CN109072692B - 利用集成静态井底压力勘测数据和模拟建模的二维储层压力估计的方法 - Google Patents
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Abstract
用于地下碳氢化合物生产储层的井之间的储层压力形成估计。该估计基于现场数据和控制多孔介质中碳氢化合物流动的物理定律。在储层模拟期间，使用来自三维精细地质和数值储层模拟模型的信息、各井之间的统计插值、以及各井中的静态井底压力(SBHP)勘测(测量结果)，以更快速地确定感兴趣时间的二维等压储层压力图。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是2013年8月30日提交的申请人的共同未决共同拥有的美国专利申请No.14/014,658的部分继续申请并要求该申请优先权，该申请通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及利用静态井底压力勘测数据和模拟建模的集成来确定或绘制地下储层中的感兴趣区域的储层压力。
背景技术
在石油和天然气工业中，需要处理大量数据以用于勘探和生产目的的计算机化模拟、建模和分析。例如，地下碳氢化合物储层的开发通常包括开发和分析储层的计算机模拟模型。这些地下碳氢化合物储层通常是复杂的岩层，其含有石油流体混合物和水。储层流体成分通常以两个或更多个流体相存在。储层流体中的石油混合物由钻入这些岩层中并在这些岩层中完井的井来生产。
具有真实地质特征和性质、原位流体的适当分布以及流体的初始压力条件的计算机储层模型也有助于预测碳氢化合物储层中的最佳未来油气开采。石油和天然气公司已经开始依赖这些模型作为提高开采石油储备的能力的重要工具。
期望能够监测这种储层中的压力条件，从而优化生产。可以在生产或注入速率方面进行调整，以去除可能从这种监测中观察到的不希望的高压或低压区域。出于储层规划目的，在计算机中模拟储层，并且在储层的预计寿命内运行估计的生产一段时间。
在模拟模型中，储层被组织成多个单独的单元。精确度越来越高的地震数据使得单元的面积(x轴和y轴)间隔为25米的数量级。对于所谓的巨型储层，单元数量至少为数亿，并且遇到所谓的千兆单元尺寸(十亿个单元或更多)的储层。
如模型M(图1)所示的在预期储层寿命期间模拟其生产数据的这种类型的示例性储层通常是本领域技术人员已知的巨型储层。巨型储层在地下范围的长度、宽度和深度可以是几英里，并且例如可以具有大约三千亿立方英尺的数量级的体积或尺寸。
储层被组织成矩阵，该矩阵对应于储层的三维范围，并且由多个连续的三维单元组成。储层矩阵通常包含数百万个单元以尽可能准确地获得储层条件的指示。实际的储层模型可能有数百万个这样的单元。
对于这种类型的储层，井的实际数量也可以是千级，每个井具有多个穿孔(perforation)以进入生产地层。通常，并非储层中的所有井都在其中具有所谓的永久井下压力计，以在这些位置处监测储层。然而，这表示仅在大体积储层中的一个点处的压力测量。
因此，在储层中仅有相对少量的井具有这样的压力计并且如上所述，储层可以在地下幅度、宽度和深度方面具有相当大的范围，导致在模型中具有非常大量的单元。与储层体积相比，数据点非常稀少。
因此，测量实际井压的条件和空间量完全不同于储层工程师为了储层生产优化而感兴趣的储层压力。在储层中具有仪表的有限数量的井中的压力测量不能提供在储层的整个三维范围内感兴趣的储层压力条件的准确指示。
迄今为止，在先前的等压绘图技术中，井的静态井底压力(SBHP)读数用于生成等压压力图。每个SBHP读数是基于其生成等压压力图的控制点。各控制点之间的插值是简单的线性插值，其并未考虑生产过程中的地质特征或储层动力学。
发明内容
简而言之，本发明提供了一种新的和改进的计算机实现的方法，该方法利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图，该地下碳氢化合物生产储层针对建模目的而被划分为储层模型，该储层模型被划分为在储层的三个维度上延伸的单元网格阵列，该储层具有多个井，其具有用于从储层进入各井的流体通道的穿孔，其中选定的井具有安装在其中的井下压力测量系统，储层模型的单元网格阵列包括各井的位置处的井单元和网格的剩余单元处的储层单元。
