用于去聚类测井样本的系统和方法

专利名称：用于去聚类测井样本的系统和方法
技术领域：
本公开涉及去聚类测井样本以减少由井筒和/或地层结构取向造成的偏离。
背景技术：
来自烃勘探和生产井的储层属性数据通常是以恒定速率沿着井筒获取的。这会造成与垂直井相比，在高角度和/或水平井筒中地下储层区被更频繁地采样。地下的水平分层导致非垂直井筒中的不与样本数量成比例地增加附加信息的附加数据。这会造成朝着目标储层岩石属性的偏离。用于去聚类测井数据的常规系统和方法在处理和/或存储需求方面是昂贵的，而且可能没有适当地说明井筒和/或地层取向在偏离中所起的作用。

发明内容
本公开的一个方面涉及一种去聚类感兴趣地下体积内的属性样本的方法。在一种实施例中，该方法包括:获得感兴趣地下体积内的属性样本，所述样本是从在感兴趣地下体积内形成的一个或多个井筒获取的；以及确定对应于各个样本的权重，使得各个样本的权重是从其获取该各个样本的井筒取向的函数。本公开内容的另一方面涉及一种被配置成去聚类感兴趣地下体积内的属性样本的系统。在一种实施例中，该系统包括电子存储器和一个或多个处理器。电子存储器存储从在感兴趣地下体积内形成的一个或多个井筒获取的感兴趣地下体积内的属性样本。一个或多个处理器被配置成执行包括权重确定模块的计算机程序模块。该权重确定模块被配置成确定对应于各个样本的权重，使得各个样本的权重是从其获取该各个样本的井筒取向的函数。本发明再一方面涉及一种存储指令的电子计算机可读非暂态存储介质，所述指令被配置成使一个或多个处理 器执行去聚类感兴趣地球物理体积内的属性样本的方法。在一种实施例中，该方法包括:获得感兴趣地下体积内的属性样本，该样本是从在感兴趣地下体积内形成的一个或多个井筒获取的；以及确定对应于各个样本的权重，使得各个样本的权重是从其获取该各个样本的井筒取向的函数。当参考附图考虑以下描述和所附权利要求时，本发明的这些与其它目标、特征和特性以及操作方法与结构和部件组合的相关元件的功能和制造的经济性，都将变得更加显然，其中附图、以下描述和权利要求都构成本说明书的一部分，其中在各个图中相同的标号都指示对应的部分。但是，应当明确地理解，附图仅仅是为了说明和描述的目的而不是要作为本发明限制的定义。如在说明书和权利要求中所使用的，除非上下文清楚地另外指出，否则单数形式“一”、“一个”和“这个”也包括复数的所指对象。


图1说明了根据本发明的一种或多种实施例、被配置成去聚类在感兴趣地下体积中形成的一个或多个井筒内取得的样本的系统。
图2说明了感兴趣地下体积的剖面。图3说明了感兴趣地下体积的剖面。图4说明了根据本发明的一种或多种实施例、去聚类在感兴趣地下体积中形成的一个或多个井筒内取得的样本的方法。
具体实施例方式本技术可以在由计算机执行的系统和计算机方法的通用背景下描述和实现。这种计算机可执行指令可以包括可以用来执行特定任务并处理抽象数据类型的程序、例程、对象、组件、数据结构和计算机软件技术。为了在各种计算平台和环境中的应用，本技术的软件实现可以用不同语言编码。应当认识到，本技术的范围和基本原则不限于任何特定的计算机软件技术。而且，本领域技术人员将认识到，本技术可以利用硬件和软件配置的任何一种或组合来实践，包括但不限于具有单个和/或多个处理器计算机的系统、手持式设备、可编程消费者电子产品、迷你计算机、大型计算机等。所述技术还可以在分布式计算环境中实践，其中任务是由通过一个或多个数据通信网络链接的服务器或其它处理设备执行的。在分布式计算环境中，程序模块可以同时位于包括存储器存储设备的本地和远端计算机存储介质中。而且，供计算机处理器使用的制品，例如⑶、预先录制的盘或者其它等价设备，可以包括计算机程序存储介质和记录在其上的程序方法，用于指示计算机处理器方便本技术的实现与实践。这种设备与制品也在本技术的精神和范围内。