如在本发明的说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式"一"和"所述" 意图也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解，如本文中所使用的术语"和/ 或"是指相关联的列出的术语中的一个或多个的任一和所有可能的组合，并且包含运些组 合。将进一步理解的是，术语"包括"、"包含"在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整体 物、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其他的特征、整体物、步骤、 操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或添加。而且，在此使用的术语"如果"根据上下文 可W被解释为"当…时"或"在…时"或"响应于确定…"或"响应于检测…"。
[0049] 现将注意力转向根据一些实施例的处理工序、方法、技术和流程。本文公开的处理 工序、方法、技术和流程中的一些操作可W组合和/或一些操作的顺序可W改变。
[0050] 图1示出了根据一个实施例的用于处理地质力学数据的方法100的流程图。该方法 100可WW获取地下体积区或区域的=维力学地球模型(MEM)开始，如102所示。在一些实施 例中，可W作为所述方法100的一部分来构建MEM，例如使用从现场所收集的数据，例如岩忍 样品、测井记录、地震数据、其它地质学数据等。在其他实施例中，MEM可W先验构建且可W 作为方法100的一部分被接收。
[0051] 所述方法100还可W包括部分地基于来自MM的S维数据、基于井数据和/或一个 或多个水力控制参数计算一个或多个水力压裂性能属性，如104所示。所述一个或多个水力 压裂控制参数在一些实施例中可W是用户指定的。附加性地或替代性地，所述一个或多个 水力压裂控制参数可W在所述模型中建立。运样的水力压裂控制参数的例子包括最大井底 压力、井位置、井轨迹、孔隙流体压力、抗拉强度、弹性多孔特性、井和地层之间的压力连通、 地层中缺陷的存在与否、其尺寸和方位(如果存在的话）、流体流变学、加压速率等。
[0052] 水力压裂性能属性可W表示压裂性能及风险，并且可W从所述S维MM数据得到 (例如，在逐个单元的基础上）。水力压裂"性能"在一些实施例中可W是指，裂缝几何特性和 布置、支撑剂体积和布置和/或生产总量、速率或它们的组合。更具体地，该术语可W指预期 支撑剂布置和实际支撑剂布置之间的差。例如，少于预期的支撑剂可能导致过度地购买和 部署支撑剂，并可能导致额外的洗井操作和小于预期生产性能。此外，"性能"可W是指在一 段时间内累积生产的碳氨化合物产量、生产的瞬时速率、或类似的生产指标。
[0053] 水力压裂风险（也可W通过水力压裂性能属性表示）指的是与不良性能相关的后 果(例如可能性和严重性）。运样的后果可W包括材料成本、设备成本、时间、声誉等。
[0054] 水力压裂性能属性的例子(其在下面更详细地描述)包括主应力方向的垂直度、应 力体制、应力各向异性、平面应变杨氏模量、裂缝起始和破裂压力(和/或其梯度）、向上和向 下应力屏障、虚拟裂缝帘、裂缝几何特性、近井曲折度的代表(例如，井眼壁处的错位和近井 与远井区域之间的裂缝再定向）。然而，应该理解的是，运不被认为是穷尽的列表，而仅是可 W与本发明一致使用的许多水力压裂性能属性中的几个例子。水力压裂性能属性可W是一 维的（如沿井眼轨迹）、二维的（如沿地面地图）、或=维的（如在一个体积区立方体中）。
