CN102077120B

CN102077120B - 测井记录相关方法

Info

Publication number: CN102077120B
Application number: CN2009801250389A
Authority: CN
Inventors: J·索恩
Original assignee: Chevron USA Inc
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2029-06-18
Also published as: AU2009264967A1; CN102077120A; WO2010002601A3; EA201170128A1; BRPI0913860A2; US20100004864A1; CA2728403A1; WO2010002601A2; EP2297596A2; AU2009264967B2; US7873476B2

Abstract

一种自动地相关测井记录的方法，包括从测井记录中选择井环并为每个井环中的每个测井记录生成可能标记位置的集合。从所述可能标记位置，迭代地选择备用标记集合。为每个选择的标记集合计算关于每个环的井联结误差，针对所有环对其进行相加并最小化。

Description

测井记录相关方法

技术领域

本发明总地来说涉及地质数据的处理，更具体地，涉及测井记录(well log)之间所识别特征的相关(correlation)。

背景技术

测井记录相关能够提供关于地下地质概况(subsurface geology)的有用信息。例如，通过在测井记录之间匹配特征，可以做出精确的内插以便介入地下区域。在可以跨几个井对各个层进行相关的情况下，可以确定关于地下区域的沉积环境和/或序列地层解释的某些信息，这进而又可以提供关于烃资源的位置和可达性的信息。

历史上，专家分析被用来在测井记录之间对特征进行相关，依赖于对大量图像的耗时的手工检查和解释。随着机器影像和模式识别发展为成熟的技术，已经开发了使用模式识别来自动地在井之间对特征进行相关的计算机方法。总地来说，这些方法限制于针对井对的井到井相关，而不具有解决井田范围的相关问题的能力。

发明内容

本发明实施例的某些方面提供了一种自动地相关多个测井记录的方法，所述测井记录表示与地下区域的地质概况有关的信息，该方法包括：从所述多个测井记录中选择多个井环(well loop)，为每个井环中的每个测井记录生成可能标记位置的集合，从所述可能标记位置中迭代地选择井对之间的备用标记集合(alternate marker sets)，为每个选择的标记集合计算关于每个环的井联结误差(well tie error)，针对所有井环，将所计算的井联结误差相加，使相加的井联结误差最小化，以及利用标记位置的集合和井联结误差在井之间对地下地质概况进行相关。

在一个实施例中，该方法还包括选择相加的环联结误差被最小化的标记位置的集合。

本发明实施例的某些方面提供了一种用于执行上述方法的系统。

本发明实施例的某些方面可以包括一种用执行上述方法或控制上述系统的计算机可执行指令编码的计算机可读介质。

本发明实施例的某些方面可以包括一种包含上述系统、并且被配置和安排成根据上述方法提供该系统的控制的系统。这种系统例如可以包含被编程来允许用户根据上述方法或其他方法来控制设备的计算机。

本发明的这些和其他目的、特征和特性，以及操作方法，和结构的相关元件的功能，部件的组合，和制造的经济性，在参考附图考虑下面的描述和所附权利要求后将会变得更清楚，所有附图形成本说明书的一部分，其中在各附图中相似的附图标记指示相应的部件。但是很容易理解，这些附图只是为了示例和说明的目的，而并非旨在定义本发明的限制。如在说明书和权利要求中使用的，除非上下文中另外清楚地规定，单数形式的“一个”、“一种”、“该”包括复数指代物。

附图的简要说明

图1示出根据本发明实施例的包括三个要被联结的测井记录的区域；

图2是示出根据本发明实施例的方法的流程图；

图3示意性地示出具有要被联结的多个井的井田(well field)；

图4示意性地示出用于执行根据本发明实施例的方法的系统的实施例。

具体实施方式

在勘探区的给定区域中，可能存在大量的钻井。钻取某些井时期望它们将会成为生产井，而其他的井用于流体注入，或用于测试目的。在钻取每个井期间或之后，可以产生一个或多个测井记录，所述测井记录测量通过其钻井的地下地层的特性。