现在将参考附图描述本技术的实施例。所述技术可以很多种途径实现，包括例如作为系统(包括计算机处理系统)、方法(包括计算机实现的方法)、装置、计算机可读介质、计算机程序产品、图形用户界面、门户网站或者有形地固定在计算机可读存储器中的数据结构。以下讨论本技术的几·种实施例。附图仅仅说明了本技术的典型实施例，因此不应当认为是对其范围与广度的限制。图1说明了被配置成基于井筒取向来加权关于感兴趣地下体积的井筒数据样本的系统10。在有些实现中，系统10被配置成确定说明由井筒取向造成的采样密度差别的去聚类权重。由系统10确定的权重可被实现成加权在井筒内取得的参数样本，和/或更新或调整根据其它方案确定的其它权重。在一种实施例中，系统10包括电子存储器12、用户接口 14、一个或多个信息资源16、一个或多个处理器18和/或其它部件中的一个或多个。在一种实施例中，电子存储器12包括以电子方式存储信息的电子存储介质。电子存储器12的电子存储介质可以包括与系统10 —体化(B卩，基本上不可拆卸)提供的系统存储器和/或经由例如端口(例如，USB端口、火线端口等)或驱动器(例如，盘驱动器等)可拆卸连接到系统10的可拆卸存储器。电子存储器12可以包括光学可读存储介质(例如，光盘等)、磁性可读存储介质(例如，磁带、磁性硬驱、软驱等)、基于电荷的存储介质(例如，EEPR0M.RAM等)、固态存储介质(例如，闪存驱动器等)和/或其它电子方式的可读存储介质中的一种或多种。电子存储器12可以存储软件算法、由处理器18确定的信息、经由用户接口 14接收的信息、从信息资源16接收的信息和/或使系统10像这里所述那样起作用的其它信息。电子存储器12可以是系统10内的独立部件，或者电子存储器12可以与系统10的一个或多个其它部件(例如，处理器18) —体化提供。用户接口 14被配置成在系统10和用户之间提供接口，用户可以通过该接口向系统10提供信息并从其接收信息。这使得数据、结果和/或指令以及任何其它可以传送的项(统称为“信息”)能够在用户和系统10之间传送。如在此所使用的，术语“用户”可以指单个个人或者可以协同工作的一组个人。适于包括在用户接口 14中的接口设备的例子包括键区、按钮、开关、键盘、旋钮、杠杆、显示屏、触摸屏、扬声器、麦克风、指示灯、声音报警和/或打印机中的一种或多种。在一种实施例中，用户接口 14事实上包括多个单独的接口。应当理解，其它通信技术，硬连线的或者无线的，作为用户接口 14也是本技术所预期的。例如，本技术预期用户接口 14可以与由电子存储器12提供的可拆卸存储接口集成。在这个例子中，使用户能够定制系统10的实现的信息可以从可拆卸存储器(例如，智能卡、闪存驱动器、可拆卸盘等)加载到系统10。其它适于供系统10作为用户接口 14使用的示例性输入设备和技术包括，但不限于，RS-232端口、RF链路、IR链路、调制解调器(电话、电缆或其它)。简而言之，用于与系统10传送信息的任何技术作为用户接口 14都是本技术所预期的。信息资源16包括关于感兴趣地质体积的一个或多个信息源。作为非限制性例子，信息资源16中的一个可以包括通过在感兴趣地下体积内形成的一个或多个井筒取得的井下测量结果的测井记录。这种测井记录可以包括孔隙度、阻抗、渗透性、速度、电阻率、放射性的测量结果和/或其它测量结果。作为另一个例子，信息资源16中的一个可以包括描述在感兴趣地下体积内形成的一个或多个钻井的尺寸、形状、位置、取向、深度、物理属性和/或其它参数的钻井信息。处理器18被配置成在系统10中提供信息处理能力。照此，处理器18可以包括数字处理器、模拟处理器、被设计成处理信息的数字电路、被设计成处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其它机制中的一种或多种。