计算机处理基于来自井下压力测量系统的测量结果从井接收压力数据，并且在数据处理系统中的储层模拟器上针对储层的感兴趣区域的井单元阵列中的各单元执行模拟压力计算。在每个井的最上面的穿孔处用来自所接收的压力数据的指定压力值填充井单元。将在所述最上面的穿孔下方的井的井单元的压力值传播至感兴趣区域的储层单元，以形成感兴趣区域的三维网格压力阵列。然后将三维网格压力阵列收缩或变换为感兴趣区域的二维压力值层。感兴趣区域的二维压力值层集合在数据处理系统的存储器中，并且形成感兴趣区域的二维压力值层的输出图像图(output image map)。
本发明还提供了一种新的和改进的数据处理系统，用于利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图，该地下碳氢化合物生产储层针对建模目的而被划分为储层模型，该储层模型被划分为在储层的三个维度上延伸的单元网格阵列，该储层具有多个井，其具有用于从储层进入各井的流体通道的穿孔，其中选定的井具有安装在其中的井下压力测量系统，储层模型的单元网格阵列包括井的位置处的井单元和网格的剩余单元处的储层单元。
数据处理系统包括处理器，该处理器基于来自井下压力测量系统的测量结果从井接收压力数据，并且在数据处理系统中的储层模拟器上针对储层的感兴趣区域的井单元阵列中的各单元执行模拟压力计算。随后，处理器在每个井的最上面的穿孔处用来自所接收的压力数据的指定压力值填充井单元，并且在所述最上面的穿孔下方传播井的井单元的压力值并将其传播至感兴趣区域的储层单元，以形成感兴趣区域的三维网格压力阵列。然后，处理器将三维网格压力阵列缩减为感兴趣区域的二维压力值层，并且将感兴趣区域的二维压力值层集合在数据处理系统的存储器中。数据处理系统还包括存储器，其存储感兴趣区域的二维压力值层；以及输出显示，其形成储层的感兴趣区域的二维压力值层的显示。
本发明还提供了一种新的和改进的数据存储装置，其在计算机可读介质中存储非暂时性计算机可操作指令，所述指令用于使数据处理系统利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图，该地下碳氢化合物生产储层针对建模目的而被划分为储层模型，该储层模型被划分为在储层的三个维度上延伸的单元网格阵列。所述储层具有多个井，其具有用于从储层进入各井的流体通道的穿孔，其中选定的井具有安装在其中的井下压力测量系统，储层模型的单元网格阵列包括井的位置处的井单元和网格的剩余单元处的储层单元。
存储在数据存储装置中的指令使得数据处理系统基于来自井下压力测量系统的测量结果从井接收压力数据，并且在数据处理系统中的储层模拟器上针对储层的感兴趣区域的井单元阵列中的各单元执行模拟压力计算。所述指令还使得数据处理系统在每个井的最上面的穿孔处用来自所接收的压力数据的指定压力值填充井单元，并且在所述最上面的穿孔下方传播井的井单元的压力值并将其传播至感兴趣区域的储层单元，以形成感兴趣区域的三维网格压力阵列。所述指令还使得所述数据处理系统将三维网格压力阵列缩减为感兴趣区域的二维压力值层，并且将感兴趣区域的二维压力值层集合在数据处理系统的存储器中，然后形成感兴趣区域的二维压力值层的输出图像图。
附图说明
图1是地下碳氢化合物储层的模型的示意图。
图2是示出安装在图1的储层中的选定数量的井中的压力井下测量系统的示意图。
图3是根据本发明的在数据处理系统中执行的用于利用集成的静态井底压力勘测数据和模拟建模的二维储层压力估计的一组数据处理步骤的功能框图。
图4、图5和图6是结合根据图3的处理执行的一组数据处理步骤的功能框图。
图7A、图7B和图7C是地下储层模型的网格单元的示意图，其说明了根据图3和图4的用于将压力确定传播到垂直井中的每个穿孔的工作流程。
图8A和图8B是地下储层模型的网格单元的示意图，其说明了根据图3和图5的用于将垂直井中的单个穿孔的压力确定传播到储层中的其他网格单元的工作流程。
图9是地下储层模型的示意图，其说明了根据图3和图6的用于将水平井中的单个穿孔的压力确定传播到储层中的其他网格单元的工作流程。
图10A和图10B是示出了用于储层模型中的方向符号和网格命名符号的示意图。
图11是根据本发明的用于利用集成的静态井底压力勘测数据和模拟建模的二维储层压力估计的数据处理系统的示意性框图。
图12是根据本发明的基于控制储层实际热力学和地球物理学关系的二维等压压力图的示例模拟图。
