專利名稱：用于孔隙壓力預(yù)測的方法及系統(tǒng)的制作方法
用于孔隙壓力預(yù)測的方法及系統(tǒng) 相關(guān)申請的交叉參考
本申請要求2006年8月7日以Colin Michael Sayers以及Le匿rt David den Boer的名義提交的名稱為"由溫度和垂直應(yīng)力進(jìn)行孔隙壓力 預(yù)測的方法、裝置和系統(tǒng)"的美國臨時(shí)專利申請No. 60/836， 099的優(yōu)先 權(quán)，該申請的全部內(nèi)容在這里通過參考而被引用，以及要求2007年8 月6日以Colin Michael Sayers以及Le騰rt David den Boer的名義
提交的名稱為"用于孔隙壓力預(yù)測的方法及系統(tǒng)"的美國非臨時(shí)專利申請 No. 11/834， 554的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
地層孔隙壓力的精確估計(jì)對于在過壓沉積物中進(jìn)行安全且經(jīng)濟(jì)的鉆 井來說是關(guān)鍵的需要。傳統(tǒng)的預(yù)測鉆井前孔隙壓力的方法是基于地震波 速以及速率到孔隙壓力的轉(zhuǎn)換，該地震波速以及速率到孔隙壓力的轉(zhuǎn)換 被校準(zhǔn)以補(bǔ)償井?dāng)?shù)據(jù)(例如參見Sayers， C. M. ， Johnson, G. M.以及 Denyer， G. ， 2002， "Pre-drill Pore Pressure Prediction Using Seismic Data," Geo/^ysj'cs, 67， pp. 1286-1292)。然而，這些方法依賴于精確 的鉆井前地震波速的可用性。
地層孔隙壓力的鉆井前估計(jì)能夠通過直接地使用補(bǔ)償井、或者通過 使用補(bǔ)償井來確定速率到孔隙壓力的轉(zhuǎn)換、以及隨后將該轉(zhuǎn)換應(yīng)用到推 薦井位置的地震波速而被估計(jì)出來。這種轉(zhuǎn)換的示例包括在"The Equation for Geopressure Prediction from Well Logs" SPE 5544 "。"'"y 尸"ro7膽f，'腳T^ 爿/認(rèn)，1975)中描述的Eaton 方法以及在 "Pore pressure estimation from velocity data: Accounting for pore-pressure mechanisms besides under compaction" 57^ Z ri7h'/^ a/7t/ (June 1995) ， pp89—95中描述的Bowers
方法。這些預(yù)測能夠在鉆井的同時(shí)通過隨鉆測量(MWD)、隨鉆測井(LWD) 或者其它鉆井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行更新。基于墨西哥海灣數(shù)據(jù)的x射線衍射(XRD)分析(Holbrook， 2002， "The primary controls over sediment compaction,":尸G #e/z c>i_r， 76)的先前研究已經(jīng)提出了粘土礦物從蒙皂石到伊利石的轉(zhuǎn)化會與過壓 的起始聯(lián)系在一起(Dutta，N. C. ，2002， "Geopressure prediction using seismic data:current status and the road ahead, " 6^。p力y5^.cs1， 67)。 該成巖過程主要地依賴于鉀離子濃度以及溫度，并且被認(rèn)為在相對狹窄 的溫度范圍內(nèi)(175±25° F)發(fā)生。 一般地特征在于溫度與礦物指標(biāo)(像 骨架密度)之間的sigmoidal關(guān)系，具有在近似的蒙皂石到伊利石轉(zhuǎn)化 溫度所產(chǎn)生的拐點(diǎn)(Lopez, J. L， Rappold， P.M., Ugueto， G. A.， Wieseneck， J. B， Vu， C. K. ， 2004， " Integrated shared earth model: 3D pore-pressure prediction and uncertainty analysis, " 77 e //eat/i/ g 踏e， 23， pp. 52-59)。
圖1顯示了油田作業(yè)的示意性圖解。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是， 圖1中所示的油田作業(yè)僅僅設(shè)置用于示意性目的并且由此不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為 是限制本發(fā)明的范圍。例如，圖1中顯示的油田作業(yè)是海底油田作業(yè)， 但是油田作業(yè)可選擇性地是陸地油田作業(yè)或者任意其它與勘探、提取和/ 或從地表下的地層的流體采出有關(guān)的油田作業(yè)類型。
如圖l所示，鉆機(jī)105被設(shè)置成利用連接到鉆柱125遠(yuǎn)端的鉆頭(未 示出)而鉆入到地層中(例如，海底115下面的地表下的地層)。具體地， 鉆頭被用于鉆出井筒130，該井筒延伸到關(guān)注區(qū)域120。關(guān)注區(qū)域120 可以是作為油田作業(yè)目標(biāo)的碳?xì)浠衔铩⒌V源、或者流體。水深度對應(yīng) 于海平面110與海底115之間的垂直距離。地表下的垂直深度對應(yīng)于海 平面110與關(guān)注區(qū)域120之間的垂直距離。此外，關(guān)注區(qū)域120上方的 地表下的層被稱為覆蓋層。覆蓋層包括泥土以及密度變化的材料。
當(dāng)?shù)蜐B透物質(zhì)的沉積物被掩埋或者壓緊的時(shí)候，流體會陷入到由此 產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)(即，在低滲透物質(zhì)本身內(nèi)和/或在低滲透物質(zhì)下面的物質(zhì) (例如沙子等等)內(nèi))的孔隙中。以此方式陷入的流體對周圍地層施加 壓力，該壓力被稱為孔隙壓力。在給定深度處孔隙壓力超過流體靜力學(xué) 壓力的地層被稱為過壓地層。
當(dāng)在過壓地層中鉆井的時(shí)候，泥漿-比重(即，傳遞到井筒的鉆井流 體的重量)必須足夠高，從而防止孔隙壓力使地層流體移動進(jìn)入到井筒
10中。在最壞情況下，進(jìn)入井筒的地層流體會導(dǎo)致鉆井的毀壞和/或傷害操 作鉆機(jī)的人員。因此，為了安全且經(jīng)濟(jì)的鉆井，重要的是以足夠精度預(yù) 測(以及監(jiān)測)孔隙壓力。尤其是，有利地在鉆井前預(yù)測孔隙壓力，即 任意鉆井開始之前和/或在鉆頭還沒有到達(dá)的位置上。
通常地，鉆井前孔隙壓力預(yù)測是基于鉆井前地震波速以及速率到孔 隙壓力轉(zhuǎn)換的使用，該轉(zhuǎn)換通過補(bǔ)償井?dāng)?shù)據(jù)(即，來自于鉆井位置附近 的其它井的數(shù)據(jù))進(jìn)行校準(zhǔn)。然而，在一些情況下(例如，在鹽沼下鉆 井的時(shí)候)，傳統(tǒng)的鉆井前孔隙壓力預(yù)測不會充分地精確。傳統(tǒng)鉆井前孔
