-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Systeme und Verfahren für optimiertes Geosteering mittels geologischer Echtzeitmodelle. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung optimiertes Geosteering mittels geologischer Echtzeitmodelle, die mit LWD(Logging-while-drilling, Bohrlochmessen während des Bohrens)-Messungen aktualisiert werden, die Daten wie etwa Schichtgrenzen und Formationseigenschaften enthalten.
-
STAND DER TECHNIK
-
Geosteering-Lösungen sind sehr wichtig zur Optimierung der Bohrlochplatzierung beim Bohren, vor allem bei der Anlegung des Reservoirs oder beim Bohren durch das Reservoir. Herkömmliches Geosteering basiert normalerweise auf einem geologischen Modell, das auf der Grundlage von seismischer Bildgebung und Nachbarbohrungsprotokollen konstruiert wird.
-
Geophysikalische Daten, wie zum Beispiel seismische Bilder, werden dazu verwendet, die geologische Struktur zu identifizieren. Je nach Erfassungsmethode können seismische Daten dazu verwendet werden, grobe bis feine Maßstabsstrukturen abzubilden. In 1 wird beispielsweise ein seismisches Oberflächenbild dazu benutzt, Formationsoberflächen abzubilden, die von den seismischen Daten interpretiert sind, typischerweise mit Frequenzen zwischen 2,5 Hz und 200 Hz, und eine Auflösung in der Größenordnung von 10 m bereitstellen. Das kann für Exploration und Einschätzung im Feldmaßstab adäquat sein, ist jedoch zu grob für Einschätzung und Produktion im Reservoir-Maßstab. Die Auflösung kann verbessert werden, wenn bekannte seismische Bohrlochverfahren benutzt werden.
-
Vertikale Nachbarbohrungen werden üblicherweise gebohrt, um stratigrafische Informationen von Mud Logging und Bohrlochmessungen bereitzustellen, wie etwa von akustischen, Widerstands-, kernmagnetischen Resonanz- und Fluidprobengeräten. Diese Art geophysikalischer Daten können während LWD(Logging-while-Drilling)-Vorgängen oder danach mithilfe von Seilarbeitswerkzeugen erfasst werden. Seismische Daten und damit strukturelle Modelle können mit akustischen Bohrlochdaten in einem Bohrlochverknüpfungsprozess korreliert werden. In 2A wird beispielsweise ein Widerstandslog einer Nachbarbohrung dazu benutzt, das vorhergesagte, geologische Vorbohrlochmodell in 2B zu erzeugen. Die physikalischen Eigenschaften der Schichten können mit seismischer Struktur korrelieren, was dem strukturellen Modell subseismische Stratigrafie hinzufügt und das strukturelle 3D-Modell einpflegt. Mehrere Bohrlöcher können dazu benutzt werden, die Eigenschaften des strukturellen Modells geostatistisch einzupflegen.
-
Basierend auf den oben genannten Techniken zum Konstruieren eines geologischen 3D-Modells kann die Bohrlochplatzierung entworfen und optimiert werden. Beispielsweise können Bohrlochplatzierung- und Fertigstellungsdesigns mit Reservoir-Simulatoren für eine Produktion simuliert werden, die mit der Geschichte des Reservoirs übereinstimmt. In der Realität kann das geologische 3D-Modell jedoch Ungewissheiten enthalten, die eine akkurate Bohrlochplatzierung und/oder -planung beeinträchtigen. Zu derartigen Ungewissheiten können beispielsweise die folgenden zählen: i) subseismischen Auflösungsstratigrafie; und (ii) fehlende Kontinuität der Stratigrafie zwischen benachbarten Bohrlöchern. Aus diesem Grund ermöglicht Geosteering, dass die Bohrlochplatzierung während Bohrvorgängen in Echtzeit angepasst wird.
-
Derzeit können Echtzeit-Geosteeringtechniken Formationseigenschaften abbilden, indem sie Widerstandsdaten für Erdschichten(1D)-Widerstandsmodelle für invertieren.
-
Eine dieser Techniken benutzt Distance-to-bed-boundary(DTBB)-Inversion tiefer LWD-Widerstandsmessungen, um einen so genannten „Curtain Plot“ zu produzieren, bei dem es sich um eine einfache Visualisierung zusammengefügter Erdschichten(lD)-Widerstandsmodelle handelt, die für geologische Struktur- und Geosteering-Entscheidungen interpretiert werden können. Ähnlich wie die oben beschriebenen geologischen Modelle enthalten Curtain Plots Ungewissheiten. Zu solchen Ungewissheiten können beispielsweise die folgenden gehören: i) fehlende 2D- und 3D-Modellkomplexität bei jeder gemessenen Tiefe, da das Erdmodell als lokal 1D angenommen wird; und ii) nichteindeutige Widerstandsinversion, die impliziert, dass mehrere Erdmodelle dieselben Widerstandsdaten erfüllen. Ein Curtain Plot erfasst eine mögliche Lösung, und die Abstimmung von Unterschieden zwischen dem Curtain Plot und dem geologischen Modell (vor allem bei Mangel anderer LWD-Daten) ist eine typische Herausforderung beim Geosteering.