举例来说，可以获取电阻率和伽马射线测井记录来向分析人员提供信息，分析人员可以解释该信息来确定关于地下区域中的状况的信息。例如，伽马射线测井记录可以被用来向地下物质层分配岩相分类，允许专家识别诸如砂层的可渗透层，其有助于指示很可能发现烃资源的位置。

图1示意性地示出例如从来自三个不同井的测井工具信号幅度导出的、表示地下地层的特性的三个测井记录10、12、14。在每个测井记录中，存在最大值和最小值，表示测井工具信号幅度的导数符号的变化。注意这些示意性的迹线远比典型的现实世界中的迹线更有规则和平滑。

为了本例的目的，假定这些测井记录表示归一化的V_sh，或者作为在测井记录该点处岩石百分比的页岩体积。因为V_sh与渗透性很好地相关，可以认为它总体上与地下区域之间的连通性(connectivity)相关。

如所示出的，测井记录10包括V_sh最小值和最大值20、22、24、26，而测井记录12包括相应的最小值和最大值28、30、32、34，并且测井记录14包括相应的最小值和最大值36、38、40、42。如可以看出的，在这种简化的情况中，测井记录10的第一最小值20很清楚地对应于测井记录12的第一最小值28。类似地，测井记录14的第一最小值36对应于其他两个第一最小值20、28。类似地，看起来存在匹配的最大值22、30、38。在象图1所示的简化情况中，很容易确定这些最小值和最大值的集合对应于地下地层的公共特性的突然变化、因此很可能对应于层边界。

在这方面，可以通过最小值20、28、36绘制粗线50，来指示第一层边界。类似地，可以通过最大值22、30、38绘制粗线52，来指示第二层边界。注意最大值30、38沿着相应的测井记录12、14的位置比最大值22沿着测井记录10的位置更低，表明(假定测井记录被针对深度归一化)这些点在地表下面处于比最大值22更深的位置。也就是说，由粗线52指示的层边界在由测井记录12、14所测井处比在由测井记录10所测井处更深。

所得到的线50、52连同可以通过最小值24、32、40和最大值26、34、42绘制的其他线可以被视为用户执行的测井记录相关。也就是说，来自相邻测井记录的特殊标记(在这种情况下为相邻测井记录的V_sh的最大值和最小值)被相关，以确定地下区域的层结构。

尽管可能看起来很显然上面选择的相关对于图1中所示的简单测井记录是正确的，但另外的解释可能性是存在的。例如，取代将最大值26、34、42相关，可以在最大值26、30、42之间绘制虚线54。如可以理解的，现实世界的迹线远远没有这么规则，在一个感兴趣区域上，将存在多得多的可能代表或可能不代表公共层边界的最大值和最小值。

如图1所示，可以在由粗线50、52表示的边界之间包括两个(或任何数量)另外的地层栅格线60、62。

尽管图1示出了非常平滑的曲线，但现实世界的曲线很可能具有远远更参差不齐的轮廓。结果，峰值和极小值的数量很大，并且潜在的相关拣选(pick)也数量巨大。这个问题的一种解决方案是在试图进行测井记录相关之前向曲线提供一定的平滑程度。这将减少潜在标记的数量，并且因此减少执行该方法所需的计算时间。

平滑程度可以部分地取决于要被相关的间隔的厚度。在间隔极厚的情况下，可能期望更大程度的平滑，而较薄的间隔可以允许对要处理的数据的相对较少的滤波。

在一个实施例中，一种井相关方法从选择参考井开始。总地来说，参考井可以被选择为使得它处于被研究的一组井的相对中央位置。另外，选择在感兴趣区中包括相对厚的部分、并且具有对该间隔上的地层周期有代表性的测井记录签名的井是有用的。

在参考测井记录中，定义感兴趣区的顶部和基部。另外，可以选择对应于该区域的顶部和/或底部的标记。这些标记可以精确地指示或者可以不精确地指示该区域的顶部和底部，但也可以位于区域边界的附近。