具体实施方式
在附图中，字母M表示地下碳氢化合物储层的一部分的简化模型，根据本发明，针对该地下碳氢化合物储层的一部分，基于为该储层的单元而获得的地质和流体特征信息，模拟在估计的生产寿命期间基于操作条件和参数的生产结果。因此获得的结果可以得到并且用于模拟历史性能和用于预测储层的产量。基于这种模拟的结果，然后形成诸如美国专利No.7,526,418中描述和示出的模型，并且可将其用于评估和分析。美国专利No.7,526,418归本发明的受让人所有，其以引用方式并入本文。
对于巨型储层，储层在其地下范围的物理尺寸可以是几英里的长度、宽度和深度，并且可以例如具有大约三千亿立方英尺的数量级的体积或尺寸。例如，这种尺寸的储层的单元数量通常约为数亿的数量级。
对于这种类型的储层，井的实际数量也可以是千级，每个井具有多个穿孔以进入生产地层。通常，储层中的有限数量的井在其中具有所谓的永久井下压力计，以在这些位置处监测储层。然而，这表示仅在储层体积中的一个点处的压力测量。
因此，只有储层中的关键井具有这样的压力计并且如上所述，储层可以在地下幅度、宽度和深度方面具有相当大的范围，导致模型中的非常大量的单元。与储层体积相比，储层压力数据点非常稀少。
图2示出了来自图1的模型M所例示的类型和尺寸的大型储层R的一部分的组G的井W的示例性放置。组G中的井通常包括生产井、注入井和观察井，并在储层的范围内间隔开。如所指出的，由组G表示的井W中的特定井设置有永久井下测量系统20，其被称为PDHMS。PDHMS 20可以是例如在本申请的受让人共同拥有的美国专利No.8,078,328和美国专利No.8,312,320中描述的类型。美国专利No.8,078,328和美国专利No.8,312,320中公开的主题以引用方式并入本文。
PDHMS 20包括从井下传感器22实时接收储层和井数据的地面单元。井下传感器22获得感兴趣的数据，并且出于本发明的目的，井下传感器包括井下压力和温度传感器，其在储层的非常大量的井中的选定组G的井中位于井W的选定深度和位置处。
井下传感器22提供来自它们被安装的井W中的收集的实时压力和温度数据，并且具有主计算机或数据处理系统D(图4)的监控和数据采集(SCADA)系统收集并组织来自组G的各井中的收集数据。PDHMS 20还包括记录组G中各注入井的生产和注入数据的传感器，该数据也由监控和数据采集系统收集并组织。
命名法
Pav 平均储层压力
Pcolav 网格块列的平均储层压力
PSBHP 静态井底压力
ΔPcf 单元列的压力校正因子
Pcal i-储层计算压力
(PVi) 单元或网格块i的孔隙体积，其中i＝1、2……n
(BV)i 单元格或网格块i的块体积，其中i＝1、2……n
(Sw)i 水饱和度
(1-Sw)i 在网格块i处的碳氢化合物饱和度，其中i＝1、2……n
I 参考3D储层网格中的层，在x方向上的网格块索引
J 参考3D储层网格中的层，在y方向上的网格块索引
K 参考3D储层网格中的列，在z方向上的网格块索引
下标
C：列
cf：校正因子
cal：计算
colav：列平均
e：网格块索引
av：平均
i：网格块索引
s：开始
w：水
HC：碳氢化合物
avHC：碳氢化合物加权平均
avWC：接触上方的平均压力(自由相表)
avHCWC：接触上方的碳氢化合物平均值(自由相表)
转到图3，流程图F显示了根据本发明的方法在数据处理系统D(图10)中执行的一组处理器步骤，用于根据本发明的使用来自井下仪表的实时压力数据和储层模拟值确定的三维储层压力确定，以确定并形成二维等压压力图。流程图F表示本发明的基本计算机处理顺序和根据本发明的在数据处理系统D中进行的用于三维压力确定储层模拟和图形成的计算。
结合根据申请人于2013年8月30日提交的共同未决共同拥有的美国专利申请No.14/014,658的处理结果，特别是确定i-储层计算压力Pcal和储层模型的各单元之间的压力梯度，执行根据图3的流程图F的处理。结合根据流程图F的处理，如步骤30所示，根据本发明，由对储层管理感兴趣的用户提供某些输入参数。输入参数是以下各项的标识：针对其要形成二维储层压力估计图的田(field)、储层、压力勘测数据(SBHP)和目标日期。
如步骤32所示，还提供由数据处理系统D中的储层模拟器R获得的输入穿孔和生产/注入数据，并且如步骤34所示，对其进行质量检查。因此，用储层或田中的感兴趣井的最新穿孔和生产/注入数据来更新储层模拟模型。
