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使用数据驱动不确定性范围的储层属性趋势建模指导.pdf

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使用 数据 驱动 不确定性 范围 属性 趋势 建模 指导
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摘要
申请专利号:

CN201580043685.0

申请日:

2015.03.20

公开号:

CN106663234A

公开日:

2017.05.10

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法?#19978;?#24773;: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G06Q 10/06申请公布日:20170510|||公开
IPC分类号: G06Q10/06(2012.01)I; G01V99/00(2009.01)I; G06Q30/02(2012.01)I; G06Q50/16(2012.01)I 主分类号: G06Q10/06
申请人: 雪佛龙美国公司
发明人: S·?#22266;?#38647;贝尔; M·皮尔克茨; C·安利; J·索恩
地址: 美国加利福尼亚
优?#28909;ǎ?/td> 2014.08.15 US 14/461,212
专利代理机构: 中国国际贸?#29366;?#36827;委员会专利商标事务所 11038 代理人: 曹瑾
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法律状态
申请(专利)号:

CN201580043685.0

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2018.03.06|||2017.05.10

法律状态类型:

发明专利申请公布后的视为撤回|||公开

摘要

公开了用于地下属性的趋势建模的方法和系统。一种方法包括定义地下体积的地层网格,地层网格包括多个柱和多个层。该方法还包括针对每个层或柱,至少部分基于地下体积中的井数据确定初始平均属性值以及确定围绕该初始平均属性值的置信区间,该置信区间定义目标平均属性的可能值的范围。该方法还包括接收对所述层或柱中的一个或多个中的初始平均属性值的一个或多个用户定义的编辑,所述一个或多个编辑导致建模的目标平均属性值,以及确定所建模的目标平均属性值是否落在置信区间内。

权利要求书

1.一种用于地下属性的趋势建模的基于计算机的方法,所述方法包括:
定义地下体积的地层网格,所述地层网格包括多个柱和多个层;
确定所述多个柱和所述多个层中的每一个的初始平均属性值以及围绕所述初始平均
属性值的置信区间,所述置信区间定义了每个柱或每个层围绕所述初始平均值的建模的目
标平均属性值的可能值的范围;接收对一些层或柱中的所述初始平均属性值的一个或多个
编辑,所述一个或多个编辑导致所述建模的目标平均属性值;以及
确定所述建模的目标平均属性值是否落在所述置信区间内。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述初始平均属性值至少部分基于对应的层或柱
中的已知值。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述已知值基于从所述地下体积中的多个井收集
的井数据。
4.根据权利要求1所述的方法,还包括:在确定所述建模的目标平均属性值在所述置信
区间之外时,生成所述建模的目标平均属性值在所述置信区间之外的通知。
5.根据权利要求4所述的方法,还包括请求所述建模的目标平均属性值在所述置信区
间之外的原因。
6.根据权利要求4所述的方法,其中图形界面显示趋势模型,并且使用颜色代码来指示
在所述多个层或所述多个柱中的一个或多个中,所建模的目标平均属性值是否在置信区间
之外。
7.根据权利要求4所述的方法,其中针对所述模型中的每个层或每个柱计算与所述建
模的目标平均属性值相对于所述置信区间的相对位置对应的百分比,并在图形界面中显示
所述百分比。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述建模的目标平均属性值包括所述地下体积的
区域中的相比例。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述置信区间基于从所述地下体积中的井数据导
出的值的范围。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述置信区间表示所述地下体积的区域中的相比
例的值的范围。
11.根据权利要求1所述的方法,其中每个层或柱的所述初始平均属性值被计算为所述
地下体积内的所述层或柱中的已知值的平均值。
12.根据权利要求11所述的方法,其中使用t分布或高斯分布来从所述地下体积内的所
述层或柱中的已知?#23548;?#31639;每个层或柱的置信区间。
13.根据权利要求11所述的方法,其中所述属性是离散的,并且使用Clopper-Pearson
方法来从所述地下体积内的所述层或柱中的已知?#23548;?#31639;每个层或柱的置信区间。
14.根据权利要求1所述的方法,其中确定所述多个柱中不存在井数据的至少一个柱的
平均属性值包括内插来自包括井数据的附近柱的值。
15.根据权利要求14所述的方法,其中使用克里金法?#33576;?#25554;来自包括井数据的附近柱
的值,并且从克里金方差计算所述置信区间。
16.根据权利要求1所述的方法,其中所述初始平均属性值和/或所述置信区间的计算
考虑了应用于已知井数据的去聚类权重。
17.根据权利要求1所述的方法,其中为所述模型中的每个层或每个柱确定所述置信区
间。
18.根据权利要求1所述的方法,其中所述置信区间对应于所述地下体积内的每个层或
柱中的P10和P90平均属性值范围。
19.根据权利要求18所述的方法,还包括请求所述建模的目标平均属性值在对应于P10
和P90平均属性值范围的置信区间之外的原因。
20.根据权利要求18所述的方法,还包括如果不超过20%的建模的目标平均属性值在
对应的置信区间之外,则估计趋势模型有效。
21.根据权利要求18所述的方法,其中从已知数据计算的所述初始趋势模型被迭代地
平滑,直到所述建模的目标平均属性值在对应的置信区间之外。
22.根据权利要求1所述的方法,还包括用每个层和每个柱的属性值填充所述模型。
23.根据权利要求22所述的方法,其中用属性值填充所述模型包括:如果所述属性是连
续的,则应用序贯高斯模拟;以及如果所述属性是离散的,则应用多点统计模拟。
24.一种用于地下属性的趋势建模的系统,所述系统包括:
计算系统,包括处理单元和通信地连接到所述处理单元的存储器;
存储在存储器中并且定义地下体积的地层网格的趋势建模应用,所述地层网格包括多
个柱和多个层;
其中所述建模应用被配置为在被执行时:
确定所述多个柱和所述多个层中的每一个的初始平均属性值以及围绕所述初始平均
属性值的置信区间,所述置信区间定义建模的目标平均属性值的可能值的范围;
接收用户对所述地下体积的初始平均属性值的一个或多个编辑,所述一个或多个编辑
导致所述建模的目标平均属性值;以及确定所述建模的目标平均属性值是否落在置信区间
内。
25.根据权利要求24所述的系统,其中对所述初始平均属性值的所述一个或多个编辑
包括基于除了被建模的所述地下体积之外的已知地下体积中的属性的已知分布对所述初
始平均属性值的调整。
26.根据权利要求24所述的系统,还包括基于包括井数据的附近柱中的建模的属性值
的对应值?#33576;?#25554;柱内的建模的属性值的值。
27.根据权利要求26所述的系统,其中每个柱内的置信值是基于所述内插从克里金方
差导出的。
28.根据权利要求24所述的系统,其中所述建模应用被配置为向用户显示趋势模型并
允许所述用户编辑所述趋势模型。
29.一种包括存储在其上的计算机可执行指令的计算机可读存储介?#21097;?#25152;述计算机可
执行指令在由计算系统执行时使所述计算系统执行用于地下属性的趋势建模的方法,所述
方法包括:
定义地下体积的地层网格,所述地层网格包括多个柱和多个层;
确定所述多个柱和所述多个层中的每一个的平均属性值以及围绕所述初始平均属性
值的置信区间,所述置信区间定义目标平均属性值的可能值的范围;
接收对所述地下体积的所述初始平均属性值的一个或多个用户定义的编辑,所述一个
或多个编辑导致所述建模的目标平均属性值;以及
确定所述建模的目标平均属性值是否落在所述置信区间内。

