[发明专利]利用综合地层柱状图生成储层模型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维地质建模和感兴趣的地下储层的表征。

背景技术

在目前的地下油气搜索中，已经开发了用于评估和解释地球的地 下结构和属性的方法。尤其重要的是对与油气矿床的存在相符的构造 属性的探查。

在石油和天然气工业中对于储层表征的需求日益增长。对于储层 表征的需求在很大程度上是由经济现实驱动的：如果储层可以使用可 获得的技术更好地定义，那么最终结果将是更高的钻井成功率和更少 的开发井。作为油田或天然气田的表征和开发的一部分，经常需要建 立地下储层的计算机模型。由于不能清楚地定义地球的精确地下属 性，开发了许多计算机模型，这些计算机模型是可能的地相及其相关 特性的不同例子。

在石油和天然气工业中开发精确的储层模型是公司的主要目标。 可以使用适当受到限制的储层模型量化适当位置的油气并优化油气 生产。储层的评估典型地使用地震和钻井数据的结合来实现。这些数 据中的每一种代表具有某种等级的错误的缺陷。处理这些错误的方式 影响到两种数据类型的综合并确定了最终储层模型的质量。

一般的惯例是从穿过储层中的现有钻井的测井设备那里获得关 于储层的数据。这种从各种类型的钻井通过钻井日志获得的钻井数据 代表仅来自储层体积的一小部分的数据采样。为了有效地评估储层， 需要获知实际岩层构造(岩性或岩相)和所包含的液体以及孔隙的相 对存在或体积(或它的孔隙度)。储层在井中呈现某种岩相和孔隙度 的事实并不保证储层的其它区域具有相同属性。因此仅仅基于钻井数 据的岩相和孔隙度的地质模型包含没有基于实际采样数据的大的区 域；而这些数据必须从最近的现有钻井来估计。

三维地震调查提供了在储层的大部分体积上的数据采样，包括没 有被钻井采样的部分，但是地震数据最多只能提供岩相和孔隙度的间 接测量。现有地震调查技术没有提供直接测量这些构造属性中的任一 种的技术。

地下的地质建模已经由地质学家、地球物理学家、工程师和水文 学家进行好多年了。为采矿或石油应用而建立的许多描述性或静态的 三维地质模型一直是单个模型单元或块(也被称作“细胞”)的特定三 维阵列。一个用于建立储层属性模型的特定现有技术是阻抗反演。在 该现有方法中，利用声阻抗值的稀疏度限制直接反演地震数据。该方 法中的一个缺点是需要低频模型，以补偿地震数据是频带限制的、因 而不包含低频的事实。低频模型通常由钻井数据生成，并与地震学解 释相结合。一个问题是，当只能获得有限钻井数据时低频模型可能还 不够。另一个问题是，地震数据也不包含高频，因此当使用上述方法 时，试图补偿高频缺失的稀疏反射率模型可能与执行反演的实际地质 状况不一致。这导致丢失高频分量的较差估计。此外，由于通常是在 一个踪迹接一个踪迹的基础上执行该过程，并没有尝试与实际钻井数 据一致的实际空间统计数据相符合。

在将空间统计数据包括在阻抗反演方法中的尝试中，已经开发了 随机反演方法。这些方法以从可用钻井数据推导出的空间变量图的形 式结合空间统计数据。通过使用空间变量图和现有的地震学解释对实 际钻井数据进行内插生成一个起始模型。该模型然后被迭代地更新， 直至在所观测到的地震数据和遵循所要求的空间限制的更新后的模 型之间达到足够的匹配。该方法的主要缺点是与稀疏钻井的情况相关 联的问题，在稀疏钻井的情况下空间变量图被较差地确定，并且当起 始模型被较差地定义时获得与地震数据的良好匹配是很困难的。

以上描述的两个方法忽略了通过在感兴趣的区域上利用可能的 沉积物地层的现有知识提供的优点。dGB地球科学已开发出了解决该 问题的一种方法。该方法利用地质学设计的伪钻井或综合钻井的概念 获取沉积环境的确定性属性以及岩性和弹性特性的概率分布。在 Geophysics杂志第61卷第3期(1996年5月至6月)第631-638页 上由de Groot P.，Bril A.，Florist F.和Campbell A.发表的论文“Monte Carlo Simulation of Well”中描述了一种方法，其中利用了地质学知识 和蒙特卡罗统计数据的结合来模拟具有附加物理属性但没有空间信 息的伪钻井的一维地层剖面图。该论文描述了上述方法的优点，即能 够以基于地质推理的规则来控制算法，并可以包括随机变量的硬性限 制。