隙壓力預(yù)測技術(shù)的進(jìn)一步討論可以在Sayers CM, Johnson GM，以及 Denyer G. ， 2002， "Pre-drill Pore Pressure Prediction Using Seismic Data," ^"op力/5"j'cs， 67， PP. 1286-1292中找到。
泥漿在油田作業(yè)中被用來冷卻鉆頭，將油田作業(yè)中產(chǎn)生的切削部分 傳送到表面，防止地層流體流入到井筒中并且穩(wěn)定井筒。關(guān)于防止地層 流體的流入，鉆井操作者必須將泥漿-比重保持在孔隙壓力或者高于孔隙 壓力。關(guān)于穩(wěn)定井筒，鈷井操作者調(diào)整泥漿-比重(即，被使用泥漿的密 度)，從而抵消井筒下陷的趨勢。然而，鉆井操作者必須當(dāng)心以免使用過 高的泥槳-比重使得地層破裂。
此外，太高的泥漿-比重會導(dǎo)致不可接受的低鉆孔速率。由此，泥漿 -比重必須足夠低從而保持可接受的鉆孔速率以及避免地層破裂。在這種 情況下，當(dāng)在過壓地層中鉆井的時(shí)候，允許的泥槳-比重窗口 (即，允許 的泥漿-比重的范圍)可以是小的。具體地，由泥漿施加的力必須落入孔 隙壓力(或者，如果高于孔隙壓力的話是阻止下陷的壓力)與地層破裂 所需壓力之間的范圍內(nèi)。
此外，當(dāng)在過壓地層中鉆井的時(shí)候，所需套管柱(即，插入到井筒 中的結(jié)構(gòu)性支撐)的數(shù)目會增加。具體地，如果不能提供足夠精確的鉆 井前孔隙壓力預(yù)測，那么另外的套管柱將被過早地插入，用于避免鉆井 控制問題(例如，地層流體的流入)的可能性和/或井筒故障。過早地插 入套管柱會耽擱油田作業(yè)和/或減小井筒的尺寸并且導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。

發(fā)明內(nèi)容
大體上，在一方面，本發(fā)明涉及一種用于在具有鉆機(jī)的井場執(zhí)行油田作業(yè)的方法，該鉆機(jī)設(shè)置成用于使鉆井工具向前進(jìn)入到地表下的地層 中。該方法包括利用水深度信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的井 筒溫度模型，利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型，利用地層溫度模型 和壓力系數(shù)產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型，利用泥漿-比重壓力模型產(chǎn)生地層 孔隙壓力模型，以及基于地層孔隙壓力模型調(diào)整油田作業(yè)。
大體上，在一方面，本發(fā)明涉及一種用于預(yù)測地層孔隙壓力的方法。 該方法包括利用水深度信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的井筒溫 度模型，利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型，利用地層溫度模型和壓 力系數(shù)產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型，利用泥漿-比重壓力模型產(chǎn)生地層孔隙 壓力模型，以及基于地層孔隙壓力模型獲得推薦的井方案，其中推薦的 井方案用于執(zhí)行油田作業(yè)。
大體上，在一方面，本發(fā)明涉及一種用于在具有鉆機(jī)的井場執(zhí)行油 田作業(yè)的系統(tǒng)，該鉆機(jī)設(shè)置成用于使鉆井工具向前進(jìn)入到地表下的地層 中。該系統(tǒng)包括溫度模塊，該溫度模塊被設(shè)置成用于利用水深度信息和 垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型，以及利用井筒溫度模 型產(chǎn)生地層溫度模型。該系統(tǒng)還包括壓力模塊，該壓力模塊被設(shè)置成用 于利用地層溫度模型和壓力系數(shù)來產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型以及利用泥 漿-比重壓力模型產(chǎn)生地層孔隙壓力模型。該系統(tǒng)還包括表面單元，該表 面單元被設(shè)置成基于地層孔隙壓力模型調(diào)整油田作業(yè)。
大體上，在一方面，本發(fā)明涉及一種建模系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括溫度模 塊，該溫度模塊被設(shè)置成用于利用水深度信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用于 關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型，以及利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型。 該系統(tǒng)還包括壓力模塊，該壓力模塊被設(shè)置成用于利用地層溫度模型和 壓力系數(shù)來產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型以及利用泥漿-比重壓力模型產(chǎn)生地 層孔隙壓力模型。該系統(tǒng)還包括建模單元，該建模單元被設(shè)置成基于地 層孔隙壓力模型獲得推薦的井方案，其中推薦的井方案用于執(zhí)行油田作 業(yè)。
大體上，在一方面，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程 序產(chǎn)品體現(xiàn)為可被計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令，以便執(zhí)行在具有鉆機(jī)的井場執(zhí)行 油田作業(yè)的方法步驟，該鉆機(jī)設(shè)置成用于使鉆井工具向前進(jìn)入到地表下 的地層中，該指令包括以下功能利用水深度信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生
12用于關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型，利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型， 利用地層溫度模型和壓力系數(shù)來產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型，利用泥漿-比 重壓力模型產(chǎn)生地層孔隙壓力模型，以及基于地層孔隙壓力模型調(diào)整油 田作業(yè)。
