专利名称：用于解释钻井数据的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及测井记录(well log)的地层学解释，更具体地，涉及自动解释系 统和方法。
背景技术：
通过分析与形成储层的沉积环境有关的信息，可以预测储层的采油效率。在这种 方法中，沉积单元的识别和标记一般由经验丰富的专业地层学家来进行，这些地层学家检 查测井记录并且手工地标记单元边界并识别这些单元。因此，从这些分析中获得的信息可 能随进行该分析的特定专家而异，并且，分析大量测井记录所需的时间可能相当长。测井记 录分析的自动化可以减轻地层学家的工作负担，并且可以提供更一致的分析。
发明内容
本发明的实施例的某些方面提供了一种解释指示一部分地下地层(subterranean formation)的物理属性的测井记录数据(well log data)的方法，其包括将测井记录数 据划分成段，每个段代表被测井范围的各自相连部分；为每个段定义成员函数，所述成员函 数定义每个段属于一个定义组的程度；以及根据从以前解释的沉积单元中导出的属性值和 所述成员函数，确定每个段的沉积类型。本发明的实施例的某些方面包括自动解释指示一部分地下地层的物理属性的测 井记录数据的系统，其包括数据存储设备，配置和安排成存储测井记录数据；以及处理 器，配置和安排成执行机器可执行指令，以便将测井记录数据划分成段，每个段代表被测井 范围的各自相连部分；为每个段定义成员函数，所述成员函数定义每个段属于一个定义组 的程度；以及根据从以前解释的沉积单元中导出的属性值和所述成员函数，确定每个段的 沉积类型。本发明的实施例的某些方面可以包括用执行上述方法或控制上述系统的计算机 可执行指令编码的计算机可读媒体。本发明的实施例的某些方面可以包括包含上述系统并被配置和安排成根据上述 方法提供对系统的控制的系统。这样的系统可以包含，例如，编程为允许用户根据所述方法 或其它方法控制设备的程序。通过参照形成本说明书的一部分、相同附图标记在各个图形中表示相应部件的附 图考虑如下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它目的、特征、和特性，以及操作方 法、结构的相关元件的功能、部件的组合、和制造经济性将变得显而易见。但是，不言而喻， 这些附图只用于例示和描述的目的，而无意作为限制本发明的定义。正如用在说明书和权 利要求书中的那样，除非上下文另外明确指明，单数形式“一个”、“一种”、和“该”也包括复 数指示物。
图1是例示根据本发明一个实施例的方法的一个实施例的流程图；图2是根据本发明的一个实施例指定了一组模糊符号的一组数据的例子；图3是代表根据本发明一个实施例的共同演变规则树发展过程的终点的规则树 的例示；图4是例示根据本发明一个实施例的FST的运行工作流的流程图；以及图5是执行根据本发明实施例的方法的系统的一个实施例的示意性例示。
具体实施例方式本发明人已经确定，可以基于采用模糊逻辑规则来分类沉积单元的经过训练的专 家系统来执行测井记录解释。识别和标记深水储层的地层学成分的一种系统化的手段是在基于地层的物理属 性并且一般与厚度和时间无关的分层框架内描述它们。在这种框架中，这种分层分类的基 本构建块是在本文中定义为在单个沉积周期内沉积并由撕裂部分或废弃部分界定的沉积 物体积的截面表征的单元。对于这种分类方案，各个单元在粒度、岩相类型和构造风格方面 从轴心到边缘呈现一般可预测的变化。同时，由于撕裂部分(沟道或凸起的横向移动)控 制这些特性的分布，所以这些单元可以用于理解储层和非储岩层相的分布。相似粒度、岩相和构造风格的两个或更多个单元形成一个复合体(complex)。复合 体内的单元是遗传相关的，呈现可预测的组织和沉积趋势。一个复合体组由不同构造风格 的单独复合体和/或呈现相互独立的沉积趋势的相似构造风格的复合体组成。利用这种分 层手段描述深水砂体提供了直接比较相似地层学成分并且一般可以改善储层表征和生产 率预测的方法。尽管如下讨论集中在Y射线测井、深水储层和一组特定沉积类型上，但所述的方 法和系统可应用于其它环境和存在于那些环境中的单元的其它类别。