[發明專利]用于最佳油田開發的三維多模式巖芯及地質建模

有效

• 申請號: 201380023176.2
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN104380144B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 羅格·R·松;愛德華·A·克拉克
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司;阿拉姆科服務公司
• 主分類號: G01V99/00
• 分類號: G01V99/00;G01V11/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 陳源,顧麗波

相關申請的交叉引用

本申請要求于2012年5月1日提交的美國臨時申請No.61/640,790的優先權。為了美國專利實踐的目的，該臨時申請的內容通過引用整體合并于本申請。

技術領域

本發明涉及地下油氣儲層的巖石物理結構的計算機化仿真，尤其涉及基于來自儲層中的井的巖芯樣本和關于儲層的其他油田數據而進行的儲層的巖石物理模型的確定。

背景技術

在石油和天然氣工業中，地下油氣儲層的開發通常包括計算機仿真模型的開發和分析。這些地下油氣儲層通常為既含有石油流體混合物又含有水的復雜巖層。這樣的儲層模型的一個形式已公知為儲層屬性模型。對于這些模型，儲層已被組織成單元的三維網格。

石油和天然氣公司也已經開始依賴地質模型作為重要工具以增強開采石油儲層的能力。儲層和油田/氣田的地質模型已變得日益龐大和復雜。在地質模型中，儲層還被組織成多個獨立單元的三維網格。

精確度越來越高的地震數據已允許兩種類型的儲層模型中的單元均處于25米面(x和y軸)間距的量級。對于公知為巨型儲層的儲層而言，單元的數量至少為數億，并且會遇到公知為千兆單元大小(十億單元或更多)的儲層。

通常在3D模型屬性計算上要花費數天或數周的計算機處理。然而，還沒有很好地將引導地質相(guiding geological facies)數字地并入模型。來自初始模型引導的不適當算法會導致浪費數十億的單元屬性計算。

當表征并且開發儲層油田時，已要求將涵蓋整個3D儲層的儲層3D地質模型構建為提供用于儲層規劃的精確模型。巖相的精確表示是3D地質建模系統中的根本性輸出。巖相基于來自于井的數據，并且建立為基礎來預測不具有井數據的單元中的儲層屬性。多組可用數據中的一組已經是公知的由分析人員基于從井芯樣本進行的觀測而作出的地層巖石描述或表征。

傳統上，已經基于從井芯樣本獲得的測量值和觀測值來匯集和分析井芯數據，其中井芯樣本是從井中感興趣的多個深度處與井鉆孔相鄰的地層巖石得到的。就目前所知的是，已經手工繪制了巖芯描述，并且此后巖芯描述可通過手工繪圖的紙件副本(或最好是掃描的圖形圖像)的形式來使用。用于儲層模型的重要地質信息以各種各樣的型式和形式呈現。該信息包括數字信息、文本串、圖形圖像、關聯關系和繪圖。這些已提出了通過總能以其它數據來操作的形式結合到儲層模型中的挑戰。

另外，這些類型的井描述數據的手工制備帶來了如下挑戰：基于井芯樣本在井孔的整個長度上重復地繪制礦物成分、紋理、沉積結構的標準化圖案十分繁重乏味。已由不同的人利用不同比例和大小的手工繪圖來描述的不同井之間的相關巖芯描述數據通常也是個問題。在針對儲層中數十個事件并且涵蓋若干個井的繪圖中的感興趣的地層巖石特征的精確形狀和大小的準確表示難以通過可靠且代表性的方式來得到。

井芯數據描述的圖像或示意圖本身不適宜于數字解釋和建模應用。這些圖像經常被掃描成圖形圖像文件以便后續使用，但是仍然基于對這種信息的原始分析和格式化來對分析人員提供表示了井芯數據描述的可視圖像。這些圖像僅能夠以可視參考圖片或圖像的形式顯示。

已發現油氣儲層中的地層巖石表現出兩個級別的多孔性，其已被識別為大孔隙度和微孔隙度。基于大孔隙度和微孔隙度的相關存在，巖石中的油流特性顯著不同。儲層巖石中的這些多孔性級別中的每一個的識別和相關存在已經基于來自儲層中的各井的巖芯樣本的分析和實驗室測量，尤其是充滿油的類型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_1Bimodal Pore Systems in Arab D Limestone中描述了這一點。多孔性級別存在的識別與巖石空間架構的理解相聯系。