大體上，在一方面，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程 序產(chǎn)品體現(xiàn)為可被計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令，以便執(zhí)行獲得推薦的井方案的方 法步驟，該指令包括以下功能利用水深度信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用 于關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型，利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型，利 用地層溫度模型和壓力系數(shù)來產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型，利用泥漿-比重 壓力模型產(chǎn)生地層孔隙壓力模型，以及基于地層孔隙壓力模型獲得推薦 的井方案，其中推薦的井方案用于執(zhí)行油田作業(yè)。
發(fā)明的其它方面將通過接下來的描述以及附加的權(quán)利要求而變得清楚。


圖1顯示了油詔作業(yè)的示意性圖解。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)圖解。
圖3-4顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的流程圖。
圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的圖解。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。出于一致性考慮，各 附圖中的相同部件用相同的附圖標(biāo)記表示。此外，"ST"被用于表示"步 驟"。
在接下來的本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述中，提出多種具體細(xì)節(jié)，從而 提供本發(fā)明更為全面的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是， 本發(fā)明在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下也能夠被實(shí)施。在其它情況下，公 知的特征沒有被詳細(xì)描述，從而避免不必要地使說明書復(fù)雜。
大體上，本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于獲取最佳井設(shè)計(jì)的方法及系統(tǒng)。 具體地，通過地層溫度模型產(chǎn)生地層孔隙壓力模型。在本發(fā)明的一個(gè)或 多個(gè)實(shí)施例中，利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型?；诘貙涌紫秹?力模型獲得最佳井設(shè)計(jì)。圖2是用于獲得最佳井設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的示意圖。該系統(tǒng)包括建模工具
145，該建模工具145被設(shè)置成用于與表面單元135以及表面單元數(shù)據(jù)源 140相互作用。表面單元135被設(shè)置成用于與表面單元數(shù)據(jù)源140相互 作用?？蛇x地，表面單元135可被進(jìn)一步設(shè)置成與鉆機(jī)105相互作用。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，建模工具145還包括溫度模塊150、壓力模 塊155、深度模塊160、應(yīng)力模塊170、密度模塊175、建模模塊180和 建模數(shù)據(jù)源185。下面描述圖2中前述組成中的每一個(gè)。
可選地，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，表面單元135可被設(shè)置 成與鉆機(jī)105相互作用。更具體地，表面單元135可被設(shè)置成存儲在鉆 機(jī)105/從鉆機(jī)105獲得的數(shù)據(jù)。例如，表面單元135可以存儲在傳感器 (未示出)收集的數(shù)據(jù)，所述傳感器位于(或者操作性地連接于)鉆機(jī) 105。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，表面單元135可將數(shù)據(jù)存儲在表 面單元數(shù)據(jù)源140中。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，表面單元數(shù)據(jù) 源140是數(shù)據(jù)存儲器(例如，數(shù)據(jù)庫、文件系統(tǒng)、設(shè)定在存儲器中的一 個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、可擴(kuò)展標(biāo)記語言(XML)文件、 一些其它存儲數(shù)據(jù) 的方法、或者上述任意適當(dāng)?shù)慕M合)，該數(shù)據(jù)存儲器包括與鉆機(jī)105有關(guān) 的信息。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，表面單元135可被設(shè)置成調(diào)整在 鉆機(jī)105處的油田作業(yè)。更具體地，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中， 表面單元135可被設(shè)置成調(diào)整鉆井流體密度(即，增大或減小鉆井流體 密度，例如泥漿密度，視情況而定)、調(diào)整井軌跡(例如，避免過壓區(qū)域， 穿過低壓區(qū)域等)、優(yōu)化井筒中套管柱的數(shù)目(即，增加套管柱、推遲套 管柱的增加等等)、或者任意其它類似的調(diào)整類型。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，建模工具145可被配置成與表面 單元135相互作用。更具體地，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，建模 工具145可被設(shè)置成接收來自于表面單元135的數(shù)據(jù)。例如，建模工具 145可被設(shè)置成接收來自于表面單元135的與鉆機(jī)105相聯(lián)系的數(shù)據(jù)。 可選擇地，建模工具145可被設(shè)置成從表面單元數(shù)據(jù)源140重新讀取數(shù) 據(jù)。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，壓力模塊155被設(shè)置成產(chǎn)生壓力 模型(例如，泥漿-比重壓力模型，地層孔隙壓力模型等等)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，泥漿-比重壓力模型對應(yīng)于描述關(guān)注區(qū)域的估計(jì) 泥漿-比重壓力的模型。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，地層孔隙壓力 對應(yīng)于描述關(guān)注區(qū)域的估計(jì)地層孔隙壓力的模型。此外，在本發(fā)明的一