-
Figurenliste
-
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen mit gleichen Bezugszeichen auf gleiche Elemente Bezug genommen wird, und in denen Folgendes gilt:
- 1 ist ein seismisches Bild, das Formationsoberflächen abbildet, die von seismischen Daten interpretiert sind.
- 2A ist ein Widerstandslog einer Nachbarbohrung.
- 2B ist ein Bild eines geologischen Vorbohrlochmodells, das mittels des Widerstandslogs der Nachbarbohrung in 2A vorhergesagt wurde.
- 3A-3B ist ein Flussdiagramm, dass eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Umsetzen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
- 4 ist ein Bild eines geologischen Modells, das Widerstand veranschaulicht.
- 5A-5B sind verschiedene Bilder einer DTBB-Widerstandsinversion eines geologischen Modells, die gemeinhin als Curtain Plots bezeichnet werden.
- 6A-6D sind Bilder aktualisierter geologischer Modelle, die das Ergebnis von Schritt 320 in 3B mittels verschiedener Gewichte in Schritt 318 veranschaulichen.
- 7 ist ein Curtain Plot des in 4 gezeigten geologischen Modells.
- 8A-8B sind zusätzliche Bilder aktualisierter geologischer Modelle, die das Ergebnis von Schritt 320 in 3B mittels verschiedener Gewichte in Schritt 318 veranschaulichen.
- 9 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Computersystems zum Umsetzen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die vorliegende Offenbarung gleicht einen oder mehr Mängel im Stand der Technik aus, indem sie Systeme und Verfahren für optimiertes Geosteering mittels geologischer Echtzeitmodelle bereitstellt, die mit LWD-Messungen aktualisiert werden, die Daten wie etwa Schichtgrenzen und Formationseigenschaften enthalten.
-
In einer Ausführungsform beinhaltet die vorliegende Offenbarung ein Verfahren für optimiertes Geosteering mittels geologischer Echtzeitmodelle, das Folgendes umfasst: a) Erstellen einer Parameter-Matrix, die eine Formationseigenschaft für jedes Paar von TVD(tatsächliche vertikale Tiefe)-Koordinaten von einem geologischen Modell und MD(gemessene Tiefe)-Koordinaten von einem vordefinierten Bohrlochverlauf umfasst; b) Initialisieren der Parameter-Matrix durch Initialisieren eines Wertes für jede Parametereingabe in der Parameter-Matrix; c) Aktualisieren der initialisierten Parameter-Matrix durch Ersetzen der TVD-Koordinaten und der MD-Koordinaten für jede Parametereingabe in der Parameter-Matrix mit den TVD-Koordinaten und den MD-Koordinaten für einen tatsächlichen Bohrlochverlauf; d) Zusammenstellen eines DTBB-Arrays und eines oder mehrerer anderer LWD- Arrays mittels entsprechender Messungen an den MD-Koordinaten des tatsächlichen Bohrlochverlaufs; e) Berechnen eines Werts für jede Parametereingabe in der aktualisierten Parameter-Matrix, der eine Summe eines Geologie-Arrays, des DTBB-Arrays und des einen oder mehreren anderen LWD-Arrays ist, die jeweils multipliziert werden mit einem von (i) jeweils zugewiesenen Gewichten, wenn die TVD-Koordinaten und die MD-Koordinaten für jede Parametereingabe in der aktualisierten Parameter-Matrix sich nicht innerhalb der stratigrafischen Grenzen des DTTB-Arrays und des einen oder der mehreren anderen LWD-Arrays befinden; und (ii) jeweils berechneten Gewichten, wenn die TVD-Koordinaten und die MD-Koordinaten für jede Parametereingabe in der aktualisierten Parameter-Matrix sich innerhalb der stratigrafischen Grenzen des DTTB-Arrays und des einen oder der mehreren anderen LWD-Arrays befinden; und f) Aktualisieren des geologischen Modells in Echtzeit während der Bohrvorgänge mittels eines Computerprozessors, um jeden initialisierten Wert für jede Parametereingabe in der aktualisierten Parameter-Matrix mit dem jeweiligen berechneten Wert zu ersetzen.
