NO333339B1 - Fremgangsmate for a bestemme kvantitative verdier av en stein eller fluidegenskaper i et reservoar - Google Patents

Abstract

En fremgangsmåte for å forutberegne en verdi av en benevnt fjell- eller fluidegenskap i et geologisk volum (10) i undergrunnen. En eksperimentelt bestemt, seismisk verdi av akustisk impedans blir tildelt et modellvolum korrelert med det undergrunnsgeologiske volum (10). En første, forutberegnet verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap blir også tildelt modellvolumet. En første, forutberegnet verdi av akustisk impedans for modellvolumet beregnes fra en responsmodell ved å bruke den første, forutberegnede verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap, hvor responsmodellen svarer på endringer i de forutberegnede verdier av den benevnte fjell- eller fluidegenskap. Den første, forutberegnede verdi av akustisk impedans blir sammenlignet med den seismiske verdi av akustisk impedans for å bestemme en differanse mellom de forutberegnede og seismiske verdier av akustisk impedans. Den første, forutberegnede verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap blir justert som svar på differansen for å frembringe en andre, forutberegnet verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap, hvor den andre, forutberegnede verdi reduserer differansen.

Description

Oppfinnelsen angår generelt en fremgangsmåte for å lage en dimensjonal, geologisk modell av et fluidreservoar i undergrunnen. Især angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for å utvide den dimensjonale, geologiske modell med kvantitative verdier av en bestemt fjell- eller fluidegenskap som er feilminimert ved å bruke en petrofysisk responsmodell og seismisk data. Den resulterende, dimensjonale geologiske modell gjør det lettere å styre utforskningen eller produksjonen av hydrokarbonbærende reservoarer.

Under leting etter hydrokarboner og utvinningen av hydrokarboner fra undergrunnen, er det et stadig behov for nøyaktig å få karakterisert interessante undergrunns-reservoarer. Kjennskap til arealets utstrekning, hydrokarboninnholdet og fluidpermea-biliteten i et hydrokarbonbærende reservoar er ytterst viktig for å kunne minske risikoen for økonomisk tap og følgelig øke lønnsomheten av hydrokarbonproduksjonen fra reservoaret. Slik informasjon om undergrunnsreservoaret oppnås lettest fra en eller flere brønner som bores gjennom reservoaret. Borehastigheter, boreavskjær, endringer i boreslamsammensetningen og kjerneprøver fra en brønn gir den ønskede informasjon. Logger som genereres ved å føre brønnloggeverktøy gjennom en brønn, er også en god kilde til informasjon. Logger gir verdifull informasjon om bergarten og fluidegenskapene i undergrunnsreservoaret, f.eks. porøsitet, fluididentifisering og skiferoljemengde. Eksempler på logger omfatter resistivitet, gammastråle, tetthet, sammentrykningshastighet, skjærhastighet og nøytronlogger.

Siden loggene bare måler bergart- og fluidegenskaper opp til en fot fra brønn-hullet og størstedelen av reservoaret ikke gjennomtrenges av brønner, vil loggene dessverre bare kunne karakterisere en ytterst liten brøkdel av reservoaret. Videre belaster boringen den omsluttende bergart av brønnhullet og endrer derved bergartegenskapene med medfølgende målefeil i brønnloggings- og kjerneanalysen. Det finnes et stort behov for nøyaktig å karakterisere berg- og fluidegenskaper over vesentlig hele undergrunnsreservoaret og især karakterisere nøyaktig berg- og fluidegenskapene rundt reservoaret som ikke kan utforskes av brønner.

Brønndata har vanligvis blitt ekstrapolert vekk fra brønnhullet for å karakterisere reservoarets helhet når dataene er begrenset. Konvensjonelle ekstrapoleringsteknikker beskriver undergrunnsreservoaret som flere tredimensjonale rekkeblokker eller celler som er ført sammen til en tredimensjonal modell av reservoaret. Typisk blir X-, Y- og Z-koordinatene av hver blokk bestemt både i absolutt elevasjon og stratigrafiske overflater og søkealgoritmer brukes for å bestemme relative datapunkter nær hver blokk. I tillegg blir bergegenskapene i hver blokk tildelt ved hjelp av beregningsmetoder, f.eks. avstands-baserte metoder ved hjelp av en interpolerte gjennomsnittsmetoder som er basert på nærliggende dataverdier og geostatiske metoder som står for både avstanden og romkontinuiteten i bergegenskapene.

I dokumentet US 5638269 A beskrives en fremgangsmåte som vedrører en undergrunnsformasjon hvorfra det er fremskaffet geologiske data ved hjelp av kjerne-prøver eller logging i brønner som krysser formasjonen, og seismiske data er blitt fremskaffet ved hjelp av refleksjonsundersøkelser av for eksempel tredimensjonale type. Den er basert på en statistisk kalibreringsteknikk med en statistisk relasjon frembrakt ved å bringe sammen de lokale geologiske data og seismiske attributter lest på seismiske traser fremskaffet i den umiddelbare nærhet av hver brønn. Det fremskaffes en empirisk relasjon anvendt på alle de seismiske trasene for feltet for å utlede de tilhørende geologiske egenskaper fra disse ved å benytte den meget dypere rommessige dekning som muliggjøres ved hjelp av seismiske undersøkelser