[0055] 此外，在计算任意的水力压裂属性时，可W采用井数据。所接收的井数据可W表示 来自一个实际或计划井眼中的数据，并且可W包括位置、轨迹等。然而，至少一些井数据可 W是"通用的"，而不是实际的。例如，实际的井数据可W包括在模型化的地下区域中的具体 位置。通用的井数据可W确定井眼轨迹，如垂直、横向、或其间的角度，并且可W包括布置在 所述区域中的任意位置的井眼。此外，在一些实施例中，可W根据局部(例如，网格中的一个 单元)标准来定义通用井眼，如下面的最小-压缩应力方向。使用通用井眼可提供允许在多 个位置对水力压裂性能属性进行计算的近似，例如贯穿整个模型化的地下体积区。在一些 实施例中，除了通用井数据，可W采用实际井数据。
[0056] 应该理解的是，本文使用了一个惯例，其向压缩应力幅度赋予一个正值，而不是一 个负值。因而，根据本发明，更大的应力幅度有着更大的压缩，而具有较小幅度的应力有着 较少的压缩(和/或更多的拉伸）。
[0057] 此外，在计算一个或多个水力压裂性能属性时，可W计算近井和/或远井应力场。 近井应力场可W位于井附近，例如，从其向外延伸距离所述井约一倍至约五倍的井直径。在 其他实施例中，在确定"近井"应力场的位置时，可W采用其它运样的井眼直径倍数。"远井" 应力场可W是基本上不或根本不受井眼的存在所影响的应力场。一般地，可W在距离所述 井眼至少约5倍井眼直径的距离处计算远井应力场，但为了计算远井应力场而选择远井区 域时，也可采用其它倍数(例如，约6、约7、约8、约9、约10、约15等）。
[0058]方法100然后可W进行到，至少部分地基于所述一个或多个水力压裂性能属性确 定地下区域中的一个或多个实际或潜在位置的完井质量，如106所示。所述位置可W是井位 置，例如哪里有井可W位于地下体积区中。所述位置也可W或代替地指沿着井的位置，例 如，用于确定可W采用处理的井眼中的深度区间等。所述位置也可W是所述地下区域中的 子体积区。运样的子体积区可W根据地层学或岩石学或任意其它岩石特性来定义。子体积 区也可W是或包括该区域的结构单元，如断层限定的隔室。完井质量可W是指在特定位置 处的一个井处理操作的预期性能，如上所定义的，无论是在地下体积区中的一个井的位置， 还是沿一个计划或实际的井的位置。
[0059] 此外，完井质量可W是一个系数或排名。例如，可W针对所述地下区域的井轨迹、 二维地图（例如，地面的或在地下区域的特定深度或地层处的）、或地下区域的=维体积区 为所述完井质量计算一个值。该值可与地下区域的其它值进行比较，W便给出一个得分或 相对于地下体积区的其他区域的排名，或者可W在没有运样的比较的情况下被提供。
[0060]完井质量可W基于水力压裂性能属性中的一个来确定。在另一个实施例中，完井 质量可W被确定为多个水力压裂性能属性的一种组合，其可W是归一化的、加权的或W其 它方式调整的，例如，根据用户的喜好，地质因素、力学因素等进行调整。将多个可获得的水 力压裂性能属性组合成完井质量的得分、排名、筛选等可用于表示在地下体积区中的给定 位置或沿着井的与处理和/或生产相关的性能和风险。
[0061] 该方法100还可W包括基于在运些位置相应的完井质量比较各个位置，如108所 示。在一些实施例中，可W显示完井质量和/或一个或多个水力压裂性能属性的颜色编码 图、灰度图、或其他类型的图像。基于运样的显示和/或其它数据，无论是定性或定量，可W 形成位置排名。此外，完井质量数据可W用于筛选出具有低完井质量得分的位置，无论是客 观的或相对于其他位置。