说明书

使用数据驱动不确定性范围的储层属性趋势建模指导

?#38469;?#39046;域

本公开一般涉及物理属性的基于计算机的建模。特别地,本公开涉及使用基于已
知数据的不确定性范围的储层属性的基于计算机的趋势建模。

背景?#38469;?br />

地质储层建模的目的是构建油藏工程师可以用来运行流动模拟、预测未?#20174;?#27668;生
产和最终采收率、以及设计井开发计划的岩石物理属性(通常是沉积地层的类型,以及这种
地层的属性(诸如孔隙度和渗透率以及有时水饱和度))的3D模型。在大多数地质环境中,特
别是在碎屑环境中,孔隙度和渗透率非均质性主要?#19978;?#27785;积事件驱动。因此,孔隙度和渗透
率分布可以主要通过相地质体(例如曲流砂道)的几何结构和空间分布来表征。因此,地质
建模者经常首先构建3D相模型(沉积相,有时是岩相),然后在这些模型内填充孔隙度和渗
透率值。

3D地质模型通常构建在从结构和地层框架(即一组解释的断层和地层层位)生成
的3D地层网格中。地质建模者使用各种信息源来构建相和岩石物理属性模型,包括岩心和
测井记录数据,以及地震和动态数据(如果有的话)。除了?#23548;?#30340;储层数据之外,地质建模者
还可以从储层类似物(例如,预期具有与待建模的储层类似的特性和特征的更成熟的储层
(其具有更为公知的特性))中借用信息。基于地质建模者对?#23548;?#20648;层数据(主要是岩心和地
震数据)的解释及其对类似储层的经验,类似物的选择是来自地质建模者的高度主观的决
定。即使这种选择是非常主观的,由地质建模者从类似物借用的信息在具有稀疏井数据的
储层中也是关键的,因为它代表可用于预测井之间和远离井的相和岩石物理属性的最佳数
据。

许多方法可用于构建相或岩石物理属性模型。通常,这种方法需要目标相比例和
针对各种属性的目标属性直方图,其可以从井数据导出并?#19968;?#20110;对具有高孔隙度和/或渗
透率的区域钻井的偏好来调整偏差。这种方法还需要相或属性连续性或相关性的模型。这
可以从根据井数据推断的变差函数模型或基于类似地下区域的训练图像来确定。最后,这
种方法还可以可选地需要趋势模型来控制相或孔隙度/渗透率值的空间分布。

在连续属性的情况下,其是从值范围中取?#25105;?#20540;的属性(例如孔隙度),其可以取
沿从0-100%的连续体中的?#25105;?#20540;,最常见类型的趋势模型是1D属性趋势曲线和2D属性趋
势图。属性趋势曲线提供了建模方法应该尝试在其中要构建模型的柱和层的网格的每个层
中遵循(honor)的目标平均属性值。在每个网格层中,该目标平均属性值可以被初始化为层
中存在的井数据的平均值,然后由建模者编辑以解决有限的井数据。此外,属性趋势图提供
了建模方法应该沿着其中要构建模型的网格的每个柱遵循的目标平均属性值。在每个柱
中,该目标平均属性值可以被初始化为该柱中存在的井数据的平均值,或者如果这种井数
据不存在于该柱中,则可以基于内插平均值,该内插平均值基于先前计算的柱,诸如包括井
数据的那些柱。该内插可以基于例如反距离或克里金计算。用户,通常是地质建模者,然后
可以编辑从井数据,特别是在远离井数据的区域中计算的初始属性趋势图。