Seismiske undersøkelser har også blitt brukt for å tilveiebringe seismisk informasjon i de deler av undergrunnsreservoaret som ikke det kan tas prøver av fra en brønn. Støtinnretninger, f.eks. vibratorkilder, gasspistoler, luftpistoler og vekttyngder brukes ved jordoverflaten eller i et brønnhull som en seismisk kilde for å generere skjær-og sammentrykningsbølger i undergrunnsstratene. Disse bølgene sendes gjennom under-grunnsstrataene, reflektert ved endringer i den akustiske impedans og registrert, vanligvis på jordoverflaten, ved hjelp av registreringsinnretninger plassert i en rekke. Disse registrerte dataene blir typisk bearbeidet ved hjelp av programvare som er beregnet til å minimere støy og bevare refleksjonsamplituden. De seismiske undersøkelser blir til slutt utviklet i tredimensjonale datasett som representerer en direkte måling av overflatene av bergarten som definerer undergrunnsreservoaret. Datasettene blir stadig oftere brukt for å evaluere og kartlegge delflatestrukturer i hensikt å utforske eller utnytte olje-, gass- eller mineralreserver. Imidlertid har ikke seismiske data generelt blitt utnyttet i tredimensjonale, geologiske modeller for annet formål uten å definere toppen og bunnen av modellen. Oppfinnelsen erkjenner behovet for mer effektive, integrerte seismiske data med geologiske modeller for nøyaktig karakterisering av undergrunnsreservoarene.

Følgelig er det et formål med oppfinnelsen som angitt i krav 1, å tilveiebringe en fremgangsmåte for mer nøyaktig forutsigelse av kvantitative verdier av berg- eller fluidegenskapene i et undergrunnsreservoar ved integrert bruk av seismiske data og dimensjonale, geologiske modeller. Det er også et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe fremgangsmåte for å forutsi kvantitative verdier av berg- eller fluidegenskaper i et undergrunnsreservoar som har en spesifikk anvendelse for hydrokarbonutvinning, slik at det blir mulig mer nøyaktig å definere et hydrokarbonbærende reservoars størrelse og grense. Det er videre et annet formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for å forutsi kvantitative størrelser av berg- eller fluidegenskaper i et undergrunnsreservoar som har spesifikk anvendelse for å administrere det hydrokarbonbærende reservoar, slik at det blir mulig å maksimere eller på annen måte optimere hydrokarbonproduksjonen fra reservoaret på en mer nøyaktig måte. Disse formål og andre oppnås ifølge oppfinnelsen beskrevet nedenfor.

Oppfinnelsen er generelt en fremgangsmåte for å lage en tredimensjonal geologisk modell av et undergrunnsfluidreservoar som blir utvidet med relativt nøyaktige kvantitative berg- eller fluidegenskapsdata. Den resulterende, dimensjonale, geologiske modell gir en nøyaktig karakterisering av fluidreservoaret, noe som gjør utnyttelsen eller produksjonsstyringen av hydrokarbonbærende reservoarer lettere. Fremgangsmåten utføres ved først å karakterisere et geologisk volum herunder det aktuelle fluidreservoar, i et modellvolum som deles opp i flere modelldelvolumer. Modelldelvolumene korreleres til spesifikke steder gjennom hele det geologiske volum. Feilminimerte størrelser av en bestemt berg- eller fluidegenskap blir etter hvert bestemt for hver av modelldelvolumene. De resulterende feilminimerte størrelser av en bestemt berg- eller fluidegenskap har spesifikk anvendelse for hydrokarbonutvinning, slik at det blir mulig mer nøyaktig å definere et hydrokarbonbærende reservoars størrelse og grenser innenfor det geologiske volum. I tillegg eller som alternativ, har de resulterende feilminimerte størrelser av en bestemt berg- eller fluidegenskap spesifikk anvendelse for administrering av det hydrokarbonbærende reservoar innenfor det geologiske volum, slik at det blir mulig mer nøyaktig å maksimere eller på annen måte optimalisere hydrokarbonproduksjonen fra reservoaret.

Ifølge en spesifikk utførelse av fremgangsmåten, er det tilveiebrakt et undergrunnsgeologisk volum, hvor en fordeling av seismiske verdier av akustisk impedans har blitt eksperimentelt bestemt for det geologiske volum. Det geologiske volum karakteriseres av et modellvolum med flere modelldelvolumer. Et modelldelvolum velges fra flere modelldelvolumer og en seismisk verdi av akustisk impedans fra distribusjonen tildeles modelldelvolumet. En berg- eller fluidegenskap som er relevant for det geologiske volum, blir bestemt og en første forutsagt verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap blir også tildelt modellens delvolum. En første forutsagt verdi av akustisk impedans for modellens delvolum blir beregnet fra en responsmodell ved å bruke den første forutsagte verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap, idet responsmodellen svarer på endringer i de forutsagte verdier av den bestemte berg- eller fluidegenskap. Den første forutsagte verdi av akustisk impedans blir sammenlignet med den seismiske verdi av akustisk impedans for å bestemme en første forskjell mellom den forutsagte og seismiske verdi av den akustiske impedans. Den første forutsagte verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap blir justert som svar på den første forskjell for å frembringe en andre, forutsagt verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap, hvor den andre forutsagte verdi reduserer den første differanse.