個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，壓力模塊155與建模單元180相互作用，從而獲得 用于關(guān)注區(qū)域的模型。在這種情況下，壓力模型可通過用于關(guān)注區(qū)域的 模型而獲得。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，壓力模塊155被設(shè)置成 接收來自于表面單元135的壓力信息?？蛇x擇地，壓力模塊155可被設(shè) 置成從表面單元數(shù)據(jù)源140獲得壓力信息。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，壓力模塊155被設(shè)置成產(chǎn)生壓力 系數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，壓力系數(shù)代表地層溫度與地層 孔隙壓力之間的相互關(guān)系。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，壓力模塊 155被設(shè)置成從溫度模塊150獲得地層溫度模型。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，溫度模塊150被設(shè)置成產(chǎn)生溫度 模型(例如，井筒溫度模型，地層溫度模型等等)。在本發(fā)明的一個(gè)或多 個(gè)實(shí)施例中，井筒溫度模型對應(yīng)于描述穿過關(guān)注區(qū)域的估計(jì)井筒溫度的 模型。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，地層溫度模型對應(yīng)于描述穿過 關(guān)注區(qū)域的估計(jì)的地層溫度的模型。此外，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施 例中，溫度模塊150與建模單元180相互作用，從而獲得用于關(guān)注區(qū)域 的模型。在這種情況下，溫度模型可通過用于關(guān)注區(qū)域的模型而獲得。 在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，溫度模塊150可被設(shè)置成接收來自于 表面單元135的溫度信息?？蛇x擇地，溫度模塊150可被設(shè)置成從表面 單元數(shù)據(jù)源140獲得溫度信息。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，溫度模塊150被設(shè)置成產(chǎn)生溫度 系數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，溫度系數(shù)代表垂直應(yīng)力與井筒 溫度之間的相互關(guān)系。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，溫度模塊150 被設(shè)置成從應(yīng)力模塊170獲得垂直應(yīng)力模型。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，溫度模塊150被設(shè)置成識別地層 溫度模型的子集。更具體地，溫度模塊150可被設(shè)置成基于標(biāo)準(zhǔn)識別地 層溫度模型的子集。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)力模塊170被設(shè)置成產(chǎn)生垂直 應(yīng)力模型。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，垂直應(yīng)力模型對應(yīng)于描述關(guān)注區(qū)域的垂直應(yīng)力的模型。此外，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，
應(yīng)力模塊170與建模單元180相互作用，從而獲得關(guān)注區(qū)域的模型。在 這種情況下，垂直應(yīng)力模型可通過采用關(guān)注區(qū)域的模型而獲得。在本發(fā) 明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)力模塊170被設(shè)置成從密度模塊175獲得
密度模型。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，密度模塊175被設(shè)置成產(chǎn)生密度 模型。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，密度模型對應(yīng)于描述關(guān)注區(qū)域 的估計(jì)密度的模型。此外，在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，密度模塊 175與建模單元180相互作用，從而獲得關(guān)注區(qū)域的模型。在這種情況 下，密度模型可通過采用關(guān)注區(qū)域的模型而獲得。在本發(fā)明的一個(gè)或多 個(gè)實(shí)施例中，密度模塊175可被設(shè)置成接收來自于表面單元135的密度 信息。可選擇地，密度模塊175可被設(shè)置成從表面單元數(shù)據(jù)源140獲得 密度信息。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，建模單元180被設(shè)置成獲得推薦 的井方案。更具體地，建模單元可被設(shè)置成根據(jù)這些模型(例如，地層 溫度模型，地層孔隙壓力模型等等)獲得推薦的井方案。在本發(fā)明的一 個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，推薦的井方案包括但不局限于在海底起動鉆井的 位置、該位置上推薦的井的軌跡、鉆井時(shí)使用的套管數(shù)量、各個(gè)套管應(yīng) 當(dāng)被插入井中的位置、鉆井時(shí)使用的泥漿-比重密度、以及鉆井時(shí)關(guān)注區(qū) 域中要避免的位置(例如，由于這些位置是過壓的)。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，深度模塊160被設(shè)置成向密度模 塊175、應(yīng)力模塊170、壓力模塊155和/或溫度模塊150提供水深度信 息。更具體地，深度模塊160可被設(shè)置成提供海底(圖1中115)特定 位置處的水深度。
圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的流程圖。具體地，圖3 顯示了用于產(chǎn)生地層孔隙壓力模型的流程圖。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí) 施例中，下面描述的一個(gè)或多個(gè)步驟可被忽略、重復(fù)、和/或以不同次序 執(zhí)行。由此，圖3中所示特定的步驟設(shè)置不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為限制本發(fā)明的范 圍。
