用于最佳油田开发的三维多模式岩芯及地质建模制造技术

在高质量3D地质模型中提供了用于最佳开采的油田开发策略的指引。该地质模型将用于地表下方数千英尺的储层的最佳3D表示的地质属性、孔和岩石性质进行了结合。该模型基于从井芯描述和对岩石的详细研究导出的相关地质相、以及从岩芯材料和钻井记录数据的实验室分析得到的流体和孔性质(完整孔系统)。这些数据区分了各种重要的孔喉道和孔主体区域以及关联关系，即大孔隙度和微孔隙度。通过关注的实验室研究对各种孔类型组中的油气体积进行理解并随后建立适当开采技术，产生了能够显著增加来自储层的油气开采量的油田开发策略。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于最佳油田开发的三维多模式岩芯及地质建模 相关申请的交叉引用 本申请要求于2012年5月1日提交的美国临时申请No. 61/640, 790的优先权。为 了美国专利实践的目的，该临时申请的内容通过引用整体合并于本申请。
本专利技术涉及地下油气储层的岩石物理结构的计算机化仿真，尤其涉及基于来自储 层中的井的岩芯样本和关于储层的其他油田数据而进行的储层的岩石物理模型的确定。
技术介绍
在石油和天然气工业中，地下油气储层的开发通常包括计算机仿真模型的开发和 分析。这些地下油气储层通常为既含有石油流体混合物又含有水的复杂岩层。这样的储层 模型的一个形式已公知为储层属性模型。对于这些模型，储层已被组织成单元的三维网格。 石油和天然气公司也已经开始依赖地质模型作为重要工具以增强开采石油储层 的能力。储层和油田/气田的地质模型已变得日益庞大和复杂。在地质模型中，储层还被 组织成多个独立单元的三维网格。 精确度越来越高的地震数据已允许两种类型的储层模型中的单元均处于25米面 (X和y轴）间距的量级。对于公知为巨型储层的储层而言，单元的数量至少为数亿，并且会 遇到公知为千兆单元大小（十亿单元或更多）的储层。 通常在3D模型属性计算上要花费数天或数周的计算机处理。然而，还没有很好地 将引导地质相（guidinggeologicalfacies)数字地并入模型。来自初始模型引导的不适 当算法会导致浪费数十亿的单元属性计算。 当表征并且开发储层油田时，已要求将涵盖整个3D储层的储层3D地质模型构建 为提供用于储层规划的精确模型。岩相的精确表不是3D地质建模系统中的根本性输出。岩 相基于来自于井的数据，并且建立为基础来预测不具有井数据的单元中的储层属性。多组 可用数据中的一组已经是公知的由分析人员基于从井芯样本进行的观测而作出的地层岩 石描述或表征。 传统上，已经基于从井芯样本获得的测量值和观测值来汇集和分析井芯数据，其 中井芯样本是从井中感兴趣的多个深度处与井钻孔相邻的地层岩石得到的。就目前所知的 是，已经手工绘制了岩芯描述，并且此后岩芯描述可通过手工绘图的纸件副本（或最好是 扫描的图形图像）的形式来使用。用于储层模型的重要地质信息以各种各样的型式和形式 呈现。该信息包括数字信息、文本串、图形图像、关联关系和绘图。这些已提出了通过总能 以其它数据来操作的形式结合到储层模型中的挑战。 另外，这些类型的井描述数据的手工制备带来了如下挑战：基于井芯样本在井孔 的整个长度上重复地绘制矿物成分、纹理、沉积结构的标准化图案十分繁重乏味。已由不同 的人利用不同比例和大小的手工绘图来描述的不同井之间的相关岩芯描述数据通常也是 个问题。在针对储层中数十个事件并且涵盖若干个井的绘图中的感兴趣的地层岩石特征的 精确形状和大小的准确表示难以通过可靠且代表性的方式来得到。 井芯数据描述的图像或示意图本身不适宜于数字解释和建模应用。这些图像经常 被扫描成图形图像文件以便后续使用，但是仍然基于对这种信息的原始分析和格式化来对 分析人员提供表示了井芯数据描述的可视图像。这些图像仅能够以可视参考图片或图像的 形式显示。 已发现油气储层中的地层岩石表现出两个级别的多孔性，其已被识别为大孔隙 度和微孔隙度。基于大孔隙度和微孔隙度的相关存在，岩石中的油流特性显著不同。储 层岩石中的这些多孔性级别中的每一个的识别和相关存在已经基于来自储层中的各 井的岩芯样本的分析和实验室测量，尤其是充满油的类型1的微孔隙度。