Deretter blir en andre, forutsagt verdi av akustisk impedans for modellens delvolum beregnet ut fra respons på delen, ved hjelp av den andre, forutsagte verdi for den bestemte berg- eller fluidegenskap. Den andre, forutsagte verdi av akustisk impedans blir sammenlignet med den seismiske verdi av akustisk impedans, for å bestemme en andre differanse mellom den forutsagte og seismiske verdi av akustisk impedans, hvor den andre differanse er mindre enn den første. Disse trinnene gjentas flere ganger til forskjellen ikke overskrider en bestemt maksimumstoleranse. Den forutsagte verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap, ved avslutningen av den gjentatte repetisjon, blir en feilminimert verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap for det valgte delvolum. Fremgangsmåten gjentas for et annet modelldelvolum til feilminimerte verdier for den bestemte berg- eller fluidegenskap har blitt bestemt for hver modells delvolum i modellvolumet.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj under henvisning til eksempler på utførelser og vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 er et skjematisk flytskjema med en oversikt over oppfinnelsens fremgangsmåte,

fig. 2 er et skjematisk riss av et undergrunnsgeologisk volum med et aktuelt fluidreservoar,

fig. 3A, 3B, 3C er et skjematisk flytskjema som viser en detaljert utførelse av fremgangsmåten på fig. 1,

fig. 4 er et skjematisk riss av en 3-D-geologisk modell konstruert i samsvar med utførelsen på fig. 3A, 3B, 3C,

fig. 5 er et skjematisk riss av en celle av den 3-D-geologiske modell på fig. 4, hvor cellen blir utvidet med engangsdata,

fig. 6 er et grafisk riss av forutsagte data for berg- og fluidegenskapene som bestemmes ifølge fremgangsmåten på fig. 1.

En oversikt over fremgangsmåten er vist i flytskjemaet på fig. 1 og beskrevet nedenfor under henvisning til fig. 1. Fremgangsmåten omfatter fem trinn. Første trinn er en konstruksjon av en dimensjonal geologisk modell basert på et aktuelt, fysisk geologisk volum som omfatter et fluidreservoar av interesse. Den dimensjonale, geologiske modell omfatter et modellvolum delt opp i en rekke modelldelvolumer. Rekken av modelldelvolumer gir et dimensjonalt rammeverk for korrelering av eksperimentelle eller forutsagte verdier av geofysiske og petrofysiske egenskaper på angitte steder i det geologiske volum. Den dimensjonale, geologiske modell er konstruert ved hjelp av en fordeling av eksperimentelt bestemte seismiske verdier av akustisk impedans for det geologiske volum og andre kjente eksperimentelle eller faktiske data angående det geologiske volum som oppnås innledningsvis ifølge fremgangsmåten.

Det andre trinn av fremgangsmåten er en innledende utvidelse av dataverdier i den dimensjonale, geologiske modell. Ifølge det innledende datautvidelsestrinn, blir kvantitative størrelser av enkelte geofysiske og petrofysiske egenskaper av det geologiske volum tildelt hele den dimensjonale, geologiske modell. Især blir eksperimentelle, bestemte seismiske verdier av akustisk impedans fra den ovennevnte fordeling, tildelt hvert delvolum i den dimensjonale, geologiske modell. Beregnede verdier av berg- og fluidegenskapene i det geologiske volum blir også tildelt hvert delvolum i den dimensjonale geologiske modell. De beregnede verdier av berg- og fluidegenskapene omfatter innledende beregnede verdier av den bestemte berg- og fluidegenskap (alternativt benevnt første forutsagte verdier) som er av særlig interesse ifølge fremgangsmåten.

Det tredje trinn av fremgangsmåten er etablering av en petrofysisk responsmodell. I den petrofysiske responsmodells etableringstrinn blir en eller flere responsligninger valgt eller på annen måte hentet fra de fysiske forhold mellom berg-, fluid- og seismiske egenskaper i et reservoar, som tør være kjent innen berg- og fluid-fysikken. Responsligningene gjør det mulig å beregne en forutsagt verdi av den akustiske impedans ved å sette inn de beregnede verdier for berg- og fluidegenskapene, herunder den forutsagte verdi av den bestemte berg- og fluidegenskap, i responsligningene. Som sådan genererer den petrofysiske responsmodell en forutsagt verdi av akustisk impedans som svar på endringer i den forutsagte verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap.

Det fjerde trinn av fremgangsmåten er feilminimering av de forutsagte verdier av den bestemte berg- eller fluidegenskap. Feilminimeringstrinnet innledes ved å bruke den petrofysiske responsmodell og beregnede verdier av berg- og fluidegenskapene, herunder den første forutsagte verdi av den benevnte berg- eller fluidegenskap, for å beregne en første forutsagt verdi av akustisk impedans for et valgt modelldelvolum. Den feilminimerte verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap blir bestemt ved å sammenligne den første forutsagte verdi av akustisk impedans med den seismiske verdi av akustisk impedans, og deretter justere flere ganger den forutsagte verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap som svar på sammenligningen og omberegne den forutsagte verdi av akustisk impedans ved hjelp av den petrofysiske responsmodell og justerte, forutsagt verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap, til det oppnås en akseptabel likhet mellom den forutsagte verdi og den seismiske verdi av akustisk impedans. Den forutsagte verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap som oppnås på denne måte, er den feilminimerte verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap for det valgte modelldelvolum. Et nytt modelldelvolum blir så valgt og feilminimeringstrinnet gjentas til en feilminimert verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap har blitt bestemt for hvert modelldelvolum i modellvolumet. Det skal bemerkes at formen av den petrofysiske responsmodell, de beregnede verdier av berg- og fluidegenskapene utenom den bestemte berg- eller fluidegenskap og de seismiske verdier av akustisk impedans, blir opprettholdt gjennom hele feilminimeringstrinnet.

