專利名稱：：用于創(chuàng)建歷史匹配模擬模型的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
：本技術的示例性實施例涉及通過將儲層性能模型化并通過匹配性能數(shù)據(jù)改進地下模型來預測碳氫化合物儲層的性能的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
：本節(jié)意圖用于介紹本領域的各個方面，其可以與本技術的示例性實施例關聯(lián)。本·討論用于幫助提供框架，從而便于更加理解本技術的特定方面。因此，應該理解，應該考慮以上目的閱讀本節(jié)，并且本節(jié)不必作為先有技術的認可。數(shù)字模型，被稱為儲層模擬模型或者模擬模型，可以用于預測碳氫化合物儲層的性能。例如，可以將從單獨鉆井的開采速率估算為給定鉆井位置和開采方案(速率、在鉆井的壓力、鉆井管理信息等等)的時間的函數(shù)。通常，該估算可以由儲層模擬器執(zhí)行，其為計算機程序，經(jīng)配置從而根據(jù)在鉆井和儲層邊界設定的邊界條件求解表示質量守恒的等式。模擬模型是到該模擬器的輸入。這些模擬模型包括地下模型內的模型參數(shù)。模擬模型描述了組成儲層的地質地層的幾何形狀和特性(例如滲透性或者孔隙率，其為模擬模型內的模型參數(shù))、儲層流體的流動和立方體特性以及鉆井位置和流動容量。模擬模型用于涉及油田未來性能的數(shù)值實驗(稱為模擬)，其通常用于確定最有利的操作策略。例如，模擬的結果對確定以下方面是有用的變化注入壓力的影響、將注入井轉換為開采井、將開采井轉換為注入井、將更多鉆井鉆孔到儲層并且從這些井開采或注入到這些井等等。通過歷史匹配可以改進模擬模型。歷史匹配是對模擬模型中參數(shù)的調節(jié)，以便對油田行為的預測與歷史開采數(shù)據(jù)一致。如這里所討論的，術語“開采數(shù)據(jù)”和“開采歷史”兩者都涉及在該油田的壽命中可以測量的任何數(shù)據(jù)。模擬模型的模擬結果應該符合可利用的開采數(shù)據(jù)，因為這增加了精確預測未來油田行為的可能性。用于歷史匹配的典型過程或者工作流程，可以涉及復制初始模擬模型、對該模型進行一些改變(例如，調節(jié)孔隙率或者滲透性)、運行模擬和從模擬的結果計算目標函數(shù)值。如下面詳細討論的，目標函數(shù)是模擬結果匹配歷史開采數(shù)據(jù)結果有多好的定量測量。目標函數(shù)的實例是隨時間的方差和，其中誤差是開采速率的油田測量和相同開采速率的模擬模型預測之間的差別。模型預測和油田測量之間的完全符合，得到目標函數(shù)為零。歷史匹配的過程涉及調節(jié)模型參數(shù)，從而得到可接受的目標函數(shù)的小值。一旦指定工作流程并且識別能夠被調節(jié)從而得到匹配的參數(shù)，那么最佳算法用于對模擬模型作出修改，因此該模擬結果與油田開采數(shù)據(jù)匹配(例如，模擬結果相對于開采數(shù)據(jù)在閾值公差之內)。人工歷史匹配是耗時間的過程，非常依賴儲層工程師的熟練和知識。因此，所產(chǎn)生的模擬模型的質量可能變化劇烈，這取決于儲層工程師的知識。通過自動操作部分歷史匹配過程，可以減少找到可接受匹配所需要的時間。進一步，通過使用實驗設計(參量空間的系統(tǒng)測定)從而更徹底地理解哪個參數(shù)影響匹配，并且通過使用優(yōu)化程序更系統(tǒng)地變化這些參數(shù)從而改進匹配，可以使得歷史匹配更系統(tǒng)化。這通常被稱為“輔助歷史匹配”(AHM)，并且涉及開發(fā)并自動操作用于歷史匹配的工作流程并使用優(yōu)化算法調整適當參數(shù)，從而改進匹配。已經(jīng)使用各種技術幫助歷史匹配。例如，Wilkinson等人的美國專利申請公開US2008/0082469公開了用于預測油層開采和預測用于儲層模擬程序的代理的方法，其中預測油層的開采利用遺傳編程構建歷史匹配。作為用于計算機模擬程序的替代，遺傳編程代理估算許多模擬模型并且為油層預測未來產(chǎn)量預測。在R.C.Skinner、G.R.Jerauld和M.D.Bush的標題為“Simulation-BasedEOREvaluationofaNorthSeaField，，的SPE90307中公開了類似的優(yōu)化技術，其使用遺傳算法創(chuàng)建許多經(jīng)歷匹配的模擬模型。然而，這些方法的缺點是必須執(zhí)行顯著數(shù)目的模擬(成百甚至上千)，這相當耗時·間。因此，理解什么參數(shù)影響該匹配是困難的，并且為地質連通性而篩選模擬模型是耗時間的。此外，運行許多模擬涉及顯著的計算資源。通過使單元較大，減少模擬模型中單元的數(shù)目，可以減少用于執(zhí)行這些模擬的計算時間，其允許在短期中完成更多模擬。然而，被稱為"粗化"的這個程序可以減少模擬模型，這可以通過人工減少復雜性而同時致使模仿不能準確表示鉆井附近的壓力和飽和度的大的變化。Zangl等人的美國專利申請公開US2007/0198234公開了用于歷史匹配模擬模型的方法，其使用自組織映射，從而在模擬模型中生成區(qū)域。該方法包括Ca)在模擬模型中定義顯示類似性能的區(qū)域，由此生成具有多個區(qū)域的模擬模型，多個區(qū)域的每個都顯示出類似性能；(b)將歷史已知的輸入數(shù)據(jù)引入到該模擬模型；(C)響應于歷史已知的輸入數(shù)據(jù)從模擬模型生成輸出數(shù)據(jù)(例如，執(zhí)行模擬)；(d)比較來自該模擬模型的輸出數(shù)據(jù)與一組歷史已知的輸出數(shù)據(jù)；(e)當來自模擬模型的輸出數(shù)據(jù)與該歷史已知數(shù)據(jù)組不相應時，調節(jié)該模擬模型，該調節(jié)步驟包括算術上變化模擬模型的每個區(qū)域；和(￡)重復步驟(b)、(c)、(d)和(e)，直到來自該模擬模型的輸出數(shù)據(jù)相應于該組歷史已知的輸出數(shù)據(jù)。盡管該方法提供了將模型參數(shù)化的方法，但是其沒有減少將運行的模擬的數(shù)目。減少得到歷史匹配所要求的模擬的數(shù)目的其它方法，包括運行較小數(shù)目的模擬和使用這些結果為該模擬創(chuàng)建代替，其通常被稱作代理或者響應面。例如，參JALJ.L.Landa,"ReservoirParameterEstimationConstrainedtoPressureTransients,PerformanceHistory，andDistibutedSaturationData,〃Ph.D.Thesis,StanfordUniversityDepartmentofPetroleumEngineering,(June,1997)；Queipo，etal，"Surrogatemodeling-basedoptimizationfortheintegrationofstaticanddynamicdataintoareservoirdescription,〃SPE63065;Ghoniem，S.A.,Aliem,S.A.,andElSalaly，M.，〃Asimplifiedmethodforpetroleumreservoirhistorymatching，"AppliedMathematicalModeling，8(August，1984);andHoivadik,J.M.,andLaue，D.K.，"Staticcharacterizationsofreservoirs:refiningtheconceptsofconnectivityandcontinuity，"PetroleumGeoscience，13，195(2007)。美國專利申請公開US2007/0027666和US2007/0198234，以及國際專利申請公開W0/2007/106244，W0/2006/127151，W0/2005/076124和W0/2005/074592中也可以找到相關信息。在替代方法中，該優(yōu)化程序可以使用替代函數(shù)尋找歷史匹配(例如，由目標函數(shù)的小值指示的)，而代替運行詳細的模擬。通常，替代是簡單的數(shù)學函數(shù)，其因數(shù)已經(jīng)被調節(jié)從而配合由模擬程序提供的響應。上面引用的參考使用幾個不同方法生成模擬程序的響應。例如，可以通過以下方式來開發(fā)替代使簡單的代數(shù)表達式配合從模擬程序觀察的響應；通過釆用神經(jīng)網(wǎng)絡，使用稱為克里格法(kriging)的過程插入由模擬響應確定的值之間；或者通過樣條擬合由回歸分析確定的簡單曲線。然而，全部這些實例涉及表示模擬響應的經(jīng)驗表達式，而不聯(lián)系模擬表示的物理過程。同樣，存在對于提高輔助歷史匹配的過程的需要。這種過程可以包括維持流過儲層的物理過程的一些表示的替代，其中允許模擬運行的數(shù)目的減少，從而改進結果并減輕計算輔助歷史匹配模擬?！りP于輔助歷史匹配的進一步相關信息可以在下列中找到C.C.MattaxandR.L.Dalton，"ReservoirSimulation，〃SPEMonographVolume13，(1990);Ewing,R.E,Pilant，M.S，Wade,J.G.，andWatson,A.T.，"EstimatingParametersinScientificComputation:ASurveyofExperiencefromOilandGroundwaterModeling,^IEEEComputationalScience&Engineering,I(3),(1994);W.H.Chenetal.NewAlgorithmforAutomaticHistoryMatching，〃SPEJ(December，1971);Z.HeandA.Datta-Gupta，andS.Yoon,〃Streamline-BasedProductionDataIntegrationwithGravityandChangingFieldConditions，〃SPEJ，7，423-436(December，2002);R.W.Schulze-RiegertjJ.K.Axmann,0.Haase,D.T.Rian,Y.L.You,"EvolutionaryAlgorithmsAppliedtoHistoryMatchingofComplexReservoirs,〃SPEReservoirEvaluationandEngineering(Apri1，2002);Deutsch,C.V.，andCockerham，P.W.，"PracticalConsiderationsintheApplicationofSimulatedAnnealingtoStochasticSimulation,"MathematicalGeology,26，67-82(1994);Dubost，F(xiàn).X.,Zheng,S.Y.,andCorbett,P.W.M.,^Analysisandnumericalmodelingofwirelinepressuretestsinthin-beddedturbidites，"JournalofPetroleumScienceandEngineering,45，247-261，2004;T.G.Kolda，R.M.Lewis,andV.Torczon,"OptimizationbyDirectSearch:NewPerspectivesonSomeClassicalandModernMethods，"SIAMReview，45，385-482(2003);andQueipoetal.，"Surrogatemodeling-basedoptimizationfortheintegrationofstaticanddynamicdataintoareservoirdescription，〃SPE63065?？梢栽谙铝兄姓业狡渌嚓P信息Jonesetal，Efficientglobaloptimizationofexpensiveblack-boxfunctions,JournalofGlobalOptimization14，pp455_492，1998;andStern，David，"PracticalaspectsofScaleupofSimulationModels，"JournalofPetroleumTechnology(September，2005)。