在离散属性的情况下,其是具有从多个离散状态中选择的状态的属性,例如相,其
中相值可以从砂和泥岩中选择,最常见类型的趋势模型是1D相比例曲线和2D相比例图。相
比例曲线提供了建模方法应该尝试在建模网格的每个层中遵循的目标相比例值,而相比例
图提供了建模方法应该在建模网格的每个柱中遵循的目标相比例值。初始相比例图和曲线
可以从井数据计算,然后编辑以包括诸如地震数据或用户的地?#24335;?#37322;的附加信息。

通过地质建模者编辑从井数据初始计算的初始趋势图或趋势曲线是高度主观的,
并且是高度不确定的。为了表示该不确定性,建模软件的用户可以构建表示替代地?#26159;?#26223;
的多个图或曲线(例如,描述是否存在用户解释的泥岩层的两个替代趋势曲线)。通常产生
低/中/高情景(有时称为P10/P50/P90情景)以表示不同的储层全局相比例估计或不同的储
层属性平均估计,或说明不同的储层解释。

在当前?#23548;?#20013;,没有对编辑的趋势曲线或图执行质量控制过程以检查它们与井数
据的一致性。然而,与?#23548;?#20117;数据不一致的任何这种编辑的趋势曲线或图可能导致不切实
际的相或岩石物理属性模型,因为它们在至少一些位置偏离已知相数据。因为油气采集性
能高度?#35272;?#20110;地下沉积物类型,所以这种不切?#23548;?#30340;建模可能导致对于从储层内的特定位
置采集的油气的差的性能预测。

由于这些和其它原因,期望地下建模?#38469;?#30340;改进。

发明内容

总之,本公开涉及生成与从已知数据(通常为测井记录数据)计算的初始趋势模型
相关联的置信区间,以在编辑这种初始趋势模型时向建模软件的用户提供指导。在一些方
面,如果编辑的趋势模型值在这种置信区间之外,则置信区间可以用于警告这种用户。

在第一方面,公开了一种用于地表下属性的趋势建模的方法。一种方法包括定义
地下体积的地层网格,地层网格包括多个柱和多个层。在趋势曲线的情况下,该方法还包括
从待建模的属性的多个层中的每个层中的已知数据(通常为井数据)计算初始平均属性值。
该方法还包括计算围绕该初始平均属性值的置信区间,该置信区间定义了每个层中的目标
平均属性值的可能值的范围。该方法还包括接收对所述多个层中的至少一些层中的初始平
均属性值的一个或多个编辑,所述一个或多个编辑导致每个层中的建模的目标平均属性
值,以及确定该建模的目标平均属性值是否落在置信区间内。在趋势图的情况下,该方法还
包括从待建模的属性的地层网格的每个柱中的已知数据计算初始平均属性值。该方法还包
括计算围绕该初始平均属性值的置信区间,该置信区间定义每个柱中的目标平均属性值的
可能值的范围。该方法还包括接收对所述多个柱中的一个或多个中的初始平均属性值的一
个或多个编辑,所述一个或多个编辑导致每个柱中的建模的目标平均属性值,以及确定该
建模的目标平均属性值是否落在置信区间内。

在第二方面,公开了一种用于地下属性的趋势建模的系统。该系统包括计算系统,
该计算系统包括处理单元和通信地连接到处理单元的存储器。该系统还包括存储在存储器
中并且定义地下体积的地层网格的建模应用,所述地层网格包括多个柱和多个层。建模应
用被配置为在被执行时,确定待建模的属性的地层网格的每个层或每个柱中的初始平均属
性值以及围绕该平均属性值的置信区间,该置信区间定义了每个层或柱中的目标平均属性
值的可能值的范围。建模应用还被配置为当被执行时,接收由用户对地下体积的层或柱中
的一个或多个中的初始平均属性值的一个或多个编辑,所述一个或多个编辑导致每个层或
柱中的建模的目标平均属性值,以及确定该建模的目标平均属性值是否落在置信区间内。

在第三方面,公开了一种包括存储在其上的计算机可执行指令的计算机可读存储
介?#21097;?#25152;述计算机可执行指令在由计算系统执行时使得计算系统执行用于地下属性的趋势
建模的方法。该方法包括定义地下体积的地层网格,地层网格包括多个柱和多个层。该方法
还包括至少部分地基于地下体积中的井数据为每个层或柱确定初始平均属性值以及围绕
该初始平均属性值的置信区间,该置信区间定义目标平均属性值的可能值的范围。该方法
还包括接收对层或柱中的一个或多个中的初始平均属性值的一个或多个用户定义的编辑,
所述一个或多个编辑导致建模的目标平均属性值,以及确定建模的目标平均属性值是否落
在置信区间内。

提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的构
思的选择。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用
于限制所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1示出了根据本公开的示例实施例的用于地下属性的趋势建模的方法的流程
图;

图2示出了根据本公开的示例实施例的可用于实现用于地下属性的趋势建模的系
统的计算系统;

图3示出了使用本公开的方法和系统为其开发模型的地下体积的地层网格;

图4示出了使用本文所?#33268;?#30340;建模软件开发的地下模型中的属性模型的模拟;

图5示出了根据示例实施例的从测井记录的相比例曲线的计算,该相比例曲线定
义多个层中的每一个中的相比例;