在存在关于被研究区域的地质结构的额外信息的情况下，一个优选环取向(preferred loop orientation)可以被包括作为对测井记录之间相关的约束。例如，在已知沉积环境、并且该沉积环境提供关于相邻井很可能如何连接的知识的情况下，该信息可以被包括作为自动相关中的因素。

例如，在近海环境中，海岸线的方向提供关于盆地结构中可能趋势的信息，并指示方向性对井连通性的强烈影响。另一方面，与已知结构很不相同，关于方向性可能所知甚少，可以按照需要对这个因素给予很少的权重，或者不给予其权重。

鉴于上面所述，图2的流程图示出了一种用于自动相关测井记录的方法。根据被研究的该组测井记录，构建多个环100，每个环连接三个彼此接近的测井记录。如上所述，基础地质环境的已知方向性可以可选地被用来影响有关哪些井被视为相邻井的判断。注意尽管该例子描述了三个井构成的环，这里描述的原理可以同样应用于可变大小的环。

对于每个测井记录，选择可能标记位置的集合102。举例来说，标记可以是测井记录的峰值(最大值或者最小值，或者这两者)，不过也可以使用其他标记。例如，并非选择单个的峰值，可以使用特定峰值组或者峰值图案。从所述可能标记位置，选择将相邻测井记录联结在一起的备用标记集合(alternate marker sets)104。对于每个环，为每个选择的标记集合计算井联结误差106。对于所有井环，计算出的井联结误差被相加108。最后，相加的环联结误差被最小化110。

参考图3对上述过程进行更详细的说明。图3示意性地示出了包括十二个井202-224的井田200，每个井具有相应的测井记录曲线。三条线230指示井田内的连通性的总趋势，总体上从井田的东北角向西南角延伸。如上面提到的，这样一种连通性模式可以从预先知道的井田所处盆地的沉积环境或者地质历史推断出来。

首先，一个特定的井202被选择为参考井。在202开始，从202到204，从204到206，以及从206到202构成一个环(被示为实线箭头)。注意环的方向性(在本例中为逆时针)是重要的，因为总地来说本发明例如在从202联结到206时与在从206联结到204时将产生不同的结果。

通过将其他井联结在一起以及将环联结在一起，可以生成类似的三角形环。举例来说，由虚线箭头指示的第二个环被示出为将206连接到212，前进到214，并返回到206。注意用于这个环的联结可以在内部被计算，而且在实线环和虚线环这二者中使用206实现了对所有5个井的全局联结的可能性。通过将这个手段延伸到井田中的所有井，可以按照这个方法联结整个井田。如上面提到的，在这个例子里描述了三角形环，但同样也可以根据该方法生成和使用其他井分组。

根据可变拣选策略(variable picking strategy)，在一个环内的井之间生成例如从测井记录峰值到测井记录峰值的标记联结(marker ties)。执行若干次迭代，拣选策略在每次迭代之间改变。每当选择了一组标记联结，该组标记联结例如被存储在一个列表中，该列表可以被存储在计算机的存储器中。

拣选策略是基于利用可变参数为测井记录曲线计算的匹配分数，从而生成可变标记联结。作为一个例子，可以针对变化的窗口大小计算测井记录曲线的相似度，并且可以在被应用于每个所应用窗口大小的权重方面定义拣选策略。在一个实施例中，对于变化的窗口大小，向曲线应用不同的平滑。具体地，可以向较大的窗口应用较大程度的平滑。

在围绕环前进的过程中，允许拣选策略在井之间变化。对这个函数的约束例如可以是用户输入的参数，包括最小窗口大小，窗口步长大小，最大窗口大小、和/或窗口大小比。

可以应用额外的地质约束以确保结果在物理上合理。例如，如果一对标记被相关，使得其间的降落(dip)超过阈值量(例如，从输入的顶部和基部标记计算出的局部降落)，则该配对可以被排除。允许更大或更小降落的用户可调节最大降落参数能够被可选地应用来改变这个值。另外，这个参数可以相对于测井记录数据的波长被归一化，因为它涉及感兴趣区的厚度。