-
In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die vorliegende Offenbarung eine nichttransitorische Programmträgervorrichtung, die greifbar computerausführbare Anweisungen für optimiertes Geosteering mittels geologischer Echtzeitmodelle trägt, wobei die Anweisungen ausführbar sind, um Folgendes umzusetzen: a) Erstellen einer Parameter-Matrix, die eine Formationseigenschaft für jedes Paar von TVD(tatsächliche vertikale Tiefe)-Koordinaten von einem geologischen Modell und MD(gemessene Tiefe)-Koordinaten von einem vordefinierten Bohrlochverlauf umfasst; b) Initialisieren der Parameter-Matrix durch Initialisieren eines Wertes für jede Parametereingabe in der Parameter-Matrix; c) Aktualisieren der initialisierten Parameter-Matrix durch Ersetzen der TVD-Koordinaten und der MD-Koordinaten für jede Parametereingabe in der Parameter-Matrix mit den TVD-Koordinaten und den MD-Koordinaten für einen tatsächlichen Bohrlochverlauf; d) Zusammenstellen eines DTBB-Arrays und eines oder mehrerer anderer LWD-Arrays mittels entsprechender Messungen an den MD-Koordinaten des tatsächlichen Bohrlochverlaufs; e) Berechnen eines Werts für jede Parametereingabe in der aktualisierten Parameter-Matrix, der eine Summe eines Geologie-Arrays, des DTBB-Arrays und des einen oder der mehreren anderen LWD-Arrays ist, die jeweils multipliziert werden mit einem von (i) jeweils zugewiesenen Gewichten, wenn die TVD-Koordinaten und die MD-Koordinaten für jede Parametereingabe in der aktualisierten Parameter-Matrix sich nicht innerhalb der stratigrafischen Grenzen des DTTB-Arrays und des einen oder der mehreren anderen LWD-Arrays befinden; und (ii) jeweils berechneten Gewichten, wenn die TVD-Koordinaten und die MD-Koordinaten für jede Parametereingabe in der aktualisierten Parameter-Matrix sich innerhalb der stratigrafischen Grenzen des DTTB-Arrays und des einen oder der mehreren anderen LWD-Arrays befinden; und f) Aktualisieren des geologischen Modells in Echtzeit während der Bohrvorgänge mittels eines Computerprozessors, um jeden initialisierten Wert für jede Parametereingabe in der aktualisierten Parameter-Matrix mit dem jeweiligen berechneten Wert zu ersetzen.
-
In noch einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die vorliegende Offenbarung eine nichttransitorische Programmträgervorrichtung, die greifbar computerausführbare Anweisungen für optimiertes Geosteering mittels geologischer Echtzeitmodelle trägt, wobei die Anweisungen ausführbar sind, um Folgendes umzusetzen: a) Erstellen einer Parameter-Matrix, die eine Formationseigenschaft für jedes Paar von TVD(tatsächliche vertikale Tiefe)-Koordinaten von einem geologischen Modell und MD(gemessene Tiefe)-Koordinaten von einem vordefinierten Bohrlochverlauf umfasst; b) Initialisieren der Parameter-Matrix durch Initialisieren eines Wertes für jede Parametereingabe in der Parameter-Matrix; c) Aktualisieren der initialisierten Parameter-Matrix durch Ersetzen der TVD-Koordinaten und der MD-Koordinaten für jede Parametereingabe in der Parameter-Matrix mit den TVD-Koordinaten und den MD-Koordinaten für einen tatsächlichen Bohrlochverlauf; d) Zusammenstellen eines DTBB-Arrays und eines oder mehrerer anderer LWD-Arrays mittels entsprechender Messungen an den MD-Koordinaten des tatsächlichen Bohrlochverlaufs; e) Berechnen eines Werts für jede Parametereingabe in der aktualisierten Parameter-Matrix, der eine Summe eines Geologie-Arrays, des DTBB-Arrays und des einen oder der mehreren anderen LWD-Arrays ist, die jeweils mit den jeweiligen Gewichten multipliziert werden.
-
Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung wird spezifisch beschrieben, doch die Beschreibung selbst soll den Umfang der Offenbarung nicht einschränken. Der Gegenstand kann demnach auch auf andere Art ausgeführt sein, um in Verbindung mit anderen gegenwärtigen oder zukünftigen Technologien verschiedene Strukturen, Schritte und/oder Kombinationen zu beinhalten, die den hierin beschriebenen ähneln und/oder weniger als diese sind. Überdies, obwohl der Begriff „Schritt“ hierin benutzt werden kann, um verschiedene Elemente der eingesetzten Verfahren zu beschreiben, sollte der Begriff nicht dahingehend ausgelegt werden, dass er eine bestimmte Reihenfolge unter oder zwischen den hierin offenbarten Schritten impliziert, es sei denn, durch die Beschreibung wird ausdrücklich eine bestimmte Reihenfolge festgelegt. Während die vorliegende Offenbarung Systeme und Verfahren zur Verwendung mit LWD-Geräten und Geosteering beschreibt, können solche Systeme und Verfahren auch für Wireline-Bildgebung und Reservoirüberwachungsbildgebung (z. B. mit einem Reservoirmodell) verwendet werden.
-
Verfahrensbeschreibung
-
Unter Bezugnahme auf 3A-3B veranschaulicht ein Flussdiagramm eine Ausführungsform eines Verfahrens 300 zum Umsetzen der vorliegenden Offenbarung. Das Verfahren 300 wird während Bohrvorgängen durchgeführt und optimiert Geosteering mittels geologischer Echtzeitmodelle, die während der Bohrvorgänge auf eine Art und Weise aktualisiert (abgestimmt) werden, die eine simultane Visualisierung und Abstimmung zwischen geologischen Modellen ermöglicht, ohne dem einen oder anderen den Vorzug zu geben.