Clerke等在 GeoArabia 2008, Vol. 13, No. 4, Application of Thomeer Hyperbolas to Decode the Pore Systems, Facies, and Reservoir Properties of the Upper Jurassic Arab D Limestone, Ghawar Field, Saudi Arabia:A Rosetta Stone Aproach中、以及Clerke在 SPE Journal 2009,Permeability, Relative Permeability, Microscopic Displacement Efficiency, and Pore Geometry of M_lBimodal Pore Systems in Arab D Limestone中描 述了这一点。多孔性级别存在的识别与岩石空间架构的理解相联系。 微米级岩芯分析尽管准确，然而通常缺少与数字解释和建模应用及系统的其余部 分之间的整体性。从大孔隙度开采的油气已被证明通常比早年的油田矿藏中的微孔隙度开 采的体积大得多。这已导致油田最终矿藏的不严密和不准确预测，即，还没有正确地包括微 孔隙度油气性能。 现有的地质建模过程和应用还没有令人满意地将地层岩石特性数据和由岩芯样 本表示的多孔性级别存在纳入考虑。具体地说，就目前所知，很少能够以足够满意的数量并 且以与地质相适当一致的方式来取得合适的孔系统和开采过程数据。
技术实现思路
简要地说，本专利技术提供了一种利用计算机系统来形成地表下储层的岩石物理结构 模型的新的和改进的计算机实现方法。该模型基于井芯描述数据来形成，所述井芯描述数 据是从所述地表下储层中与井孔相邻的岩石地层的地表下特征有关的井芯样本的分析而 得到的。基于所述井芯描述数据来形成所述地表下储层的岩石物理结构的空间分布的初始 地质统计学模型。还形成其中尚未得到岩芯的储层中的各井的岩相的地质模型。基于所述 地质模型得到所述井孔处的所述地表下储层的岩相的数字岩芯描述。接收所述地表下岩相 中的大孔隙度和微孔隙度的存在的识别。随后基于所述井芯描述数据、所述数字岩芯描述 和识别的所述地表下岩相中的大孔隙度和微孔隙度的存在，来形成所述储层的岩石物理结 构的模型。 本专利技术还提供了一种新的和改进的数据处理系统，其用于地表下储层的岩相模型 的计算机化仿真。所述数据处理系统包括处理器，所述处理器基于所述井芯描述数据来形 成所述地表下储层的岩石物理结构的空间分布的初始地质统计学模型。所述处理器还形成 其中尚未得到岩芯的储层中的各井的岩相的地质模型，并且基于所述地质模型得到所述井 孔处的所述地表下储层的岩相的数字岩芯描述。所述处理器接收所述地表下岩相中的大孔 隙度和微孔隙度的存在的识别，并且基于所述井芯描述数据、所述数字岩芯描述和识别的 所述地表下岩相中的大孔隙度和微孔隙度的存在来形成所述储层的岩石物理结构的模型。 本专利技术还提供了一种新的和改进的数据存储装置，其在非暂时计算机可读介质中 存储了计算机可操作指令，所述计算机可操作指令用于使得数据处理系统基于井芯描述数 据来形成地表下储层的岩石物理结构的模型，所述井芯描述数据是从所述地表下储层中与 井孔相邻的岩石地层的地表下特征有关的井芯样本的分析而得到的。存储在所述计算机可 读介质中的所述指令使得所述数据处理系统基于所述井芯描述数据来形成所述地表下储 层的岩石物理结构的空间分布的初始地质统计学模型。所述计算机可读介质中的所述指令 还使得所述数据处理系统形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机实现方法，其用于基于井芯描述数据利用计算机系统来形成地表下储层的岩石物理结构的模型，所述井芯描述数据是从所述地表下储层中与井孔相邻的岩石地层的地表下特征有关的井芯样本的分析而得到的，所述方法包括如下计算机处理步骤：(a)基于所述井芯描述数据来形成所述地表下储层的岩石物理结构的空间分布的初始地质统计学模型；(b)形成其中尚未得到岩芯的储层中的各井的岩相的地质模型；(c)基于所述地质模型得到所述井孔处的所述地表下储层的岩相的数字岩芯描述；(d)接收所述地表下岩相中的大孔隙度和微孔隙度的存在的识别；以及(e)基于所述井芯描述数据、所述数字岩芯描述和识别的所述地表下岩相中的大孔隙度和微孔隙度的存在来形成所述储层的岩石物理结构的模型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种计算机实现方法，其用于基于井芯描述数据利用计算机系统来形成地表下储层 