图6示出了使用相比例曲线来对模型的每个层上的相比例施加?#38469;?br />

图7示出了对相比例曲线的用户编辑的接收,包括建模的目标相比例相对于其置
信区间的位置的显示;

图8示出了从测井记录的相比例图的计算,包括模型体积缺少井数据的区域;

图9示出了使用相比例图对沿着模型的每个柱的相比例施加?#38469;?br />

图10示出了对趋势图的用户编辑的接收,包括建模的目标平均属性值相对于其置
信区间的位置的显示;以及

图11示出了根据示例实施例的显示为趋势曲线计算的置信区间的边界的示例用
户界面。

具体实施方式

如上简要描述的,本公开的实施例涉及用于向用于地下特征的建模软件的用户提
供指导以保持趋势模型与观察数据的一致性的方法和系统。在一些方面,本公开结合了基
于井数据或其它已知数据的目标平均属性值的计算置信区间,以及基于建模的目标平均属
性值是否落在置信区间内来向建模软件的用户提供指导。

根据本公开,这种指导在辅助建模者中的使用确保建模者知道与目标平均属性值
的可能范围的偏离,并且照此可以有意识地选择是否应该维持这种偏离,或者是否应当对
趋势模型进行额外的改变以确保建模的目标平均属性值保持在该属性的置信区间内。在特
定实施例中,这种属性可以包括诸如孔隙度的岩石物理属性,或存在于被建模的地下体积
中的相,这导致关于待采集的油气的潜在存在的改进预测。

现在参考图1,示出了利用这种引导的用于地下属性的趋势建模的一般方法100的
流程图。方法100可以由计算系统(诸如图2的通用计算系统)执行,以执行一个或多个分析
和建模任务,如下面结合图3-11进一步详?#35813;?#36848;的。

在所示的实施例中,方法100包括定义操作102,其定义与待建模的地下体积对应
的地层网格。定义操作102可以定义包括多个层和对应的预定或变化大小的多个柱的地层
网格。地层网格通常对应于?#34892;?#36259;的特定体积的三维表示,如图3所示。

计算操作104根据与待建模的地下体积相关联的现有的井数据或其它数据构建初
始趋势模型。

在一些实施例中,计算操作104在地层网格的每个层或柱中生成平均属性值。如上
所述,在一些情况下,建模的属性可以是具有从多个离散状态中选择的状态的离散属性。示
例离散属性可以是相,其中相值可以例如从砂和泥岩中选择。在这种情况下,趋势模型将包
括将在相模型中遵循的目标相比例。在其它实例中,被建模的属性可以是连续属性,其可以
取值范围内的?#25105;?#20540;。孔隙度代表连续属性的一个示例,因为孔隙度可以取沿着0-100%的
连续体的?#25105;?#20540;。在这种情况下,趋势模型将包括要在属性模型中遵循的目标平均属性值。
置信区间计算操作106生成围绕在计算操作104期间最初计算的平均属性值中的每一个的
置信区间。置信区间可以在趋势建模过程期间使用以确定何时或是否地质建模者(例如,建
模软件应用的用户)在地层网格的一个或多个层或柱中选择了不太可能的目标平均属性
值。在示例实施例中,可以使用在每个单独的层或柱中估计的P10和P90目标平均属性值来
计算置信区间。这对应于要建模的目标平均属性值的80%最可能的值。如下面进一步?#33268;?br />的,如果建模者选择导致在置信区间之外的目标平均属性值的模型,则在一些实施例中,可
能需要(或建议)建模者提供对为什么选择具有“不太可能”值的说明。下面结合图11进一步
详?#35813;?#36848;示出使用属性趋势曲线来开发特定层中的置信区间的示例。

模型编辑操作108从建模者接收对初始趋势模型的编辑。这可以包括例如增加或
减少在模型内的特定位置处的特定相的目标比例。由用户进行的编辑可以例如在趋势图或
趋势曲线中进行。反馈操作110向建模者呈现所选的对初始趋势模型的编辑是否导致建模
的目标平均属性值落在该属性的预期范围之外的一个或多个指示。例如,在孔隙度处于特
定水平的高的情况下,可能存在比泥岩更大比例的砂。因此,建模者可以在该水平增加目标
砂比例。在建模者选择在该特定水平对大比例泥岩进行建模的情况下,反馈操作110可以向
建模者指示他们的模型偏离预期的目标平均属性值,并且请求这种偏离的原因。示例反馈
在如下所述的图7和图10中示出。

?#38469;?#25805;作112使用编辑的趋势模型?#38469;?#23545;关于地层网格的属性模型的模拟。这可
以对应于例如?#38469;?#23545;趋势图和趋势曲线中的一个或两个的模拟。在离散属性的情况下,模
拟方法可以包括例如多点统计(MPS)模拟,在该情况下,由建模软件的用户从类似位置导出
的诸如图4所示的训练图像可以?#36824;?#24314;以模拟相的空间连续性,同时使用相比例图来控制
建模体积内相的空间分布。在连续属性的情况下,可以使用序贯高斯模拟(SGS)方法。

还要注意的是,尽管上面?#33268;?#20102;MPS模拟和SGS模拟,但是可以使用其它类型的模
拟来构建由趋势模型?#38469;?#30340;属性模型。因此,本公开不限于这种MPS或SGS模拟,而是可以涉
及通过其使用趋势模型来控制整个体积中的离散或连续属性的模型值的空间分布的任何
模拟机制。