發(fā)明內容本技術的示例性實施例提供用于提高開釆歷史匹配過程的方法。該方法包括獲得開采數(shù)據(jù)和初始地下模型。確定實驗設計，其包括一個或更多模型參數(shù)組，其中執(zhí)行該實驗設計的結果用于測量連通性測量和目標函數(shù)之間的關系。在每個模型參數(shù)組計算用于靜態(tài)地質測量的值。用實驗設計執(zhí)行至少一個流動模擬，從而生成結果。至少部分根據(jù)開采數(shù)據(jù)、靜態(tài)地質測量或者生成的結果之中的一個或更多確定篩選過濾器。使用篩選過濾器運行滿足該篩選過濾器的流動模擬，執(zhí)行歷史匹配過程。篩選過濾器可以包括連通性測量和目標函數(shù)。確定該實驗設計可以包括識別多個參數(shù)，這些參數(shù)控制流動模擬的響應和開采歷史之間的目標函數(shù)。確定該篩選過濾器能夠包括在目標函數(shù)中識別目標窗口、確定靜態(tài)地質測量和目標函數(shù)之間的關系和從該關系確定用于靜態(tài)地質測量的值的范圍，其中目標函數(shù)將在目標窗口內。識別目標窗口可以包括選擇用于目標函數(shù)的范圍，其涵蓋最小值。執(zhí)行該歷史匹配過程可以包括重復從而通過為每個新的參數(shù)組計算關聯(lián)的靜態(tài)地質測量減少目標函數(shù)，和為模型參數(shù)組運行流動模擬，其中至少部分根據(jù)靜態(tài)地質測量預測用于目標函數(shù)的值在當前目標窗口內。該方法也可以包括在目標函數(shù)中識別新的目標窗口，其中新的目標窗口小于當前目標窗口。可以確定新的多個實驗，從而探測較小的參數(shù)子空間。在新的多個實驗的每個都可以執(zhí)行靜態(tài)地質測量。從在目標函數(shù)和靜態(tài)地質測量之間較早確定的關系，可以為每個靜態(tài)地質測量估算目標函數(shù)的值。能夠為每個實驗執(zhí)行流動模擬，對于其目標函數(shù)的值在新的目標窗口內。因此能夠計算用于每個開采歷史的流動模擬的目標函數(shù)。模型參數(shù)組可以包括斷層可傳輸性、凈毛比、孔隙率、滲透性、單元可傳輸性或者它們的任何組合。靜態(tài)地質測量可以包括地質模型中連通性的測量。該連通性可以包括可傳輸性、孔隙容積、泄油體積、最短路徑成本、最小傳導時間或者它們的任何組合?？梢詧?zhí)行最短路徑算法，從而得到每個靜態(tài)地質測量。該實驗設計可以包括篩選設計、完全或者部分因數(shù)設計、拉丁超立方體設計、D最佳設計(D-Optimaldesign)或者它們的任何組合。靜態(tài)地質測量和目標函數(shù)之間的關系可以包括與鉆井之間的泄油體積有關的速率失配、與鉆井之間的泄油體積有關的穿透時間失配、與滲透性-厚度有關的注入井的早期壓力、與斷塊孔隙容積有關的壓力遞減、與斷層密封有關的壓力遞減或者它們的任何組合。另一個示例性實施例提供了用于從油田開采碳氫化合物的方法，該方法包括通過使用靜態(tài)地質測量作為用于目標函數(shù)的值的計算中的流動模擬的替代，生成匹配從油田開采歷史的儲層模擬模型。該方法也包括為一個或更多模型參數(shù)組執(zhí)行流動模擬，這些參數(shù)組由從靜態(tài)地質測量計算的目標函數(shù)的值指示在目標窗口內。儲層模型經(jīng)調節(jié)從而優(yōu)化目標函數(shù)。至少部分根據(jù)儲層模型調節(jié)控制從油田的碳氫化合物開采。至少部分根據(jù)儲層模擬模型調節(jié)從油田的碳氫化合物開采的控制，可以包括變化注入壓力、將注入井轉換為開采井、將開采井轉換為注入井、鉆孔更多鉆井到儲層或者它們的任何組合。該靜態(tài)地質測量可以包括可傳輸性、孔隙容積、泄油體積、鉆井之間或者鉆井和表示一部分儲層的單元之間的最小累積的反向可傳輸性、傳導時間或者它們的任何組入口o本技術的另一個示例性實施例提供包括代碼的有形機器可讀介質，該代碼經(jīng)配置從而引導處理器為在參數(shù)子空間的多個實驗的每個的靜態(tài)地質測量計算值，為在目標窗口內產(chǎn)生地質測量的每個實驗執(zhí)行流動模擬和計算開采歷史的每個流動模擬的目標函數(shù)。有形機器可讀介質也可以包括代碼，其經(jīng)配置從而使用優(yōu)化過程引導處理器重復，直到目標函數(shù)在目標范圍內。進一步，有形機器可讀介質可以包括代碼，其經(jīng)配置從而引導處理器最小化用于靜態(tài)地質模型的目標函數(shù)，并且在認為是最佳的參數(shù)組運行流動模擬。通過參考下列詳細說明和附圖，更好地理解本技術的優(yōu)點，其中圖I是按照本技術的示例性實施例的用于使用篩選過濾器提高輔助歷史匹配的方法的方框圖；圖2A是按照本技術的實施例的壓力對深度關系的模擬圖，其示出可以從歷史匹配獲得的改進；圖2B是按照本技術的實施例的目標函數(shù)對泄油體積(其為靜態(tài)地質測量的實例)的關系圖；圖3是按照本技術的實施例的用于歷史匹配的方法的方框圖；圖4是按照本技術的實施例的用于復雜參數(shù)空間的目標函數(shù)對泄油體積的關系圖；圖5是按照本技術的實施例的儲層的圖，其示出使用具有單個注入鉆井或井的多個開米鉆井或井；圖6是按照本技術的實施例的模擬模型的圖，其示出深水系統(tǒng)的臨界流量部件；圖7是按照本技術的實施例的兩個地質單元之間的海峽軸的圖；圖8是按照本技術的實施例的地質連貫特性關系的圖；圖9A-9C按照本技術的實施例示出根據(jù)儲層特性“參考”組的合成開采數(shù)據(jù)；圖IOA和IOB根據(jù)本技術的實施例示出在六個因數(shù)上執(zhí)行的全部因數(shù)實驗設計的圖表；圖11是根據(jù)本技術的實施例的用于水注入壓力的模擬結果對歷史數(shù)據(jù)的關系圖；圖12是根據(jù)本技術的實施例的用于油開采速率的模擬結果對歷史數(shù)據(jù)的關系圖；圖13是根據(jù)本技術的實施例的用于水開采速率的模擬結果對歷史數(shù)據(jù)的關系圖1600；圖14A和14B是按照本技術的實施例的從初始實驗設計的結果生成的兩個靜態(tài)分級器的圖；圖15是按照本技術的實施例的目標函數(shù)(f(x))對模擬運行的數(shù)目的關系圖；和圖16示出在其上可以執(zhí)行用于執(zhí)行本發(fā)明的實施例的處理操作的軟件的示意性計算機系統(tǒng)。具體實施例方式在下面詳細說明部分中，結合優(yōu)選實施例描述本技術的具體實施例。然而，在下面描述具體到特定實施例或者本技術的特定使用的程度上，這意圖只是簡單為了示例性的目提供示例性實施例的描述。因此，本技術不限制于如下所述的實施例，而是這些技術包括屬于權利要求的實質精神和保護范圍的全部替換例、變形例和等價物。開始，為了便于參考，闡述在這個申請中所使用的某些術語及如在本背景中所使用的術語的含義。在為了下面不限定這里所使用的術語的程度上，應該給出最寬泛定義，本領域技術人員已經(jīng)給出如在至少一個出版的公開或者頒發(fā)的專利中所反映的術語。進一步，本技術不由如下所述的術語的用法限制，由于全部等價物、同義詞、新變化，和為了相同或類似目的的術語或者技術被認為是在本權利要求的保護范圍內的。“伴隨模型”或者“伴隨方法”涉及例如儲層模擬程序的預測模型的靈敏度的數(shù)學求值。此外，伴隨模型提供靈敏度數(shù)據(jù)，其表示預測模型的輸出隨其輸入變化的程度。伴隨模型可以包含通過求解輔助方程組，計算相對于模型參數(shù)的驗收標準的梯度或者靈敏度，該輔助方程組被稱為伴隨方程。伴隨方法是用于計算大規(guī)模狀態(tài)任務的靈敏度的有效方法，并且不同于大多數(shù)方法，其計算成本不與狀態(tài)參數(shù)的數(shù)目成比例。本領域中已知許多類型的伴隨模型。·“輔助歷史匹配”(AHM)涉及至少一部分用于歷史匹配的工作流程的開發(fā)和自動進行。在輔助歷史匹配中，優(yōu)化算法可以用于調節(jié)適當?shù)膮?shù)從而改進該匹配。如這里所使用的，輔助歷史匹配試圖通過使用實驗設計從而更徹底地理解哪個參數(shù)將影響匹配，并且通過使用優(yōu)化程序更有方法地變化這些可以改進匹配的參數(shù)，從而使得該過程更系統(tǒng)?！按只鄙婕巴ㄟ^使單元較大減少模擬模型中單元的數(shù)目。可以執(zhí)行粗化的過程被認為是“按比例擴大”。粗化用于通過在生成或運行模擬模型之前減少地質或者模擬模型中單元的數(shù)目，降低計算成本?！捌胀ū壤Ｐ汀鄙婕斑@樣的條件，其中地質模型的比例類似于模擬模型的比例。在這個情形中，在模擬之前沒有執(zhí)行粗化地質模型。如這里所使用的“計算機可讀介質”或者“有形機器可讀介質”涉及任何有形存儲，其參與將指令提供到處理器用于執(zhí)行。這種介質可以采取許多形式，包括非易失性介質和易失性介質，但不限制于此。非易失性介質包括例如NVRAM或者磁盤或光盤。易失性介質包括動態(tài)存儲器，例如主存儲器。計算機可讀介質可以包括例如軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶或者任何其它磁性介質、磁光介質、CD-ROM、任何其它光學介質、RAM、PROM和EPR0M、FLASH-EPR0M、類似全息存儲器的固態(tài)介質、存儲卡或者任何其它存儲器芯片或者盒式磁盤或者任何其它計算機能夠讀取的實際介質。當計算機可讀介質配置作為數(shù)據(jù)庫時，應當理解，數(shù)據(jù)庫可以是任何類型數(shù)據(jù)庫，例如相關的、分級的、對象定向的和/或其它類型。因此，本發(fā)明被認為包括有形存儲介質或者有形分布介質以及先有技術識別的等價物和后繼介質，其中存儲本發(fā)明的軟件實施?！斑B通性”涉及儲層地層內點之間的流體連通(或者缺乏)測量。連通性與儲層內部幾何條件和滲透性分布密切相關，并且通常是控制碳氫化合物開采效率和最終開采量的主要因素。“連通”或者“流體連通”涉及注入流體或者地下地層中固有的碳氫化合物在地層中點或者位置之間流動的能力。