应该懂得，对于某些 其它类别，除了 Y射线之外的其它数据也可能是最有用的。同样，除了 Y射线之外，还可 以使用其它类型的数据，其中这样的次要数据(例如，电阻率、X射线、超声波或NMR)可用 于区分在Y射线测井记录上看起来类似的两个类别。对于深水环境中的储层勘探，特别感兴趣的单元是相关的沟道，因为它们是有可 能找到烃(油和气)的区域。为了储层的更精细表征，可以将沟道单元细分成沟道轴、偏离 沟道轴、和沟道边缘共生体(association)。沟道轴沉积物(A)的主要成分是高浓度浊流 沉积的高度混合大块砂岩，Y射线测井记录呈现陡峭的块状响应。偏离沟道轴共生体(OA) 通常显示从微弱块状到中等锯齿状Y射线测井记录特征，通常由堆叠的、半混合到非混合 的、大块到平坦分层的砂岩和夹层页岩构成。沟道边缘沉积物(M)包含多种岩相，其特征在 于夹着厚页岩的高浓度和低浓度混浊砂岩的杂岩混合，呈现锯齿状并且一般较高的Y射 线记录响应。非沟道并且可以从沟道单元识别并分开的两种其它单元类型是漫滩和质量迁移 复合体。漫滩沉积物(OB)的主要成分是页岩，其间夹着薄砂岩，显示不规则特征而缺乏鲜 明的Y射线记录趋势。质量迁移复合体(MTC)由质量迁移占主要地位的聚集成分组成。 随着盆地被填充，随时都有可能发生盆地边缘的质量流失和大量重新沉积物质的涌入。取决于它们的来源，这些复合体可能是非常泥泞的或非常砂性的，但都趋向于内部混乱。由于 MTC的岩性可变性，可能难以统一表征它们的测井记录响应，而它们通常显示具有升高的 Y射线响应的不规则混乱特征。鉴于上述每种单元的Y射线测井记录响应之间的差异，本发明人已经确定，解释 Y射线测井记录的机器学习手段可能是有用的。在这种手段中，将专业解释人员施加的沉 积标记和Y射线数据用于训练专家系统，以便该专家系统能够重复解释人员的结果，并且 在分析新测井记录时应用相似逻辑。根据这种手段的方法的一个实施例的具体例子例示在图1中。在100中，根据等 式1以API为单位的来自专家解释的测井记录的Y射线数据转换成归一化Vsh数据其中，Vsh是页岩体积的测量值，GRmin是来自测井记录的最小读数，GRmax是来自测 井记录的最大读数。在110中，根据分组单元内的相似性将归一化Vsh数据分段。在一种分段手段中，将 测井记录的相邻部分分组在一起。随着相邻点被加入该段中，对新段确定方差，当达到阈值方 差时，或可替代地，当方差的变化量达到阈值时，结束该段，开始新段。可选地，像来自德国慕 尼黑的Definiens公司的eCognition那样，根据各种同质性度量来分段图像数据的图像分析 软件可以用于将测井记录组织成段。关于这一点，也可以使用其它机器执行分段手段。在120中，可选地调整由专业解释人员标记的单元的段，以便对由解释偏差引起 的微小边缘效应进行校正(即，在自动分段和专家分段不同的情况下，可以对其中之一或 两者加以调整，使得它们相同)。一般说来，将把专家分段调整成与自动分段相对应。在这 些差异较大的情况下，使用不同分段标准重新运行自动分段以保证两者之间更密切的对应 关系也许有用。将分段Vsh数据表示成一系列数值^ = ,…，瓦，其中f是第i段内数据
的平均值。取决于&落在其中的数值范围，可以在130中确定它的关联模糊符号。下面更 详细描述这种关联的具体例子。准备好将变换的模糊符号用于训练模型，例如，将模糊符号翻译成沉积标记的有 限状态转换器(FST)模型。在机器语言设置中，FST是将源语言的字符串映射成目标语言的字符串的模型。关 于生成什么输出符号的决定取决于两个因素输入符号和当前状态。地层学数据的解释人 员，即地层学家考虑诸如每个块的厚度和相邻块的差异程度那样的其它因素来给出解释。 换句话说，除了输入符号和当前状态之外，还要通过附加模型参数来决定输出符号。这种模 型是给出五种可能沉积类型之一(在该例的深水环境中)作为其输出的决策模型。使用共同演变系统可以开发出接近地层学家的结果的模型。为了构建包含与地层 学家所使用的知识相似的知识以便分类五种不同沉积类型的模型，在140中为地层学家识