另外，标记联结可以被选择成使得它们定义的名义单位不交叉。例如，最佳分数的联结可以被安全地添加到标记列表而不引入交叉。对于第二最佳分数的联结，仅在它不与任何现有(最佳分数)联结交叉的情况下被添加到列表中。类似地，第三最佳联结在不与第一或第二最佳分数联结交叉的情况下被添加，等等。

一旦所有井对被访问了阈值次数(可以是用户定义的，或者是常数)，在这点，将产生备用标记联结的完整列表，并且可以执行优化。

在一个实施例中，使用模拟退火(simulated annealing)来确定哪个备用联结集合产生最佳相关。在本发明范围内可以应用其他全局优化算法，但这里描述模拟退火作为代表性方案。

按照退火安排，随机选择井对并改变用于所述井对的标记联结。通过将包含该井对的每个三角形环中的环联结误差相加来确定所述井对的当前标记联结的环联结误差。

环联结误差可以被定义为从井A到B到C到A的环的开始深度和结束深度之间的差。也就是说，从C到A的联结结束的点不同于从A到B的相应联结开始的点。这个测量可以对于在井A中开始的迹线在100个等距离的深度处进行，根据当前的标记联结前进到B，然后到C，并返回到A。

根据该退火安排的改变被引入，并且如果该改变改进了环联结误差，则保持该改变。如果该改变不能改进环联结误差，则该改变具有一个随机的被保持几率。随着退火继续进行，该随机几率可以被降低，并且该方法收敛于最终选择。类似地，随着退火继续进行，扰动的大小减小，使得在迭代的过程中井对之间相关性的改变减小。作为用户接口的一部分，用于退火安排的参数可以是可调节的。

可以对于多次迭代重复退火。对于每次迭代，基于残留误联结误差对环进行排列。新的标记集合被添加到具有最差联结(即，最大环联结误差)的那些环。例如，可以设置阈值环联结误差，具有更大误差的所有环具有引入的新标记集合。对于环A-B-C，一种添加这种新标记集合的方法是使用当前误联结集合并将A中每个峰值与C中最近的峰值之间的标记拣选添加到相关位置，来将A关联到C。

最后，利用优化的标记集合从参考井的每个峰值位置跟踪标记。为了这个处理，按照距参考井的距离对井进行排序(可选地包括方向性考虑)，以产生井访问顺序。从参考井开始移动，利用优化标记联结集合来在当前井和井访问顺序中的下一个井之间进行相关。

表1示出了根据本发明实施例的环联结方法的一系列轮次的例子，每轮具有用户输入的不同参数，包括最小窗口大小，窗口步长大小，最大窗口大小，和最大降落。根据由用户可选地提供的手工拣选标记选择和该方法自动拣选的等同标记之间的差别，计算证实误差(validation error)。

轮次	环联结误差	证实误差
			1	3.94	8.42
2	6.04	10.27
			3	5.34	9.75
4	7.92	16.3
			5	3.79	12.89
6	4.93	21.29
			7	5.33	16.08
8	7.34	30.21

表1

在表1示出的例子中，在第5轮发现最小的计算环联结误差，而在第1轮发现最小的计算证实误差。在已知证实标记正确的情况下，证实误差可以被用作主决定因素，否则，可以使用环联结误差。类似地，可能能够选择最小化的对。在表1的例子中，第1轮给出几乎与第5轮一样小的环联结误差，同时具有最小的证实误差。结果，在给定所选参数的情况下第1轮可以被选择为最佳配合。

表2给出了第二个例子，为该例子更容易选择最佳轮次，因为环联结和证实误差这两者在单个轮次即第5轮中最小。

轮次	环联结误差	证实误差
			1	8.80	7.57
2	14.12	8.70
			3	9.05	8.16
4	14.94	15.01
			5	8.56	5.29
6	13.68	9.12
			7	9.12	7.25
8	13.93	7.94

表2

在一个实施例中，该方法可以包括用于选择类似研究区(即，具有相似测井记录特性的区域)的功能，从该类似研究区可以复制工作流以便应用到感兴趣区。以这种方式，用户不必选择所有有关参数来分析被研究区域，而是可以利用来自先前研究区域的经验。如可以理解的，这种功能可以包括对被复制工作流做出改变的能力，使得在区域不严格类似的情况下，可以做出调整以对该事实进行补偿。