當兩個位置處于“流體連通”時，這意思是當兩個位置之間存在潛在的差別時，流體可以流動。流體連通依靠開采固有碳氫化合物的地層的區(qū)域的有效滲透性。滲透性增加使得連通增加?！芭趴沼媱潯被蛘摺伴_采計劃”是用于從儲層移出碳氫化合物的計劃，例如通過適當?shù)你@井設置和構造、鉆井數(shù)目、提高流體的開采注入和流體的移出。類似地，“排空策略”也可以涉及將流體注入到儲層和將流體從儲層移出，從而開采碳氫化合物。排空計劃和開采策略設計用于使碳氫化合物開采量的利益率最大化。“直接搜索方法”涉及優(yōu)化技術，其使用簡單定義的搜索算法尋找接近初始猜測的匹配中的改進，而不需要計算導數(shù)。例如，直接搜索方法可以涉及在圍繞初始猜測的第一幅度差計算用于參數(shù)的許多值、識別與最佳匹配關聯(lián)的參數(shù)值、然后在與最佳匹配關聯(lián)的值附近以較精細的分辨度重新計算。可以重復這個過程多次，這取決于想要的擬合?！靶褂腕w積(DV)”涉及儲層中的體積，其受給定開采井、注入-開采井對或者注A-開采井對的組的影響。與開采井關聯(lián)的泄油體積是部分儲層，其中壓力相應于從該鉆井的開采變化。與注入開采井對關聯(lián)的泄油體積是由注入流體隨其從注入井流入開采井越過的體積。泄油體積的特點在于它的孔隙容積和位置。與泄油體積關聯(lián)的孔隙容積有時能夠從突破時間(也就是說，在流體在給定開采井出現(xiàn)之前，多少流體必須在給定注入井注入)推斷或者從壓力瞬態(tài)分析推斷。使用延時地震數(shù)據(jù)能夠在開采期間測量用于鉆井或者鉆井組的泄油體積的位置(也就是說，隨著時間響應于地震測量)。通過檢查注入儲層和從儲層開采期間壓力和流體成分的變化，能夠直接確定位置和體積兩者?！俺练e環(huán)境”(EOD)涉及形成部分儲層的物理條件的總和。儲層通常被細分為不同體積，從而區(qū)別物理條件，這些物理條件被認為是在儲層的形成期間出現(xiàn)的，其能夠導致儲層特征值(例如，孔隙度和滲透性)的差異。EOD可以來源于地震數(shù)據(jù)，從而將儲層框架分為各種地質區(qū)域，例如海峽軸和海峽邊緣?！皩嶒炘O計”涉及用于識別采樣變量或者輸入?yún)?shù)的點的技術，這些變量或輸入?yún)?shù)用于確定數(shù)字或物理實驗的響應。由進行該實驗產(chǎn)生的結果用于構成替代模仿系統(tǒng)，例如生成方程組，該方程組表示在不確定空間中特定點的模擬程序的響應。如本領域技術人員將理解的，實驗設計的具體實例尤其包括因數(shù)設計、空間填充設計、全因數(shù)、D最佳設計和拉丁超立方體設計等等。如這里所使用的，“顯示”包括引起顯示的直接動作，以及便于顯示的任何間接動作。間接動作包括為最終用戶提供軟件、維持用戶能夠通過其影響顯示器的網(wǎng)址、超鏈接到這種網(wǎng)址或者結合或者參與執(zhí)行這些直接或者間接動作的實體。因此，第一方可以單獨操作或者與第三方供應商協(xié)同操作，從而使得能夠在顯示裝置上生成參考信號。顯示裝置可以包括任何適合于顯示參考圖像的裝置，例如CRT監(jiān)控器、IXD監(jiān)控器、等離子裝置、平板裝置、虛擬實景護目鏡或者打印機，但不限制于此。顯示裝置可以包括這樣的裝置，其已經(jīng)通過使用意圖用于估算、校正和/或改進顯示結果的任何常規(guī)軟件校準(例如，已經(jīng)使用監(jiān)控器校準軟件調節(jié)的彩色監(jiān)控器)。除了在顯示裝置上顯示參考圖像(或者除了在顯示裝置上顯示參考圖像之外)，符合本發(fā)明的方法可以包括將參考圖像提供到對象?！疤峁﹨⒖紙D像”可以包括通過實體的、用電話線傳送的或者電子傳送為對象產(chǎn)生或者分配參考圖像，在網(wǎng)絡上提供到參考的入口，或者為對象產(chǎn)生或者分配軟件，其經(jīng)配置從而在對象的工作站或者包括參考圖像的計算機上運行。在一個實例中，提供參考圖像能夠涉及使得對象能夠經(jīng)由打印機得到復制件形式的參考圖像。例如，信息、軟件和/或指令能夠被傳輸(例如，經(jīng)由數(shù)據(jù)存儲裝置或者復制件電子或者實體地)和/或另外使得可利用(例如，經(jīng)由網(wǎng)絡)，以便易于對象使用打印機打印復制件形式的參考圖像。在這種實例中，打印機可以是這樣的打印機，其已經(jīng)通過使用意圖用于估算、校正和/或改進打印結果的任何常規(guī)軟件校準(例如，已經(jīng)使用彩色校正軟件調節(jié)的彩色打印機)。“示例性的”在這里僅僅用于意思是“作為實例、情況或者圖例”。這里所述作為“示例性的”任何實施例不被認為是超過其它實施例的優(yōu)選的或者有利的實施例?！皵鄬印笔堑厍驅雍袜徑膶游槐砻嬷械臄嗔眩┻^其存在可見錯位。斷層可以阻隔碳氫化合物的流動、創(chuàng)建可以聚集碳氫化合物的陷井或者提高碳氫化合物在儲層中區(qū)域之間的流動。“斷層可傳輸性”涉及對于跨斷層Ipsi的壓力差流體跨斷層的流速是lcp?？蓚鬏斝远x為滲透性乘以流動可利用的面積，除以應用壓力差的距離?？蓚鬏斝猿艘粤黧w流動性乘以壓力差給出體積流速率?！傲鲃臃匠獭鄙婕氨硎举|量守恒的等式，其中達西定律定義體積流速率。模擬程序求解這些方程，從而確定隨時間和儲層中的位置的流體成分。“流動模擬”被定義為通過實體系統(tǒng)模擬質量(通常是流體，例如油、水和氣體)、能量和動量的傳輸?shù)挠嬎銠C執(zhí)行數(shù)值方法。實體系統(tǒng)可以包括三維儲層模型、流體特性和鉆井的數(shù)目和位置。流動模擬也需要用于控制注入和開采速率的策略(通常稱為鉆井管理策略)。這些策略通常用于通過用注入流體(例如，水和/或氣體)替代采出流體維持儲層壓力。當流動模擬再造過去儲層動態(tài)時，應當被稱為“歷史匹配”，并且其預測儲層中未來流體特性的能力具有較高可靠度?！安沙隽黧w”涉及從地下地層移出的液體和/或氣體，包括例如富有機物巖層。采出流體可以包括碳氫化合物流體(例如原油冷凝物或者輕質原油)、碳氫化合物氣體(例如甲烷、乙烷、丙烷等等)和/或非碳氫化合物流體(例如二氧化碳、硫化氫和水，包括蒸汽)?！斑z傳算法”涉及一種類型的優(yōu)化算法，其能夠用于歷史匹配。在這種類型的優(yōu)化算法中，創(chuàng)建輸入?yún)?shù)組群，并且每個參數(shù)組都用于計算目標函數(shù)。在歷史匹配中，通過運行流動模型計算目標函數(shù)。使用類似于自然選擇的過程從最初群創(chuàng)建新的參數(shù)組群。除去給出目標函數(shù)值差的群的成員，而保持使目標函數(shù)改進的參數(shù)組，并且以類似于生物種群傳播的方式合并。存在參數(shù)組的改變，其類似于遺傳、突變和再組合。創(chuàng)建新群的過程繼續(xù)，直到得到匹配?！暗貙印币馑际堑叵聟^(qū)域，不考慮尺寸，其包含鞏固或者松散的地下沉積巖、變質和/或火成物質，以及與地下區(qū)域的地質發(fā)展有關的其它地下物質，可以是固體、半固體、液體和/或氣態(tài)。地層可以容納不同的時期、紋理和礦物學的成分的許多的地質巖層。地層能夠涉及具體巖石類型的單組相關地質巖層或者涉及不同巖石類型的整組地質巖層，其有助于或者在下列情況中遇到，例如但不限制于(i)創(chuàng)造、生成和/或積留碳氫化合物或者礦物和(ii)執(zhí)行用于從地下提取碳氫化合物或者礦物的過程?！叭肿钚 鄙婕翱缬嬎隳繕撕瘮?shù)的整個參數(shù)空間的目標函數(shù)中的最小值?！疤荻饶M方法”涉及用于在儲層模擬期間計算靈敏度因數(shù)的方法。靈敏度因數(shù)定義為相對于每個輸入?yún)?shù)的模擬程序響應的導數(shù)。這些導數(shù)用于優(yōu)化過程，從而幫助引導尋找改進的匹配。因此，如果導數(shù)相對于引起參數(shù)大，那么該響應對該參數(shù)敏感，并因此變化該參數(shù)能夠改進目標函數(shù)。在斯坦福大學石油工程系的J.L.Landa的博士論文“ReservoirParameterEstimationConstrainedtoPressureTransientsPerformanceHistory,andDistributedSaturationData”(1997年6月)中給出梯度模擬方法的詳細描述。“多相性”涉及儲層特征中的空間變異性，類似滲透性和孔隙率。這個變化性由于這樣的過程，通過該過程沉積包含儲層巖石的沉淀物并且儲層巖石隨后由自然過程改變。多相性的實例如通常在深海儲層中的沙沉積層之間形成的頁巖隔層、由于碳酸鹽巖平臺的不同部分(即平臺邊緣對內部)中各種海洋生物的高滲性層帶或者由于斷層形成的裂隙帶?！皻v史開采數(shù)據(jù)”涉及從儲層開采期間收集的任何數(shù)據(jù)。開采數(shù)據(jù)的實例是從每個鉆井的油、水和/或氣流速率、飽和的測井測量、來自長時井下壓力表的壓力測量、井口壓力測量、4D(或者延時)地震數(shù)據(jù)或者隨時間從每個鉆井采出水、氣或者油的成分?！皻v史匹配”涉及調節(jié)儲層模型的的未知參數(shù)的過程，直到模型的預測盡可能嚴格·類似儲層的過去開采。通常，可以用個尋找目標函數(shù)的最小值執(zhí)行歷史匹配，該目標函數(shù)測量油田測量和模擬結果直接的不符合?！皩游换驅游弧笔俏挥诘卣饒D像中的特征面，并且其相應于形成所研究的地下地帶的沉積層的下表面(“基底”)和上表面(“頂部”)。這些層位限定地質層。層位的非限制實例包括不整合面、小間斷、斷層平面、巖石巖層邊界、沉積表面和侵入或者底辟質量(intrusiveordiapiricmasses)的表面。如這里所使用的，“碳氫化合物管理”包括碳氫化合物提取、碳氫化合物開采、碳氫化合物探測、識別潛在的碳氫化合物資源、識別鉆井位置、確定鉆井注入和/或提取速率、識別儲層連通性、獲取、處理和/或放棄碳氫化合物資源、復查先前的碳氫化合物管理決策和任何其它有關碳氫化合物的行為或活動?！白⑷腴_采井對”涉及注入井和開采井，其流體連通，以便在在排空儲層過程中在注入井注入的流體將在開采井出現(xiàn)?！白⑷刖被蛘摺白⑷脬@井”是流體通過其被注入到地層從而提高碳氫化合物的開采的鉆井。注入流體可以尤其包括例如水、蒸汽、含水聚合物溶液和碳氫化合物氣體?！皟葐卧蓚鬏斝浴鄙婕皩τ谟捎贗psi壓力差的Icp流體在兩個地質單元之間的流速。參看上面可傳輸性的定義?！翱死锔穹?Kriging)”是一組地質統(tǒng)計技術，其用于在從其在靠近位置的值未觀察到的位置插入隨機油田的值。從地質的觀點，克里格法的時間時根據(jù)假設測量值之間的連續(xù)性。給定有序的測量等級組，通過克里格法的插入預測在未觀察點的值。“局部極小值”涉及目標函數(shù)中的點，在該點函數(shù)在所有方向趨于上升。然而，局部極小值不是可以在參數(shù)空間中找到的函數(shù)的最小值。參看全局最小值的定義?！岸嗑S定標”(Multi-dimensionalscaling,即MDS)涉及用于顯現(xiàn)數(shù)據(jù)中差值的技術。例如，一組指示任何兩個數(shù)據(jù)點之間距離的數(shù)據(jù)可以簡化為指示其在參數(shù)空間中相對位置的全部數(shù)據(jù)點的映射。