[发明专利]矿藏应力预测

说明书

技术领域

本发明涉及地震反射数据的解释，具体地涉及其在提供对作用于地壳内沉积盆地的应力大小的定量预测方面的用途。本发明在油气勘探(hydrocarbon exploration)和制造工业中有特定的应用，并且方便在下文中描述关于该具体应用的发明。然而应理解的是，本发明有更广的应用。

背景技术

油气勘探是有风险的行业。不能保证已经确定可能包含油气的区域(通常称为矿藏)会开采出油气。油气，具体地说是石油和天然气，在地壳的沉积盆地中积聚并形成储层(reservoir)。作为密度和孔隙压力差以及地壳内部产生的压缩应力(compressional stress)的结果，油气有可能穿透沉积盆地。石油和天然气将趋于穿过沉积盆地而抬升，直到被封闭层(seal)(例如泥岩层(seal))所阻止，在此它会积聚并形成储层。

成功开采油气的过程需要评估作用于矿藏的应力。作用于任何矿藏的应力(stress)的相互垂直的压缩分量都可以表示为S_V(垂直应力)、S_H(最大水平应力)、S_h(最小水平应力)。同时需要针对勘探和开采处理的不同阶段来评估这些应力，当钻取抽油井时，评估尤其重要。更具体来讲，当这些应力分量不相等时，它们趋向于使井眼横截面从圆形变形为椭圆形，这种现象称为井眼破裂，在某些情况下会导致井眼坍塌。

随着发现率持续下降，重点正从新的盆地和成藏组合(play)转向较小的内部盆地发现，而这需要更详细地理解盆地形成的断层以及它们对圈闭和圈闭构造的局部应力影响。提高原油采收率(improved oil recovery)不仅要发现新油田，还需要水平井眼(horizontal wellbore)稳定性的详细应力信息，以便通过从老油田开采新油来经济并有效地增加储量和采收率。结果，在过去的15年间开展了昂贵的基于井眼的测量。然后在井眼之间对这些精确测量求平均以便进行应力预测，但是已知在小于2公里的距离内，应力方向会突然改变90°。

在此通过引用将转让给Petrecon Australia Pty Ltd的作为WO01/90783公开的国际专利申请PCT/AU01/00568完全并入，其公开了一种涉及全球同步压缩脉动的地震识别的改良解决方案。可以解释地震反射数据，以揭示在大约五百万年以前的上新世是开始产生这些结构的压缩的最后时期，并且自至少2.4亿年前的早三叠纪以来，相似的压缩脉动就周期性地重复出现。当从全球各个位置比较地震数据时，脉动周期可以解释为全球同步的。图1是示出全球同步压缩脉动的时段和位置的表。该认知提供了一个针对应力一致地震解释的工作流程，其可以预测在应力S_H(S_HD)的最大水平压缩分量的方向上的水平和垂直变化。

本发明的目的是提供一种验证作用于矿藏预钻孔(pre-drill)中的应力分量大小的定量估计或预测的方法。

通过参考以下说明书及其附图，本发明的其它目的和优点对于本领域普通技术人员将变得明显。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种提供对矿藏内的层位上的某个点的最大水平应力(S_H/S_V)的大小的定量预测的方法，该方法包括以下步骤：

a)接收包括该矿藏内的多条地震反射线的地震反射数据；

b)解释地震反射数据以识别至少一个背斜和/或向斜以及在压缩脉动时段期间产生的至少四个层位；

c)将所识别的背斜和/或向斜绘制在平面图中；

d)基于各个背斜的长度以及其与邻近的背斜的接近度，将该背斜归类为一个或多个预定的应力状态，并且/或者基于各个向斜的长度以及其与邻近的向斜的接近度，将该向斜归类为一个或多个预定的应力状态；

其中，各个预定的应力状态对应于最大水平应力(S_H/S_V)的大小的预定值。

在一个实施方式中，解释地震反射数据以识别在压缩脉动时段期间产生的至少四个层位的步骤包括以下步骤：

i)选择大致在最大下沉的方向上穿过矿藏的至少两条地震反射线；

ii)选择大致沿着矿藏的纵轴延伸的至少一条另外的地震线；

iii)在所述多条地震线中的一条上识别至少一个大体垂直的切壳断层；

iv)在所选择的地震线上识别多个层位；以及

v)在所选择的地震线上识别至少四个层位，第一对层位产生于第一压缩脉动时段内，第二对层位产生于第二压缩脉动时段内。