例如,?#38469;?#25805;作112可以使用相比例曲线来?#38469;鳰PS模拟以在相模型的每个层中遵
循目标相比例。在图6中示出了在多个层中的每一个处应用相比例曲线?#38469;?#30340;示例,并在下
面进一步详细?#33268;邸?br />

通常参考图1,注意,由于在地层网格内的每个层或柱中,将置信区间与由用户确
定的目标平均属性值进行比较,因?#35828;?#21040;的趋势模型将更可能是准确的或表示合理的趋势
值,因为建模者必须证明偏离置信区间。此外,虽然在示例实施例中,使用P10和P90值,但是
在替代实施例中;可以定义其它置信区间,例如使用P1和P99值。在这种情况下,可能需要建
模者对在该范围之外进行更为实质的说明,因为这种平均属性值不太可能发生(例如,<2%
的时间)。在其它示例实施例中,可以使用其它置信区间,导致更多或更少的严格?#23548;?#21512;,并
且需要更多或更少说明偏离围绕初始平均属性值的预期值的范围的原因。

注意,在本公开的各种实施例中,可以以多种方式实现使用趋势模型来?#38469;?#27169;型
内的属性值的空间分布。例如,当构建3D属性模型时,用户可以使用趋势图或趋势曲线或两
者。趋势图将控制属性值沿水平方向的空间分布,而趋势曲线将控制属性值沿垂直方向的
空间分布。当使用趋势图和趋势曲线两者时,这些方面可以组合成三维趋势立方体或概率
立方体(在诸如相的离散属性的情况下)。

还注意的是,虽然上文使用术语趋势曲线或趋势图,但是这些术语旨在涵盖连续
属性(诸如孔隙度和渗透率)或离散属性(诸如相)的趋势图或曲线。就具体提及这种离散属
性而言,这种曲线在本文中可以代替地被称为比例曲线或比例图。

现在参考图2,示出了计算系统200的示意性框图。在一些实施例中,计算系统200
可以用于实?#25351;?#25454;本公开的趋势建模系统,其中可以提供关于编辑的趋势值的指导。通常,
计算系统200包括经由数据总线206通信地连接到存储器204的处理器202。处理器202可以
是能够执行计算机可读指令以执行各种任务(诸如数学和通信任务)的各种类型的可编程
电?#20998;?#30340;任一种。

存储器204可以包括诸如使用各种类型的计算机可读或计算机存储介质的各种存
储器设备中的任一种。计算机存储介质或计算机可读介质可以是可以包含或存储由指令执
行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序的任何介质。作为示例,计算机存储介质可
以包括动态随机存取存储器(DRAM)或其变体、固态存储器、只读存储器(ROM)、电可擦除可
编程ROM、光盘(例如,CD-ROM、DVD等)、磁盘(例如,硬盘、软盘等)、磁带和存储数据的其它类
型的设备和/或?#30772;貳?#35745;算机存储介质通常包括至少一个或多个有形介质或设备。在一些实
施例中,计算机存储介质可以包括包括完全非暂时性组件的实施例。在所示的实施例中,存
储器204存储在下面进一步详细?#33268;?#30340;趋势建模应用212。计算系统200还可以包括被配置
为接收和发送数据(例如,建模目的所需的井数据或其它真实世界数据)的通信接口208。另
外,显示器210可以用于呈现建模图形,或者允许用户定义用于地下体积的模型参数。

在所示的实施例中,趋势建模应用212包括来自井数据组件214、置信区间计算组
件216、趋势编辑组件218、置信区间检查组件220和?#38469;?#23450;义组件222的初始趋势计算。

初始计算组件214向建模用户呈现用户界面(例如,经?#19978;?#31034;器210),用户可以在
该用户界面上来根据表示待建模的地下体积的地层网格的每个层或柱中的井数据计算初
始平均属性值。初始计算部件214允许用户计算诸如相、孔隙度或地下体积的其它类型的离
散或连续属性的属性的初始趋势曲线或图,并且以代表来自各种其它组件216-222的输出
的图形显示的形式向用户呈?#22336;?#39304;。

在实施例中,置信区间计算组件216可以确定围绕每个初始平均属性值的置信区
间。如上所述,置信区间可以对应于地层网格的每个层或柱中的目标平均属性值的可能值
的区间。在示例实?#31181;校?#20195;表性的80%的值可以被定义为表示由P10和P90数据值界定的置
信区间。当然,?#37096;?#20197;使用其它大小的置信区间,并且可以将其提供给建模组件以用于向用
户反馈,以指示用户对初始趋势模型的修改是否导致目标平均属性值在可能的值的范围之
外。

在实施例中,趋势编辑组件218可以允许用户通过编辑使用初始计算组件214从井
数据计算的初始值来确定地层网格的每个层或柱中的目标平均属性值。

置信区间检查组件220检查由用户在特定层或柱中确定的目标平均属性值是否落
在为该层或柱计算的置信区间内,

?#38469;?#23450;义组件222可以用于对体积内的每个区域(例如,每个柱和/或层)施加目标
平均属性值。例如,在一些实施例中,?#38469;?#23450;义组件可以用于遵循相比例曲线或相比例图。

现在参考图3-11,描述了关于上文关于图1-2描述的方法和系统的操作和使用的
各?#25351;?#21152;?#38468;凇?#29305;别地,图3-11中的附加?#38468;?#34920;示其中编辑从井数据计算的初始趋势模型
并且向用户提供关于地层网格的每个层或柱中的目标平均属性值的可能值的范围的反馈
的特定实现