“凈毛比”(Net-to-grossratio,即NTG)涉及流體能夠流過的多孔巖石所占有的體積相對于總的巖石體積的比率。NTG=O.5意思指每立方英尺的巖石含有0.5立方英尺的多孔巖石。“神經(jīng)網(wǎng)絡”涉及一類非線性統(tǒng)計數(shù)據(jù)模仿工具。給定幾組輸入?yún)?shù)(來自實例中的儲層模擬模型)和相應的輸出(速率、壓力、流體成分等等)，神經(jīng)網(wǎng)絡允許從輸入預測輸出，而不再運行任何模擬。如應用到AHM，神經(jīng)網(wǎng)絡是模擬程序的具體類型的替代。“目標函數(shù)”涉及數(shù)學函數(shù)，其指示運行試行儲層模型和油田測量的結果之間的符合或不符合(失配)程度。在匹配模擬結果與開采曲線中，通常定義目標函數(shù)，以便實現(xiàn)用于完全符合的零值和用于較不精確符合的較高的正值。通常使用的目標函數(shù)的實例是對于給定開采測量(壓力相位比等等)誤差(模擬減去觀察的)的平方和。目標函數(shù)的小值指示模擬結果和油田測量之間的符合好。歷史匹配中的目標是得到目標函數(shù)的最小的可能值。能夠在油田歷史開采數(shù)據(jù)(例如速率和井底動壓)和從模擬運行中獲得的之間定義失配。也能夠在4D地震數(shù)據(jù)和在流動模擬之后從模擬模型的相應測量之間定義失配。能夠分別為每次測量展開目標函數(shù)，或者一個能夠通過使用來自不同測量的目標函數(shù)的加權平均數(shù)定義組合。為了使其成為部分工作流程，開發(fā)程序從而從該模型提取相關的結果并計算與開采數(shù)據(jù)的失配，并且保存目標函數(shù)的結果值?！坝?水接觸(OWC)深度”涉及油成為移動的深度。在OWC下面，只有水是移動的?！皟?yōu)化算法”涉及用于在參數(shù)空間中尋找目標函數(shù)的最小值或者最大值的技術。盡管可以以尋找全局極小值或者極大值的目的使用該技術，但是其可以定位局部極小值或者極大值，代替全局極小值或者極大值。該技術可以使用遺傳算法、梯度算法、直接搜索算法或者隨機最佳化方法。在本專利的開始描述了優(yōu)化的參考。如這里所使用的，術語“優(yōu)化的”、“優(yōu)化”、“使優(yōu)化”、“優(yōu)化性”和“優(yōu)化法”(以及這些術語和語言上關聯(lián)詞和短語的推導及其它形式)不是意圖在要求本發(fā)明的意義上限制于尋找最佳解決方法或者做出最佳決定。雖然數(shù)學最佳求解方法實際上可以達到的數(shù)學可利用可能性最好，但是優(yōu)選例行程序、方法、模型和過程的真實實施例可以向這種目標努力，而沒有實際上獲得完美。因此，獲得本公開權益的本領域技術人員將理解，在本發(fā)明的保護范圍的背景中，這些術語更加通用。該術語能夠描述努力達到解決方法，該解決方法可以是最佳可利用解決方法、優(yōu)選解決方法或者在約束范圍內提供具體利益的解決方法。此夕卜，該術語可以用于連續(xù)描述改進、精煉、尋找目標的極限或者最大值或者減少補償函數(shù)的過程?！斑^篩選”涉及將所關心的區(qū)間過于窄化，例如除去位于所關心區(qū)間外側的模型，其也可能給出令人滿意地開采歷史匹配?！皡?shù)空間”涉及假設的空間，其中“位置”是由全部可優(yōu)化參數(shù)定義的。如這里所使用的，參數(shù)空間可以描述為在歷史匹配的任何階段所假設的全部歷史匹配參數(shù)以及參數(shù)能夠預計在的值的范圍的集合。歷史匹配的目的是搜索參數(shù)空間，從而找到參數(shù)空間中目標函數(shù)是可以接受小的位置。“參數(shù)子空間”涉及一部分最初參數(shù)空間，其使用參數(shù)的總數(shù)目的子集或者用于參數(shù)或者其一些組合的可能值的較小范圍定義?！爱a(chǎn)油層”是其中油或者氣體或者其它礦物的累積以商用量存在的巖石的區(qū)間?！皾B透性”是巖石傳輸流體通過巖石的內部連通的孔隙空間的能力。滲透性可以由達西定律定義:Q=(kAPA)/(yL),其中Q=流速(cm3/s),AP=跨長度L(cm)和橫截面積A(cm2)的汽缸的壓力降(atm),U=流體粘度(cp),并且k=滲透性(Darcy)。用于滲透性的測量慣用單位是毫達西(即，0.001達西)。“滲透性厚度”涉及平均滲透度和地層厚度的乘積。滲透性厚度乘以流動可利用的寬度除以壓力差應用的長度，給出較早定義的可傳輸性。“相”涉及化學上或者物理上均勻量的物質，其能夠從非同質混合物中機械地分離。其可以由單一物質或者物質的混合物組成。物質的相是固體、液體、氣體和等離子。有時候，“相”可以用于描述物質的其它特征或者狀態(tài)，例如晶體、膠體、玻璃和無定形。在碳氫化合物開采中，存在含水的(水)、液體(油)和蒸氣(氣體)?！跋嗨俾省鄙婕皬膬娱_采或者注入儲層的特定相的速率?！翱紫度莘e”或者“孔隙率”被定義為由百分比表示的孔隙空間的體積和材料的總體體積的比率。這個比率可以按照百分比表示。孔隙率是用于流體的儲層巖石存儲容量的測量。多孔性優(yōu)選地由核部、聲波測井、密度測井、中子測井或者電阻率測井確定?？偟幕蛘呓^對孔隙率包括全部孔隙空間，然而有效孔隙度只包括連通的孔隙，并且相應于排空所利用的孔隙容積?！翱紫扼w積”(PV)定義為與一部分儲層關聯(lián)的流體的體積。其為平均孔隙度和所討論的儲層的部分的體積的乘積?！盎谶^程的模型”或者“基于物理的模型”涉及預測模型，其接收原始數(shù)據(jù)，并且根據(jù)由原始數(shù)據(jù)表示的已知科學原則對物理對象的相互作用預測例如地質系統(tǒng)的復雜的物理系統(tǒng)的行為?！伴_采井”或者“開采鉆井”是通過其從儲層移出開采流體的鉆井?！伴_采數(shù)據(jù)”涉及在油田壽命中可以測量的任何值。實例包括從單個開采鉆井中油、氣體和水的開采速率、在給定時間對給定鉆井的測量的壓力對深度、在給定鉆井中測量的給定深度的壓力對時間、在給定面積上給定時間測量的地震響應、流體成分對給定鉆井中的時間、在給定時間對于給定鉆井的流速對深度。該模型應該符合全部可利用開采數(shù)據(jù)，從而改進未來油田行為預測將是正確的概率?！伴_采速率”涉及從單個鉆井、鉆井集合或者整個油田開采流體的速率。開采流體的速率以在表面開采設施存在的條件下每日采油桶數(shù)或者每日開采立方米給出。氣體速率以標準立方英尺/日給出。“流動單元或者斷塊的PV”涉及在流動單元或者斷塊中的孔隙體積。流動單元通常是儲層中的地質地帶。地帶由其地質成因和其特性標明。“儲層”或者“儲層形成”通常是產(chǎn)油帶(例如，碳氫化合物開采帶)，其包括砂石、石灰石、白堊、煤和一些類型的油母頁巖。產(chǎn)油帶厚度能夠從小于一英尺(0.3048m)變化到幾百英尺(幾百m)。儲層形成的滲透性為開采提供了可能性。“儲層特征”和“儲層特征值”被定義為表示巖石容納儲層流體的物理屬性的量。如本申請中所使用的術語“儲層特征”，其包括可測量和描述性的屬性?？蓽y量的儲層特征值的實例包括巖石類型分數(shù)(例如，凈毛比、VHg(V-Shale)或者巖相比例)、孔隙率、滲透性、含水飽和度、聲阻抗和裂隙密度。描述性儲層特征值的實例包括相、巖石學(例如，砂石或者碳酸鹽)和沉積環(huán)境(E0D)。儲層特征可以被填充到儲層框架中，從而生成儲層模型?！暗刭|模型”是地下土體積的基于計算機的表示，例如碳氫化合物儲層或者沉積盆地。地質模型可以采取許多不同的形式。根據(jù)背景，為石油應用建立的描述性或者靜態(tài)地質模型能夠以單元的3-D系列的形式，儲層特征被分配于此。許多地質模型由地層或者構造表面(例如，洪泛面、連續(xù)界面、流體界面、斷層)和邊界(例如，巖相變化)約束。這些表面和邊界定義模型內的區(qū)域，其可能具有不同的儲層特征?！皟幽M模型”或者“模擬模型”涉及碳氫化合物儲層以及與其關聯(lián)的流體、鉆井和設施的數(shù)學表示。儲層模擬模型可以被認為是地質模型的特例。模擬模型用于進行關于碳氫化合物儲層的未來動態(tài)的數(shù)值實驗，從而確定最有利的操作方案。管理碳氫儲層的工程師可以創(chuàng)建許多不同的模擬模型，很可能變化復雜程度，從而對過去的儲層動態(tài)定量并且預測其未來動態(tài)。相(油、氣體或者)的“飽和度”定義為該相占有的孔隙空間的分數(shù)體積。“按比例擴大”涉及這樣的過程，通過該過程高分辨率網(wǎng)格線被聚結從而由相應粗略的特征分配填充的較粗略的網(wǎng)格線。該過程涉及創(chuàng)建粗略網(wǎng)格線，隨后計算并分配特性；例如，在平均某一范圍內的特性。按比例擴大高分辨率模型通常降低運行數(shù)字流動模擬的計算成本?！暗卣稹被蛘摺暗卣饠?shù)據(jù)”可以包括或表示地震現(xiàn)象(或者例如，信號)，其在間斷的對象和/或連續(xù)層反射和/或衍射。連續(xù)層可以包括，例如地質層之間的界面。不連續(xù)對象可以包括例如小型繞射體、斷層或者小型斷面。“最短路徑算法”(SPA)涉及模型化方法，其中儲層被模型化為具有由邊緣(其相應于網(wǎng)格塊之間的面部)連接的頂點(其相應于網(wǎng)格塊)集合的圖。成本可以定義為減輕沿著任何邊緣移動的測量。路徑是將一個頂點連接到另一個的邊緣的集合。例如一種測量邊緣成本的方便的方法是穿過相應網(wǎng)格塊面部的可傳輸性反向測量。高可傳輸性相應于低成本。另一個有用的成本測量是通過時間，其與孔隙體積(PV)除以可傳輸性成比例。給定成本的定義，SPA可以用于有效尋找任何兩個頂點之間的最低成本路徑。例如SPA是被如何使用，關聯(lián)一給定路徑的孔隙體積能夠通過沿著那些路徑的所有該網(wǎng)格塊來得到。為了定義兩個鉆井之間連接的孔隙體積，測量最短路徑，其由儲層中連接注入井和開采井的一系列網(wǎng)格塊組成。一組這種‘短路徑’可以是一束，并且可以增加相應于該束的總的孔隙體積。這構成該組鉆井之間的泄油體積(DV)的靜態(tài)測量。“最短路徑成本”涉及使用最短路徑算法識別的最短路徑的成本。其相應于用于頂點之間單獨邊緣的值的總和?！澳M退火(Simulatedannealing)”是優(yōu)化過程,通過該過程輸入?yún)?shù)值被隨機地擾亂，直到為模型計算的目標函數(shù)達到可接受值。在歷史匹配中，目標函數(shù)將測量歷史開采數(shù)據(jù)和模擬預測之間的差別，并且目標將是為目標函數(shù)尋找最小的可能值。改進匹配的微擾被接受到模型中，盡管也接收一些降低匹配的微擾，從而避免局部極小值。“樣條(Splines)”(如在“樣條擬合”中)涉及廣泛分類的函數(shù)，其用于需要數(shù)據(jù)內插和/或平滑的應用。在樣條擬合過程中，該樣條是特殊類型的分段多項式，其用于跨過數(shù)據(jù)點插入。用于插入的樣條函數(shù)通常根據(jù)插入約束經(jīng)選擇從而最小化粗糙度(例如整體平方曲率)的適合測量。樣條能夠是線性的、二次項或者立方項等等，這取決于分段多項式的程度。“靜態(tài)測量”是特性測量，其在單個時間進行或者沒有隨時間變化。通常，儲層的靜態(tài)測量可以包括結構成分、儲層構造組分、巖石類型組分和巖石物理學組分。