Det femte og endelige trinn av fremgangsmåten er en gjentatt utvidelse av de feilminimerte verdier i den dimensjonale, geologiske modell. Ifølge de feilminimerte verdier i gjen-utvidelsestrinnet, blir de feilminimerte verdier for den bestemte berg- eller fluidegenskap erstattet for hver tilsvarende første, forutsagte verdi av den bestemte berg-eller fluidegenskap som først ble utvidet i den dimensjonale, geologiske modell i det andre trinn. Det endelige produkt ifølge fremgangsmåten, er en dimensjonal, geologisk modell som blir utvidet i sin helhet med feilminimerte dataverdier av den bestemte berg-eller fluidegenskap og som blir korrelert til det aktuelle geologiske volum.

En foretrukket utførelse av fremgangsmåten, er beskrevet nedenfor under henvisning til fig. 2-5. På fig. 2 er et fysisk, geologisk volum vist og benevnt 10. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjelder det geologiske volum 10 som omfatter en jordoverflate 12 og flere undergrunnsstrata 14, 16, 18 som inneholder berg- og fluidmaterialer. Som sådan omfatter det geologiske volum 10 et fluidreservoar som ikke er spesielt vist på figurene. Strataene 14, 16, 18 strekker seg under jordoverflaten 12 i lag som er serielt stablet med dybde. Strataene 14,16,18 er skilt fra hverandre av forskjellige berg- og fluidegenskaper. Følgelig blir de respektive strata 14, 16, 18 separert av stratigrafiske hendelser som definerer reservoarsekvensgrenser 15, 17. Det vil imidlertid fremgå at fig. 2 er bare en tenkt illustrasjon av et undergrunnsgeologisk volum. Praktisering av fremgangsmåten er ikke begrenset til et spesifikt, geologisk volum, men kan generelt anvendes for vesentlig ethvert geologisk volum som seismiske data eksperimentelt kan genereres fra.

Fig. 3A, 3B, 3C er et detaljert flytskjema ifølge en utførelse som viser fremgangsmåten trinnvis. Innledningsvis blir seismiske data eksperimentelt generert i det geologiske volum 10 av interesse, ved hjelp av en seismisk undersøkelse som gjør bruk av konvensjonelle metoder som tør være kjent i faget. Seismiske data blir generelt definert i nærværende fremgangsmåte, som informasjon generert ved å frembringe seismiske bølger i et geologisk volum fra kunstige, seismiske energikilder og deretter observere ankomsttidene og bølgeamplitudene som avbøyes gjennom høyhastighets-intervaller i det geologiske volum eller bølger som reflekteres fra grensesjikt mellom det geologiske volum som svar på de seismiske bølger. Slike grensesnitt er typisk resultatet av endringer i akustisk hastighet eller bulktetthet. Et antall databehandlingsteknikker brukes i forbindelse med de seismiske data for å redusere støy eller gjøre dataene mer meningsfylt. Især anvender fremgangsmåten de seismiske data etter at dataene har blitt konvertert til akustisk impedans ved hjelp av en konvensjonell teknikk, kjent som seismisk inversjon. Det finnes flere typer seismiske inversjonsprogramvarer som bearbeider de seismiske data og konverterer dataene til en fordeling av seismiske verdier av akustisk impedans over tid eller dybde innenfor det geologiske volum. Et eksempel på seismisk inversjonprogramvare finnes under navnet "TDROV" fra CGG Americas Inc., 16430 Park Ten Place, Houston, Texas 77084, USA.

I tillegg til seismiske data kan også en begrenset mengde brønndata om berg-eller fluidegenskapene i det geologiske volum 10 også være tilgjengelig for operatørene før arbeidet settes i gang. Slike data fåes typisk fra utforsknings- eller produksjons-lønner (ikke vist) som gjennomtrenger det geologiske volum 10. Som nevnt ovenfor er brønndata ytterst begrenset når det gjelder område, med best pålitelighet opp til omtrent 1 radial fot vekk fra brønnhullet. I alle tilfeller kan eventuelle tilgjengelige brønndata brukes ved praktiseringen av fremgangsmåten, som beskrevet heretter. Det vil imidlertid fremgå at tilgjengeligheten av brønndata ikke er et krav for å utføre fremgangsmåten. Det er bare et krav at fordelingen av de seismiske verdier av akustisk impedans for det geologiske volum 10 foreløpig er tilgjengelig, eller at seismiske data blir foreløpig tilgjengelig for å generere fordelingen. Hvis seismiske data ikke foreløpig er tilgjenglig for det geologiske volum 10, kan seismiske data alternativt genereres for det geologiske volum 10 ved å utføre en seismisk undersøkelse som et innledende trinn i fremgangsmåten.

På fig. 3A, 3B, 3C settes nærværende utførelse i gang ved trinn 30, hvor en fordeling av seismiske verdier av akustisk impedans over tid er tilveiebrakt, oppnådd fra det geologiske volum 10 i undergrunnen, på fig. 2. Fordelingen angir et tredimensjonalt, seismisk akustisk impedansvolum (AI-volum), hvor x- og y-aksene av AI-volumet er i lengdeenheter og z-aksen er i tidsenheter. En tredimensjonal (3-D) modell av det geologiske volum konstrueres fra AI-volumet ved hjelp av trinnene 32, 34, 36, 38, 40. Den 3-D-geologiske modell har et modellvolum hvor alle tre volumaksene x, y, z er i lengdeenheter.