最初，用于關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型利用水深度信息和垂直應(yīng)力模 型而產(chǎn)生(ST302)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，井筒溫度模型可采用多個(gè)公式而產(chǎn)生。例如，井筒溫度(r6)可使用下述公式計(jì)算出來
w = 0 w = 0 "J
(注意到在這種形式的等式以及后面的等式(例如等式3和14)
中，第一總和可具有與第二總和不同的項(xiàng)數(shù)。等式可被寫成第一總和為
Q項(xiàng)，并且第二總和為Q'項(xiàng)，其中Q不等于Q')，其中6V為垂直應(yīng)力， Zw為水深度，/z^和Z^是溫度系數(shù)，以及。是溫度系數(shù)的數(shù)目。本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以理解的是，C可以根據(jù)溫度系數(shù)所需的精度而進(jìn)行改變。 例如，C可以是常量(即，0)，線性的(即，1)， 二次的(即，2)，或 者一些其它維數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可對關(guān)注區(qū)域內(nèi)的 各個(gè)位置計(jì)算出井筒溫度，從而獲得井筒溫度模型。可選擇地，可對關(guān) 注區(qū)域的特定位置或者子區(qū)域計(jì)算出井筒溫度。計(jì)算出來的井筒溫度可 隨后被用于通過插值或者地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來獲得地層溫度模型。
可選擇地，井筒溫度可以根據(jù)相對于垂直應(yīng)力系統(tǒng)地改變的任意參 數(shù)而被計(jì)算出來。例如，井筒溫度可以根據(jù)泥水分界線下方的垂直深度 而計(jì)算出來。在這種情況下，6V在等式(1)中可被泥水分界線下方的 垂直深度所替代。下面，圖4顯示了用于產(chǎn)生井筒溫度模型的一個(gè)實(shí)施 例。
在ST 304中，地層溫度模型通過采用井筒溫度模型而產(chǎn)生。在本發(fā) 明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，地層溫度(7>)可通過下述公式計(jì)算出來
7>=7;+& (2)
其中7;是井筒溫度以及^是平均溫度偏移。例如，井筒溫度通常 地比原生巖石的地層溫度低10-20° F。可選擇地，地層溫度可以通過井 筒溫度的霍納(Horner)曲線而更精確地計(jì)算出來。在本發(fā)明的一個(gè)或 多個(gè)實(shí)施例中，可對關(guān)注區(qū)域的各個(gè)位置計(jì)算地層溫度從而獲得地層溫 度模型?？蛇x擇地，可對關(guān)注區(qū)域的特定位置或者子區(qū)域計(jì)算地層溫度。 計(jì)算出來的地層溫度可以隨后被用于例如通過插值或者地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來 獲得地層溫度模型。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，泥漿-比重壓力模型通過采用壓 力系數(shù)以及地層溫度模型而產(chǎn)生(ST 306)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的 是，泥漿-比重壓力模型可通過多個(gè)公式而產(chǎn)生。例如，泥漿-比重壓力(尸)可通過以下公式計(jì)算出來
其中7>是地層溫度，^為水深度，處 和Z^是壓力系數(shù)，以及/ 是
壓力系數(shù)的數(shù)目。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，y 根據(jù)壓力系數(shù)所需
要的精度而進(jìn)行改變。例如，w可以是常量(即，0)，線性的(即，1)，
二次的(即，2)，或者一些其它維數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中， 可對關(guān)注區(qū)域內(nèi)的各個(gè)位置計(jì)算泥漿-比重壓力，從而獲得泥漿-比重壓 力模型?？蛇x擇地，可對關(guān)注區(qū)域內(nèi)的特定位置或子區(qū)域計(jì)算泥漿-比重 壓力。計(jì)算出來的泥漿-比重壓力可隨后被用于獲得(例如，通過插值) 泥漿-比重壓力模型。注意到，如果系數(shù)通過校準(zhǔn)到孔隙壓力大小(而不 是泥漿-比重)而被確定下來，等式3將直接地給出孔隙壓力，孔隙壓力 大小可通過重復(fù)地層測試(RFT)、模塊式動態(tài)地層測試(MDT)、斯倫貝 謝的診斷工具、或者其它類似工具而被測量出來。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，壓力系數(shù)通過采用實(shí)測的孔隙壓 力數(shù)據(jù)而得到。例如，壓力系數(shù)可通過應(yīng)用由下述等式限定的、均方根 預(yù)測誤差的最小二乘最小值(f,)而得到
~ (5)<formula>formula see original document page 18</formula>
以及其中^w以及y^t是壓力系數(shù)，5W是在點(diǎn)A的垂直應(yīng)力，以及 A是在點(diǎn)A:的孔隙壓力，以及A是壓力系數(shù)的數(shù)目。本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以理解的是，i 可以根據(jù)壓力系數(shù)所需的精度而進(jìn)行改變。例如，。可 以是常量(即，0)，線性的(即，1)， 二次的(即，2)，或者一些其它 維數(shù)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，實(shí)測孔隙壓力可通過多種方法獲得。 例如，在關(guān)注區(qū)域中的位置的實(shí)測孔隙壓力可通過MDT和/或RFT而獲得。 可選地，壓力系數(shù)可以根據(jù)在油田作業(yè)期間所需的另外實(shí)測孔隙壓力數(shù)據(jù)(例如，通過貝葉斯方法)而進(jìn)行校準(zhǔn)。在這種情況下，更新的
壓力系數(shù)可以依賴于更大組的實(shí)測的孔隙壓力數(shù)據(jù)；由此，通過等式(3) 計(jì)算出來的估計(jì)泥漿-比重壓力可以更加準(zhǔn)確。
接著圖3的討論，在ST 308中，地層孔隙壓力模型通過泥漿-比重 壓力模型而產(chǎn)生。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，地層孔隙壓力(P) 可使用下述公式而計(jì)算出來