結構組分包括例如幾何形狀和閉合度、深度、斷層樣式和時間、傾角和分區(qū)。儲層構造組分尤其可以包括沉積系統(tǒng)、沉積環(huán)境、凈毛比、豎直多相性和區(qū)間厚度。巖石類型組分涉及巖石組分和產(chǎn)油層分布。巖石物理學組分尤其可以包括流體類型、觸點、橫向滲透性多相性、豎直對水平滲透性比以及成巖和礦物學問題等等。儲層模型上的靜態(tài)測量涉及將例如鉆井之間的連接孔隙體積的量計算為現(xiàn)有特性的一些函數(shù)，這些特性例如孔隙度和滲透性?！办o態(tài)儲層工程分析”涉及根據(jù)流動過程的物理學的簡化表示的分析。靜態(tài)儲層工程分析的實例包括使用最短路徑算法定義圍繞開采井或者注入井和開采井之間的泄油體積、圍繞鉆井的滲透性厚度、流動單元或者斷塊的PV和注入井和開采井之間的最短路徑成本。這些分析給出這樣的信息，例如優(yōu)選流動路徑、抗流動性和儲層中分區(qū)的體積?！半S機優(yōu)化技術”涉及優(yōu)化方法，其中隨機變化參數(shù)，從而搜索最佳結果(小的目標函數(shù))。模擬退火是隨機優(yōu)化技術的實例。“基于流線型方法”涉及用于通過沿著流線型追蹤并且估算滲透性和/或孔隙率的變化對沿著該流線型的流速和/或壓力梯度的影響，計算儲層模擬中的靈敏度因數(shù)。然后這些靈敏度因數(shù)被用于梯度優(yōu)化方法從而減少目標函數(shù)?！翱蓚鬏斝浴鄙婕皩τ诮o定壓力降，在單位粘性下兩點之間的容積流速?？蓚鬏斝允沁B通性的有用測量。儲層中任何兩個分隔空間之間(斷塊或者地質帶)或者油井和儲層之間(或者特定地質帶)或者注入井和采出井之間的可傳輸性，都能夠對于理解儲層中的連通性有用?！按┩笗r間(Waterbreakthroughtime)”是時間的測量,該時間從開始在注入井注水直到從開采井開采出注入水?！般@井”或者“鉆井孔”包括套筒、套筒膠結或者開孔鉆井孔，并且可以是任何類型的鉆井，包括開采鉆井、勘探鉆井等等，但不限制于此。鉆井孔可以是豎直的、橫向的、豎直和水平之間成任何角度、轉向或者不轉向的、及其組合，例如具有非豎直分量的豎直鉆井。“測井記錄”和“測井記錄數(shù)據(jù)”是通過分析電纜測井和從已鉆鉆井收集的核心采樣獲得的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以表示地質層的物理特性，尤其例如孔隙度和滲透性?！肮ぷ髁鞒獭鄙婕盀榱擞邢到y(tǒng)地進行儲層工程研究實施的一系列步驟。在最高水平上，工作流程包括決定什么參數(shù)不確定，然后將其變化從而確定這些參數(shù)中的哪些變化儲層動態(tài)。根據(jù)這個，能夠實施更詳細地研究，從而決定怎樣最佳開采儲層并且這個總體工作流程的部分是歷史匹配的。在更詳細的水平上，定義模擬工作流程，從而允許在歷史匹配研究中模擬結果的系統(tǒng)分析。用于歷史擬合的典型過程或者工作流程可以涉及復制基礎案例模型、對該模型進行一些改變(例如，調節(jié)孔隙率或者滲透性)、運行模擬和從模擬的結果計算目標函數(shù)值。本技術的示例性實施例公開了用于輔助歷史匹配的方法和系統(tǒng)。本技術將靜態(tài)儲層工程分析與歷史匹配過程整合。靜態(tài)儲層工程分析根據(jù)流動過程的物理學的簡化表示。例如，最短路徑算法可以用于定義圍繞開采井或者注入井和開采井之間的泄油體積、圍繞鉆井的滲透性厚度、流動單元或者斷塊的孔隙體積和注入井和開采井之間的最短路徑成本。這些分析可以提供這樣的信息，例如優(yōu)選流動路徑、抗流動性和儲層中分區(qū)的體積。因此，靜態(tài)儲層工程分析的結果能夠為模擬提供基于物理學的替代。然而，該替代沒有完全代替模擬程序，因為其沒有求解由質量守恒和達西定律規(guī)定的動態(tài)壓力等式。在本技術的示例性實施例中，該由于靜態(tài)儲層工程分析的結果可以用于通過提高甄別技術加速歷史匹配過程，或者用于通過減少可以需要運行的流動模擬的數(shù)目降低計算成本。篩選過濾器通常來源于目標函數(shù)，其測量模擬結果和開采歷史之間的相似性。然后，展開目標函數(shù)和靜態(tài)測量之間的關系式。靜態(tài)測量用于為未來模型提供目標函數(shù)的估算。也就是說，模擬模型中參數(shù)組的模擬接近目標函數(shù)中的全局極小值，很可能提供比運行距離全局極小值較遠的有價值的模擬結果。同樣，具有不滿足篩選過濾器的參數(shù)組的模擬模型不應該涉及執(zhí)行模擬，因為其不可能提供減少目標函數(shù)的模擬結果。圖I是按照本技術的示例性實施例的用于使用篩選過濾器提高輔助歷史匹配的方法的方框圖100。開始，如方框102所示的初始地下或儲層模型和如方框104所示的開采數(shù)據(jù)可以用于進行如方框110所示的實驗設計。創(chuàng)建這個設計可以包括確定哪些模型參數(shù)能夠被調節(jié)，而仍舊保持可利用地質數(shù)據(jù)和概念的一致性。該實驗設計可以包括初始模擬模型或者模型組，其符合可利用的地質數(shù)據(jù)和解釋。進一步，實驗設計的開發(fā)可以包括確定模型參數(shù)(例如，用于模擬的模型參數(shù)的子組)及其相關范圍。選擇這個列表的模型參數(shù)可以涉及關于哪些參數(shù)具有較高的不可靠性的工程和地球科學判斷。根據(jù)這個選擇，將運行·的模擬列表(被稱為“方案或計劃”)能夠被確定有效探測所關心的參數(shù)空間。這個列表被稱作實驗設計。參數(shù)空間定義為可以經(jīng)改變從而提高歷史匹配的參數(shù)并且每個參數(shù)都能夠在其上變化的數(shù)值范圍。那么該實驗設計可以用于執(zhí)行一個或更多模擬，其為不同的參數(shù)(例如，實驗或方案)提供結果。由于地質模型對于模擬經(jīng)常是過于精細網(wǎng)格的，所以在示例性的實施例中，可以按比例擴大模型，從而創(chuàng)建能夠用于模擬的較粗化的模型(例如，具有模型參數(shù)的模擬模型)。在其它實施例中，可以構成“普通定標模型(commonscalemodel)”,其中地質模型分辨度類似于模擬模型。使用普通定標模型，通過使得地質模型較小，從而允許在地質描述上更迅速地迭代，因此加速創(chuàng)建新的地質模型和按比例擴大的過程，從而從每個新的地質模型生成模擬模型?？梢詫Φ刭|模型進行一些最佳變形。例如，在地質模型中應該優(yōu)選地進行類似頂部結構或者斷層位置的變化，將額外步驟增加到工作流程，從而從這個新的地質模型開發(fā)模擬模型。然而，對模擬模型直接進行變形，而不構建新的地質模型，通常比較快。根據(jù)經(jīng)驗、地質概念的不確定性和開采數(shù)據(jù)的分析，可以將不確定性的范圍分配到每個模型參數(shù)，從而形成歷史匹配參數(shù)的列表或者組。例如，某一油田可以只具有這樣的測量，其將油水接觸面(OWC)深度放在值A(ft)和B(ft)之間。在這個情形中，如果忽略測量中的其它誤差，那么OWC深度的不確定性范圍是[A，B]。為了探測這個不確定性的影響，能夠運行這樣的案例，其中OffC深度=Aft,Bft和(A+B)/2ft。實驗設計方法能夠用于確定將運行的模擬列表(可以被稱為“方案”)，從而有效探測所關心的參數(shù)空間。例如，全因數(shù)或者D最佳設計可以允許不確定性空間的全限制的探測，而拉丁超立方體設計(LatinHypercubeDesign)可以允許均勻地采樣不確定性空間。進一步，更有限設計，例如主要效應設計，能夠用于為輔助歷史匹配識別控制參數(shù)，而不運行大量模擬。如果使用實驗設計開發(fā)初始模擬模型組，那么目標函數(shù)可以作為用于分析模擬模型靈敏度的響應。這個分析的結果可以產(chǎn)生歷史匹配參數(shù)的分級以及分別影響每個響應的關系式。這個信息能夠用于除去最初包括的參數(shù)，其中該參數(shù)不確定性對匹配結果有很少的影響。進一步，分析的結果也可以識別最強的因數(shù)，其控制儲層流動的每個方面，例如在注入井影響壓力的因數(shù)和在開采井影響穿透時間(waterbreakthroughtime)的參數(shù)(其可以是相同的)。如果對于不同的響應所識別的因數(shù)不同，那么可以單獨選擇參數(shù)，從而匹配儲層中流動的相應方面。盡管實驗設計分析可以用于示例性實施例，但是其它實施例可以使用不同技術研究歷史匹配參數(shù)、靜態(tài)連通性測量和目標函數(shù)之間的關系，例如使用包括交匯圖上的回歸(regressiononcross-plots)的統(tǒng)計工具及其它用于測量模型之間的差異的方法(例如多維定標(MDS))。本技術的示例性實施例可以使用這些替換的分析執(zhí)行歷史匹配，通過速率失配或穿透時間失配對鉆井之間的泄油體積的關系、注入井的早期壓力對滲透性厚度的關系、壓力遞減對斷層塊孔隙體積或者斷層密封的關系等等。在這個技術中，失配(其相應于用于實驗設計的目標函數(shù))可以定義為油田測量和模擬結果之間的差的和(或者差的平方)。在方框120，能夠分析模擬結果，從而確定是否指示地質連通性測量和目標函數(shù)之間的關系。也就是說，對于每個方案，分析模擬的結果從而確定哪些靜態(tài)地質或者儲層工程測量能夠用于預測目標函數(shù)的值。然后，找到給出目標函數(shù)的所需值的靜態(tài)測量的范圍。然后可以選擇這些地質測量和范圍的一些，稱為用于歷史匹配過程的篩選過濾器。然后，在方框130，可以用篩選過濾器執(zhí)行歷史匹配過程。在示例性實施例中，優(yōu)化程序然后用于控制歷史匹配過程或者工作流程。如下面進一步討論的，優(yōu)化程序生成改進的模擬模型參數(shù)，其可以用于提高匹配。在本技術的一個示例性實施例中，與模擬模型合作執(zhí)行的靜態(tài)儲層工程分析(即，模擬模型的基于物理學分析)用于篩選模擬模型。基于物理學的測量在計算上是成本低廉的，并且可以提供關于組成該設計的模擬模型的有用信息。模擬結果通常取決于模擬模型的連通性質量。例如，在開采井的穿透時間能夠預計與將開采井連接到注入井的主導流動途徑中的孔隙體積有關。初始模擬結果可以用于開發(fā)目標函數(shù)和設計中對模型作出的基于物理學的分析之間的相關性(參考圖2B進一步討論)。因此，例如根據(jù)連通性測量，能夠使用相關性篩選模擬模型從而識別可以提供良好歷史匹配(即，目標函數(shù)的小值)的模擬模型。進一步，關于預期流動機制的可用數(shù)據(jù)的量是有限的，并因此歷史匹配問題是約束過少的。因此，有可能達到幾種不同的解決方案，每個都滿足可用數(shù)據(jù)。為了能夠獲取給定這些約束可能得到的預測結果的范圍，一個策略是尋找模擬模型，其給出開采數(shù)據(jù)的良好的匹配，而這些模型盡可能地彼此不同。例如，模擬模型之間的差可以表示流體運動的位置、巖石和流體特性，其位于對于每個參數(shù)的不確定性范圍內。圖2A是按照本技術的實施例壓力對深度模擬的關系圖200，其示出可以從輔助歷史匹配(AHM)獲得的改進。在圖2A中，Y軸202表示地表下地層的深度，圖200的頂部204通常更接近地表。該X軸206表示鉆井中壓力，該壓力從左向右增加。