然后，在步骤36期间，利用针对穿孔和生产/注入数据的质量检查和验证过的更新(其在步骤34期间被更新到感兴趣日期)，通过储层模拟器R(图10)执行储层模拟。在步骤36期间，根据上面提到的美国专利申请No.14/014,658的技术确定模型M的储层模型网格块或储层单元之间的压力梯度。网格块之间的梯度表示储层中由于地质异质性、流体动力学、模型约束和生产/注入活动导致的压力变化。
在步骤38期间，评估作为步骤36的结果的由储层模拟器R确定的压力梯度。在步骤38期间的评估中，解析并存储储层数据中的储层数据的穿孔文件。穿孔文件也按储层中每个井的深度分类。如果需要，则在步骤38期间还解析和存储压力勘测或SBHP勘测数据，其包括来自储层模拟模型输出的SBHP的样本和穿孔数据的样本。然后，在步骤38中，识别要从处理计算中排除的非活动单元，然后将其与其数据内容一起丢弃。
然后，在步骤39中，根据上面提到的美国专利申请No.14/014,658的技术，将以如图2中示意性所示的上述方式从储层获得的压力勘测数据用于确定储层中各井22的井顶各穿孔处的储层压力值。然后，在步骤40中，针对每个井22的每个穿孔传播压力值。
根据本发明，存在执行步骤40的三种方法，以将基于将要传播的压力勘测数据的压力值传播至储层模型中的穿孔，并且进一步传播至远离一个或多个井的储层模型单元。它们是：如图4中的42处示意性示出的全穿孔方法；图5中的44处示意性地示出的单穿孔列方法；以及图6中的46处所示的全穿孔列方法。
全穿孔方法
如图4所示，全穿孔处理42从步骤48开始，其中SBHP值被分配给井中的第一穿孔或最上面的穿孔。在步骤50期间，来自各穿孔单元之间的压力梯度的模拟模型的测量用于将压力计算从井中的第一个单元或最上面的单元连续传播到最后一个最下面的单元。根据美国专利申请No.14/014,658中描述的合适的统计方法，如此使用的所有穿孔都是步骤52中使用的控制点，以将压力赋值传播到非穿孔单元。这种合适的方法称为距离加权移动平均或DWMA。
如图7A中示意性所示，在全穿孔处理步骤42期间，SBHP值被分配给示例性垂直井56中的第一穿孔或最上面的穿孔54。图7B示意性地示出了步骤52的下放表现(lowerperformance)，其中储层模拟的压力梯度测量连续地从穿孔54连续地传播到下部穿孔58和60。如上所述，由于非活动单元被排除在处理之外，所以在图7A、图7B和图7C中穿孔54、58和60彼此垂直相邻地示出。如将描述的，图7C示意性地示出了根据距离加权移动平均或DWMA方法对非穿孔单元62的压力值分配。
单穿孔列方法
在64(图5)处所示的单穿孔列方法中，仅井56的第一穿孔被认为是用于计算沿井并远离井的压力的基准。如图5所示，全穿孔处理64从步骤66开始，其中在识别出第一穿孔并且标记第一穿孔所在的单元列之后，根据模拟模型确定平均列压(Pcolav)：
在步骤68期间，通过从在步骤66中确定的平均列压Pcolav中减去压力勘测读数SBHP(PSBHP)来确定校正因子(ΔPcf)：
ΔPcf＝Pcolav-PSBHP
在步骤70期间，对于来自模拟模型的每个单元压力值，从单元压力(Psim)中减去校正因子(ΔPcf)，得到分配给i-储层网格压力的i-储层计算压力值Pcal，如下：
Pcal＝Psim-ΔPcf
以这种方式，确定每个网格块的压力。图8A示意性地示出了单穿孔列方法步骤64，其中确定如72处所示的平均列压测量，并且如74处所示减去压力校正因子，得到如在76和78处所示的针对列80中的不同单元的i-储层压力。
图8B示意性地示出了步骤82，其中为模拟模型M的网格的各单元84确定所得的i-储层计算压力值Pcal。结果，平均列压为(PSBHP)。
全穿孔列方法
对于如84(图6)所示的全穿孔列方法，考虑井的i个穿孔中的每个穿孔以计算沿井并远离井的压力。识别井的各穿孔，并且根据上述单穿孔列方法确定沿各穿孔的压力测量。如图6所示，全穿孔处理从步骤86开始，其中根据模拟模型来确定每个列i的各个穿孔的平均列压
在步骤88中，通过从步骤86中确定的平均列压
中减去压力勘测读数SBHP(PSBHP)，确定每个列i的校正因子
然后，在步骤90期间，对于每个列i和该列中的来自模拟模型的每个单元压力值，从单元压力(Psim)中减去校正因子
