静态地球模型网格单元缩放和性质重新取样方法及系统的制作方法
【专利说明】静态地球模型网格单元缩放和性质重新取样方法及系统
[000。 背景
[0002] 现代油田经营者需要与井下遇到的参数和条件相关的大量信息。在信息类型中捜 寻最多的是孔隙度和渗透率，即，流体(通常是油、水、气体等)流动通过地质地层的能力。储 层的渗透率随可用孔隙的互连性W及孔径分布、流动方向、颗粒大小和分选、泥质含量、非 连接孔桐和裂缝而变化。为了有助于表征和模拟地层性能，采用地质网格，其中地质网格的 网格单元(块)被指派地层参数的值，诸如孔隙度、渗透率和/或其它。随着网格单元的大小 减小，网格计算变得更复杂和耗时。另一方面，随着网格单元的大小增大，网格计算变得更 简单化且较不可能准确地表示井下条件。。确定适当的网格单元大小不是一项普通的任务。
[0003] 附图简述
[0004] 当结合附图考虑W下详细描述时，可获得对各种公开的实施方案的较好理解，附 图中：
[0005] 图1示出用于确定静态地球模型的说明性过程。
[0006] 图2示出说明性控生产系统。
[0007] 图3示出控制系统的说明性组件。
[000引图4示出用W控制数据收集和产生的说明性计算机系统。
[0009]图5用S维示出说明性数据量。
[0010 ]图6示出说明性成像系统。
[0011] 图7示出说明性网格单元缩放和性质重新取样的方法。
[0012] 应理解，附图和详细描述并不意在将公开的实施方案限于示出的特定形式，而是 相反，其意图是涵盖落入所附权利要求书的范围内的所有修改，等效物和替代方案。
[001引详细描述
[0014] 控生产监测或规划设及从储层的井内和周围收集测量的数据。此数据可包括，但 不限于水饱和度、水和油削减、流体压力和流体流速。当收集到数据时，将数据存档到历史 数据库中。然而，所收集的数据主要反映紧靠储层井周围的条件。为了提供储层状态的更全 面的说明，执行模拟，其基于所收集的数据（当前的和历史的）来对整个储层的整体性能建 模。运些模拟预测储层的整体当前状态，从而产生井筒附近和离井筒某一距离处的模拟数 据值。
[0015] 储层模拟结果的准确性受描绘地下地层W及各种其它输入，诸如岩石-流体描述 和压力-体积-溫度表征的静态地球模型所限制。为了有助于表征和模拟储层性能，静态地 球模型采用地质网格，其中地质网格的网格单元被指派相同的地质参数值(例如，孔隙度和 渗透率值）。根据至少一些实施方案，公开的方法和系统使用网格单元缩放过程来确定静态 地球模型，其中预定规则确定应用于静态地球模型的网格单元中的至少一些的缩放量。在 缩放过程完成之后，可评估静态地球模型W确定其相对于缩放之前的版本的准确性。举例 来说，在一些实施方案中，通过将静态性质连接度、弯曲度、欧拉数、流线模拟和/或全油田 储层模拟的缩放之前和缩放之后的值进行比较来评估缩放之后的静态地球模型。需要时， 对静态地球模型进行地质特征调整(煤岩型比例图、相关系、定义的沉积相内的岩石物理性 质的分布)和/或网格缩放调整(放大或缩小），直到评估结果指示缩放之后的静态地球模型 的属性精确到阔值容限水平内且指示进一步缩放对于与模型相关联的地质完整性和/或生 产历史是有害的。所得静态地球模型可接着用于正在进行的操作，诸如流体流动模拟。
[0016] 如本文中所使用，"弯曲度"指计算为通过宏观流动方向上的介质的弧长与直线距 离的比。可使用定义为连接的地质体的岩石物理性质静态地和/或使用流线动态地执行弯 曲度的计算。均质和异质情况(针对静态和动态模型两者)之间的弯曲度的差指示岩石性质 异质性的可能影响，其在流动路径中产生分歧，和/或动态模型中的多相流效应(例如，由润 湿性引起的流体滞留或由毛细现象引起的隔离）。而且，可通过将相应静态和动态模型的弯 曲度的直方图与从给定岩石物理实现或处理后的流线束计算出的弯曲度进行比较来确定 弯曲度的改变。