如能夠從圖200看到的，如模擬所生成的壓力對深度的初始結果208沒有嚴格匹配實際測量數(shù)據(jù)210(如由三角形指示的)。為了改進這個匹配，例如通過使用這里所述的用于輔助歷史匹配(AHM)的技術，可以調節(jié)幾種模型參數(shù)。模型參數(shù)可以包括如斷層可傳輸性、凈毛比和橫向滲透性的這些參數(shù)。在歷史匹配之后，所調節(jié)的模型給出模擬結果212，這些結果更加接近開采數(shù)據(jù)。經(jīng)調節(jié)模擬結果212的模擬模型然后可以用于預測開采、鉆井排空方案等等。部分AHM或者任何歷史匹配，選擇模擬模型的什么部分應該經(jīng)改變從而改進歷史匹配。例如，孔隙度和滲透性的值在某一范圍內的模擬模型的每個單元，可以被選擇用于滲透性或者孔隙率的變化。然而，這里所述的技術不是特指用于選擇將改變的單元或進行實際修改的任何單個方法。歷史匹配問題可以通過定義開采歷史和流動模擬之間的失配的定量測量，被制定為優(yōu)化問題。通過執(zhí)行模擬運行，生成包括壓力、速率和飽和度的結果，其能夠與開采期間從油田的測量相比較。目標函數(shù)是模擬結果不同于油田測量(例如，開采數(shù)據(jù))到什么程度的測量。目標函數(shù)可以被計算為由靜態(tài)測量或者流動模擬預測的速率、壓力或者任何其它狀態(tài)變量的誤差的歸一化的和(隨時間)。因此，歷史匹配是調節(jié)模型參數(shù)從而得到目標函數(shù)的最小可能值的過程。為了進行該歷史匹配，識別能夠經(jīng)變化從而獲得歷史匹配的模型參數(shù)。這通常使用地球科學和工程判斷選擇該參數(shù)來執(zhí)行，而同時考慮可利用測量(類似地震、速率、鉆井記錄等等)的潛在誤差。圖2B是根據(jù)本技術的實施例從模擬結果計算的目標函數(shù)252的圖250。在這個圖250中，X軸254表示注入井-開采井對之間的泄油體積的相對測量，而Y軸256表示開采歷史和模擬結果之間的失配，即目標函數(shù)。鉆井之間的泄油體積是在模擬模型上進行的靜態(tài)地質測量的例子。在圖250中，已經(jīng)選定閾值258，其用于給出可接受匹配的最大目標函數(shù)值?？梢愿鶕?jù)涉及的測量的數(shù)目、測量的結果期望的準確度或者許多其它因數(shù)，選擇這個閾值258。該閾值258和相關性可以用于定義所關心的區(qū)間260。所關心的區(qū)間260定義用于參數(shù)(例如，這個實例中的泄油體積)的值的區(qū)域，其可以用于更詳細地研究儲層特征。在本技術的示例性實施例中，靜態(tài)儲層工程分析用于篩選模型，而不需要實際運行流動模擬。根據(jù)從靜態(tài)測量計算的泄油體積，能夠確定特定的模擬模型是否位于所關心的區(qū)間260內。當識別所關心的區(qū)間內的模擬模型時，可以為該模擬模型執(zhí)行流動模擬。因此，能夠為位于所關心區(qū)間260外的泄油體積繞過執(zhí)行流動模擬。上述討論到的技術可以在初始寬轄區(qū)研究中用于識別參數(shù)子集合和開始模擬模型，該模型更可能含有方案或求解方法(solution)。一旦識別用于求解方法的可能區(qū)域，那么優(yōu)化工具可以用于調節(jié)開始模擬模型，從而得到與開采數(shù)據(jù)的匹配改進。通常，如果目標函數(shù)相對于歷史匹配參數(shù)(例如，模型參數(shù)的特定子集合)的導數(shù)用于進行調節(jié)，那么需要較少的迭代或重復。如本領域技術人員將將理解的，存在許多可以用于示例性實施例的計算導數(shù)的方法，包括梯度模擬法、伴隨方法和基于流線型方法。前兩種算法涉及求解類似于流動方程的方程。因此，可以存在存儲器和CPU時間損失用于導數(shù)計算。此外，由于梯度法通常可以沿著響應面的斜率的最大下降追蹤，所以基于梯度的方法可以在局部極小值停止，而不是全局極小值或者最佳求解方法。已經(jīng)開發(fā)其它方法，使得這些調節(jié)不需要計算導數(shù)。例如，隨機優(yōu)化技術，例如遺傳算法或者模擬退火(geneticalgorithmsorsimulatedannealing),其為最終求解方法生成并測試許多推測，并且使用這些改進匹配的推測定義其它可能的求解方法。另一通用類的方法被認為是直接搜索方法。例如，通過映射接近初始輸入推測的目標函數(shù)，而沒有計算導數(shù)，這些方法使用簡單定義的搜索算法尋找匹配中的改進。上述討論到的任何優(yōu)化技術可以用于本技術的示例性實施例。圖3是按照本技術的示例性實施例的用于歷史匹配的方法的方框圖300。該方法中的每個方框可以表示硬件元件、軟件元件或者硬件和軟件的組合。進一步，元件的設置僅僅是可以怎樣獲得功能性的一個實例?？梢砸圆煌臉嬙煸O置元件，而不變化該方法的功能或者保護范圍。例如如下面參考圖16所述，可以在許多處理系統(tǒng)上執(zhí)行該元件。在這個示例性實施例中，優(yōu)化程序302經(jīng)由接口306與流動模擬程序304進行互動，從而提高歷史匹配過程。如圖300所示，優(yōu)化程序302能夠得到模型參數(shù)，如方框308中所示。這些模型參數(shù)可以從存儲位置(未示出)讀取，或者可以由用戶經(jīng)由輸入裝置(未示出)輸入。然后，如方框310中所示，優(yōu)化程序302為流動模擬程序304中的模擬選擇模型參數(shù)。如方框312所述的，優(yōu)化程序302經(jīng)由接口306將所選用的參數(shù)提供到流動模擬程序304，其可以包括傳輸所選用的參數(shù)或者指示存儲器或者存儲選用的參數(shù)的其它機器可讀介質中的位置。流動模擬程序304能夠根據(jù)這些所選用的參數(shù)執(zhí)行一個或更多計算。特別是，如方框314所示，流動模擬程序304能夠使用所選用的參數(shù)作為模擬模型的部分，從而創(chuàng)建模擬運行。在方框316，模擬程序304根據(jù)模擬模型計算靜態(tài)地質連通性測量。然后如方框318所述，這些靜態(tài)地質連通性測量被提供到優(yōu)化程序302?！だ?，由巖石類型決定的凈毛比(net-to-grossratio,即NTG)可以被選作歷史匹配參數(shù)。該過程可以從輸入文件為每種巖石類型讀取新NTG值、在表格中查找孔隙度和滲透性值、并且根據(jù)巖石類型用這些新的特性填充模擬模型。另一個歷史匹配參數(shù)可以包括跨斷層的可傳輸性?？梢愿鶕?jù)另一個輸入文件進行跨斷層的可傳輸性的調整。能夠對地質模型、模擬模型或者兩者進行這些修改。這些參數(shù)由流動模擬程序304改變。如果開發(fā)超過一種模擬模型，可以使用技術確定其是否經(jīng)由不同流動途徑開采。這些技術包括比較飽和度、用于不同模型的流線型或者SPA的結果。進一步，除非目標函數(shù)被顯著改進，可以除去復制在較早的模擬模型中看到的機制的模擬模型。這可以對得到許多歷史匹配的模擬模型的工作有用，這些模型顯著地彼此不同。在本技術的示例性實施例中，進行靜態(tài)測量定義缺乏全物理學流動模擬的任何方法，其能夠用于測量地質或者模擬模型中的連通性。例如，可傳輸性是連通性的有用測量。能夠有用的另一種連通性的測量是排空可利用的孔隙體積(PV)。這個的測量包括用于地質定義個分區(qū)的PV和某些鉆井或者鉆井對可用的PV。最短路徑算法(SPA)能夠在示例性實施例中用于結合可傳輸性和PV的測量。在本技術的示例性實施例中，任何方法或者可以用于測量模擬模型的連通性或者其它物理性質的其它技術，可以用于對靜態(tài)地質模型進行測量。使用這些測量，可以識別模擬模型中的地形，其可以涉及動態(tài)流動響應，例如穿透時間或者流動井底壓力等等。可以在模擬模型上自動進行靜態(tài)測量的程序被包括在篩選步驟中，該步驟屬于優(yōu)化方法。用靜態(tài)地質連通性測量，優(yōu)化程序302在執(zhí)行模擬之前執(zhí)行模擬模型的篩選。特別是在方框320，優(yōu)化程序302使用靜態(tài)地質連通性測量估算目標函數(shù)的值。如方框322中所示，使用在模型調整之前部分輔助歷史匹配過程確定的關系式得到這個估算。然后，目標函數(shù)的估計值與篩選過濾器相比較，從而確定是否應該執(zhí)行模擬。例如，如果目標函數(shù)的估計值不在目標范圍內，那么優(yōu)化程序302中的工作流程返回到方框310，以便在流動模擬程序304中為模擬模型選擇不同的模型參數(shù)組。然而，如果目標函數(shù)的估計值在目標范圍內，那么如參考方框324所述的，優(yōu)化程序302將指示提供到流動模擬程序304，從而執(zhí)行一個或更多具有模型參數(shù)組的模擬。根據(jù)執(zhí)行模擬的指示，如方框326中所述的，模擬程序304執(zhí)行模擬運行。在方框328中生成來自模擬的結果。如方框330所示，用該結果，模擬程序304計算目標函數(shù)的值。注意在模擬程序中不需要完成提取結果和計算目標函數(shù)。接口能夠用于提取結果，并且該目標函數(shù)能夠在該接口或優(yōu)化程序中計算。然后，如方框332所述，模擬程序304經(jīng)由接口306將目標函數(shù)的計算值提供到優(yōu)化程序302。根據(jù)來自模擬程序304的目標函數(shù)的計算值，優(yōu)化程序302確定該匹配是否是可接受的。在方框334，優(yōu)化程序302確定目標函數(shù)值是否足夠小。如果計算值不是足夠小，那么如方框310所示，優(yōu)化程序302在流動模擬程序304中為模擬模型選擇不同的參數(shù)。然而，如果目標函數(shù)的計算值足夠小，那么如方框336所述，優(yōu)化程序302提供過程完成的指/Jno該優(yōu)化程序確定目標函數(shù)的變化與目標值相比是否不再顯著。這指示優(yōu)化方法可以收斂到指示模擬可以精確到的結果，例如模擬在開采歷史的10%、5%、1%或者更少之內。在運行該模擬之前，例如通過為目標函數(shù)變化選擇目標的最小值，用戶可以確定想要的準確度。如果已經(jīng)獲得足夠的收斂，那么優(yōu)化程序能夠提供輸出給用戶。如果還沒有獲得足夠的收斂，那么可以寫入新的參數(shù)文件。在上述討論到的技術中，可能出現(xiàn)各種問題，特別是在更復雜的方案中。例如，如果發(fā)現(xiàn)在任何目標函數(shù)測量和連通性的靜態(tài)測量之間沒有相關性，那么該算法減少到簡單的優(yōu)化方法，其可以提供對響應空間的復雜性的了解。如上所述的技術不限制于簡單方案，例如單個最小值或者單個注入井-開采井對。圖4是更復雜的參數(shù)空間的圖400。在圖4中，X軸402表示注入井-開采井對之間的泄油體積的相對測量，而Y軸404表示開采歷史值和模擬結果之間的目標函數(shù)。如圖400中所示，可能具有許多的最小值，其投影小于目標閾值406。因此，在這個情形中可以識別多于一個所關心的區(qū)間408。因此，可以估算模型，從而在運行全標度流動模擬之前確定其是否位于任何一個區(qū)間內。圖5是按照本技術的實施例的儲層的圖500，其示出使用具有單個注入井的許多開采井。這個方案更可能在油田環(huán)境中，而不是單個注入井-開采井對。