并作为压力值Pcal指定给i-储层网格压力：
接下来，在步骤92中，根据美国专利申请No.14/014,658中描述的合适的统计方法，确定压力分配并将其传播到剩余的网格块或未穿孔的网格块。对于垂直井，全穿孔列方法产生与单穿孔列方法相同的结果，如图8A和8B中示意性示出并如上所述的那样。
图9示意性地示出了用于具有如图所示的多个井穿孔94的水平井模型93的全穿孔列方法步骤84(图6)。在全穿孔列方法的步骤92中，根据美国专利申请No.14/014,658中描述的合适的统计方法，确定压力分配并将其传播到水平井模型93的剩余的网格块或非穿孔网格块95(图9)，如在96处示意性地示出的那样。
在以上述方式用所述三种供选择的方案中的选定的一种方案(全穿孔方法、单穿孔列法或全穿孔列法)执行用于沿着完井的压力计算的步骤40(图3)之后，储层模型已经被调整。储层模型M指示传播的压力测量，其结合了被调整的测量的储层压力，以指示由储层模拟处理所表示的物理和地质对储层及其流体的影响。
在步骤97(图3)期间，用户能够指定用于数据滤波的若干技术之一，例如被称为距离加权移动平均或DWMA的类型。DWMA滤波是一种非线性滤波器，其设计为传统移动平均的稳健版本。然后，在步骤98期间执行DWMA滤波以减少异常传播压力测量对储层模型数据的影响。如100所示，步骤98的结果是储层压力数据的三维压力阵列，其被存储以供数据处理系统D进一步处理。
然后，在步骤102中，根据本发明，在100处指示的三维网格压力阵列的格式从三维压力阵列收缩或改变为储层M中的感兴趣区域(或整个储层)的二维压力。存在将3维网格收缩为2维图的若干种方法，最简单的方法是对模型的与用于形成2维图的各种指定图坐标相邻的传播压力测量进行简单平均。
然而，优选地，针对步骤102使用若干种形式之一的孔隙体积加权平均来将3维网格收缩为感兴趣区域的2维图。下面阐述用于指示2维等压图的平均储层压力的这种孔隙体积加权平均的示例。参照命名法部分来说明所表达的孔隙体积加权平均的关系中指示的物理测量。
孔隙体积加权平均储层压力
碳氢化合物孔隙体积加权平均储层压力
自由水位表以上的孔隙体积加权平均储层压力
其中i是深度大于指定接触深度的所有网格块的索引。
自由水位表以上的碳氢化合物孔隙体积加权平均储层压力
其中i是深度大于指定的接触深度的所有网格块的索引。
如上所述，用户工程师或分析员能够在储层模型M中选择要为其形成等压二维压力图的感兴趣区域。在执行图3的步骤104期间，数据处理系统D形成该显示。对于该处理步骤，工程师可以使用n边多边形来指定感兴趣的区域，其中如步骤106所示可以生成所有种类的等压图以及平均储层压力计算。
如图12所示，示例绘图140表示模拟的二维等压压力图，其可以根据本发明基于所选择的感兴趣区域的控制方程和关系来获得，并且表示根据本发明形成的热力学原理和地球物理学原理的相互作用。
根据各穿孔的坐标的SBHP勘测数据和样本穿孔位置数据的示例值如下所示：
样本SBHp勘测数据
井_块
井_名称＝ABCD0001
PERF I＝301 J＝71 K＝51 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝1.0/MDEPTH＝3873.5
PERF I＝301 J＝71 K＝52 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝2.0/MDEPTH＝3880.5
PERF I＝301 J＝71 K＝53 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝1.0/MDEPTH＝3887.5
PERF I＝301 J＝71 K＝54 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝0.0/MDEPTH＝3898.5
PERF I＝301 J＝71 K＝55 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝0.0/MDEPTH＝3913.5
PERF I＝301 J＝71 K＝56 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝0.0/MDEPTH＝3928.5