[0062]图2示出了根据一个实施例的用于处理地质力学数据的方法200的流程图。方法 200可W由接收作为输入的S维力学地球模型(MEM)开始，如202所示。应该理解的是，S维 MEM也可W包括时间维度。然而所得到的四维MEM除了第四时间维度外仍然包括=个维度， 并因此被认为是在"立维"模型的范围内，如本文所用的。所述MEM可W提供一个对地下体积 区的表示，例如，在软件应用程序中。所述地下体积区可W包含一种或多种多孔介质，诸如 岩石，并且所述MEM可W含有数据表示区域，例如，诸如像素、体素、网格等的离散元（W下称 为"单元"）。所述MEM还可W包括所述介质的材料特性，例如，其中每个单元包括或W其他方 式关联表示与所述单元相关联的体积区的介质的材料特性的数据。运样的材料特性可W包 括，例如，多孔弹性和强度特性。所述MEM还可W包括在一个或多个时刻(例如，当依时间的 模拟结果可用时）的孔隙流体压力、溫度、饱和度、主应力方向和幅度。
[0063] 方法200可包括至少部分地基于来自所述S维MM的数据计算一个或多个水力压 裂性能属性，如204所示。可W计算不同类型的水力压裂性能属性;例如，可W计算一个或多 个上面参考方法100和图1所描述的那些水力压裂性能属性。
[0064] 在一些实施例中，可W接收来自水力压裂模型的数据，如206所示。在另一个实施 例中，代替所述水力压裂模型或除所述水力压裂模型外，可W接收从现场测量所得到的数 据(例如，"现场数据"）。可W基于在206接收的数据(例如水力压裂模型和/或现场数据)来 校准所述一个或多个水力压裂性能属性，如208所示。一般地，水力压裂模型可W接收地下 体积区的特征(例如，从力学地球模型），并可W执行水力压裂操作的模拟，例如裂缝在地下 体积区中的形成。此外，水力压裂模型可W包括现场数据测量结果。水力压裂模型的行为， 例如，水力裂缝生长的方式，因此可W与水力压裂性能属性相关联。因此，可观察到基于水 力压裂模型与水力压裂性能属性的准确性的关系。例如，在其中一个或多个水力压裂性能 属性与水力压裂模型模拟的结果不一致的地下体积区域中，所述水力压裂性能属性可W被 认为是不可靠的。同样地，其中水力压裂模型中的水力裂缝表现得如从所述水力压裂性能 属性所期望的时，可W确认所述水力压裂性能属性。
[0065] 所述方法200然后可W进行到，基于所述水力压裂性能属性确定完井质量，如210 所示。可W沿井轨迹计算所述完井质量，例如，在一个维度中。也可W或替代地为地下体积 区的一个二维表面(例如，地球表面或一个水平的或另外定向的地下岩层)计算完井质量。 也可W或代替地为一个=维体积区或"立方"（例如在地下体积区的全部或一个区域上)计 算完井质量。因此，方法200可接收S维(或更多维）的MM作为输入，并且可W输出一维、二 维或=维完井质量。
[0066] 在一些实施例中，可W显示完井质量，如212所示。例如，完井质量的值可W与颜色 频谱或灰度频谱相关联，其可W提供对"甜点"的直观认识，在此处，对储层和/或从井眼的 生产成功增产的可能性很高。在其他实施例中，也可W呈现数值表示、梯度或其它表示。
[0067] 图3A示出了根据一个实施例的用于计算主应力方向的垂直度的方法300的流程 图。主应力的垂直度可W是水力压裂性能属性，其可W在方法100和200中的一个中使用或 两者中使用。方法300可接收=维地质单元网格作为输入，如302所示。所述地质单元网格可 W包括表示地下体积区的离散区域的多个单元;具体地，在一个实施例中，所述网格的单元 可W包括(例如，通过在数据库、表等之中的关联)表示包含在由在网格中的单元所表示的 地下体积区的区域中的介质的力学特性的数据。例如，所述单元可W包括表示在各自的区 域中的=个主应力的幅度和方向的数据。所述=个主应力在力学中通常表示为〇1、化、〇3,并 且是计算出的=个正交于=个主平面的应力，相应的应力矢量垂直于=个主平面。
[0068] 方法300可W包括选择网格单元，如304所示。所选择的单元可W包括表示=个主 应力的相应的方向与幅度的数据，如306所示。更具体地讲，例如，所述单元可W包括作用于 由地下区域的地质单元网格中的所述单元所表示的介质上的=个主应力的方向和幅度。
[0069] 方法300然后可进行到，确定各个应力方向与垂直方向之间的各自角度，如308所 示。垂