圖500說明現(xiàn)場示意圖，其特征礙于單個注入井502和四個開采井504。這定義四個單獨泄油體積(DV)506，一個對應每個注入井-開采井對。模擬結果，例如在每個開采井的穿透時間，能夠對比DV506交叉繪制，其相應于注入井-開采井對并且用于參考圖I和3所述的輔助歷史匹配過程。如果實驗設計(例如，實驗模型)已經(jīng)用于生成數(shù)據(jù)，那么可以變化不同參數(shù)，從而分別改進在每個井中的匹配，只關注對于該井所關心的區(qū)域。如果實驗設計分析指示在某些用于匹配每個井的控制參數(shù)之間存在重疊，那么用于每個注入井-開采井對的交叉點圖可以同時使用，在滿足該規(guī)范的模擬模型上運行模擬。進一步地，可以匹配更復雜的歷史數(shù)據(jù)，包括許多注入和開采井。在根據(jù)數(shù)值實驗(例如，這里所討論的模擬運行)的任何篩選過程中，存在過度篩選的可能性，那就是說，存在如初始轄區(qū)研究所定義的所關心區(qū)間外的模擬模型，其也可以給出良好的開采歷史匹配。在本發(fā)明的示例性實施例中，通過配置模擬程序從而為篩選工具清除的每n個模型測試一個模擬模型，可以加強篩選過程。例如，可以模擬由篩選準則排除的每第二十一個模型，因此控制過渡篩選的可能性。如果發(fā)現(xiàn)模擬模型提供與開采數(shù)據(jù)的良好匹配，但是不滿足當前篩選約束，那么可以更新該篩選約束，從而解決可能的求解方法的新的區(qū)間。得到的交叉點圖減少為類似于上面圖4中所示的形式。實例在本節(jié)中描述本技術在示例性的合成儲層模型中的應用。盡管這里所討論的儲層模型是合成的，但是其具有表征深水沉積環(huán)境中流體流動的地質特性。圖6是示出一個深水系統(tǒng)的流動組分的儲層的模擬模型600的圖。模擬模型具有兩個地質單位，UnitO602和Unitl604，單元602和604的每個都具有兩種沉積環(huán)境(E0D):海峽軸(EODl)606和海峽邊緣(EODO)608。海峽軸606包括優(yōu)質儲層巖石，其可以包含可發(fā)現(xiàn)碳氫化合物的最高濃度。進一步地，兩個結構或者地層斷層610穿過兩個單元602和604。如圖6中所示的，用于本實例的模擬模型具有一個注入井612用于水或者其它流體的注入，從而輔助開采，并且具有一個開采井614用于碳氫化合物或者開采流體的輸出。圖7是按照本技術的實施例在兩個地質單元602和604之間的海峽軸606的圖700。如圖700中所示的,單元中的海峽軌跡(channeltrajectories)偏移,但是在小面積上方在模型中間橫越。圖8是按照本技術的實施例的地質連貫特性關系的圖800。圖8中所示的關系是用于為兩個地質單元602和604將特性分配到單獨元。X軸是對于給定EOD的凈毛比(NTG)值802。第一Y軸804繪制地層的滲透性的曲線圖，而第二Y軸806繪制地層的孔隙率的曲線圖。同時參考圖6和7，模擬模型600可以包括分配給單獨元的特性，其包括地質單元602和604和兩個EOD606和608兩者。在每個地質單元602和604中，用于每個單元的NTG802由分配到該元的沉積環(huán)境(E0D)606和608確定。進一步，對于模擬模型中的每個單元，例如孔隙率的靜態(tài)儲層特征、模擬模型中的每個網(wǎng)格塊的水平和豎直滲透性根據(jù)在該單元中所建立的與NTG值802的地質關系。為每個地質單元602和604生成這個關系。因此對于每個單元，根據(jù)NTG值802，得到孔隙率、水平和數(shù)字滲透性值。問題定義參看圖6，在模擬模型600中，在注入井612中設定注水率，并且在開采井614中設定壓力。通過運行用于參考參數(shù)組的模擬，確定在開采井614的相速率(即，每個開采的相的量)和在注入井612的壓力，其中儲層模型特性被設定在任意值。為了這個實例的目的，這些速率和壓力是將匹配的“歷史數(shù)據(jù)”。圖9A-9C說明根據(jù)“參考”儲層特征組的開采數(shù)據(jù)。圖9A示出在沿著X軸906示出的10，000天時期注入井612中的壓力904的圖902。圖9B示出相同時期(沿著X軸906測量的)期間采油速率910的圖908。圖9C是在相同時期(沿著X軸906測量的)期間開采水速率914的圖912。輔助歷史匹配的目標是改變模型參數(shù)(例如，滲透性和孔隙率)，因此模擬模型性能匹配“歷史數(shù)據(jù)”。理論上，這樣做將允許參考參數(shù)組的再建，從不同的特性組開始。然而，可以存在多于一個參數(shù)組匹配該參考。如下面所討論的，將調節(jié)從而得到與合成歷史數(shù)據(jù)相匹配的特性組是未知變量。模型參數(shù)化在這個模擬模型中，未知變量是對于每個單元基本的靜態(tài)變量(孔隙率、水平和豎直滲透性)、跨斷層的通信水平和單元之間的通信。根據(jù)沉積環(huán)境的重疊，單元內通信進一步被分為三個變量。因此，單元內海峽對海峽、邊緣對海峽、邊緣對邊緣重疊分別被分配變量。與靜態(tài)特性和NTG之間的固有關系關聯(lián)可以存在不確定性。例如，如圖8中所不的滲透性、孔隙率和NTG之間的函數(shù)關系對于每種沉積環(huán)境是未知變量。主要變量(因數(shù))的數(shù)目可以精簡成六個。這些包括兩個變量(“ntgO”和“ntgl”)，其用于例如使用參考圖8所討論的關系確定模型中每個單元的孔隙率和水平和豎直滲透性。術語“ntgO”表示Unit0602中的NTG速率，并且“ntgl”表示Unitl604中的NTG(圖8)。在每個單元602和604內，NTG取決于EOD606和608。進一步，變量(例如，flt34)可以用于表示斷層可傳輸性，并且另一個用于表示單元內可傳輸性(例如，“UnitOl”)。最終，一對變量(例如，“tableO”和“tablel”)可以用于表不用于為每個EOD606和608表不NTG和儲層特征之間的函數(shù)關系。實驗設計和初始篩選濾過器圖IOA和IOB示出曲線圖1000，其示出在六個因數(shù)(ntgO、ntgl、flt34、unitOl、tableO和tablel)上執(zhí)行的全因數(shù)實驗設計，其每個都被示為設計中的一列。為了模仿與因數(shù)關聯(lián)的不確定性，下限值(相應于-I)、上限值(相應于1)，和中點值(相應于0)被分配給六個變量的每個，并且生成具有中心點情形的雙級全因數(shù)實驗設計。如圖10中所示，根據(jù)在兩級(高和低)的六個因數(shù)和中點情形1002，即26+1，總共提供了65個運行。在這個實例中，為與參考方案相同邊界條件的65個方案的每個運行儲層模擬。圖11-13中示出模擬結果與歷史數(shù)據(jù)的最終比較。圖11-13的每個圖中的Y軸和X軸分別以與圖9A-9C相同的方式定義。收集的響應包含參考曲線(歷史數(shù)據(jù))，其示出對于每個因數(shù)的參考值位于所分配的范圍內。圖11是根據(jù)本技術的實施例的用于水注入壓力的模擬結果1102對歷史數(shù)據(jù)1104的關系圖1100。圖11中示為一系列圓(每個都表示測量)的歷史數(shù)據(jù)1104相應于圖9A的圖902中示出的數(shù)據(jù)。圖12是根據(jù)本技術的實施例的用于油開采速率的模擬結果1202對歷史數(shù)據(jù)1204的關系圖1200。圖12中示為一系列圓的歷史數(shù)據(jù)1204相應于圖9B的圖908中所示的數(shù)據(jù)。最終，圖13是按照本技術的實施例用于水開采速率的模擬結果1302對歷史數(shù)據(jù)1304的關系圖1300。圖13中示為一系列圓的歷史數(shù)據(jù)1304相應于圖的圖912中所示的數(shù)據(jù)。圖14A和14B是從初始實驗設計的結果生成的兩個靜態(tài)過濾器的圖。對于實驗設計中的65個方案的每個，使用SPA執(zhí)行泄油體積的預模擬計算。在根據(jù)模擬結果的模擬和參考之后，計算用于每個實驗模型的目標函數(shù)。如圖14A和14B中所示，用這些計算的量，生成靜態(tài)測量和開采響應之間的關系。第一靜態(tài)分級器1402沿著Y軸1404具有比率目標函數(shù)，并且沿著X軸1406是泄油體積(DV)。第二靜態(tài)分級器1408沿著Y軸1410具有壓力目標函數(shù)，并且沿著X軸1412是鉆井之間的最小成本(如從SPA測量的)。在本技術的示例性實施例中，初始窗口1414可以在靜態(tài)分級器(例如，1402和1404)中定義。初始窗口1414可以對篩選模擬模型有用。盡管在這個實例中模擬了設計中的每個實驗模型，但是窗口1414可以用于例如只通過模擬窗口內的運行，從而從模擬中排除多個運行。盡管不為第一設計定義窗口1414，其通常用于識別一個或更多控制參數(shù)，但是窗口1414可以對在后續(xù)的迭代或重復中改進優(yōu)化算法的效率有用。例如，對于由優(yōu)化程序確定的每個新的參數(shù)組或者參數(shù)值，可以構成新的模型、能夠計算泄油體積的靜態(tài)測量對比歷史數(shù)據(jù)、并且能夠從該靜態(tài)測量估算目標函數(shù)值，并且該目標函數(shù)值用于確定是否為該模型運行模擬。如果鉆井之間的泄油體積在想要的窗口1414外側，那么目標函數(shù)可以被設定到任意的高值，而不需要運行模擬，并且根據(jù)該結果由優(yōu)化程序生成新的模型參數(shù)組。然后這里所討論的技術可以被應用于新的模型，從而最小化該目標函數(shù)。在優(yōu)選循環(huán)期間，運行滿足該篩選過濾器的模擬模型，并且該模擬模型構成用于篩選標準動態(tài)更新的額外的信息源。圖15是按照本技術的實施例與模擬運行的數(shù)目有關的目標函數(shù)的圖1500。在圖1500中，X軸1502表示模型上運行的模擬的數(shù)目，而Y軸1504表示目標函數(shù)，其測量模擬結果和歷史數(shù)據(jù)之間的失配。曲線圖示出表示使用本技術的結果的首行1506。第二行1508示出什么時候不使用篩選技術。參看圖15，與沒有使用如這里所述的篩選技術的已知技術相比，本技術提供了用于優(yōu)化的更有效的方法。表格I按照所測試的模型的數(shù)目改寫了圖15所示的結果。當使用PV、最低成本和·目標函數(shù)之間的關系式時，測試較少的模型，甚至運行較少模擬，提出靜態(tài)計算的值。使用靜態(tài)計算將優(yōu)化程序約束到參數(shù)空間，其中目標函數(shù)很可能被改進。該結果更迅速的窄化參數(shù)空間。表格I用分級器和沒有用分級器的優(yōu)化結果的比較用過濾器不用過濾器^模擬的30123去除的290最小目標函數(shù)0.1360.143系統(tǒng)這里討論的技術可以在計算裝置上執(zhí)行，例如圖16中所示的裝置。圖16示出在其上可以執(zhí)行用于執(zhí)行本發(fā)明的實施例的處理操作的軟件的示意性計算機系統(tǒng)1600。中央處理器(CPU)1601連接系統(tǒng)總線1602。在實施例中，CPU1601可以是任何通用的CPU。