尽管处理器18在图1中被示出为单个实 体，但这仅仅是为了说明的目的。在有些实现中，处理器18可以包括多个处理单元。这些处理单元可以在物理上位于同一个设备或计算平台内，或者处理器18可以代表协同操作的多个设备的处理功能性。如图1中所示出的，处理器18可被配置成执行一个或多个计算机程序模块。所述一个或多个计算机程序模块可以包括数据模块20、权重确定模块22、最小权重模块24、倾角校正模块26、权重应用模块28、统计描述模块30、和/或其它模块。处理器18可被配置成通过软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的某种组合；和/或用于配置处理器18上的处理能力的其它机制来执行模块20、22、24、26、28和/或30。应当认识到，尽管模块20、22、24、26、28和30在图1中被说明为共同位于单个处理单元内，但是，在其中处理器18包括多个处理单元的实现中，模块20、22、24、26、28和/或30中的一个或多个可被定位成远离其它模块。以下所述由不同模块20、22、24、26、28和/或30提供的功能性的描述是为了说明的目的，而不是要进行限制，因为模块20、22、24、26、28和/或30中的任何一个都可以提供比所述更多或更少的功能性。例如，模块20、22、24、
26、28和/或30中的一个或多个可被除去，而且其功能性的一些或全部可以由模块20、22、
24、26、28和/或30中的其它模块来提供。作为另一个例子，处理器18可被配置成执行一个或多个附加模块，这些附加模块可以执行在下面属于模块20、22、24、26、28和/或30中的一个的一些或全部功能性。数据模块20可被配置成获得关于感兴趣地下体积的信息(例如，数据)以便进一步处理。这种信息可以从信息资源16、经用户接口 14从用户、从电子存储器12和/或从其它信息源接收。所获得的信息的例子可以包括在感兴趣地下体积内所形成的一个或多个井筒内取得的一个或多个井下测量记录。这种记录可以包括电缆测井记录、随钻测量记录和/或在一个或多个井筒内取得的其它测量记录中的一种或多种。由数据模块20获得的信息可以包括关于在其中取得所获记录的井筒的信息。例如，这种信息可以包括描述在感兴趣地下体积内形成的一个或多个井筒的尺寸、形状、位置、取向、深度、物理属性和/或其它参数的信息。由数据模块20接收的信息可由模块22、24、26、28和/或30中的一个或多个使用。以下描述一些这种使用的例子。数据模块20可被配置成把信息发送到系统10的一个或多个其它部件。权重确定模块22可被配置成为包括在由数据模块20获得的信息内的样本确定去聚类权重。去聚类权重可以调整样本，以便说明井筒取向对样本密度的影响。作为例子，图2说明了感兴趣地下体积32的一部分，在其中形成有第一井筒34和第二井筒36。第一井筒34基本上与垂线平行地形成，而第二井筒36关于垂线以一个角度α形成。感兴趣地下体积32包括第一地层38、第二地层40和第三地层42。第一组点44代表沿第一井筒34进行测量的位置。第二组点46代表沿第二井筒36进行测量的位置。如在图2中可以看到的，尽管沿第一井筒34和第二井筒36的采样密度基本上相同，但是关于感兴趣地下体积内的深度的采样密度却不相等。而是由于第一井筒34和第二井筒36之间的取向差异，第二组点46关于深度的采样密度显著大于第一组点44关于深度的采样密度。如果第一组点44和第二组点46在确定感兴趣地下体积32的统计描述时被聚合，那么这种关于深度的采样密度差异造成不平衡。例如，如果第一组点44和第二组点46以不加权的方式被聚合，以确定每个单独的层38、40和42的测量属性的值，那么在第二组点46取得的测量结果将比在第一组点44取得的测量结果对确定的值具有更大的影响。