-
Bei Schritt 301 wird ein erstes geologisches Modell mittels einem oder mehreren seismischen Bildern erzeugt, das Formationsoberflächen wie die in 1, ein oder mehr Nachbarbohrungsprotokolle wie das in 2A gezeigte und/oder Techniken veranschaulichen, die im Stand der Technik bekannt sind. In 4 veranschaulicht beispielsweise ein geologisches Modell ein Attribut (z. B. Widerstand). Die y-Achse stellt die tatsächliche vertikale Tiefe (TVD), die x-Achse die gemessene Tiefe (MD) und der schattierte Balken rechts stellt den Formationswiderstand dar. Da 4 nur ein Beispiel ist, ist die Einheit pro Achse nicht angegeben. Die Einheiten für TVD und MD können Fuß, Meter oder Kilometer sein. Durch Invertieren der Widerstandsdaten für das geologische Modell mittels DTBB-Inversion, kann ein Curtain Plot des geologischen Modells wie in 5A-5B gezeigt produziert werden. Jeder Curtain Plot in 5A-5B ist anders und basiert auf einer beispielhaften Veranschaulichung der DTBB-Inversionsergebnisse. Ein vorbestimmter Bohrlochverlauf kann auf jeden Curtain Plot eingeblendet werden, wie von der gestrichelten Linie in 5A-5B gezeigt. Der Bequemlichkeit halber und um Verzerrungen zu vermeiden, kann der Curtain Plot um den Bohrlochverlauf auf eine Untersuchungstiefe (depth of investigation - DOI) wie in 5A-5B gezeigt zugeschnitten werden. Wenn die DTBB-Inversion gut zu dem geologischen Modell passt (4), dann kann der Curtain Plot wie von 5A gezeigt akzeptabel sein. DTBB-Inversion passt jedoch selten (wenn überhaupt) zu dem geologischen Modell (4) (bzw. stimmt damit überein), wie in 5B gezeigt. In diesem Fall müssen die beiden Bilder aufeinander abgestimmt werden, da jedes Bild zu unterschiedlichen Geosteering-Entscheidungen führen würde. Obwohl die Abbildungen hierin Widerstandswerte als Beispiel benutzen, können Werte für andere Attribute verwendet werden, wie etwa Dichte, Porosität, Sättigung und andere Charakteristika der Formation. Ähnlich kann das geologische Modell in Bezug auf Dichte, Porosität und andere Charakteristika der Formation aktualisiert werden.
-
Bei Schritt
302 wird ein Geologie-Array (MD
k) zusammengestellt, das stratigrafische Grenzen (b
i) und Formationseigenschaften (r
i) (z. B. Widerstand) zwischen den Grenzen des bei Schritt
301 erzeugten geologischen Modells hat. Die Koordinaten der gemessenen Tiefe (MD) für jede Eingabe werden von einem vorbestimmten Bohrlochverlauf bestimmt. An einer gemessenen Tiefe in dem geologischen Modell können die stratigrafischen Grenzen (b
i) und Formationseigenschaften (r
i) extrahiert und als das folgende Array zusammengestellt werden:
wobei i = 1, 2, ..., N die i. Schicht vom geologischen Modell darstellt und N die Gesamtzahl der Schichten ist. Hier können b
1 oder b
N eine Grenze im Unendlichen für die äußerste Schicht mit unendlicher Dicke sein.
-
Bei Schritt 304 wird eine Parameter-Matrix (Rmxn) erstellt, die eine Formationseigenschaft für jedes Paar von TVD-Koordinaten (m) von dem bei Schritt 301 erzeugten geologischen Modell und MD-Koordinaten (n) von dem bei Schritt 302 benutzten vorbestimmten Bohrlochverlauf umfasst. Es gibt m diskrete Punkte entlang der TVD-Achse und n gemessene Punkte entlang der MD-Achse.