具体参考图3,示出了为其开发模型的地下体积的地层网格300。在所示的实施例
中,地层网格300用于在包括多个层和柱的特定空间中开发属性模型。

如图4所示,示出了属性模型的模拟400。在该实施例中,训练图像402和相比例约
束404被提供给多点统计(MPS)模拟以生?#19978;?#27169;型406。在示例实施例中,相比例?#38469;?04可
以是相比例曲线和相比例图中的一个或两个。

参考图5,在示例实施例中提供了相比例曲线500的计算的示例图示。在所示的实
施例中,基于收集的已知井数据在地层网格的每个层中确定初始相比例506。例如,在所示
的具体示例中,示出了四个层502a-d。在所示的示例中,在层1 502a中,没有示出砂(通过实
心阴影条示出);而是,仅示出了第一井位504a中的泥岩(轮廓条)。因此,层1 502a中的砂的
相比例为0%。然而,在层2 502b中,三个井数据位点504a-c显示为50%的砂;照此,总相比
例为50%砂、50%泥岩。类似地,在层3 502c中,5/6或83%表示砂,并?#20197;?#23618;4 502d中,2/6
或33%表示砂。这种值的收集曲线表示这组层和井数据的初始相比例曲线506。

当然,如果要对连续属性进行建模,则可以?#29992;?#20010;层中的井数据值的平均值类似
地生成对应的初始属性趋势曲线。在任何情况下,对于相、孔隙度或其它属性,初始属性趋
势曲线然后可以由地质建模者编辑以补偿有限数量的可用井数据。例如,如果认为太非均
?#21097;?#21017;可以平滑初始趋势曲线,或者可以根据地质建模者的地?#24335;?#37322;(例如,通过调整由于
压实导致的?#31995;?#23618;中孔隙度趋势减小的可能性)来局部修改初始趋势曲线。

图6提供了相比例曲线604的图形显示600,并且示出了这种相比例曲线作为多点
统计(MPS)模拟中的?#38469;?#30340;使用。具体地,MPS模型的每个层再现类似于由建模者选择的训
练图像602显示的砂地质体椭圆形?#21450;福?#20197;用于其与局部区域中的那些相似的特性,并且砂
的比例在每个层被?#19978;?#27604;例曲线提供的目标相比例?#38469;?示例层706a-c所示)。

?#30001;?#26469;自图5的示例相比例曲线概念,图7示出了如何可以在每个层k中,每个相一
个地,针对不同置信区间来检查编辑的相比例。因此,在一些实施例中,相比例值在图形界
面700中使用不同的颜色来显示,这取决于它们相对于其对应的置信区间的位置。例如,如
果相比例值落在置信区间内,则它们可以显示为黑色(或白色),如果它们在P10值以下,则
显示为蓝色,并且如果它们高于P90值,则显示为红色,如图所示。

参考图8,提供了针对来自特定体积中的13个井的两个相(砂和泥岩)计算的示例
相比例图800。作为初始物?#21097;?#24182;且如图8所示,可以通过首先计算来自每个井的总体的相比
例,并且然后在井之间内插那些相比例,以导出缺乏井数据的柱中的相比例,来计算相比例
图800。具体地,为了计算相比例图,对于包含至少一个井基准的任何网格柱(i,j),在(i,j)
处的相F的比例可以被初始化为柱(i,j)中解释为相F的井数据数与柱(i,j)中的井数据的
总数之比。然后,不包含任何测井记录数据的所有剩余柱中的初始相比例可以使用诸如反
距离或某些形式的克里金法或其它内插?#38469;?#20043;类的?#38469;酰?#20174;先前在包含测井记录数据的柱
中计算的相比例内插/外插。

如上面关于比例曲线,可以为除了相以外的属性生成趋势图。例如,可以为孔隙度
或渗透率或其它连续变?#21487;?#25104;趋势图。

如图8所示,提供了针对来自特定体积中的13个井的两个相(砂和泥岩)计算的示
例相比例图800。初始相比例图定义了表示每个柱处的相比例的水平图(在每个柱中使阴影
或着色不同?#35789;?#20986;,包括包含或缺少井数据的柱两者)。例如,在所示的示例中,至相比例图
800的左上方的阴影区域表示比泥岩更大比例的砂,而至相比例?#21152;也?#30340;更暗的阴影区域
表示比砂更大比例的泥岩。在特定实施例中,不同的颜色可以用于表示不同的比例(例如,
红色表示高比例的砂,并且蓝色表示较高比例的泥岩,其间示出梯度)。

一旦从井数据计算出初始相比例图,那么就可以由地质建模者编辑该相比例图,
以补偿特别是在远离井控制的区域中可用的有限井数据。在这种情况下,次级数据(诸如地
震数据或储层相沉积解释)或其它次级数据源可以用于编辑初始相比例。

一旦开发了相比例图,其可以应用于控制MPS模型中相的水平分布,如图9所示。在
该图中,再次由用户选择作为?#34892;?#36259;区域的代表的训练图像902可以被包括各种相比例的
相比例图904?#38469;?#22240;此,MPS模型的每个柱中的砂的比例由在该柱位置处的相比例图提供
的目标砂比例控制。在所示的示例中,在所示的三个不同层(层3、7和20)的每一个中,相分
布为使得比例图中相对较高砂比例的区域被遵循。在所示的示例中,代表相对较高比例的
砂的区域908a-c被保留为砂比例可能较高的位置(由层图906a-c中的实线圆示出),而区域
908d(由虚线圆)表示相对较高比例的泥岩,并且通过层保存为可能的泥岩。