的岩石物理结构的模型，所述井芯描述数据是从所述地表下储层中与井孔相邻的岩石地层 的地表下特征有关的井芯样本的分析而得到的，所述方法包括如下计算机处理步骤： (a) 基于所述井芯描述数据来形成所述地表下储层的岩石物理结构的空间分布的初始 地质统计学模型； (b) 形成其中尚未得到岩芯的储层中的各井的岩相的地质模型； (c) 基于所述地质模型得到所述井孔处的所述地表下储层的岩相的数字岩芯描述； (d) 接收所述地表下岩相中的大孔隙度和微孔隙度的存在的识别；以及 (e) 基于所述井芯描述数据、所述数字岩芯描述和识别的所述地表下岩相中的大孔隙 度和微孔隙度的存在来形成所述储层的岩石物理结构的模型。2. 如权利要求1所述的计算机实现方法，其中形成地质模型的步骤包括步骤：将从所 述储层中已有井的岩芯描述数据而来的岩石物理记录数据进行集合。3. 如权利要求2所述的计算机实现方法，其中形成地质模型的步骤包括步骤：对所述 井的岩石物理记录描述数据进行处理以确定针对所述井的假设的岩相数据。4. 如权利要求3所述的计算机实现方法，其中形成地质模型的步骤包括步骤：根据针 对所述井的假设的岩相数据来形成针对各井的岩相记录。5. 如权利要求4所述的计算机实现方法，其中形成地质模型的步骤包括步骤：将针对 各井的所述岩相记录尺度扩展到所述储层的所述岩相的三维模型。6. 如权利要求5所述的计算机实现方法，其中形成地质模型的步骤包括步骤：形成对 所述岩相记录进行尺度扩展而得到的结果的岩相模型。7. 如权利要求1所述的计算机实现方法，其中所述计算机系统包括数据显示器，并且 所述计算机实现方法还包括步骤： 形成所述储层的岩石物理结构的模型的输出显示。8. 如权利要求1所述的计算机实现方法，其中将正被仿真的储层划分成以各单元的组 织系统排列的多个单元，并且其中形成所述储层的岩石物理结构的模型的步骤包括：形成 所述储层的各单元的岩石物理结构的模型。9. 如权利要求1所述的计算机实现方法，其中将正被仿真的储层划分成以各单元的组 织系统排列的多个单元，并且其中形成所述储层的岩石物理结构的模型的步骤包括：形成 所述储层的各单元的属性的模型。10. -种数据处理系统，其用于地表下储层的岩相模型的计算机化仿真，所述数据处理 系统包括： (a)处理器，其执行如下步骤： (1) 基于所述井芯描述数据来形成所述地表下储层的岩石物理结构的空间分布的初始 地质统计学模型； (2) 形成其中尚未得到岩芯的储层中的各井的岩相的地质模型； (3) 基于所述地质模型得到所述井孔处的所述地表下储层的岩相的数字岩芯描述； (4) 接收所述地表下岩相中的大孔隙度和微孔隙度的存在的识别；以及 (5) 基于所述井芯描述数据、所述数字岩芯描述和识别的所述地表下岩相中的大孔隙 度和微孔隙度的存在来形成所述储层的岩石物理结构的模型。11. 如权利要求10所述的数据处理系统，其中所述处理器在形成地质模型时将从所述 储层中已有井的岩芯描述数据而来的岩石物理记录数据进行集合。12. 如权利要求11所述的数据处理系统，其中所述处理器在形成地质模型时对所述井 的岩石物理记录描述数据进行处理以确定针对所述井的假设的岩相数据。13.如权利要求12所述的数据处理系统，其中所述处理器在形成地质模型时根据针对 所述井的假设的岩相数据来形成针对各井的岩相...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗格·R·松，爱德华·A·克拉克，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，阿拉姆科服务公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA