由地球物理学数据和运动学重建约束的温度建模的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地球物理学数据和运动学重建约束的温度建模，具体地，本公开涉及 基于地震速度分析、重力反演、岩石物理学、构造地质学和计算数学的温度建模和这种模型 的约束。
【背景技术】
[0002] 在勘探地球物理学领域内，对地下构造和地表性质的研宄以及这些性质如何随地 质年代时间表而演变是主要主题。
[0003] 现有用于盆地模拟的若干商业软件包：
[0004] PetroMod Software Documentation, Schlumberger
[0005] PerMedia Software Documentation, Landmark
[0006] Temis Software Documentation, Institut I'Fan^ais du Petrle(TFP)
[0007] 在已知商业软件包中实现的方法不由地球物理学数据和岩石物理学模型约束，并 且不会基于地球物理观测的失配应用更新策略。
[0008] 目前，缺乏充分考虑这些问题且特别地关注更深入了解在地质年代时间表上的温 度演变和温度梯度的建模工具。
【发明内容】
[0009] 在给定盆地内的地质年代时间表上，有关温度、且具体是温度演变以及温度通量 梯度的信息是确定烃源岩有机质是否已经转化为碳氢化合物的核心因素。
[0010] 本发明有关适用于包括石油和天然气的地下建模和勘探的所有领域。来自测量方 法的数据可以产生重要参数，数据诸如地震的、地磁的和重力的异常、测井曲线温度、井芯 数据和其他，但最多只能给出所感兴趣的地下地质性质的部分本质图画。并且，其自身建模 高度地依赖于所使用的参数以及在何种程度上理解它们。通过用测量数据约束模型，该模 型可以在地质年代时间表上产生所感兴趣的地质构造的更精确的运动学重建。
[0011] 该术语运动学重建总地涉及地质构造的模型的重建，优选地经由模拟在未变形和 变形状态之间的一系列中间阶段的三维模型。
[0012] 此外，基于数据约束模型的数据处理和可视化技术高度依赖于空间覆盖和所使用 的输入数据的质量。
[0013] 地质历史和过去与现在的温度分布直接与现有的三维地球物理学观测相关联。
[0014] 本发明解决了石油系统评估中的基本问题，并远不止当前已知的商业软件和最优 实践。本发明将通过在地球物理学观测上约束概念盆地模型来减少温度建模中的不确定 性。
[0015] 本发明的第一方面涉及一种方法，用于从地质构造的三维导热系数模型估计地下 温度分布，其特征在于以下步骤：
[0016] a).获取所测量的数据，其对应所感兴趣的地质地下构造，所述数据包括地震勘测 数据、井内温度、海底或地表热通量测量结果以及基于实验室的岩心孔隙度测量结果，
[0017] b).估计地震速度和导热系数之间的关系，其中地震速度线性地依赖于孔隙度，导 热系数指数地或线性地依赖于孔隙度，并且
[0018] c).将所述模型校准至所述测量的井内数据和基于实验室的岩心孔隙度测量结 果。
[0019] 本发明的第二方面涉及第一方面的方法，其中，其中所述地震速度由Dix反演或 PSDM(PrestackDepthMigration)速度分析或全波形反演估计。
[0020] 本发明的第三方面涉及第一或第二方面的方法，其中地下温度分布通过解傅里叶 定律微分方程估计：
【主权项】
1. 一种方法，用于从地质构造的三维导热系数模型估计地下温度分布，其特征在于以 下步骤： a) .获取所测量的数据，其对应所感兴趣的地质地下构造，所述数据包 括地震勘测数据、井内温度、海底或地表热通量测量结果以及基于实 验室的岩心孔隙度测量结果； b) .估计地震速度和导热系数之间的关系，其中地震速度线性地依赖于 孔隙度，导热系数指数地或线性地依赖于孔隙度，并且 c) .将所述模型校准至所述测量的井内数据和基于实验室的岩心孔隙 度测量结果。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述地震速度由Dix反演或PSDM(叠前深度偏移） 速度分析或全波形反演估计。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中地下温度分布通过解傅里叶 定律微分方程进行估计： 共T
q为热通量矢量，k为导热系数，且
3温度梯度。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中傅里叶定律的解的边界条件基于以下步骤： a) 构建来自地震解释的地质场景，包括到莫荷界面的深度； b) 使用重力和地磁数据约束地质场景的设置； c) 计算傅里叶定律的端元解，假设一系列情况，对于每种情况均具有常数热通量；且 d) 校正傅里叶定律的一系列解至井内温度测量结果和地表或海底热通量测量结果，优 选地在贝叶斯统计架构中；且 e) 从映射V〈 = >lq/kl计算平衡温度分布。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述温度分布为当前温度分布，作为地质年代的 函数用于作为在温度历史的正向模型中的最终条件。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中所述温度分布为当前温度分布，作为地质年代的 函数用于作为在温度历史的逆向模型中的初始条件。
7. 根据权利要求5或6所述的方法，其中有限差分和有限元的解在热扩散方程式中用 于热流。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述热流模拟应用以下参数： a) 热传导，包括各向异性导热系数， b) 平流，包括隆起、下沉和对流，包括流体流动， c) 外部边界条件，包括在顶部和底部所测量的温度、温度梯度或热通量， d) 内部发热，包括在沉积物中的放射性衰变， e) 瞬态热源，包括侵入体，以及 f)时变地下性质，包括已知的地质历史。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中地质温度历史的建模迭代地进行，包括以下步骤： a) 通过运动学重建提出一系列地质历史的端元和平均实例，包括第一级地质事件，诸 如下沉、隆起、侵蚀、冰蚀、主要地壳构造事件。 b) 使用岩石物理模型和包括地震速度和重力的地球物理学数据为导热系数、热容和质 量密度建立相应的时变性质模型， c) 利用包括顶部和底部的时变热通量或温度的一系列边界条件正向建模、或逆向建模 温度历史， d) 比较正向建模温度和温度梯度历史，以预测当前温度分布， e) 使用失配测量结果来调整所述边界条件以排除不可能的地质历史，且 f) 使用自动反演程序来调整所述边界条件以匹配当前温度分布。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中来自数值模拟的输出包括1D、2D或3D温度历史 和温度梯度历史。
【专利摘要】公开了一种方法，用于从地质构造的三维导热系数模型估计地下温度分布，其特征在于以下步骤：a)获取所测量的数据，其对应所感兴趣的地质地下构造，并包括地震勘测数据、井内温度、海底或地表热通量测量结果以及基于实验室的岩心孔隙度测量结果，b)估计地震速度和导热系数之间的关系，其中地震速度线性地依赖于孔隙度，导热系数指数地或线性地依赖于孔隙度，并且c).将所述模型校准至所述测量的井内数据和基于实验室的岩心孔隙度测量结果。
【IPC分类】G01V99-00
【公开号】CN104813197
【申请号】CN201280075406
【发明人】托尔格尔·维克, 卡提尔·霍克斯塔德, 安德斯·德勒热, 肯尼思·迪福, 克莉斯汀·费舍勒, 鲁内·基尔克杰波
【申请人】挪威国家石油公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2012年8月20日
【公告号】CA2882494A1, EP2885663A1, US20150242362, WO2014029415A1