Trinn 32 setter i gang konstruksjonen av den 3-D-geologiske modell ved å tolke de viktigste akustiske impedansgrenser i AI-volumet og bekrefte korrelering av de akustiske impedansgrenser med reservoarsekvensgrensene. Endringer i den seismiske akustiske impedans med tiden i AI-volumet må korreleres med endringer i fjell- eller fluidegenskapene og dybden i det geologiske volum. Etter at det er bekreftet at de riktige grensesnittider for akustisk impedans oppstår ved de riktige stratigrafiske hendelser, blir tidskorreleringsoverflatene i rutenett plottet gjennom hele AI-volumet ved hjelp av rutenett av linjer og tverrgående linjer. Trinn 34 avleder tidshorisonter fra de rutede tidskorreleringsoverflater som sjekkes for negative isokronverdier. Tidshorisontene kombineres for å fullføre en tidslagdelt ramme.

Trinn 36 konverterer hver rutede tidskorreleringsoverflate med en dybdekorreleringsoverflate ved å bruke det beste skjønn av den gjennomsnittelige hastighet til hver horisont innen AI-volumet. Mindre justeringer kan utføres på dybdekorreleringsoverflatene ved brønnsteder, etter behov, siden dybdekorreleringsflatene ikke vanligvis fullstendig passer til horisontvalgene fra brønnstedene. Mindre justeringer kan også utføres på dybdekorreleringsoverflatene utenfor brønnstedene siden fluidkontakter ofte kan identifiseres som svært korrelerte romforandringer i verdien av den akustiske impedans. De beregnede gjennomsnittelige hastigheter kan også omjusteres som svar på justeringer i dybdekorreleringsflatene. Trinn 38 henter dybdehorisonter fra dybdekorreleringsoverflatene som sjekkes for negative isopakverdier. Dybdehorisontene kombineres for å fullføre en dybdelagdelt ramme. Det finnes en en-til-en-horisont-korrespondanse mellom den dybdelagdelte ramme og den tidslagdelte ramme.

Trinn 40 genererer en 3-D-geologisk modell ved å dele den dybdelagdelte ramme opp i flere tredimensjonale modellceller eller blokker. På fig. 4 er den 3-D-geologiske modell av det geologiske volum vist og generelt benevnt 42 og en representativ celle er benevnt 44. 3-D-geologiske modeller av denne type inneholder vanligvis flere titalls millioner celler. Den ytre grense av den dybdelagdelte ramme danner modellvolumet 46. Celler ordnes innenfor den 3-D-geologiske modell 42, slik at det ikke oppstår noen overlappinger mellom cellene. På fig. 5, er cellen 44 vist med to dimensjoner uttrykt i lengdeenheter langs aksen x og y som typisk utgjør et rektangel eller kvadrat i et planriss. Cellen 44 har også en tredje dimensjon uttrykt i lengdeenheter langs z-aksen som er representativ for dybden og beskriver tykkelsen. De spesifikke dimensjoner av hver celle velges som svar på AI-volumet som legges inn i den 3-D-geologiske modell og eventuelle brønndata. F.eks. kan celledimensjonene velges som funksjon av linje med krysslinjeavstander og brønnloggingssamplingshastigheten. Fine lag av celler kan kon-figureres slik at cellene deles likt mellom to dybdelagdelte rammehorisonter (proporsjonalt), parallelt med en øvre horisont (på-dekning) eller parallelt med bunnhorisonten (av-dekning).

Fig. 4 og 5 vises her for illustrasjonsformål. Den 3-D-geologiske modell 42 og tilhørende celler er bare en mulig konfigurasjon av den dimensjonale geologiske modell ifølge oppfinnelsen. Det vil fremgå at den dimensjonale, geologiske modell som beskrevet her, ikke er begrenset til et spesifikt antall dimensjoner eller enheter. Heller ikke er cellene begrenset til en geometrisk konfigurasjon. Det faller derfor innenfor oppfinnelsens omfang å utføre en dimensjonal, geologisk modell med n dimensjoner og som har celler tilsvarende konfigurert dimensjonalt.

På fig. 3A, 3B, 3C, er den 3-D-geologiske modell utvidet med innledende dataverdier ved hjelp av trinnene 48 og 50. Den tidslagdelte ramme og dybdelagdelte ramme tilveiebringer sammen et 3-D-hastighetsfelt som gjør det mulig å mappe dybde mot tid og tilveiebringer korrespondanse mellom den 3-D-geologiske modell og AI-volumet. Som resultat translaterer trinnet 48 x-, y- og z-verdiene for hver celle i den 3-D-geologiske modell til linje, krysslinje og tid i AI-volumet. Verdien av den seismisk akustiske impedans ved en gitt linje, krysslinje og tid i AI-volumet trekkes ut fra AI-volumet og lastes inn i den tilsvarende celle i den 3-D-geologiske modell. Denne fremgangsmåte gjentas til hver celle i den 3-D-geologiske modell blir populert med en passende seismisk akustisk impedansverdi fra AI-volumet. Samme akustiske impedansverdi blir ofte lastet inn i mange celler på grunn av båndets begrensende natur, dvs. relativ lav vertikal oppløsning av AI-volumet.