这是因为以每个地层为基础沿第二井筒36比沿第一井筒34取得更多的测量结果。将认识到，图2中井筒取向对两个独立井筒(34和36)的影响的说明仅仅是为了说明的目的。不直通感兴趣地下体积的井筒路径将对在具有不同取向的部分中在井筒内取得的样本具有相似的影响。回过头来看图1，在有些实现中，权重确定模块22被配置成基于在其中取得记录中的测量结果的一个或多个井筒的取向和/或位置来确定由数据模块20获得的一个或多个记录中所包括的样本的去聚类权重。这种去聚类权重对更靠近垂线取得的测量结果给予更大的权重，因为这些测量结果将趋于以每个地层为基础被更不密集地采样(例如，出于以上关于图2所讨论的原因)。在有些实现中，去聚类权重是作为井筒与垂线的角度的函数来确定的。例如，给定样本的去聚类权重可被确定为在取得给定样本的位置或附近，从其内取得该给定样本的井筒和垂线之间的角度的余弦的函数。这可以根据以下关系来表达:(I) W=Cos α ；其中，w代表给定样本的权重，而α代表在井筒中取得给定样本的位置或附近，垂线与从其内取得给定样本的井筒之间的角 度。
井筒可以在感兴趣地下体积内与垂线垂直地或者基本上垂直地形成。根据由权重确定模块22应用的加权方案，这可导致沿这种井筒取得的测量结果被给予太小的权重而使得他们实际上被减小到零。最小权重模块24可被配置成确定应当被应用于在感兴趣地下体积内取得的测量结果的最小权重。该最小权重可被确定成避免测量结果被分配太小的权重而使得他们实际上被忽略。最小权重模块24向权重确定模块22已经为其确定了(或者正在确定或者将确定)小于最小权重的权重的一组样本中所包括的任何样本分配最小权重。最小权重模块24被配置成基于用户输入(例如，经用户接口 14)和/或自动地确定最小权重。最小权重模块24的确定可基于关于井筒长度的采样密度、空间连续性中的各向异性和/或基于其它参数。用于确定最小权重模块24的参数可以在数据模块20所获得的信息、从用户接口 14接收的信息、电子存储器12、信息资源16和/或其它信息源中存在或者从其导出。在有些情况下，感兴趣地下体积可以包括关于水平线有显著倾角的一个或多个地层。如在此所使用的，倾角可以指地层关于水平线的倾斜。如果地层具有显著倾角，它可能以未完全被以上关于权重确定模块22和/或最小权重模块24所述的加权说明的方式来影响记录的采样密度。例如，回过头来参考图2，地层38、40和42示为与水平线是相对平行的。因此，基于第一井筒34和第二井筒36与垂线的角度的余弦来加权在第一井筒34和第二井筒36内取得的测量结果可以提供有益的加权。图3说明了感兴趣地下体积32进一步包括具有显著倾角(在图3中示为β ’)的第四地层48。如在图3中可以看到的，由于第四地层48的倾角，如果在第一组点44和第二组点46取得的样本不被加权，那么第四地层48内的测量属性的确定可能被在第一组点44取得的测量结果过度影响。如果在第一组点44和第二组点46取得的测量结果根据上述技术被加权(向在第一组点44取得的测量结果给予更大权重)，那么这种影响可能被加剧。回过头来参考图1，倾 角校正模块26被配置成调整被用于加权样本的井筒与垂线之间的角度，以便校正地层取向。这种校正可以包括从井筒与垂线之间的角度添加地层(或其它结构)沿井筒的倾角分量。这种校正可以表示为:( 2)Ct corrected- Q uncorrected+ ^ ;其中，a corrected代表将在样本权重确定中使用的校正后的角度，
