包括在巖心測量的定量和半定量特性的統(tǒng)計分布，包括巖相學、礦物學、以及地質(zhì)信息。還描述了地球化學、儲油層、和機械特性的統(tǒng)計分布。最終結(jié)果是跨過目標區(qū)域具有相關(guān)材料特性的大范圍非均質(zhì)地球模型。本方法有效聯(lián)合地層模型與非均質(zhì)地球模型以定義高分辨率的地質(zhì)-地層模型，該高分辨率的地質(zhì)-地層模型與單獨測量的材料特性分布一致，并且也與基于巖心、測井、和地震測量的多-標度評定一致。地層模型與非均質(zhì)地球模型的聯(lián)合導致地質(zhì)-地層結(jié)構(gòu)的高分辨率，并且還提供用于地球-統(tǒng)計建模的更好的幾何約束。所得的模型也提供對隨后數(shù)值分析和原位應カ分析的更好的指導模型。此外，所得的模型提供與含有碳氫化合物的盆地的未勘探區(qū)域相關(guān)的預測的更高的置信度。因此，本文所述方法使能構(gòu)建諸如含有碳氫化合物的盆地的地下區(qū)域的高分辨率地質(zhì)-地層模型。所得的高分辨率模型與材料特性的縱向和橫向分布一致，并且本模型也與基于巖心、測井、和地震測量的多-標度評定一致。精密-標度結(jié)果提供例如給定的含有碳氫化合物的盆地及其經(jīng)濟潛力的基本上改善的理解。具有基本更高分辨率的儲油層結(jié)構(gòu)的定義也使聯(lián)合的模型能提供對地質(zhì)統(tǒng)計建模(例如，從井至井勘探特性)的更好的幾何約束、為隨后數(shù)值分析產(chǎn)生更好的格網(wǎng)模型、以及產(chǎn)生關(guān)于原位應カ的可變性和分布的更好的定義。因此，可使盆地的未勘探區(qū)域的預測具有基本上更高的可信度。如上所述，可在基于處理器的系統(tǒng)上全部或部分構(gòu)建高分辨率的地質(zhì)-地層模型以使數(shù)據(jù)的處理以及初始地層模型與巖石種類模型/非均質(zhì)地球模型的聯(lián)合自動化?；谔幚砥鞯南到y(tǒng)可用于運行所得的高分辨率的地質(zhì)-地層模型以估計給定的盆地以及從而輸出關(guān)于盆地的更為準確的預測。然而，初始地層模型以及聯(lián)合的元件，例如非均質(zhì)地球模型，可以變化或者可根據(jù)待估計的具體環(huán)境或地下形成物來調(diào)節(jié)。此外，構(gòu)建和進行聯(lián)合的模型的順序可以調(diào)整或者改變以適應各種參數(shù)和考量。例如，巖石種類的發(fā)展和分析可取決于可用數(shù)據(jù)和/或可從給定盆地獲得的數(shù)據(jù)。此外，取決于選擇的模型的特性以及可用數(shù)據(jù)，為獲得模型之間一致性的迭代過程可在迭代的類型、長度、和次數(shù)上變化。因此，盡管 上面僅詳細描述本發(fā)明的少數(shù)實施方案，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解，在沒有實質(zhì)上偏離本發(fā)明的技術(shù)下許多修改是可能的。g在將這些修改包括在如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種建模含有碳氫化合物的盆地的方法，包括 定義和測繪跨過所述含有碳氫化合物的盆地的材料特性的可變性； 基于所述可變性的定義和測繪來產(chǎn)生非均質(zhì)地球模型； 將地層模型與所述非均質(zhì)地球模型聯(lián)合以定義高分辨率的地質(zhì)-地層模型，所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型與單獨測量的材料特性分布一致，并且也與基于巖心、測井、和地震測量的多-標度評定一致；然后將結(jié)果輸出至顯示介質(zhì)以增強對所述含有碳氫化合物的盆地的理解。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型以估計所述含有碳氫化合物的盆地的時間演變。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型以估計所述含有碳氫化合物的盆地的區(qū)域化時間和方式。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型以估計所述含有碳氫化合物的盆地中斷層和斷裂。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型以預測次生礦物或膠結(jié)劑的組成和微觀結(jié)構(gòu)以及隨著時間它們?nèi)绾斡绊懣紫堵?、滲透性、和巖化作用。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型以預測油母質(zhì)材料的性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)，包括其隨著時間的化學轉(zhuǎn)變和熱轉(zhuǎn)變。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型以估計所述含有碳氫化合物的盆地中原位應カ的演變。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型以確定在所述含有碳氫化合物的盆地中流體流動的遷移途徑以及具有超壓的區(qū)域分布。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型以提供用于地球-統(tǒng)計建模的指導。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型以提供用于數(shù)值模擬的體積材料特性模型。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型以提供用于數(shù)值模擬的格網(wǎng)模型。
12.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用所述高分辨率的地質(zhì)-地層模型以測試和驗證跨過多個標度測量的特性之間的一致性。
13.—種改善地質(zhì)盆地建模的方法，包括 將來自測井-標度測量和地震-標度測量的數(shù)據(jù)輸入至基于處理器的系統(tǒng)； 在所述基于處理器的系統(tǒng)上進行所述數(shù)據(jù)的非均質(zhì)巖分析；以及 將所述非均質(zhì)巖分析與地層模型聯(lián)合以増加所述地層模型的分辨率，用于改善跨過所述地質(zhì)盆地的材料特性中非均質(zhì)性的測繪。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中進行所述非均質(zhì)巖分析包括分析測井響應以描繪具有相同和不同容積測井響應的所述地質(zhì)盆地的區(qū)域。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中進行非均質(zhì)巖分析包括定義特征性巖石種類的數(shù)目、厚度、和疊加模式。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中進行非均質(zhì)巖分析包括產(chǎn)生提供跨過所述地質(zhì)盆地的所述非均質(zhì)巖的橫向和縱向分布的非均質(zhì)地球模型。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括將結(jié)果輸出至顯示介質(zhì)以增強對所述地質(zhì)盆地的理解。
18.一種建模含有碳氫化合物的盆地的方法，包括 在計算機處理系統(tǒng)上以導致地質(zhì)-地層結(jié)構(gòu)的更高分辨率以及提供用于地球-統(tǒng)計建模的更好的幾何約束的方式將地層模型與非均質(zhì)地球模型聯(lián)合；以及將結(jié)果輸出至顯示介質(zhì)以增強對所述含有碳氫化合物的盆地的理解。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中地層模型與非均質(zhì)地球模型的聯(lián)合包括為隨后數(shù)值分析和原位應カ提供更好的指導模型。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中地層模型與非均質(zhì)地球模型的聯(lián)合導致在含有碳氫化合物的盆地的未勘探區(qū)域的預測中提供更高的置信度。
全文摘要
本方法改善諸如含有碳氫化合物的盆地的地質(zhì)區(qū)域的建模。本方法包括基于跨過地質(zhì)區(qū)域的材料特性的各種數(shù)據(jù)來處理數(shù)據(jù)以產(chǎn)生非均質(zhì)地球模型。以產(chǎn)生高分辨率的地質(zhì)-地層模型的方式聯(lián)合地層模型來使用非均質(zhì)地球模型。高分辨率的地質(zhì)-地層模型用于改善含有碳氫化合物的盆地和其他地質(zhì)區(qū)域的分析。
文檔編號G01V1/28GK102656480SQ201080057885
公開日2012年9月5日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者P·N·加索戈, R·哈爾坦托, R·蘇亞雷茲-里韋拉 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司