PERF I＝301 J＝71 K＝57 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝1.0/MDEPTH＝3941.5
井_名称＝ABCD0002
PERF I＝101 J＝71 K＝41 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝0.0/MDEPTH＝4873.0
PERF I＝101 J＝71 K＝42 Rf＝1.1 CD＝'Y'Skin＝0.0/MDEPTH＝4880.0
PERF I＝101 J＝71 K＝43 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝0.0/MDEPTH＝4887.0
PERF I＝101 J＝71 K＝44 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝0.0/MDEPTH＝4898.0
PERF I＝101 J＝71 K＝45 Rf＝1.2 CD＝'Z'Skin＝0.0/MDEPTH＝4913.0
PERF I＝101 J＝71 K＝46 Rf＝1.0 CD＝'Y'Skin＝0.0/MDEPTH＝4928.0
PERF I＝101 J＝71 K＝47 Rf＝1.3 CD＝'Z'Skin＝0.0/MDEPTH＝4941.0
结束井_块
日期2010年12月1日
井_块
井_名称＝ABCD0005
PERF I＝20 J＝113 K＝83 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝0.0/MDEPTH＝3890.50
PERF I＝21 J＝113 K＝83 Rf＝1.1 CD＝'X'Skin＝0.0/MDEPTH＝3900.50
PERF I＝21 J＝113 K＝84 Rf＝1.0 CD＝'Z'Skin＝0.0/MDEPTH＝3887.50
PERF I＝22 J＝113 K＝81 Rf＝1.0 CD＝'X'Skin＝3.0/MDEPTH＝3887.50
PERF I＝30 J＝113 K＝81 Rf＝1.2 CD＝'X'Skin＝0.0/MDEPTH＝3887.50
PERF I＝31 J＝113 K＝83 Rf＝1.0 CD＝'X'Skin＝0.0/MDEPTH＝3887.50
PERF I＝32 J＝113 K＝83 Rf＝1.3 CD＝'Z'Skin＝0.0/MDEPTH＝3890.50
结束井_块
从图12中可以看出，绘图140通过x，y坐标指示所选择的感兴趣区域的储层模型M中的位置，并且通过等高线142指示该位置处的共同等压压力的区域。储层图140中表示为的二维等压区域的压力的指示可以通过颜色的变化来指示，如通过改变轮廓线内的共同压力区域中的点画图案而示意性地示出的。显示的压力表明了感兴趣区域的储层压力，同时还考虑了地质特征、空中和垂直非均质性以及数值模型约束。根据本发明形成的图不是仅基于位于储层中有限数量的井的压力测量仪器的读数来估计储层压力。
图10A是I、J和K坐标的示例性说明的图形描绘，参考图10B的坐标的轴向布置的取向。以下阐述的是数值维度的示例。
示例1
在给定模型尺寸(I x J x K)：500×300×200的情况下，感兴趣区域由这两个角(1,1,1)和(500,300,200))表示的4边多边形界定，基本上是整个储层。因此，储层模型M中用户指定的感兴趣区域的数值坐标如下表1所示：
表1
| 1 | 1 | 1 | 300 | 1 | 200 |
| 500 | 500 | 1 | 300 | 1 | 200 |
| 1 | 500 | 1 | 1 | 1 | 200 |
| 1 | 500 | 300 | 300 | 1 | 200 |
示例2
给定模型尺寸(I x J x K)：500×300×200的感兴趣区域由角(1,50,10)和(350,100,190)界定。储层模型M中用户指定的感兴趣区域的数值坐标如下表2所示：
表2
| 1 | 1 | 50 | 100 | 10 | 190 |
| 350 | 350 | 50 | 100 | 10 | 190 |
| 1 | 350 | 50 | 50 | 10 | 190 |