-
Bei Schritt
306 wird die bei Schritt
304 erstellte Parameter-Matrix durch Initialisieren eines Werts für jede Parametereingabe (R
ij) in der Parameter-Matrix initialisiert, der eine Summe des in Schritt
302 zusammengestellten Geologie-Arrays, eines DTBB-Arrays und eines oder mehrerer LWD-Arrays ist, die jeweils mit einem jeweiligen Gewicht (W) multipliziert werden. Jedes Array hat dieselbe gemessene Tiefe (MD) wie die Parameter-Matrix. Das DTBB-Array und das andere oder die mehreren anderen LWD-Arrays können auf dieselbe Art und Weise und an derselben gemessenen Tiefe (MD) zusammengestellt werden wie das bei Schritt 302 zusammengestellte Geologie-Array. Diese Arrays können wie folgt dargestellt werden:
wobei jedes Array stratigrafische Grenzen (B
i) und Formationseigenschaften (R
i) (z. B. Widerstand) zwischen den Grenzen von tiefen (DTBB-Array) und flachen (anderen LWD-Arrays) Messungen der Formationseigenschaften umfasst. Die flachen Messungen stammen von anderen LWD-Geräten (z. B. Azimuthal Focused Resistivity und At Bit Resistivity), die normalerweise flache Widerstandsmessungen bereitstellen. Von dem bei Schritt
302 zusammengestellten Geologie-Array, dem DTBB-Array und dem einen oder den mehreren anderen LWD-Arrays werden alle Schichtgrenzen und Widerstandsprofile ausdrücklich für jede gemessene Tiefe dargestellt. Das Initialisieren des Wertes für jede Parametereingabe (R
ij) in der Parameter-Matrix kann deshalb von der folgenden Gleichung ausgedrückt werden:
wobei W
geology, W
DTBB und W
other die jeweiligen Gewichte sind und
-
Für jede Eingabe in der Parameter-Matrix wird, wenn seine TVD ausschließlich in den stratigrafischen Grenzen (Bi) eines einzelnen Arrays (z. B. dem geologischen Array) vorliegt, der initialisierte Wert nur durch die Formationseigenschaft(Ri)-Eingaben für diesen Array bestimmt, weil sein Gewicht (Wgeology) in Gleichung (4) gleich 1 ist und den anderen Arrays in Gleichung (4) ein Gewicht von 0 zugeordnet ist. Falls jedoch die TVD für eine Parametereingabe in den stratigrafischen Grenzen (Bi) jedes Arrays der Gleichung (4) vorliegt, dann wird der initialisierte Wert durch die Verwendung von Gleichungen (5), (6) und (7) bestimmt, um die in Gleichung (4) benutzten Wother, Wgeology und WDTBB zu berechnen. Rgeology, RDTBB und Rother können eine beliebige Formationseigenschaft wie etwa Widerstand, Dichte oder Porosität beinhalten, die von verschiedeneren Gerätemessungen mit demselben MD-Bereich interpretiert wurden. Die letzten beiden Ausdrücke in der Gleichung (4) hängen von der Untersuchungstiefe (depth of investigation - DOI) ab, das heißt die Korrelation der verschiedenen Gerätemessungen sollte immer innerhalb der DOI liegen.
-
Bei Schritt 308 wird die bei Schritt 306 initialisierte Parameter-Matrix aktualisiert, indem die TVD-Koordinaten (m) und die MD-Koordinaten(n) für jede Parametereingabe (Rij) in die Parameter-Matrix mit den TVD-Koordinaten (m) und den MD-Koordinaten (n) für einen tatsächlichen Bohrverlauf ersetzt werden.
-
Bei Schritt 310 werden ein neues DTBB-Array und ein oder mehrere neue andere LWD-Arrays zusammengestellt, die auf dieselbe Weise wie bei Schritt 306 mittels entsprechender Messungen an den MD-Koordinaten des tatsächlichen Bohrverlaufs zusammengestellt werden.
-
Bei Schritt 312 bestimmt das Verfahren 300, ob die TVD-Koordinaten (m) und die MD-Koordinaten (n) für jede Parametereingabe (Rij) von Schritt 308 sich innerhalb der stratigrafischen Grenzen (Bi) des DTBB-Arrays und eines oder mehrerer LWD-Arrays befinden, die bei Schritt 310 zusammengestellt wurden. Falls die TVD-Koordinaten (m) und die MD-Koordinaten (n) sich nicht für jede Parametereingabe (Rij) innerhalb der stratigrafischen Grenzen (Bi) des DTBB-Arrays und eines oder mehrerer LWD-Arrays befinden, dann fährt das Verfahren 300 mit Schritt 314 fort. Sonst fährt das Verfahren 300 mit Schritt 316 fort.
-
Bei Schritt 314 wird dem bei Schritt 302 zusammengestellten Geologie-Array, dem bei Schritt 310 zusammengestellten DTBB-Array und dem einen oder den mehreren bei Schritt 310 zusammengestellten LWD-Arrays ein jeweiliges Gewicht (W) zugeordnet.
-
Bei Schritt
316 wird ein jeweiliges Gewicht (W) für das bei Schritt
302 zusammengestellte Geologie-Array, das bei Schritt
310 zusammengestellten DTBB-Array und das eine oder die mehreren bei Schritt
310 zusammengestellten LWD-Arrays berechnet. Die Gewichte werden durch das Vertrauen in die Quelle der Messung der Formationseigenschaft bestimmt. In einer Ausführungsform können die Gewichte für das Geologie-Array und das DTBB-Array durch Folgendes bestimmt werden:
wobei C
geology und C
DTBB konstante Faktoren sind, durch die Gleichungen (6) und (7) die Gleichung (5) erfüllen. V
geology ist die Vorwärtsmodellierungsreaktion basierend auf einem vorhergesagten Geologiemodell, V
DTBB ist die Vorwärtsmodellierungsreaktion basierend auf einem DTBB-Modell und V
actual ist die tatsächlich gemessene Gerätereaktion für die Formationseigenschaft. Der Restwert wird als der Unterschied zwischen den Vorwärtsmodellierungsreaktionen (Geologie/DTBB/anderes Gerät) und der Gerätereaktion auf die Formationseigenschaft definiert. In einer Ausführungsform werden W
geology and W
DTBB als eine negative Korrelation zum Restwert definiert. Falls beispielsweise der Restwert für das DTBB-Modell kleiner ist als das Geologiemodell, bedeutet das, dass die berechnete Modellreaktion V
DTBB besser mit den echten Formationseigenschaften übereinstimmt als V
geology, sodass dem Gewicht für DTBB (W
DTBB) ein höherer Wert zugeordnet werden sollte, da das DTBB-Modell näher an der Formationseigenschaft liegt.