图10示出了在用户界面中呈现的图形描绘,能够显示用户对趋势图编辑的效果,
包括显示这种用户编辑相对于目标属性平均值的置信区间的效果。具体地,用户界面1000
显示使用示出由地质建模者的用户编辑(?#19978;?#31034;器中的轮廓线示出)是否导致值与置信区
间偏离的颜色标度或其它图形反馈机制生成的图。在示例性实施例中,当结合可编辑的趋
势曲线使用时,可以描绘颜色标度,其具有3种主要颜色:对应于低百分比(用区域1004中的
环绕线标记)的一种颜色(例如,蓝色),对应于中百分比(在10-90范围内)的另一种颜色(例
如,白色)和对应于高百分比(用环绕线标记并?#20918;?#25551;绘为区域1002)的又一种颜色(例如,
红色)。

在诸如相的离散属性的情况下,可以生成多个百分比图,每个相一个。可以使用这
种百分比图,并且将类似于针对图10中显示的属性趋势图计算的百分比图。地质建模者还
可以仅关注于例如对应于主储层相的一个特定百分比图,或者关注百分比图的子集。还能
够计算将简单地示出其中一些编辑的相比例不落在其对应的置信区间内的区域的汇总图。

通常,地质建模者将平滑最初从井数据计算的趋势曲线或图,以去除由于井数据
的有限数量而被认为是统计假象的小规模可变性。这种地质建模者还可以使用参数函数
(通常是线性趋势模型)对趋势曲线或图进行建模。当查看得到的百分比图时,地质建模者
或者评论者立即看?#25509;?#20117;数据相比趋势图似乎相当低或相?#22791;?#30340;区域,这可能需要地质建
模者的一些解释。优选地,通过在用户界面1000中编辑趋势图,地质建模者可以保持P10和
P90范围内的许多值。

图11示出了根据示例实施例的示出了目标平均属性值的置信区间的导出的图
1100。在所示的示例中,针对孔隙度导出置信区间;然而,在替代实施例中,?#37096;?#20197;确定其它
属性,诸如渗透率。存在各种方法来计算目标属性的置信区间。在一些实施例中,解决方案
是调用中心极限定理,并且从用于计算初始平均属性值的所有井数据的?#23548;?#31639;标准误差。
例如,在趋势曲线的情况下,如果在层k中有6个井数据,孔隙度值为0.18、0.15、0.22、0.19、
0.16和0.19,则平均井数据值为0.182,标?#35745;?#24046;为0.0088。因此,标准误差为0.021,并且使
用t学生分布(t-student distribution),P10-P90置信区间为0.151-0.194。这意味着,根
据井数据,层k中的孔隙度平均值在0.151和0.194之间的几率为80%,孔隙度平均值低于
0.151的几?#24335;?#20026;10%,10%的几率高于0.194。

在替代实施例中,虽然通常计算P10-P90置信范围,但是地质建模者可以决定计算
更保守的P1-P99范围。在这种情况下,选择置信区间之外的值可能需要额外的审查或强有
力的证据表明这种偏离是合理的。

在计算置信区间中,存在这种中心极限定理?#38469;?#21487;能不准确的一些特定情况。例
如,在井彼此接近的情况下,井数据不能被认为是独立的。去聚类数据?#38469;?#21487;以用于将相对
权重分配给每个井基准,作为其与其它井数据的接近度的函数。应该考虑这种去聚类权重
以从井数据计算加权属性平均值和对应的标?#35745;?#24046;。然后,可以在标准误差的数学公式中
估计和使用“相?#21462;?#25968;量的独立数据。

在另外的实施例中,可以考虑除t学生分布之外的其它统计方法。例如,在每个层
存在超过30个井数据的情况下,可以使用属性平均概率分布的高斯分布。此外,注意,当计
算其中从井数据计算的平均相比例接近0或1的层中的相比例的置信区间时,标准误差方法
在这种情况下失败,并且可以被例如Clopper-Pearson法取代。

在所示的示例中,在逐层或逐柱的基础上为趋势曲线或趋势图确定置信区间,并
?#20918;?#31034;可能在特定层或柱中的目标平均属性值的范围。在一些示例实施例中,在?#25105;?#20301;置
(i,j)处计算置信区间,其中i表示特定属性的柱,j表示层。

用于导出置信区间的一个可选的布置在于显示目标属性的平均值曲线,其对应于
图11中所示的中等情况的比例曲线。还可以描绘分别对应于在每个单独层中估计的P10和
P90平均值的附加曲线。这些附加曲线可以用作置信区间的物理边界,并?#20918;?#31034;地质建模者
的编辑可以被指示为在值的可能界限之外的阈值。

注意,如图11中所使用的比例曲线仅逐层提供局部P10和P90属性趋势值;它们全
局地不能用作储层的P10或P90属性趋势曲线。相反,一种解决方案可以是计算整个储层体
积的P10和P90全局属性平均值,以及计算恒定百分比Pxx,使得?#29992;?#20010;层中的所有Pxx百分
比值获得的属性趋势曲线匹配P10或P90全局属性平均值。可以应用类似的方法来估计P10
或P90趋势图,以及P10或P90 3D趋势模型。

对于诸如相之类的分类属性,类似的方法可以用于每个类别以指导用户的编辑。
然而,计算P10或P90趋势曲线/图/3D模型可能需要迭代过程以确保对于每个模拟网格柱/
层/单元分类比例加起来为1。

