[发明专利]用于表征地下储油层中的裂面的系统和方法

说明书

对相关申请的交叉引用

本专利申请要求2009年3月24日提出的美国临时申请案No. 61/162,962的优先权。

技术领域

一般而言，本发明涉及用于模拟流体流动并表征地下储油层中的 裂面的方法、系统，以及软件，具体而言，涉及使用动态生产数据来 准确地确定裂面属性并预测地下储油层内的流体流动的方法、系统， 以及软件。

背景技术

烃类生产领域涉及获取在地下储油层中捕获的烃类。这些烃类可 以这样开采的：通过钻井进入到储油层中，以使得烃类能够从储油层 流到井中并向上达到表面。储油层的地质对烃类能够流入到井中的生 产率具有大的影响。因此，花费了大量的努力来开发储油层表征以及 模拟技术来更好地预测流体如何在储油层内流动。

诸如断裂的储油层之类的高度复杂的地质地下储油层对于预测 流体流动带来了独特而特殊化的挑战。断裂的储油层是其中裂面网络 增强油田渗透率，从而大大地影响井产能以及开采效率的储油层。裂 面可以被描述为嵌入在岩体内的裂缝或空隙，并可以天然地发生或者 由井眼以人工方式生成。天然的裂面通常在可以在尺寸方面有多个大 小级次的并行的裂面集中发生。裂面集内的长度分布特性上是非线性 的，带有许多短的裂面和数量少的大裂面。可以被视为裂面的宽度的 裂面缝隙的范围是按类似的方式分布的。此外，多个裂面集还可以共 存于构成具有大范围和高度复杂的连接的网络的岩石中。

图1是示出了具有多个地层11的断裂的储油层10的物理地质体 积的示意图。多个地层11通常由平行岩石层和流体材料组成，每一个 都具有不同的沉积学和流体特性。裂面或裂面网络13嵌入在岩体15 内，并可以在允许流体流过储油层到达井中的过程起着重要作用。例 如，裂面网络13常常以大大地超出从岩体15到井的流动速率的速率 产生到交叉于生产井的流体，因为裂面网络13通常具有大得多的输送 流体的能力。因此，多个交叉裂面的网络常常构成断裂的储油层中的 流的基础。

可以生成常常在储油层建模中用于表示地下储油层内的裂面的 网络的裂面表示，以准确地预测储油层流体流动特征。生成裂面表示 的一种方法包括从观察交叉于井眼的离散的裂面到裂面的全油田的成 批分布。钻孔图像(BHI)日志使用电阻系数或超声波声测量值获取 井眼的壁的详细图像。这些图像被用来确定被井眼交叉裂面的位置、 朝向，以及缝隙(宽度)。如此，BHI日志可以示出交叉于井的裂面 的全部。可以从诸如岩心、钻井信息、生产测井之类的源，以及诸如 井温测量之类的井下油井测量值获得描述交叉特定井的裂面的另外的 数据。此经验数据可以被用来判断特定裂面是否拥有影响流体流动到 井眼达足够的程度的尺寸以及连接性。充分地影响流体流动的与裂面 相关联的数据可以被用来组合裂面密度的钻井日志，该裂面密度可以 被描述为单位容积的裂面表面面积。

可以使用人工神经网络技术来生成裂面密度的空间分布。这样的 技术已为本领域的技术人员所熟知，并允许基于描述裂面的数据，使 用回归分析，进行裂面密度的分布。可以通过使用附加的地质统计技 术，来重新缩放裂面密度以匹配井中的以及整个储油层中的裂面密度 的观测分布。例如，可以使用序列高斯模拟(SGS)同位协同克里格 法，当前技术已知的技术，重复扩展神经网络结果，其中，使用神经 网络裂面密度分布作为高度相关联的软数据。然后，可以使用重新缩 放的裂面密度分布来随机地生成描述储油层内的裂面的网络的裂面表 示。具体而言，可以使用重新缩放的裂面密度分布作为裂面表示的随 机生成过程中的约束。也可以使用裂面尺寸以及定向数据来约束裂面 表示。

市场上有许多用于以此方式构建裂面表示的产品，如总部位于乔 治亚州亚特兰大市的Golder Associates Inc.分发的FracMan^TM。可以 将随机裂面表示导入到地质储油层模型中，以构建断裂的地下储油层 的更逼真的地质特征。这些逼真的地质储油层模型通常呈现显式地定 义每一个裂面的高分辨率离散裂面模型(DFM)的形式。