其中尸(7>, 是泥漿-比重壓力，A是平均壓力偏移，以及z是 地表下的垂直深度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，A在0.51b/gal-11b/gal 范圍之內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可對關(guān)注區(qū)域的各個(gè)位置 計(jì)算地層孔隙壓力，從而獲得地層孔隙壓力模型。可選擇地，可對關(guān)注 區(qū)域的特定位置或子區(qū)域計(jì)算地層孔隙壓力。計(jì)算出來的地層孔隙壓力 可隨后被用于獲取(例如，通過插值)地層孔隙壓力模型。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，地層孔隙壓力模型可被用于調(diào)整 油田作業(yè)(ST310)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整油田作業(yè)可 包括調(diào)整鉆井流體密度(即，增大或減小鉆井流體密度，例如，泥槳-比重密度，視情況而定)、調(diào)整井軌跡(例如，避免過壓區(qū)域，穿過低壓 區(qū)域等等)、優(yōu)化井筒中套管柱的數(shù)目(即，增加套管柱，推遲套管柱的 增加等等)、或者任一其它類似的調(diào)整類型。例如，油田作業(yè)的泥漿-比 重密度可以根據(jù)地層孔隙壓力模型而進(jìn)行優(yōu)化。
可選地，在ST312，地層溫度模型的子集可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行識別。本 領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，標(biāo)準(zhǔn)可以確定一定范圍的溫度。例如，標(biāo) 準(zhǔn)可確定從150。F到200。F的溫度。在該示例中，地層溫度模型的子集 可對應(yīng)于具有成為過壓的極高可能性的區(qū)域。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，油田作業(yè)可以根據(jù)地層溫度模型 的子集而進(jìn)行調(diào)整(ST314)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整油 田作業(yè)包括調(diào)整鉆井流體密度(即，增大或減小鉆井流體密度，視情況 而定)、調(diào)整井軌跡(例如，避免過壓區(qū)域，穿過低壓區(qū)域等等)、優(yōu)化 井筒中套管柱的數(shù)目(即，增加套管柱，推遲套管柱的增加等等)、或者 任一其它類似的調(diào)整類型。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，油田作業(yè)對應(yīng)于鉆井操作(例如， 鉆出井)、勘探操作(例如，確定產(chǎn)油層、確定可能具有產(chǎn)油層的區(qū)域等)、 或者采油作業(yè)(例如，流體提取、完井、優(yōu)化已有井的采油等)。
圖4顯示了根據(jù)發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的流程圖。具體地，圖4顯 示了用于產(chǎn)生井筒溫度模型的流程圖。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中， 下面描述的一個(gè)或多個(gè)步驟可被忽略、重復(fù)、和/或以不同次序執(zhí)行。由 此，圖4中所示特定的步驟設(shè)置不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是對本發(fā)明范圍的限制。
首先，用于關(guān)注區(qū)域的密度模型可通過水深度信息以及實(shí)測的密度 數(shù)據(jù)而產(chǎn)生(ST402)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，密度模型可通過 多種公式而產(chǎn)生。例如，沉積物密度(/ )可通過下面公式計(jì)算出來-
"A)+"(hJ (8)
其中，p。是海床的密度，z,是水深度，s和6是密度系數(shù)，以及z 是地表下的垂直深度(從海平面(圖1中的110)到表面下的位置測量 的)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可對關(guān)注區(qū)域的各個(gè)位置計(jì)算密 度，從而獲得密度模型?？蛇x擇地，可對關(guān)注區(qū)域的特定位置或子區(qū)域 計(jì)算密度，從而獲得密度模型。
等式9顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的等式8的變型<formula>formula see original document page 20</formula>
其中z是地表下的垂直深度以及^是水深度。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以
理解的是，等式(9)中的密度系數(shù)可通過另外的實(shí)測密度數(shù)據(jù)而被更新 (例如，通過貝葉斯方法)。對于貝葉斯方法的更多信息，請參考Alberto Malinverno被作為發(fā)明人、名稱為"用于預(yù)測地表下的地層的孔隙和斷 裂壓力的方法和裝置"的美國專利No. 6， 826， 486。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，密度系數(shù)(例如等式(8)中的a 和b)可通過實(shí)測密度數(shù)據(jù)的反演而獲得(即，局部校準(zhǔn))。此外，在本 發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，密度模型可通過使用走向克里格法(^e/^ 而產(chǎn)生，采用以等式(8)形式的關(guān)系，作為三維走向。
繼續(xù)圖4中的討論，在ST404中，垂直應(yīng)力模型可根據(jù)密度模型而 產(chǎn)生。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，垂直應(yīng)力模型可通過多個(gè)公式產(chǎn) 生。例如，垂直應(yīng)力(Sv)可通過下面公式計(jì)算出來<formula>formula see original document page 21</formula>物=+(# (10) 其中z是地表下的垂直深度以及p是密度。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè) 實(shí)施例中，可對關(guān)注區(qū)域的各個(gè)位置計(jì)算垂直應(yīng)力，從而獲得垂直應(yīng)力 模型。可選擇地，可對關(guān)注區(qū)域的特定位置或子區(qū)域計(jì)算垂直應(yīng)力。計(jì) 算出來的地層垂直應(yīng)力可隨后被用于例如通過插值或者地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來 獲得垂直應(yīng)力模型。