Trinn 50 beregner verdiene av berg- og fluidegenskapene, herunder den først forutsagte verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap og fordeler de beregnede verdier til hver celle i den 3-D-geologiske modell. Berg- og fluidegenskapene velges basert på deres anvendelighet i den petrofysiske responsmodell som beskrevet nedenfor under henvisning til trinn 52. Verdiene av berg- og fluidegenskapene beregnes ved hjelp av kjente vitenskapelige og tekniske prinsipper og alle tilgjengelige petrofysiske data for det geologiske volum. F.eks. kan brønndata hentes fra brønnlogger som gir enkelte lokaliserte brønnverdier av berg- og fluidegenskapene langs de høyoppløste lagene i den 3-D-geologiske modell, tilsvarende brønnplasseringene. Brønndata tilveiebringer typisk lokaliserte bergporøsitetsverdier i tillegg til identiteten av fluidtype, f.eks. gass, olje og vann og fluidmetningsverdier. Andre tilgjengelige data kan omfatte PVT-beregninger som gir en antydning av fluidets sammentrykkbarhet. Kjerneprøver tilveiebringer korntetthet og mineralsammensetning av fjellgrunnen. Fordeling av de innledningsvis beregnede verdier av berg- og fluidegenskapene i den 3-D-geologiske modell kan utføres ifølge flere konvensjonelle teknikker, f.eks. distansevekting, kolokalisert kokriging og lignende. Det kan være behov for å opprettholde de spesifikke forhold mellom de første beregnede verdier av en bestemt berg- eller fluidegenskap som er fremskaffet av fordelingen i senere justeringstrinn ifølge fremgangsmåten. F.eks. må den relative strata-porøsitet som funksjon av vertikal plassering tilveiebrakt av distribusjonen, opprettholdes i etterfølgende justeringstrinn.

Trinn 52 etablerer den petrofysiske responsmodell som er basert på kjente forhold mellom berg- og fluidegenskapene og akustisk impedans. Den petrofysiske responsmodell er forskjellig fra den 3-D-geologiske modell, idet et system av responsligninger, hvor den forutberegnede bestemte berg- eller fluidegenskap er en primær uavhengig variabel og den forutberegnede akustiske impedans er en primæravhengig variabel. Den petrofysiske responsmodell brukes for å fremberegne forutberegnede verdier av akustisk impedans ved hjelp av beregnede verdier av berg- og fluidegenskapene, herunder de forutberegnede verdier av den bestemte berg- eller fluidegenskap. Således beskriver den petrofysiske responsmodell hvordan akustisk impedans varierer med en eller flere berg- og fluidegenskaper, herunder den bestemte fluid- eller bergegenskap innenfor det geologiske volum.

Den petrofysiske responsmodell er fortrinnsvis avledet fra konvensjonelle forutberegnede berg- og fluid elastisk modulligninger. Et eksempel på et system av slike ligninger er beskrevet i Mavko, G., med flere, redaktører; Rock Physics Formulas, Rock

Physics Laboratory, Stanford University, 1993, som det henvises til her. Akustisk impedans (AI) angår berg- og fluidegenskaper ifølge det følgende ligningssystem:

hvor: Vp = sammentrykningshastighet

Pb = bulktetthet

Sammentrykningshastighet angår berg- og fluidegenskapene ifølge First Christoffle-ligningen:

hvor: K<*> = bulkmodul (omvendt av systemsammentrykkbarhet)

G<*> - skjærmodul

Bulkmodulen beregnes ut fra Gassmann-uttrykket:

hvor: = rammemodul (omvendt av tørrfjellsammentrykkbarhet)

KM - mineralmodul (omvendt av kornsammentrykkbarhet)

<<>X<>> = fjellporøsitet

KF = fluidmodul (omvendt av fluidsammentrykkbarhet)

Skjæremodul G<*> blir beregnet som en lineær funksjon av fjellporøsitet.

Bulktetthet beregnes som:

hvor: pma = matrisetetthet

pw = adhesjonsvanntetthet

Phc = hydrokarbontetthet ved de korrekte PVT-forhold

Sw - reservoar vannmetning

Som nevnt ovenfor under henvisning til de beregnede verdier av berg- og fluidegenskapene, krever anvendelse av modellen utstrakt bruk av alle tilgjengelige petrofysiske data for det aktuelle geologiske volum. Eventuelle brønnlogger blir undersøkt for å beregne variasjoner, avhengigheter og grenser i hvert parameter som kreves av den petrofysiske responsmodell. PVT-beregninger utføres for å beregne fluidsammentrykkbarhet. Levert J-funksjoner bruks for å beregne fluidmetninger. Kjerneprøver brukes ved bestemmelsen av korntetthet og mineralsammensetningen av fjellet. Således blir verdiene av den beregnede berg- eller fluidegenskap som til slutt blir forutberegnet ifølge fremgangsmåten, fortrinnsvis begrenset av fysiske akseptable verdier av de gjenværende berg- og fluidegenskapene som brukes i den petrofysiske responsmodell.

Trinn 54 setter i gang en celleaggregert valgsløyfe, hvor en gruppering av nærliggende celler velges fra den 3-D-geologiske modell hvor den seismisk akustiske impedans er konstant. Den valgte cellegruppering beskrevet her, er en vertikal stablet oppsamling av nærliggende celler, men det vil fremgå at fremgangsmåten likeledes gjelder valg av en horisontal samling av nærliggende celler. Ved valg av cellegrupperingen, blir en feilminimeringssløyfe satt i gang i celleoppsamlingssløyfen som omfatter trinnene 56, 58, 60, 62 og 64. Trinn 56 beregner den første forutberegnede verdi av akustisk impedans for hver celle i grupperinger ved hjelp av den petrofysiske responsmodell og de beregnede verdier av berg- og fluidegenskapene, herunder den første forutberegnede verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap. Trinn 58 vektgjennomsnittsberegner de beregnede første forutberegnede verdier av akustisk impedans for hver celle i grupperingen i hele cellegrupperingen. Trinn 60 beregner forskjellen mellom den gjennomsnittelige, første forutberegnede verdi av akustisk impedans og den seismiske verdi av akustisk impedans i cellegrupperingen ved å subtrahere den gjennomsnittelige, første forutberegnede verdi fra den seismiske verdi.