-
Bei Schritt 318 wird ein Wert für jede Parametereingabe (Rij) in der bei Schritt 308 aktualisierten Parameter-Matrix berechnet, der die Summe des bei Schritt 302 zusammengestellten Geologie-Arrays, des bei Schritt 310 zusammengestellten DTBB-Arrays und des einen oder der mehreren bei Schritt 310 zusammengestellten LWD-Arrays ist, die jeweils multipliziert werden mit einem der jeweils zugeordneten Gewichte von Schritt 314 und den jeweils zugeordneten Gewichten von Schritt 316 mittels Gleichung (4). Andere Algorithmen (z. B. Interpolationen höherer Ordnung) oder petrophysikalische Gesetze können jedoch zum Berechnen des Werts für jede Parametereingabe (Rij) benutzt werden.
-
Bei Schritt 320 wird das bei Schritt 301 erzeugte geologische Modell in Echtzeit während Bohrvorgängen aktualisiert, indem jeder initialisierte Wert für jede Parametereingabe (Rij) in der Parameter-Matrix, der bei Schritt 308 aktualisiert wurde, mit dem jeweiligen Wert ersetzt wird, der für jede Parametereingabe (Rij) bei Schritt 318 berechnet wurde. Jeder jeweilige Wert, der für jede Parametereingabe (Rij) bei Schritt 318 berechnet wurde, stellt einen Wert für einen Pixel in einem Bild eines geologischen Modells dar. In 6A-6D veranschaulichen Bilder eines aktualisierten geologischen Modells das Ergebnis dieses Schrittes mittels verschiedener jeweiliger Gewichte für das DTBB-Array in Schritt 318, um das in 4 veranschaulichte geologische Modell zu aktualisieren. In jedem Bild stellt die y-Achse die tatsächliche vertikale Tiefe (TVD), die x-Achse die gemessene Tiefe (MD) und der schattierte Balken rechts den Formationswiderstand dar. Da 6A-6D Beispiele darstellen, ist die Einheit der Achse nicht angegeben. Die Einheiten für TVD und MD können Fuß, Meter oder Kilometer sein. Ein Echtzeit-Bohrlochverlauf wird auf jedem Bild eingeblendet, wie von der gestrichelten Linie in 6A-6D veranschaulicht. Wie durch die Bilder gezeigt wird, haben einige der Ergebnisse der Reservoirschicht weitere Merkmale hinzugefügt. In 6A ist das Bild des aktualisierten geologischen Modells immer noch das geologische Modell, das in 4 veranschaulicht ist, da das Gewicht auf 0 gesetzt ist. In 6B veranschaulicht das Bild des aktualisierten geologischen Modells Widerstandswerte innerhalb der Reservoirschicht, die aktualisiert werden, und eine erhaltene Grenze der Geologieschicht, wenn das Gewicht auf 0,3 gesetzt ist. In 6C veranschaulicht das Bild des aktualisierten geologischen Modells eine aktualisierte Grenze der Geologieschicht, wenn das Gewicht auf 0,6 gesetzt ist. In 6D veranschaulicht das Bild des aktualisierten geologischen Modells alle Merkmale als aktualisiert, wenn das Gewicht auf 1 gesetzt ist. Bei tiefen LWD-Widerstandsmessungen kann die DOI viel größer sein (z. B. zwischen 30 und 100 Fuß), wie in 7 durch den Curtain Plot des in 4 veranschaulichten geologischen Modells gezeigt. In 8A-8B veranschaulichen Bilder eines aktualisierten geologischen Modells das Ergebnis dieses Schritts mittels verschiedener jeweiliger Gewichte für das DTTB-Array in Schritt 318, um das in 7 veranschaulichte geologische Modell zu aktualisieren. In jedem Bild stellt die y-Achse die tatsächliche vertikale Tiefe, die x-Achse die gemessene Tiefe (MD) und der schattierte Balken rechts stellt den Formationswiderstand dar. Da 8A-8B Beispiele darstellen, ist die Einheit jeder Achse nicht angegeben. Die Einheiten für TVD und MD können Fuß, Meter oder Kilometer sein. Ein Echtzeit-Bohrlochverlauf wird auf jedem Bild eingeblendet, wie von der gestrichelten Linie in 8A-8B veranschaulicht. In 8A-8B kann ein zusätzliches verkürztes Reservoir unter der vorhergesagten Reservoirschicht erkannt werden. Deshalb bieten die Widerstandsinversionsergebnisse zusätzliche wertvolle Informationen, nicht nur die vorhergesagten Reservoirs.
-
Bei Schritt 322 wird das Geosteering mittels des bei Schritt 320 aktualisierten geologischen Modells optimiert, um den tatsächlichen Bohrlochverlauf während der Bohrvorgänge anzupassen.