在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，溫度系數(shù)可通過實(shí)測溫度數(shù)據(jù)而
獲得(ST 406)。例如，溫度系數(shù)可通過應(yīng)用由下述公式限定的、均方根 預(yù)測誤差的最小二乘最小值(《》而得到
<formula>formula see original document page 21</formula>。
"=。 (13) 其中A^以及々n是溫度系數(shù)，Sa是點(diǎn)A:的垂直應(yīng)力，以及K是點(diǎn)A: 的實(shí)測溫度，以及g是溫度系數(shù)的數(shù)目。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是， 2可以根據(jù)溫度系數(shù)所需精度而進(jìn)行改變。例如，g可以是常量(g卩，0)、 線性的(即，1)、 二次的(即，2)、或者一些其它維數(shù)。
可選地，溫度系數(shù)可以根據(jù)在油田作業(yè)期間獲取的另外實(shí)測溫度數(shù) 據(jù)而被更新(例如，貝葉斯方法)。在這種情況下，更新的溫度系數(shù)是基 于較大組的實(shí)測溫度數(shù)據(jù)；由此，通過下面等式(14)計(jì)算出來的井筒 溫度會更加準(zhǔn)確。
在ST 408中，井筒溫度模型可通過水深度信息、垂直應(yīng)力模型以及 溫度系數(shù)而產(chǎn)生。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，井筒溫度模型可通過
各種公式產(chǎn)生。例如，井筒溫度(t;)可通過下面公式計(jì)算出來
其中6;是垂直應(yīng)力，^是水深度，/^和z^是溫度系數(shù)，以及c是 溫度系數(shù)的數(shù)目。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，p可根據(jù)溫度系數(shù)所需要的精度而進(jìn)行改變。例如，C可以是常量(即，0)、線性的(即，1)、
二次的(即，2)、或者一些其它維數(shù)。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，
可對關(guān)注區(qū)域內(nèi)的各個(gè)位置計(jì)算井筒溫度，從而獲得井筒溫度模型?？?選擇地，可對關(guān)注區(qū)域的特定位置或者子區(qū)域計(jì)算井筒溫度。計(jì)算出來 的井筒溫度可隨后被用于獲得(例如通過插值)井筒溫度模型。
本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了一種利用垂直應(yīng)力以及水深度精 確地預(yù)測地層孔隙壓力的裝置。由此，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以 阻止地層流體流入井筒，由此防止了對井和/或操作鉆機(jī)的人員的危害。 此外，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例防止了過早插入套管柱的財(cái)務(wù)花銷。 本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例在油田勘探以及在分級各種油區(qū)中具有重要 應(yīng)用。例如，孔隙壓力的信息可被用于檢查密封的有效性、密封故障可 能性、以及沉積盆地的水力連通性。
無論被使用的平臺如何，本發(fā)明可實(shí)質(zhì)地在任意類型的計(jì)算機(jī)上執(zhí)
行。例如，如圖5所示，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500包括處理器502、相關(guān)存儲器 504、存儲裝置506、以及當(dāng)今計(jì)算機(jī)典型的多種其它部件以及功能件(未 示出)。計(jì)算機(jī)500還可包括輸入裝置，例如鍵盤508和鼠標(biāo)510，以及 輸出裝置，例如顯示器512。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口連接(未 示出)而連接到網(wǎng)絡(luò)(514)(例如，局域網(wǎng)(LAN)、諸如Internet的廣 域網(wǎng)(WAN)、或者任意其它類似類型的網(wǎng)絡(luò))。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解 的是，這些輸入和輸出裝置可以采取其它形式。
此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，前述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)500的一個(gè) 或多個(gè)部件可以設(shè)置在遠(yuǎn)程位置并且通過網(wǎng)絡(luò)連接到其它部件。此外， 本發(fā)明可以在具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的分布式系統(tǒng)上執(zhí)行，其中本發(fā)明的各個(gè)部 分(例如，應(yīng)力靈敏度系數(shù)模塊、總應(yīng)力模塊、孔隙壓力模塊等等)可 以設(shè)置在分布式系統(tǒng)中的不同節(jié)點(diǎn)上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn) 對應(yīng)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?？蛇x擇地，節(jié)點(diǎn)可對應(yīng)于具有相關(guān)物理存儲器的處 理器。節(jié)點(diǎn)可選擇性地對應(yīng)于具有共享存儲器和/或源的處理器。此外， 用于執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例的軟件指令可以存儲在諸如光盤(CD)、磁盤、磁 帶、文件或者任意其它計(jì)算機(jī)可讀存儲裝置的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。此外， 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)測的孔隙壓力(包括采用圖3中所述方法 計(jì)算出來的所有孔隙壓力)可以通過圖形用戶界面(例如顯示裝置)而顯示給用戶。
盡管本發(fā)明已針對有限數(shù)目的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是從本說明書 受益的本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，可以設(shè)計(jì)出其它實(shí)施例而不會脫 離這里所述的本發(fā)明范圍。由此，本發(fā)明范圍應(yīng)當(dāng)僅通過權(quán)利要求而進(jìn) 行限定。