Den absolutte verdi av forskjellen mellom den gjennomsnittelige, forutberegnede verdi og den seismiske verdi av akustisk impedans, er den objektive funksjon som ønskelig minimeres av algoritmen i feilminimeringssløyfen. Hvis den absolutte verdi av forskjellen overskrider en maksimumstoleranse, f.eks. mer enn 1 %, justerer trinn 62 den første forutberegnede verdi av berg- eller fluidegenskapen innenfor akseptable grenser til en andre forutberegnet verdi. Som indikert av trinn 64, blir den første forutberegnede verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap justert slik at den andre forutberegnede verdi reduserer den objektive funksjon av forskjellen mellom den første gjennomsnittelige forutberegnede verdi og den seismiske verdi av akustisk impedans av cellegrupperingen når den andre, forutberegnede verdi blir erstattet for den første forutberegnede verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap i den petrofysiske responsmodell. Retningen som den første forutberegnede verdi av berg- eller fluidegenskapen justeres i, bestemmes av forskjellstendensen mellom den gjennomsnittelige forutberegnede verdi og den seismiske verdi av akustisk impedans.

Trinn 64 returnerer feilminimeringssløyfen til trinn 56, hvor en andre, forutberegnet verdi av akustisk impedans blir beregnet ved hjelp av den petrofysiske responsmodell og de beregnede verdier av berg- og fluidegenskapene, herunder den andre, forutberegnede verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap som erstatter den første forutberegnede verdi. Trinnene 58, 62 og 64 blir gjentatt så ofte det er nødvendig til den absolutte verdi av forskjellen mellom den forutberegnede verdi av akustisk impedans og den seismiske verdi av akustisk impedans for den valgte cellegruppe er mindre enn eller lik maksimumstoleransen. Den forutberegnede verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap for hver celle i grupperingen som oppnår dette resultat er feilminimeringsverdien for den bestemte berg- eller fluidegenskap for vedkommende celle. Det vil fremgå at bare de forutberegnede verdier av akustisk impedans og de forutberegnede verdier av den bestemte berg- og fluidegenskap blir variert under feilminimeringssløyfen, mens resten av de beregnede verdier av berg- og fluidegenskapene, de seismiske verdier av akustisk impedans og formen av responsligningene for den petrofysiske responsmodell, blir holdt fast.

Trinn 66 oppdaterer den 3-D-geologiske modell ved å ompopulere de valgte celler av den 3-D-geologiske modell med de feilminimerte verdier av den bestemte berg-eller fluidegenskap. Især blir de nettopp bestemte feilminimerte verdier av den bestemte berg- eller fluidegenskap erstattet for hver tilsvarende første forutberegnede verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap populert inn i den 3-D-geologiske modell i trinn 50. Trinnet 68 returnerer cellevalgsløyfen til trinn 54 hvor en annen gruppering av nærliggende celler blir valgt fra den 3-D-geologiske modell hvor den seismisk akustiske impedans er konstant. Feilminimeringssløyfen blir utført for den nettopp valgte gruppering av nærliggende celler for å bestemme de feilminimerte verdier av den bestemte berg- eller fluidegenskap for disse celler. Disse feilminimerte verdier blir så oppdatert i den 3-D-geologiske modell. Cellevalgsløyfen blir gjentatt så ofte som det er nødvendig på den ovennevnte måte, til en feilminimert verdi av den bestemte berg- eller fluidegenskap blir bestemt for hver celle i den 3-D-geologiske modell.

En annen egenskap ved oppfinnelsen er valg av den bestemte berg- eller fluidegenskap. Valget av en passende berg- eller fluidegenskap gjør det mulig for operatøren nøyaktig å karakterisere fluidreservoaret i det geologiske volum når den 3-D-geologiske modell blir populert med feilminimerte verdier av egenskapen. Operatøren velger typisk den bestemte berg- eller fluidegenskap i forbindelse med, eller før de ovennevnte trinn på fig. 4. Valgkriteriene faller innenfor en fagmanns skjønn og er en funksjon av operatørens spesifikke behov. Typisk er de valgte kriterier en funksjon av den ønskede anvendelse av den resulterende 3-D-geologiske modell og feilminimerte dataverdier. F.eks. vil en fagmann gjenkjenne porøsitet, fluidtype eller metning som en meningsfylt berg- eller fluidegenskap i hydrokarbonutforskningsanvendelser. Likeledes vil en fagmann generelt gjenkjenne porøsitet, fluidtype eller permeabilitet som en meningsfylt berg- eller fluidegenskap i reservoaradministrasjonsanvendelser. Selv om fremgangsmåten ikke er begrenset til en spesifikk benevnt berg- eller fluidegenskap, vil følgelig de ovennevnte berg- og fluidegenskaper, dvs. porøsitet, fluidtype, metning og permeabilitet være eksempler på bestemte berg- eller fluidegenskaper som har anvendelse i fremgangsmåten.