通常参考图1-11,尽管本文描述的示例示出了1D趋势曲线或2D趋势图,但是应当
认识到,类似的?#38469;?#21487;以用于3D相概率立方体或3D属性趋势立方体。3D相概率立方体在要
构建模型的3D网格的每个单元中提供局部相概?#21097;?#21487;以在变差函数或基于训练图像的程序
中使用局部相概?#21097;?#20197;影响或控制相的3D空间分布。3D属性趋势立方体在要构建模型的3D
网格的每个单元中提供趋势值;局部趋势值可以用于诸如具有协同协克里金的SGS的程序
中,以影响和控制低和高属性值的空间分布。这种3D立方体可以使用例如相分布建模或通
过地震数据的校?#21363;?#22320;?#24335;?#37322;导出。还能够使用克里金法从井数据计算初始相概率/属性
趋势立方体,并且从局部克里金方差估计局部置信区间。使用这种?#38469;酰?#22320;质建模者可以检
查相概率或属性趋势立方体与局部置信区间的一致性。

或者,相概率立方体可以逐柱平均以产生相比例图,或者逐层平均以产生相比例
曲线,并且先前的指导?#38469;?#21487;以用于检查这些相比例图/曲线与井数据的一致性。类似地,
属性趋势立方体可以逐柱平均以产生属性趋势图,或者逐层平均以产生属性趋势曲线,并
且先前的指导?#38469;?#21487;以用于检查那些属性趋势图/曲线与井数据的一致性。

通常参考图1-11,在一些另外的实施例中,对于连续属性(例如,岩石物理属性(孔
隙度,渗透率)),当编辑从井数据计算的趋势曲线或图时,为建模者提供指导的一个解决方
案在于提供与计算的趋势值相关联的局部不确定性范围。在2D趋势图的情况下,诸如图10
所示,可以为每个模拟网格柱估计局部不确定性范围。如果使用克里金法来通过在井平均
属性值之间内插来计算趋势图,可以从克里金方差导出所述不确定性范围。

对于一维趋势曲线,可以估计每个模拟网格层一个不确定性范围;该不确定性测
量可以从中心极限定理、标准误差和有效数据量的概念导出,作为样本方差和可用数据量
的函数。如果仅仅通过平均每个模拟网格层中的井属性值来计算曲线,则能够使用去聚类
权重。

类似的方法可以用于三维趋势模型,在这种情况下,如果使用克里金来通过在井
数据之间内插来计算3D趋势模型,则例如基于局部克里金方差,将估计每个模拟网格单元
一个不确定性范围。

针对1D趋势曲线、2D趋势图或3D趋势模型生成的这种局部P10/P90值可以用作建
模者的指导。编辑超出本地P10-P90范围的曲线、图或3D模型预期需要有力的地?#20107;?#35777;(例
如地震数据解释)。

注意,结合图10-11,编辑的目标属性平均值落在针对目标属性或相位比例在特定
位置中定义的置信区间中是合理的期望。如果不是,则地质建模者可能必须说明/证明他们
的编辑:什么信息或什么原理导致地质建模者估计低于或高于从井数据计算的置信区间的
目标平均值。例如,如果钻井以达到储层单元中的良好质量的砂,则地质建模者将目标属性
平均值设定为低于从井数据计算的P10值的值是合理的。地震数据或地?#24335;?#37322;还可以用于
解释在最初从稀疏井数据计算的趋势曲线中不清楚存在的趋势,并且提供从置信区间偏离
或否则调整置信区间的原理。

总体上参考图1-11,观察到,通过使用置信区间和图形反馈,地质建模者可以容易
地定义与井数据一致的最大平滑量,或者评估参数趋势模型的有效性。在这两种情况下,对
于至少80%的层(假设选择P10和P90值),平滑曲线或曲线参数模型应当落在估计置信区间
内。更确切地说,平滑曲线或曲线参数模型对于小于10%的层应该在P10值以下,并且对于
小于10%的层,应该在P90值之上,除非地质建模者具有信息或提出将导致忽略该规则的原
理。

此外,当建模者编辑趋势值时,?#37096;?#20197;从局部不确定性范围计算对应的百分比。项
目评论者可以使用得到的百分比曲线、图或3D属性来了解地质建模者执行了多少手动编
辑。

例如,上面参考根据本发明实施例的方法、系统和计算机程序产品的框图和/或操
作说明描述了本发明的实施例。在框中注明的功能/动作可以不按照任何流程图所示的顺
序发生。例如,取决于所涉及的功能/动作,连续示出的两个框?#23548;?#19978;可以基本上同时执行,
或者所述框有时可以以相反的顺序执行。

在本申请中提供的一个或多个实施例的描述和例示并不旨在以任何方式限制或
局限所要求保护的本发明的范围。本申请中提供的实施例、示例和?#38468;?#34987;认为足以传达所
用权并且使得其他人能够做出和使用要求保护的发明的最佳模式。要求保护的发明不应被
解释为限于本申请中提供的任何实施例、示例或?#38468;凇?#19981;管是否组合地或单独地示出和描
述,旨在选择性地包括或省略各种特征(结构和方法上的)以产生具有特定特征集合的实施
例。在被提供了本申请的描述和例示之后,本领域?#38469;?#20154;员可以想到落在本申请中体现的
总体发明构思的更广泛方面的精神内的变化、修改和替代实施例,其不偏离所要求保护的
发明的更宽范围。

关于本文
本文标题:使用数据驱动不确定性范围的储层属性趋势建模指导.pdf
链接地址:http://www.pqiex.tw/p-6091960.html
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