代表井筒与垂线之间的未校正角度，而β’代表沿井筒的倾角分量，使得tanP ’ =cos( ξ-co)*tan@ ,其中，ξ和ω是从北极顺时针测量的钻孔方位角和地层倾角。倾角校正模块26可被配置成基于从由数据模块20获得的信息、从用户接口 14、电子存储器12、信息资源16和/或其它信息源接收到的信息获得的信息，获得用于确定地层倾角和/或沿井筒的地层倾角分量的信息。在有些实现中，如果地层倾角突破倾角阈值量，那么倾角校正模块26可以只调整井筒与垂线之间的角度。倾角阈值量可被事先配置(例如，作为编码参数)、基于用户输入被确定(例如，经用户接口 14)和/或被自动地动态确定。权重应用模块28被配置成应用由权重确定模块22确定的权重。这可以包括把权重确定模块22所确定的权重与相应样本相乘。统计描述模块30被配置成根据加权后的样本来确定感兴趣地下体积的一个或多个统计描述。由统计描述模块30根据加权后的样本确定的统计描述将具有减少的由于井筒取向和/或结构倾角造成的偏离。作为例子，统计描述模块30可被配置成确定描述感兴趣地下体积的柱状图、概率密度函数、累积密度函数、平均方差、半方差、协方差和/或相关统计量。图4说明了为在感兴趣地下体积内取得的样本确定去聚类权重的方法50。以下给出的方法50的操作是说明性的。在有些实施例中，方法50可被实现成具有一个或多个未描述的附加操作，和/或没有所讨论的操作中的一个或多个。此外，在图4中说明和以下描述的方法50的操作次序不是限制。在有些实施例中，方法50可以在一个或多个处理设备(例如，数字处理器、模拟处理器、被设计成处理信息的数字电路、被设计成处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其它机制)中实现。所述一个或多个处理设备可以包括响应于以电子方式存储在电子存储介质上的指令而执行方法50的一些或全部操作的一个或多个设备。所述一个或多个处理设备可以包括通过硬件、固件和/或软件被配置成专门设计用于执行方法50的一个或多个操作的一个或多个设备。在操作52，获得关于在感兴趣地下体积内取得的一组样本的信息。该组样本可在感兴趣地下体积中形成的井筒内取得。在操作52获得的信息可以包括样本本身、关于井筒的信息(例如，位置、取向、路径和/或其它信息)和/或其它信息。在一种实施例中，操作
52由与(图1中所示并在以上进行了描述的)数据模块20相似或相同的数据模块执行。在操作54，作出关于是否应当在确定一组样本中的样本的权重时对结构倾角进行校正的确定。在一种实施例中，操作54由与(图1所示并在以上进行了描述的)倾角校正模块26相似或相同的倾角校正模块执行。响应于在操作54确定应当为样本进行校正，方法50前进到操作56。响应于在操作54确定不应当为样本进行校正，方法50前进到操作58。在操作56，确定在取得样本的地方或附近沿井筒的井筒倾角分量。这可以从在操作52获得的信息中确定。在一种实施例中，操作56由与(图1所示并在以上进行了描述的)倾角校正模块26相似或相同的倾角校正模块执行。在操作60，调整在取得样本的地方或附近井筒与垂线之间的角度，以便说明沿井筒的井筒倾角分量。这可以包括把沿井筒的井筒倾角分量添加到所述角度。在一种实施例中，操作60由与(图1所示并在以上进行了描述的)倾角校正模块26相似或相同的倾角校正模块执行。在操作58，确定样本的去聚类权重。去聚类权重被确定成减小由于井筒和/或地层结构取向造成的偏离。去聚类权重可被确定为在取得样本的地方井筒关于垂线的角度的余弦的函数，或者去聚类权重可被确定为在操作56确定的校正后的角度的余弦。在一种实施例中，操作58由与(图1所示并在以上进行了描述的)权重确定模块22相似或相同的权重确定模块执行。在操作62，作出关于去聚类权重是否太小的确定。例如，这个确定可以通过比较去聚类权重与阈值权重来进行。阈值权重可以是最小阈值和/或某个其它阈值。在一种实施例中，操作62由与(图1所 示并在以上进行了描述的)最小权重模块24相似或相同的最小权重模块执行。响应于确定去聚类权重应当被替换，方法50前进到操作64。响应于确定去聚类权重不应当被替换，方法50前进到操作66。