本發(fā)明不由CPU1601的構造(或者示例性的系統(tǒng)1600的其它組分)限制，只要CPU1601(及其它系統(tǒng)1600的組分)支持如這里所述的本發(fā)明的操作。CPU1601可以根據(jù)實施例執(zhí)行各種邏輯指令。例如，CPU1600可以執(zhí)行用于根據(jù)結合圖I和3如上所述的示例性的工作的流動執(zhí)行處理的機器級指令。例如，CPU1601可以執(zhí)行用于執(zhí)行圖I和3的方法的機器級指令。計算機系統(tǒng)1600也可以包括隨機存取存儲器(RAM)1603，其可以是SRAM、DRAM、SDRAM等等。在本技術的示例性實施例中，RAM1603用于存儲由處理器1601用于執(zhí)行圖I和3的方法的機器級指令。計算機系統(tǒng)1600優(yōu)選地包括只讀存儲器(ROM)1604，其可以是PROM、EPROM、EEPROM等等。如本領域眾所周知的，RAM1603和R0M1604保持用戶和系統(tǒng)數(shù)據(jù)和程序。計算機系統(tǒng)1600也優(yōu)選地包括輸入/輸出(I/O)適配器1605、通信適配器1611、用戶接口適配器1608和顯示適配器1609。在某些實施例中，I/O適配器1605、用戶接口適配器1608和通信適配器1611，允許用戶能夠與計算機系統(tǒng)1600互動，以便輸入信息。I/O適配器1605優(yōu)選將存儲裝置1606連接到計算機系統(tǒng)1600，存儲裝置例如硬盤驅動器、光盤(⑶)驅動器、軟盤驅動器、磁帶驅動器、閃存驅動器、USB連接存儲器等等。當RAM1603不滿足用于本發(fā)明的實施例的操作的存儲數(shù)據(jù)關聯(lián)的內存需求時，可以利用存儲裝置。計算機系統(tǒng)1600的數(shù)據(jù)存儲器可以用于存儲這種信息作為歷史數(shù)據(jù)、實驗模型、模擬模型和用于執(zhí)行圖I和3中所示的方法步驟的代碼和/或按照本發(fā)明的實施例使用或者生成的其它數(shù)據(jù)。通信適配器1611優(yōu)選適合于將計算機系統(tǒng)1600連接網(wǎng)絡1612，其可以是信息能夠經(jīng)由網(wǎng)絡1612被輸入到系統(tǒng)1600和/或從系統(tǒng)1600輸出，網(wǎng)絡1612例如因特網(wǎng)或者其它廣域網(wǎng)、局部區(qū)域網(wǎng)絡、公共的或者專用電話交換網(wǎng)絡、無線網(wǎng)絡或者上面的任何組合。用戶接口適配器1608將用戶輸入裝置和/或輸出裝置連接到計算機系統(tǒng)1600，輸入裝置例如鍵盤1613、點擊設備1607和擴音器1614，并且輸出裝置例如揚聲器1615。根據(jù)某些實施例，顯示適配器1609由CPU1601驅動，從而控制在顯示裝置1610上的顯示,例如顯示關于在分析目標區(qū)域的信息，例如顯示生成的目標區(qū)域的3D表示。應該理解，本發(fā)明不限制于圖16中所示的計算機系統(tǒng)1600的構造。例如，可以利用任何適合的基于處理器的裝置用于執(zhí)行本技術的全部或者部分實施例，包括個人計算機、便攜式計算機、計算機工作站和多處理機服務器，但不限制于此。此外，可以在專用集成電路(ASIC)或超大規(guī)模集成電路(VLSI)上執(zhí)行實施例。事實上，根據(jù)該實施例，本領域技術人員可以利用許多能夠執(zhí)行邏輯操作的適合的結構。本技術可以容易受到各種修改和替換形式的影響，所以如上所述的實例性的實施例僅通過實例示出。然而，此外應該理解，本技術不是意圖限制于這里所公開的特定實施例。實際上，本技術包括全部替換例、變形例和等價物，其屬于權利要求的實質精神和保護范圍。權利要求1.一種用于提高開采史匹配過程的方法，所述方法包含獲得開采數(shù)據(jù)和初始地下模型；確定實驗設計，其包括一個或更多模型參數(shù)組，其中執(zhí)行所述實驗設計的結果用于測量連通性測量和目標函數(shù)之間的關系；在每個所述模型參數(shù)組，計算用于靜態(tài)地質測量的值；用所述實驗設計執(zhí)行至少一個流動模擬，從而生成結果；至少部分根據(jù)所述開采數(shù)據(jù)、所述靜態(tài)地質測量或者所述生成的結果之中的一個或更多，確定篩選過濾器；以及使用所述篩選過濾器運行滿足所述篩選過濾器的所述流動模擬，以執(zhí)行歷史匹配過程。2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中所述篩選過濾器包括所述連通性測量和所述目標函數(shù)。3.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中確定所述實驗設計包含識別多個參數(shù)，所述多個參數(shù)控制所述流動模擬的響應和開采歷史之間的目標函數(shù)。4.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中確定所述篩選過濾器包含在所述目標函數(shù)中識別目標窗口；確定所述靜態(tài)地質測量和所述目標函數(shù)之間的關系；和根據(jù)所述關系確定用于靜態(tài)地質測量的值的范圍，其中目標函數(shù)將在所述目標窗口內。5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中識別所述目標窗口包含為所述目標函數(shù)選擇范圍，所述范圍包含最小值。6.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中執(zhí)行所述歷史匹配過程包含重復以下步驟從而通過以下減少所述目標函數(shù)為每個新的參數(shù)組計算關聯(lián)的靜態(tài)地質測量；和為所述模型參數(shù)組運行所述流動模擬，其中至少部分根據(jù)所述靜態(tài)地質測量，預測用于目標函數(shù)的值將在當前目標窗口內。7.根據(jù)權利要求6所述的方法，進一步包含在所述目標函數(shù)中識別新的目標窗口，其中所述新的目標窗口小于所述當前目標窗n；確定新的多個實驗，從而探測較小的參數(shù)子空間；在所述新的多個實驗的每個都執(zhí)行所述靜態(tài)地質測量；根據(jù)在所述目標函數(shù)和所述靜態(tài)地質測量之間較早確定的所述關系，為每個靜態(tài)地質測量估算所述目標函數(shù)的值；為每個實驗執(zhí)行所述流動模擬，對于所述每個實驗所述目標函數(shù)的值在所述新的目標窗口內；和計算用于所述開采歷史的每個流動模擬的所述目標函數(shù)。8.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中所述模型參數(shù)組包含斷層可傳輸性、凈毛比、孔隙率、滲透性、單元可傳輸性或者它們的任何組合。9.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中所述靜態(tài)地質測量包含地質模型中的連通性的測量。10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述連通性包含可傳輸性、孔隙體積、泄油體積、最短路徑成本、渡越時間(transittime)或者它們的任何組合。11.根據(jù)權利要求I所述的方法，包含在地下模型上執(zhí)行最短路徑算法，從而得到每個靜態(tài)地質測量。12.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中所述實驗設計包含篩選設計、全因數(shù)設計、部分因數(shù)設計、拉丁超立方體設計、D最佳設計或者它們的任何組合。13.一種用于從油田開采碳氫化合物的方法，包含生成儲層模型，其中通過使用靜態(tài)地質測量，所述儲層模型與來自所述油田的開采歷史相匹配，其中在用于目標函數(shù)的值的計算中，所述靜態(tài)地質測量作為流動模擬的替代；為一個或更多模型參數(shù)組執(zhí)行流動模擬，所述參數(shù)組由從所述靜態(tài)地質測量計算的所述目標函數(shù)的值指示在一個目標窗口內；調節(jié)所述儲層模型從而優(yōu)化所述目標函數(shù)；和至少部分根據(jù)所述儲層模型，調節(jié)從所述油田的碳氫化合物開采的控制。14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中至少部分根據(jù)所述儲層模型調節(jié)從所述油田的碳氫化合物開采的控制，包含變化注入壓力、將注入井轉換為開采井、將開采井轉換為注入井、鉆孔更多鉆井到所述儲層或者它們的任何組合。15.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中所述靜態(tài)地質測量包含可傳輸性、孔隙體積、泄油體積、開采成本、渡越時間或者它們的任何組合。16.一種有形機器可讀介質，包含代碼，其經(jīng)配置從而引導處理器在參數(shù)子空間中的多個實驗的每個，計算用于靜態(tài)地質測量的目標函數(shù)的值；為所述多個實驗的每個執(zhí)行流動模擬，所述多個實驗的每個產(chǎn)生的所述目標函數(shù)在目標窗口內；和計算用于開采歷史的每個流動模擬的所述目標函數(shù)。17.根據(jù)權利要求16所述的有形機器可讀介質，包含代碼，其經(jīng)配置從而引導所述處理器重復優(yōu)化過程，直到所述目標函數(shù)在目標范圍內。18.根據(jù)權利要求16所述的有形機器可讀介質，包括代碼，其經(jīng)配置從而引導所述處理器最小化用于所述靜態(tài)地質模型的所述目標函數(shù)，并且以識別為最佳的參數(shù)組運行流動模擬。19.根據(jù)權利要求16所述的有形機器可讀介質，包含代碼，其經(jīng)配置從而引導處理器使優(yōu)化程序的所述操作與流動模擬程序的所述操作相配合。20.根據(jù)權利要求16所述的有形機器可讀介質，包含代碼，其經(jīng)配置從而引導處理器生成所述目標函數(shù)的圖解表示的顯示。全文摘要一種用于使開采歷史匹配流動模擬的方法，其包括識別多個參數(shù)，所述多個參數(shù)控制測量參數(shù)子空間中流動模擬響應和開采歷史之間的失配的目標函數(shù)。在參數(shù)子空間中的多個實驗的每個，計算用于目標函數(shù)和用于靜態(tài)測量的值。這些結果用于展開一個或更多靜態(tài)測量和目標函數(shù)之間的數(shù)學關系式。在隨后的模擬模型調節(jié)中，識別目標函數(shù)中的目標窗口，并且為每個更改的模型執(zhí)行流動模擬，該模型是從靜態(tài)地質測量預測的，從而產(chǎn)生在該窗口內的目標函數(shù)。計算每個流動模擬到開采歷史的目標函數(shù)，并且重復該過程，直到目標函數(shù)在目標范圍內。文檔編號G06G7/48GK102754105SQ201080063711公開日2012年10月24日申請日期2010年11月15日優(yōu)先權日2010年2月12日發(fā)明者A·S·歐葉琳達,D·斯特恩,G·薩布拉馬尼安,I·薩尼申請人:?？松梨谏嫌窝芯抗?