[0017] 需要时，对静态地球模型进行地质特征调整(煤岩型比例、相关系、定义的沉积相 内的岩石物理性质的分布)和/或网格缩放调整(放大或缩小），直到评估结果指示缩放之后 的静态地球模型的属性精确到阔值容限水平内且指示已达到缩放极限。所得静态地球模型 可接着用于正在进行的操作，诸如流体流动模拟。
[0018] 图1示出用于确定静态地球模型的说明性过程10。过程包括数据分析块14,其从块 12接收测井输入。测井对应于所收集的数据，其可包括，但不限于孔隙度、渗透率、电阻率和 伽马射线。此处，评估数据质量且去除非正常值，使得不将不合逻辑的数据导入开发的模型 中。块12还提供框架，其对应于基于沉积环境的框架解释和知识的静态地球模型的结构规 贝1J。地层建模块16使用框架来建立地质单元网格，其尊重从沉淀得到的层内几何形状。
[0019] 煤岩型比例图制作块18,煤岩型比例图定义分组的比例曲线和/或平滑的煤岩型 比例。向相建模块20提供所产生的煤岩型比例图，相建模块20产生一个或多个沉积相模型 (例如，基于随机模拟方法），其可用作储层或地层内的岩石物理性质的数学分布的模板。举 例来说，在过程10中，将一个或多个相模型输入至岩石物理建模块22,其使用一个或多个相 模型的空间约束用数学方式将岩石物理性质分布在静态地球模型内。
[0020] 在至少一些实施方案中，将岩石物理特征输入至后处理块24,后处理块24估计体 积特性，诸如原始石油地质储量、总的岩石体积，和可回收控。后处理块24也可量化静态性 质不确定特性，且可在静态地球模型中执行单相流体数值模拟，W便评估从沉积相得到的 分布的岩石物理性质和空间约束的效果。
[0021] 将岩石物理特征也输入至网格单元缩放/性质重新取样控制器块26,其确定多个 网格单元中的每一个的网格单元大小，且指派每个网格单元的岩石物理性质值(例如，孔隙 度和渗透率值）。在至少一些实施方案中，网格单元缩放控制器块26基于预定规则来确定缩 放程度，所述规则包括:1)所需的矩阵网格(ROOT)单元的量;2)恰当地描述地质特征和不整 合所必须的局部网格加密(LGR)的量;3)因为输入岩石物理性质引起的静态弯曲度;4)因为 输入沉积相性质引起的静态弯曲度;5)由单相流模型执行得到的流体饱和体积的动态弯曲 度;6)由多相流模型执行得到的流体饱和体积的动态弯曲度;和/或7)欧拉数的相对误差的 最小化。
[0022] 更具体地说，对于规则1，可指示期望用于流动模拟模型的缩放单元的最大数目。 对于规则2,可指示恰当地描述流动模拟模型中的地质所必须的LGR的最大量。对于规则3， 应用岩石物理性质过滤的组合。首先，在所有活动的、几何上和岩石物理上相关的单元中计 算具有均质性质值的虚拟网格体的弯曲度。此均质虚拟网格体的弯曲度(例如，直方图）表 示过度缩放对预期网格的影响，且将其与原始(缩放之前/重新取样）的网格W及缩放时的 每一相继尝试进行比较。接近均质虚拟网格体弯曲度的网格弯曲度指示因为缩放/重新取 样引起的过量数据拖尾。因此，对于规则3的用户指定的条件可W是尊重针对缩放之前的网 格计算的在指示的容限水平内的弯曲度分布。对于规则3,当在不同的放大程度内维持岩石 物理性质的范围的弯曲度时，针对岩石物理性质的选定范围保持岩石性质连续性。
[0023] 对于规则4,像规则3-样应用岩石物理性质过滤的组合。然而，规则4并入有沉积 相作为用于计算弯曲度的目标性质。对于规则4,当在不同的放大程度内维持沉积相的弯曲 度时，保持空间连续性。
[0024] 对于规则5,使用流体流动建模的单相近似，诸如DecisionSpace地球建模中可用 的，来计算原始(缩放之前的）网格的流线。而且，计算虚拟网格(原始网格但具有指定的均 质岩石性质）的单相流流线。单相流流线提供用于确定过量放大的基准。通过计算所产生的 流线的弯曲度使得放大的相继迭代在针对缩放之前的网格与均质体计算的流线分布之间 产生一致的弯曲度分布来确定动态弯曲度。对于规则5的用户指定的条件将是尊重针对缩 放之前的网格计算的在指示的容限水平内的弯曲度分布。
[0025] 对于规则6，使用流体流动建模的多相