用于歷史、地質(zhì)建模以便產(chǎn)生俘獲在地表下包合物中的烴的估計分布的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開內(nèi)容一般而言涉及估計地表下環(huán)境中的包合物的存在。特別地，本公開內(nèi)容涉及使用歷史、地質(zhì)建模來產(chǎn)生俘獲在地表下包合物中的烴的估計分布。
【背景技術】
[0002]“包合物”一般而言是指其中由第一分子組分(宿主分子)組成的晶格結(jié)構(gòu)在像晶體的結(jié)構(gòu)中俘獲或關住一個或多個其它分子組分(客體分子)的非化學計量的亞穩(wěn)態(tài)物質(zhì)。包合物有時被稱為包含化合物、水合物、氣體水合物、甲烷水合物、天然氣水合物、0)2水合物等。這種包合物的示例屬性在，例如，Sloan，E.D., 2008 , Clathrate Hydrates ofNatural Gases,3rd Edit1n,Taylor&Francis以及Daigle,H.,Dugan,B.,2011 ,Capillarycontrols on methane hydrate distribut1n and fracturing in advective systems,Geochem.Geophys.Geosyst.,V.12,N0.1中進行描述。
[0003]在油氣勘探和開發(fā)領域，包合物是特別關心的。例如，存在其中水宿主分子晶格關住一種或多種類型的烴客體分子(一個或多個)的包合物。這種烴捕獲包合物在其中水和烴分子存在的相對低溫和高壓的環(huán)境中(諸如在深水和永凍土沉積物中)天然發(fā)生。在較低溫度下的包合物在較低壓力下保持穩(wěn)定，并且反過來，在較高溫度下的包合物需要較高的壓力來保持穩(wěn)定。一般而言，并且如以上Sloan所提到的，包合物形成是隨著地質(zhì)年代在特定的地質(zhì)和壓力/溫度(P/T)條件下出現(xiàn)的復雜動態(tài)過程。
[0004]俘獲在包合物中的烴和其它氣體具有生物和/或生熱起源。生熱氣體和生物源氣體的生成在許多文章和教科書中進行了描述。這種文獻的例子包括:Rice，D.D.,Claypool，G.E.,Generat1n,Accumulat1n,and Resource Potential of B1genic Gas,AAPGBulletin，1981年I月，v.65，p.5-25;Fjellanger，E.，等,Charging the giant gas fieldsof the Nff Siberia basin,The Geological Society of London,Petroleum GeologyConference series,2010年，v.7，p659_668和Hantsche I, Th.,Kauerauf, A., 1.,Fundamental of Basin and petroleum Systems Modeling,Springer Verlag BerlinHeidelberg, 2009年，p.151-340。具有生物源同位素特征的包合物是從經(jīng)相對短距離迀移到溫度和壓力條件支持包合物形成的地帶的氣體形成的，其中所述地帶被稱為包合物穩(wěn)定帶(“CSZ”)。具有生熱同位素特征的包合物從生熱生成的氣體形成，所述生熱生成的氣體通常隨著地質(zhì)年代從成熟的烴源巖向上迀移到CSZ中?；旌蟻碓窗衔锇镌礆怏w和生熱氣體二者的同位素特征。
[0005]除了烴氣體，包合物還可以封住非烴氣體，諸如C02和H2S。在地表下位置中的⑶2、H2S形成在多個出版物中被更詳細地描述，例如在Fleet,A.J.，等，1998年，Large volumesof CO2 in sedimentary basins,Goldschmidt Conference Toulouse 1998,Mineralogical Magazine,V.62A，p.460_461 當中。
[0006]—般而言，包合物是在淺沉積物中在差至中等密封下形成的。此外，一旦形成，包合物就充當俘獲游離烴的額外密封，由此防止更多的游離烴上升通過形成的包合物。這或者可以促進進一步的包合物形成，或者可以俘獲在CSZ處或其下面的游離氣體，或者可以使游離烴氣體重新定位，以便上升通過CSZ的可滲透部分。此外，一旦密封位置被埋藏得更深，俘獲在包合物中的氣體就被釋放，由此由于增加的溫度和/或壓力而離開CSZ。這些被釋放的氣體可以再次迀移到表面并且或者(I)丟失或者(2)對在CSZ內(nèi)的較淺位置處形成的新水合物作出貢獻。照此，隨著對包合物、游離氣體和CSZ的位置的改變發(fā)生，包合物并且尤其是封住烴的包合物的存在和分布隨著時間是動態(tài)的。
[0007]包合物的典型分析集中在現(xiàn)今包合物穩(wěn)定帶(例如，如上文Sloan所描述的)，該包含物穩(wěn)定帶對應于其中溫度和壓力條件將支持包合物形成的當前地表下位置。但是，這種分析有缺點。例如，依賴于當前的溫度和壓力條件忽略了上述烴生成和負載的動態(tài)方面，以及由于地質(zhì)變化(諸如埋藏或抬升)而作為變化的PVT(壓力/體積/溫度)條件的函數(shù)的包合物的形成和破壞。這會導致CSZ中各種烴或非烴氣體的類型、位置和飽和度的錯誤估計。俘獲在包合物中的烴的類型和位置的不準確估計會導致不完全的分析和不能識別在經(jīng)濟上有吸引力的富烴包合物沉積。它還可導致從看起來具有高烴濃度但實際上包含封住非烴氣體(諸如CO2SH2S)的包合物的位置嘗試采收包合物。這可導致選擇在最好情況下是無收益并且最壞情況下是危險的包合物采收位置。