| 1 | 350 | 100 | 100 | 10 | 190 |
如图11所示，根据本发明的数据处理系统D包括计算机C，计算机C具有处理器150和耦合到处理器100的存储器152，在储存器152中存储操作指令、控制信息和数据库记录。数据处理系统D可以是任何传统类型的合适处理能力的计算机，例如大型机、个人计算机、膝上型计算机或任何其他合适的处理设备。因此应该理解，许多商业上可用的数据处理系统和计算机类型可用于此目的。如所指出的，数据处理系统还用作储层模拟器R，用于性能模拟和预测储层M的生产。因此，模拟器可以是美国专利No.7,526,418中描述和示出的类型。
计算机C具有用户接口154和输出数据显示156，输出数据显示156用于显示使用根据本发明的来自井下测量仪的实时压力数据的三维储层压力确定的输出数据或记录。输出显示156包括诸如打印机和输出显示屏的组件，其能够以图形、数据表、图形图像、数据图等形式提供打印输出信息或可视显示作为输出记录或图像。
数据处理系统D的用户接口154还包括合适的用户输入装置或输入/输出控制单元158，以向用户提供访问以控制或访问信息和数据库记录并操作计算机C。数据处理系统D还包括存储在计算机存储器中的数据库160，所述计算机存储器可以是内部存储器152，或者是如在相关数据库服务器164中的162处指示的外部联网或非联网存储器。
数据处理系统D包括以非暂时形式存储在计算机C的存储器152中的程序代码166。根据本发明的程序代码166采用非暂时性计算机可操作指令的形式，所述非暂时性计算机可操作指令使得数据处理器100以上述图3所示出的方式执行本发明的计算机实现的方法。
应当注意，程序代码166可以是微代码、程序、例程或符号计算机可操作语言的形式，其提供控制数据处理系统D的功能并指导其操作的特定有序操作集。程序代码166的指令可以以非暂时形式存储在计算机C的存储器152中，或者存储在计算机磁盘、磁带、传统硬盘驱动器、电子只读存储器、光学存储装置或其他适当的具有计算机可用介质存储于其上的非暂时性数据存储装置。程序代码166也可以作为非暂时性计算机可读介质包含在诸如服务器164的数据存储装置上。
利用本发明，在生产地层间隔数据的深度处或附近测量的井底压力(SBHP)或压力勘测数据被输入并且在相对于期望的参考基准深度的井位置处得到遵守。建立井SBHP压力作为控制点，储层模拟器R根据以下方式、基于数值模拟的结果来估计各井之间的三维压力：根据控制方程和表示实际热力学和地球物理的关系以及如模型M所示的地下储层的最新的地质实现。本发明减少了用于产生图和对图中显示的数据内容进行质量检查并存储在数据处理系统中以评估进一步的处理或分析的周转时间。
SBHP压力点和模拟压力之间的集成导致为3D网格填充基于适当的可靠性和与统计质量分析和控制方法(例如距离加权移动平均或DWMA)的一致性而估计的储层压力。如果需要，数据处理系统D然后将压力值调节到基准参考深度。然后可以使用几种可选方法将三维压力网格阵列收缩成单层(二维)，同时还考虑地质特征、空中和垂直非均质性以及数值模型约束。得到的产品，即感兴趣的储层区域的二维等压图，可提供给并且可用于各种可视化和质量控制工具，供储层管理工程师使用。
已经充分描述了本发明，使得具有该事项的平均知识的人可以再现并获得本发明中提到的结果。尽管如此，本发明的主题的技术领域中的任何技术人员可以执行在本申请中未描述的修改，将这些修改应用于确定的方法或执行该方法，需要在所附权利要求中要求保护的内容；这些技术和步骤应包括在本发明的范围内。
应该注意和理解的是，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神或范围的情况下，可以对上面详细描述的本发明进行改进和修改。
Claims (9)
1.一种利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图的计算机实现的方法，所述储层针对建模目的而被划分为储层模型，所述储层模型作为在所述储层的三个维度上延伸的单元网格阵列，所述储层具有多个井，所述多个井具有用于从所述储层进入各井的多相流体的通道的穿孔，其中选定的井具有安装在井中的井下压力测量系统，所述储层模型的单元网格阵列包括井的位置处的井单元和网格的剩余单元处的储层单元，所述数据处理系统包括处理器、存储器、显示器和储层模拟器，该方法包括以下计算机处理步骤：