在操作64，在操作58确定的去聚类权重被最小去聚类权重替换。方法50可以包括确定最小去聚类权重(例如，如以上所讨论的)。在一种实施例中，操作64由与(图1所示并在以上进行了描述的)最小权重模块24相似或相同的最小权重模块执行。在操作66，在操作58确定的去聚类权重或者最小去聚类权重被应用于样本。例如，对样本应用去聚类权重可以包括将去聚类权重于样本相乘。在一种实施例中，操作66由与(图1所示并在以上进行了描述的)权重应用模块28相似或相同的权重应用模块执行。对于在井筒内取得的所有样本，方法50循环回到操作54。方法50可以循环回到操作52,以便包括附加井筒。在操作68，可以基于加权的样本来确定感兴趣地下体积的统计描述。该统计描述可以包括感兴趣地下体积的柱状图、概率密度函数、累积密度函数、平均方差、半方差、协方差和/或相关统计量。在一种实施例中，操作68由与(图1所示并在以上进行了描述的)统计描述模块30相似或相同的统计描述模块执行。尽管已经为了说明的目的而基于目前被认为是最实用和最优选的实施例对本发明进行了详细的描述，但是应当理解，这种细节仅仅是为了那个目的而且本发明不限于所公开的实施例，相反，本发明是要覆盖属于所附权利要求主旨与范围的修改与等效布置。例如，应当理解，就可能的程度而言，本发明预期任何一种实施例的一个或多个特征都可以与任何其它实施例的一个或多 个特征组合。
权利要求
1.一种被配置成去聚类感兴趣地下体积内的属性样本的系统，该系统包括: 电子存储器，存储感兴趣地下体积内的属性样本，所述样本是从在感兴趣地下体积内形成的一个或多个井筒获取的；以及 一个或多个处理器，被配置成执行计算机程序模块，所述计算机程序模块包括: 权重确定模块，被配置成确定相应于各个样本的权重，使得各个样本的权重是从其获取该各个样本的井筒的取向的函数。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述电子存储器还存储指示井筒取向的信息。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算机程序模块还包括被配置成确定感兴趣地下体积的统计描述的统计描述模块，其中，所述统计描述模块被配置成使所述统计描述基于由相应权重加权之后的样本。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述统计描述模块被配置成使得所述统计描述包括柱状图、概率密度函数、累积密度函数、平均方差、半方差或者协方差。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述加权模块被配置成把各个样本的权重确定为从其获取该各个样本的井筒和垂线之间的角度的余弦的函数。
6.如权利要求5所述的系统，其中，所述加权模块被配置成使得各个样本的权重的确定包括:对于井筒中获取该各个样本的位置或其附近的结构倾角，校正井筒和垂线之间的角度的确定。
7.如权利要求5所述的系统，其中，进一步包括最小权重模块，被配置成使得响应于确定各个样本的权重小于最小·权重，把该各个样本的权重设置在所述最小权重。
全文摘要
关于感兴趣地下体积的井筒数据样本基于井筒取向和/或地层取向被加权。确定说明由井筒和/或地层结构取向造成的采样密度差异的去聚类权重。该去聚类权重可被实现成加权在井筒内取得的参数样本和/或更新或调整根据其它方案确定的其它权重。
文档编号G01V11/00GK103250074SQ201180055851
公开日2013年8月14日 申请日期2011年9月16日 优先权日2010年12月6日
发明者A·W·哈丁, M·W·韦特, M·J·皮尔茨 申请人:雪佛龙美国公司