0，
GRi -GRmm
GRmax — GRmin
GR < GR ；
inun，
，GR < GR1 < GR
“rnin/max
GR > GR
权利要求
1.一种解释测井记录数据的方法，该测井记录数据指示地下地层的一部分的物理属 性，该方法包含将测井记录数据划分成段，每个段代表被测井的范围的各自相连部分； 为每个段定义成员函数，所述成员函数定义每个段属于一个定义组的程度；以及 根据从先前解释的沉积单元中导出的属性值和所述成员函数，确定每个段的沉积类型。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述划分进一步包含将至少一个变化标准应用于测 井记录数据，使得每个段代表与相邻数据的变化量小于所述变化标准的数据。
3.如权利要求1所述的方法，其中在所述划分之后，将所述段与解释相同测井记录数 据的测井记录数据解释人员生成的一组段相比较，并根据所述比较来调整所述测井记录数 据解释人员生成的该组段中的边界差异。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述先前解释的沉积单元先前是由测井记录数据解 释人员解释的。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述先前解释的沉积单元先前是由专家系统解释的。
6.如权利要求1所述的方法，其中对于每个段，将数据值设置成等于所述段的平均数 据值。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述先前解释的沉积单元来自具有与所述地下地层 相同的沉积环境的区域。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述测井记录数据是Y射线数据。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包含将γ射线数据转换成页岩体积数据。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述页岩体积数据被表示成一系列数值Vsh=Sl， S2, ... , Si，其中Si是第i段内数据的平均值。
11.一种自动解释测井记录数据的系统，该测井记录数据指示地下地层的一部分的物 理属性，该系统包含数据存储设备，被配置和安排成存储测井记录数据；以及处理器，被配置和安排成执行机器可执行指令，以便将测井记录数据划分成段，每个段 代表被测井的范围的各自相连部分；为每个段定义成员函数，所述成员函数定义每个段属 于一个定义组的程度；以及根据从先前解释的沉积单元中导出的属性值和所述成员函数， 确定每个段的沉积类型。
12.如权利要求11所述的系统，进一步包括输入设备，被配置和安排成使用户输入对 所述段的边界的调整。
13.如权利要求11所述的系统，进一步包括包含所述先前解释的沉积单元的机器可读 数据，并且其中所述先前解释的沉积单元包含人为解释的沉积单元。
14.如权利要求11所述的系统，其中所述处理器被进一步配置和安排成通过将至少一 个变化标准应用于测井记录数据来将测井记录数据划分成段，使得每个段代表与相邻数据 的变化量小于所述变化标准的数据。
15.如权利要求11所述的系统，进一步包含探针，被构造和安排成测量地下地层的所 述部分的物理属性并将所测量属性发送给所述数据存储设备。
全文摘要
通过软计算方法对测井记录数据指定沉积标记。通过分段，将模糊符号指定给各段(130)，并为专家标记的单元计算属性值(140)，针对专家解释的测井记录训练模型。根据这些值，为许多沉积类型的每一种训练分类器(150)。最终，开发出将模糊符号翻译成沉积标记的模型(160)。一旦被训练，就将该模型应用于测井记录数据。
文档编号G01V5/00GK102066985SQ200980122053
公开日2011年5月18日 申请日期2009年4月24日 优先权日2008年5月1日
发明者D·A·威尔金森, 蒂娜·于 申请人:雪佛龙美国公司