-
Bei Schritt 324 bestimmt das Verfahren 300, ob die Bohrvorgänge ein Reservoir erreicht haben und ob der tatsächliche Bohrlochverlauf optimiert ist, wie zum Beispiel um den tatsächlichen Bohrlochverlauf in den vorbestimmten Bereichen eines Reservoirs zu halten, die die Produktion von dem Reservoir maximieren. Falls die Bohrvorgänge kein Reservoir erreicht haben oder der tatsächliche Bohrlochverlauf nicht optimiert wird, kehrt das Verfahren 300 zu Schritt 308 zurück. Sonst endet das Verfahren 300. Das Verfahren 300 bringt die Unterschiede zwischen verschiedenen Messungsressourcen (Geologie-Array, DTBB-Array und andere LWD-Arrays) in Einklang, um das geologische Modell in Echtzeit mit höherer Auflösung und mehr Vertrauen zu aktualisieren. Infolgedessen wird das Geosteering mittels des aktualisierten geologischen Modells optimiert, um den tatsächlichen Bohrlochverlauf während der Bohrvorgänge anzupassen.
-
Systembeschreibung
-
Die vorliegende Offenbarung kann durch ein computerausführbares Programm von Anweisungen wie das Programm s umgesetzt werden, allgemein als Softwareanwendungen oder Anwendungsprogrammen bezeichnet, die von einem Computer ausgeführt werden. Die Software kann beispielsweise Routinen, Programme, Objekte, Komponenten und Datenstrukturen beinhalten, die bestimmte Aufgaben durchführen oder abstrakte Datentypen umsetzen. Die Software bildet eine Schnittstelle, um einem Computer zu ermöglichen, gemäß einer Eingabequelle zu reagieren. DecisionSpace®, eine kommerzielle Softwareanwendung, die von der Landmark Graphics Corporation vertrieben wird, kann als eine Schnittstellenanwendung zum Umsetzen der vorliegenden Offenbarung benutzt werden. Die Software kann auch mit anderen Codesegmenten zusammenarbeiten, um eine Vielzahl von Aufgaben als Reaktion auf Daten zu initiieren, die in Verbindung mit der Quelle der empfangenen Daten empfangen wurden. Die Software kann auf einer beliebigen Vielzahl von Speichern wie CD-ROM, magnetische Festplatte, Blasenspeicher und Halbleiterspeicher (z. B. verschiedene Typen von RAM oder ROM) gespeichert und/oder getragen werden. Überdies können die Software und ihre Ergebnisse über eine Vielzahl von Trägermedien wie zum Beispiel Glasfaser, Metalldrähte und/oder über ein beliebiges einer Vielzahl von Netzwerken, wie zum Beispiel dem Internet, übertragen werden.
-
Darüber hinaus wird für den Fachmann ersichtlich sein, dass die Offenbarung mit einer Vielzahl von Computersystemkonfigurationen praktiziert werden kann, einschließlich Handgeräte, Multiprozessorsysteme, mikroprozessorbasierte oder programmierbare Konsumerelektronik, Minicomputer, Mainframe-Computer und Ähnliches. Eine beliebige Anzahl von Computersystemen und Computernetzwerken sind zur Nutzung mit der vorliegenden Offenbarung akzeptabel. Die Offenbarung kann in Distributed-Computing-Umgebungen praktiziert werden, in denen Aufgaben über Fernverarbeitungsvorrichtungen durchgeführt werden, die über ein Kommunikationsnetz verbunden sind. In einer Distributed-Computing-Umgebung können sich Programmmodule sowohl in lokalen als auch Ferncomputerspeichermedien befinden, einschließlich Speichereinrichtungen. Die vorliegende Offenbarung kann deshalb in Verbindung mit verschiedener Hardware, Software oder einer Kombination derselben in einem Computersystem oder einem anderen Verarbeitungssystem umgesetzt werden.
-
Unter Bezugnahme auf 9 veranschaulicht ein Blockdiagramm eine Ausführungsform eines Systems zum Umsetzen der vorliegenden Offenbarung auf einem Computer. Das System beinhaltet eine Recheneinheit, manchmal als Rechensystem bezeichnet, die Speicher, Anwendungsprogramme, eine Kundenschnittstelle, eine Videoschnittstelle und eine Verarbeitungseinheit enthält. Die Recheneinheit ist nur ein Beispiel einer geeigneten Rechenumgebung und soll keinerlei Einschränkung des Nutzungs- oder Funktionsumfangs der Offenbarung suggerieren.
-
Der Speicher speichert hauptsächlich die Anwendungsprogramme, die auch als Programmmodule beschrieben werden, welche computerausführbare Anweisungen enthalten, die von der Recheneinheit zur Umsetzung der vorliegenden, hierin beschriebenen und in 3-8 veranschaulichten Offenbarung ausgeführt werden. Der Speicher beinhaltet deshalb ein Geosteering-Modul, dass die unter Bezugnahme auf 3A-3B beschriebenen Schritte 308, 322 und 324 ermöglicht. Das Geosteering-Modul kann Funktionen von den verbleibenden Anwendungsprogrammen integrieren, die in 9 veranschaulicht sind. Insbesondere kann DecisionSpace® als eine Schnittstellenanwendung verwendet werden, um Schritte 301-306 und 310-320 in 3A-3B durchzuführen. Obwohl DecisionSpace® als eine Schnittstellenanwendung verwendet werden kann, können stattdessen auch andere Schnittstellenanwendungen benutzt werden, oder das Geosteering-Modul kann als Einzelanwendung benutzt werden.