图4中示意性地示出了一种用于执行该方法的系统。系统300包括数据存储设备或存储器302。存储的数据可以被用于处理器304，例如可编程通用计算机。处理器304可以包括接口部件，例如显示器306和图形用户界面308。图形用户界面可以被用来显示数据和经处理的数据产品，并允许用户在用于实现本发明的各个方面的选项中进行选择。数据可以经总线310直接从数据获取设备或从中间存储设备或处理工具(未示出)被传输到系统300。

尽管已经基于当前被认为是最实际和优选的实施例出于说明的目的详细描述了本发明，应该理解，这种细节只是为了该目的，本发明并不限于公开的实施例，而是相反，本发明旨在涵盖落入所附权利要求的精神和范围内的修改和等同安排。例如，尽管此处提到了计算机，它可以包括通用计算机、专用计算机、被编程用来执行所述方法的ASIC、计算机阵列或网络、或其他适当的计算设备。作为另外的例子，应该理解本发明构想在可能的范围上，任何实施例的一个或多个特征可以与任何其他实施例的一个或多个特征组合。

Claims

1.一种自动地相关多个测井记录的方法，所述测井记录表示与地下区域的地质概况有关的信息，该方法包括：

从所述多个测井记录中选择多个井环；

为每个井环中的每个测井记录生成可能标记位置的集合；

从所述可能标记位置迭代地选择井对之间的备用标记集合；

为每个选择的备用标记集合计算关于每个井环的井联结误差；

针对所有井环，将所计算的井联结误差相加；

使相加的井联结误差最小化；和

利用备用标记集合和相加的井联结误差，在测井记录之间对地下区域的地质概况进行相关。

2.根据权利要求1的方法，其中所述可能标记位置是通过使用自动模式识别技术生成的。

3.根据权利要求2的方法，其中利用多种模式识别技术来为每个井环中的每个测井记录产生可能标记位置的集合。

4.根据权利要求1的方法，其中测井记录根据它们的彼此接近度被分组为井环。

5.根据权利要求1的方法，其中每个井环由三个测井记录组成。

6.根据权利要求1的方法，其中所述最小化包括全局优化方法。

7.根据权利要求6的方法，其中所述全局优化方法包括模拟退火。

8.根据权利要求1的方法，其中针对一个井环的井联结误差是通过下述步骤确定的：

按照井环顺序在该井环中的第一个井到该井环中的后续井、并且从该井环中的最后一个井回到该井环中的第一个井跟踪多个深度；和

确定第一个井中的开始深度与第一个井中的结束深度之间的差。

9.根据权利要求1的方法，其中所述井环被选择成使得每个井环与至少一个其他井环互连。

10.一种用于自动地相关多个测井记录的系统，所述测井记录表示与地下区域的地质概况有关的信息，该系统包括：

数据存储设备，具有包括与所述多个测井记录有关的数据的计算机可读数据；

处理器，被配置和安排成执行存储在处理器可访问存储器中的机器可执行指令，以便执行包括下述步骤的方法：

从所述多个测井记录中选择多个井环；

为每个井环中的每个测井记录生成可能标记位置的集合；

从所述可能标记位置迭代地选择井对之间的备用标记集合；

针对所有井环，将所计算的井联结误差相加；

使相加的井联结误差最小化；和

利用备用标记集合和井联结误差在井之间对地下地质概况进行相关。

11.根据权利要求10的系统，还包括用户接口，被配置和安排为允许用户调整在迭代选择中使用的参数。

12.根据权利要求11的系统，其中该用户接口还被配置和安排为显示相加的井联结误差被最小化的备用标记集合。

13.根据权利要求10的系统，还包括用户接口，被配置和安排为允许用户调整在生成可能标记位置的集合时使用的参数。

14.根据权利要求10的系统，还包括显示器，被配置和安排为至少部分地基于测井记录的相关来显示从其取得测井记录的地下区域的层结构。