Fremgangsmåtens evne til nøyaktig å forutbestemme verdier av en bestemt berg-eller fluidegenskap er vist på fig. 6. Porøsitet blir valgt som den bestemte berg- eller fluidegenskap for denne anvendelse. Feilminimerte verdier av porøsitet bestemmes langsetter brønnhullet ifølge fremgangsmåten. Estimerte verdier av berg- og fluidegenskaper, dvs. metning og permeabilitet og forutberegnede verdier av akustisk impedans, blir også bestemt langs lengden av brønnhullet ifølge fremgangsmåten. Disse verdiene plottes på egne vertikale akser med en stiplet linje. Faktisk målte eksperimentelle verdier av porøsitet, metning, permeabilitet og akustisk impedans plottes på samme respektive akser med en heltrukken linje for sammenligning. Det vil fremgå at fremgangsmåten nøyaktig forutberegner verdiene for porøsitet i det geologiske volum og oppnår en nøyaktig tilpasning mellom de feilminimerte verdier og målte, eksperimentelle verdier av porøsitet, selv når de estimerte verdier av de gjenværende berg- og fluidegenskaper i den petrofysiske responsmodell, er mindre nøyaktig.

Selv om de foregående, foretrukne utførelser av oppfinnelsen har blitt beskrevet og vist, vil det fremgå at alternativer og modifikasjoner, f.eks. de som er foreslått og andre, kan utføres og falle innenfor oppfinnelsens omfang.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for gjentatt bestemmelse av en feilminimert verdi av en benevnt fjell- eller fluidegenskap ved et sted i et undergrunnsgeologisk volum, karakterisert ved at den omfatter: tilveiebringelse et undergrunnsgeologisk volum med en eksperimentelt bestemt distribusjon av seismiske verdier av akustisk impedans; karakterisering av det geologiske volum med et modellvolum med flere modelldelvolumer; valg av et modelldelvolum fra nevnte flere modelldelvolumer; tildeling av en seismisk verdi av akustisk impedans fra nevnte distribusjon til modelldelvolumet; benevning av en fjell- eller fluidegenskap som er relevant for nevnte geologiske volum; tildeling av en første, forutberegnet verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap til modelldelvolumet; beregning av en første, forutberegnet verdi av akustisk impedans for modelldelvolumet fra en responsmodell ved hjelp av første, forutberegnede verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap, hvor responsmodellen svarer på endringer i forutberegnede verdier av den benevnte fjell- eller fluidegenskap; sammenligning av den første, forutberegnede verdi av akustisk impedans med den seismiske verdi av akustisk impedans for å bestemme en første differanse mellom forutberegnede og seismiske verdier av akustisk impedans; og justering av den første, forutberegnede verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap som svar på den første differansen for å frembringe en andre, forutberegnet verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap, hvor den andre, forutberegnede verdi reduserer den første differanse.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter beregning av en andre, forutberegnet verdi av akustisk impedans for modelldelvolumet fra responsmodellen ved hjelp av den andre, forutberegnede verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at den videre omfatter sammenligning av den andre, forutberegnede verdi av akustisk impedans med den seismiske verdi av akustisk impedans for å bestemme en andre differanse mellom nevnte forutberegnede og seismiske verdier av akustisk impedans, hvor den andre differanse er mindre enn den første differanse.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter gjentagelse av trinnene med å justere den forutberegnede verdi av den benevnte fjell-eller fluidegenskap, beregne den forutberegnede verdi av den akustiske impedans ved hjelp av den justerte, forutberegnede verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap og sammenligne den beregnede, forutberegnede verdi av akustisk impedans med den seismiske verdi av akustisk impedans for å bestemme differansen mellom beregnede, forutberegnede og seismiske verdier av akustisk impedans.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at gjentagelse avsluttes når differansen ikke overskrider en bestemt maksimums toleranse.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den valgte modells delvolum er et første modelldelvolum omfattet innenfor en gruppering av kontinuerlige modelldelvolumer med en felles, seismisk verdi av akustisk impedans.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at de forutberegnede verdier av akustisk impedans for alle de nevnte modelldelvolumer i nevnte gruppering blir gjennomsnittsberegnet for å frembringe en gjennomsnittelig, forutberegnet verdi av akustisk impedans for nevnte gruppering og forskjellen bestemmes mellom den gjennomsnittelige forutberegnede verdi av akustisk impedans og nevnte felles, seismiske verdi av akustisk impedans for grupperingen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den benevnte fjell- eller fluidegenskap velges fra gruppen som består av porøsitet, fluidtype, metning og permeabilitet.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter: valg av et andre modelldelvolum fra flere modelldelvolumer; tildeling av en seismisk verdi av akustisk impedans fra distribusjonen til nevnte andre modelldelvolum; tildeling av en første forutberegnet verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap til det andre modelldelvolum; beregning av en første, forutberegnet verdi av akustisk impedans for det andre modelldelvolum fra responsmodellen ved hjelp av første, forutberegnede verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap for det andre modelldelvolum; sammenligning av den første forutberegnede verdi av akustisk impedans med den seismiske verdi av akustisk impedans for det andre modelldelvolum for å bestemme en første differanse mellom nevnte forutberegnede og seismiske verdi av akustisk impedans for det andre delvolum; og justering av den første, forutberegnede verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap for det andre modelldelvolum som svar på den første differanse for å frembringen en andre, forutberegnet verdi av den benevnte fjell- eller fluidegenskap for det andre modelldelvolum, hvor den andre, forutberegnede verdi reduserer nevnte første differanse.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at det andre modelldelvolum er omfattet i en andre gruppering av kontinuerlige modelldelvolumer med en felles, seismisk verdi av akustisk impedans.