[0008]因此，這種現(xiàn)有分析中的改進是期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)下面的公開內(nèi)容，上述和其它問題通過以下來解決:
[0010]在第一方面，公開了用于產(chǎn)生俘獲在地表下包合物中的烴的估計分布的歷史、地質(zhì)建模的方法。該方法包括實例化所關心的地質(zhì)區(qū)域的盆地模型，并且，對于直至地質(zhì)現(xiàn)今的多個預定地質(zhì)年代當中每一個:確定對盆地模型的一個或多個改變;在盆地模型內(nèi)的多個位置當中每一個處計算溫度和壓力;基于計算出的溫度和壓力確定包合物穩(wěn)定帶的存在和位置；以及估計包合物穩(wěn)定帶中的一個或多個包合物濃度和烴體積。該方法還包括根據(jù)從所關心的地質(zhì)區(qū)域內(nèi)的一個或多個位置獲得的校準數(shù)據(jù)校準從盆地模型得出的現(xiàn)今包合物濃度和烴體積，由此提供在多個位置當中每一個處的現(xiàn)今包合物濃度和烴體積的模型。
[0011]在第二方面，公開了用于產(chǎn)生俘獲在地表下包合物中的烴的估計分布的歷史、地質(zhì)建模的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括盆地建模部件，其被配置為建模盆地模型中在直至地質(zhì)現(xiàn)今的多個預定地質(zhì)年代當中每一個對所關心的地質(zhì)區(qū)域的一個或多個改變。該系統(tǒng)還包括包合物計算部件，其被接口連接到盆地建模部件并且被配置為，對多個預定地質(zhì)年代當中每一個:在盆地模型內(nèi)的多個位置當中每一個處，計算溫度和壓力;基于計算出的溫度和壓力確定包合物穩(wěn)定帶的存在和位置;以及估計包合物穩(wěn)定帶中的一個或多個包合物濃度和烴體積。該系統(tǒng)還包括校準部件，其被配置為根據(jù)從所關心的地質(zhì)區(qū)域內(nèi)的一個或多個位置獲得的校準數(shù)據(jù)校準由包合物計算部件從盆地模型得出的現(xiàn)今包合物濃度和烴體積，由此提供在多個位置當中每一個處的現(xiàn)今包合物濃度和烴體積的模型。
[0012]在第三方面，公開了包括存儲在其上的計算機可執(zhí)行指令的計算機可讀存儲介質(zhì)。該計算機可執(zhí)行指令當被計算系統(tǒng)執(zhí)行時致使計算系統(tǒng)執(zhí)行用于產(chǎn)生俘獲在地表下包合物中的烴的估計分布的歷史、地質(zhì)建模的方法。該方法包括實例化所關心的地質(zhì)區(qū)域的盆地模型，該盆地模型包括定義關于地質(zhì)區(qū)域的已知信息的同化(assimilat1n)的一套三維地圖。該方法還包括，對于直至地質(zhì)現(xiàn)今的多個預定地質(zhì)年代當中每一個:確定對盆地模型的一個或多個改變;在盆地模型內(nèi)的多個位置當中每一個處，計算溫度和壓力;基于計算出的溫度和壓力確定包合物穩(wěn)定帶的存在和位置;估計包合物穩(wěn)定帶中的一個或多個包合物濃度和烴體積；以及計算保持在包合物穩(wěn)定帶中的包合物中的非烴氣體的存在。該方法還包括根據(jù)從所關心的地質(zhì)區(qū)域內(nèi)的一個或多個位置獲得的校準數(shù)據(jù)校準從盆地模型得出的現(xiàn)今包合物濃度和烴體積，由此提供在多個位置當中每一個處的現(xiàn)今包合物濃度和烴體積的模型。該方法包括輸出在地質(zhì)現(xiàn)今在所關心的地質(zhì)區(qū)域內(nèi)的一個或多個位置處的包合物的存在和飽和度百分比的獨立指示。
[0013]該
【發(fā)明內(nèi)容】
被提供以介紹在下面【具體實施方式】中進一步描述的簡化形式的概念的選擇。該
【發(fā)明內(nèi)容】
并不意在識別要求保護的主題的關鍵特征或基本特征，也不是意在被用來限定要求保護的主題的范圍。
【附圖說明】
[0014]圖1是海上烴生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括接收和處理來自一個或多個包合物儲層的烴的生產(chǎn)設施；
[0015]圖2是陸上烴生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括接收和處理來自一個或多個包合物儲層的烴的生產(chǎn)設施；
[0016]圖3是根據(jù)示例實施例的計算系統(tǒng)的示意圖，其中歷史、地質(zhì)建模可以被執(zhí)行，以產(chǎn)生俘獲在地表下包合物中的烴的估計分布；
[0017]圖4是示出在示例實施例中可以被執(zhí)行以產(chǎn)生俘獲在地表下包合物中的烴的估計分布的歷史、地質(zhì)建模方法的流程圖；
[0018]圖5是示出在示例實施例中可以被執(zhí)行以產(chǎn)生俘獲在地表下包合物中的烴的估計分布的歷史、地質(zhì)建模的具體方法的流程圖；以及
[0019]圖6是示出在示例實施例中用于校準如圖5中所示的包合物的建模的存在和飽和度的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]如上面簡要描述的，本發(fā)明的實施例涉及用于探測地面下，或地表下位置中的包合物(諸如甲烷水合物)的存在和飽和度的方法