-
Obwohl die Recheneinheit mit einem verallgemeinerten Speicher gezeigt wird, beinhaltet die Recheneinheit typischerweise eine Vielzahl von computerlesbaren Medien. Als Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, können computerlesbare Medien Computerspeichermeiden und Kommunikationsmedien umfassen. Der Computersystemspeicher kann Computerspeichermedien in Form von flüchtigem und/oder nichtflüchtigem Speicher beinhalten, wie etwas Nurlesespeicher (ROM) und Direktzugriffsspeicher (RAM). Ein Basic Input/Output System (BIOS), das grundlegende Routinen enthält, die beim Transfer von Informationen zwischen den Elementen innerhalb der Recheneinheit helfen, wie zum Beispiel während des Hochfahrens, ist typischerweise im ROM gespeichert. Der RAM enthält typischerweise Daten und/oder Programmmodule, auf welche die Verarbeitungseinheit sofort zugreifen kann und/oder die derzeit auf dieser laufen. Beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, beinhaltet die Recheneinheit ein Betriebssystem, andere Programmmodule und Programmdaten.
-
Die im Speicher gezeigten Komponenten können auch in anderen entfernbaren/nichtentfernbaren, flüchtigen/nichtflüchtigen Computerspeichermedien beinhaltet sein oder sie können in der Recheneinheit durch eine Anwendungsprogrammschnittstelle (application program interface - „API“) oder Cloud Computing umgesetzt sein, die sich auf einer separaten Recheneinheit befinden kann, die über ein Computersystem oder Netzwerk verbunden ist. Rein als Beispiel kann eine Festplatte von einem nichtentfernbaren, nichtflüchtigen magnetischen Medium lesen bzw. auf dieses schreiben, ein magnetisches Plattenlaufwerk kann von einer entfernbaren, nichtflüchtigen magnetischen Platte lesen bzw. auf diese schreiben, und ein optisches Plattenlaufwerk kann auf eine entfernbare, nichtflüchtige optische Platte wie eine CD ROM oder andere optische Medien lesen bzw. auf diese schreiben. Andere entfernbare/nichtentfernbare, flüchtige/nichtflüchtige Computerspeichermedien, die in der bespielhaften Betriebsumgebung benutzt werden können, können folgende beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein: Magnetbandkassetten, Flash-Speicherkarten, Digital Versatile Disks, digitales Videoband, Festkörper-RAM, Festkörper-ROM und Ähnliches. Die oben besprochenen Laufwerke und ihre zugehörigen Computerspeichermedien stellen einen Speicherplatz für computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmodule und andere Daten für die Recheneinheit bereit.
-
Ein Kunde kann Befehle und Informationen über die Kundenschnittstelle in die Recheneinheit eingeben, bei der es sich um Eingabegeräte wie zum Beispiel eine Tastatur und eine Zeigevorrichtung handeln kann, die üblicherweise als Maus, Trackball oder Touchpad bezeichnet werden. Eingabegeräte können ein Mikrofon, einen Joystick, eine Satellitenschüssel, einen Scanner oder Ähnliches beinhalten. Diese und andere Eingabegeräte sind oft über die Kundenschnittstelle mit der Verarbeitungseinheit verbunden, die an einen Systembus gekoppelt ist, aber auch durch eine andere Schnittstelle und Busstrukturen verbunden sein kann, wie zum Beispiel einem Parallel Port oder einem Universal Serial Bus (USB).
-
Ein Bildschirm oder eine andere Art Anzeigegerät kann mit dem Systembus über eine Schnittstelle verbunden sein, wie zum Beispiel eine Videoschnittstelle. Eine grafische Benutzeroberfläche („GUI“) kann ebenfalls mit der Videoschnittstelle verwendet werden, um Anweisungen von der Kundenschnittstelle zu empfangen und Anweisungen an die Verarbeitungseinheit zu übermitteln. Zusätzlich zum Bildschirm können Computer auch andere Peripheriegeräte zur Ausgabe beinhalten, wie zum Beispiel Lautsprecher und Drucker, die über eine periphere Ausgabeschnittstelle verbunden sein können.
-
Obwohl viele andere interne Komponenten der Recheneinheit nicht gezeigt sind, wird der Durchschnittsfachmann zu schätzen wissen, dass derartige Komponenten und ihre Verbindungen miteinander wohlbekannt sind.
-
Während die vorliegende Offenbarung in Verbindung mit den gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist für den Fachmann ersichtlich, dass dies die Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränken soll. Es wird deshalb in Betracht gezogen, dass verschiedene alternative Ausführungsformen und Modifikationen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen, die von den angehängten Ansprüchen und Äquivalenten derselben definiert werden.