在所述存储器中存储计算机可操作指令，所述计算机可操作指令使所述数据处理系统形成所述感兴趣区域中的储层压力的二维压力图；
在所存储的计算机可操作指令的控制下在所述数据处理系统中执行以下步骤：
(a)在所述数据处理系统中接收从位于所述井中的所述井下压力测量系统提供的测量结果；
(b)在所述储层模拟器上针对所述储层模型的井单元确定模拟压力；
(c)基于从所述井下压力测量系统提供的测量结果并且基于针对所述井单元确定的模拟压力，利用所述处理器来确定在每个井的最上面的穿孔处的井单元的储层压力，所述储层压力为所述储层模型中的控制点；
(d)基于所确定的储层压力，利用所述处理器来计算在所述最上面的穿孔下方的井单元和所述储层模型的储层单元的压力值，以形成所述储层模型的三维网格压力阵列；
(e)利用所述处理器来将所形成的所述储层模型的三维网格压力阵列缩减以形成所述储层模型的二维压力值层；
(f)将所述储层模型的二维压力值层集合在所述数据处理系统的存储器中；和
(g)利用所述显示器来形成所述储层模型的二维压力值层的输出图像图，该输出图像图用于指示在生产期间由于地质和流体动力学导致的在所述储层上延伸的压力变化。
2.如权利要求1所述的利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图的计算机实现的方法，还包括对所述储层模型的井单元的所计算的压力值执行数字滤波的步骤。
3.如权利要求2所述的利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图的计算机实现的方法，其中，所执行的数字滤波包括对所计算的压力值的数字加权移动平均滤波。
4.如权利要求1所述的利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图的计算机实现的方法，其中，通过确定井单元的依次从最上面的穿孔到下面的穿孔的压力值来执行利用所述处理器来计算在所述最上面的穿孔下方的井单元的压力值的步骤。
5.如权利要求1所述的利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图的计算机实现的方法，其中，通过确定所述储层模型中包含井穿孔的列的平均压力来执行利用所述处理器来计算在所述最上面的穿孔下方的井单元的压力值的步骤。
6.如权利要求1所述的利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图的计算机实现的方法，其中，通过确定所述储层模型中包含井穿孔的列的依次从最上面的穿孔到下面的穿孔的压力值来执行利用所述处理器来计算在所述最上面的穿孔下方的井单元的压力值的步骤。
7.如权利要求1所述的利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图的计算机实现的方法，其中，通过对所述储层模型的单元的计算压力值的孔隙体积加权平均来执行将所述三维网格压力阵列缩减为所述储层模型的二维压力值层的步骤。
8.如权利要求1所述的利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图的计算机实现的方法，其中，
利用所述处理器来确定在最上面的穿孔处的井单元的储层压力的步骤还包括：确定在所述井中的各个穿孔之间的井压力梯度；以及
利用所述处理器来计算在所述最上面的穿孔下方的井单元和所述储层模型的储层单元的压力值的步骤还包括：基于所确定的井压力梯度，利用所述处理器来计算在所述最上面的穿孔下方的压力梯度和所述储层模型的储层单元的压力梯度，以形成所述储层模型的三维网格压力阵列。
9.如权利要求1所述的利用数据处理系统形成地下碳氢化合物生产储层中的感兴趣区域中的储层压力的二维压力图的计算机实现的方法，其中，利用所述处理器来确定作为所述储层模型中的控制点的在每个井的最上面的穿孔处的井单元的储层压力的步骤还包括：
基于从所述压力测量系统获得的压力测量结果并且基于所确定的所述井单元的模拟压力，在所述处理器中执行在所述储层模型的单元阵列上延伸的单元中的压力的地理统计插值。
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