權(quán)利要求
1. 一種用于在具有鉆機(jī)的井場執(zhí)行油田作業(yè)的方法，所述鉆機(jī)設(shè)置成用于使鉆井工具向前進(jìn)入到地表下的地層中，所述方法包括利用水深度信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型；利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型；利用地層溫度模型和壓力系數(shù)產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型；利用泥漿-比重壓力模型產(chǎn)生地層孔隙壓力模型；以及基于地層孔隙壓力模型調(diào)整油田作業(yè)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來識別地層溫度模型的子集；以及 根據(jù)地層溫度模型的子集來調(diào)整油田作業(yè)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，標(biāo)準(zhǔn)是從150度華氏溫 度到200度華氏溫度的溫度范圍。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，還包括 在所述產(chǎn)生井筒溫度模型之前利用水深度信息和實(shí)測密度數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的密度模型； 利用密度模型產(chǎn)生垂直應(yīng)力模型；以及利用實(shí)測溫度數(shù)據(jù)獲得溫度系數(shù)，其中，所述溫度系數(shù)被另外地用 于產(chǎn)生井筒溫度模型。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生密度模型還包括基 于水深度信息和實(shí)測密度數(shù)據(jù)獲得三維走向。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，獲得垂直應(yīng)力模型包括 對密度模型求積分。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，三維走向通過走向克里格法被更新。
8. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，獲得溫度系數(shù)還包括應(yīng) 用均方根估計(jì)的最小二乘最小值，其中均方根估計(jì)是基于垂直應(yīng)力模型 和實(shí)測溫度數(shù)據(jù)。
9. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在油田作業(yè)期間獲取的 溫度數(shù)據(jù)被用于更新溫度系數(shù)，從而獲得更新的溫度系數(shù)，其中更新的 溫度系數(shù)被用于獲得更新的井筒溫度模型。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，壓力系數(shù)通過應(yīng)用均方 根估計(jì)的最小二乘最小值而獲得，其中均方根估計(jì)是基于地層溫度模型 和實(shí)測壓力數(shù)據(jù)。
11. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在油田作業(yè)期間獲取的 壓力數(shù)據(jù)被用于更新壓力系數(shù)，從而獲得更新的壓力系數(shù)，其中更新的 壓力系數(shù)被用于獲得更新的泥槳-比重壓力模型。
12. —種用于預(yù)測地層孔隙壓力的方法，該方法包括 利用水深度信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型；利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型；利用地層溫度模型和壓力系數(shù)產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型；利用泥漿-比重壓力模型產(chǎn)生地層孔隙壓力模型；以及基于地層孔隙壓力模型獲得推薦的井方案，其中推薦的井方案被用 于執(zhí)行油田作業(yè)。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，油田作業(yè)是選自由勘 探操作、鉆井操作以及采油操作構(gòu)成的組中的一個(gè)。
14. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括 基于標(biāo)準(zhǔn)識別地層溫度模型的子集；以及利用地層溫度模型的子集更新推薦的井方案，從而獲得更新的推薦 的井方案，其中更新的推薦的井方案限定了井軌跡，所述井軌跡避開地層溫度模型的子集。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)是從150度華氏溫度到200度華氏溫度的溫度范圍。
16. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括在所述產(chǎn)生井筒溫度模型之前利用水深度信息和實(shí)測密度數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的密度模型；利用密度模型產(chǎn)生垂直應(yīng)力模型；以及利用實(shí)測溫度數(shù)據(jù)獲得溫度系數(shù)，其中，所述溫度系數(shù)被另外地用于產(chǎn)生井筒溫度模型。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生密度模型還包括基于水深度信息和實(shí)測密度數(shù)據(jù)獲得三維走向。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，獲得垂直應(yīng)力模型包括對密度模型求積分。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，三維走向利用走向克里格法被更新。
20. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，獲得溫度系數(shù)還包括應(yīng)用均方根估計(jì)的最小二乘最小值，其中均方根估計(jì)是基于垂直應(yīng)力模型和實(shí)測溫度數(shù)據(jù)。
21. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，在油田作業(yè)期間獲取的溫度數(shù)據(jù)被用于更新溫度系數(shù)，從而獲得更新的溫度系數(shù)，其中更新的溫度系數(shù)被用于獲得更新的井筒溫度模型。
22. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，壓力系數(shù)通過應(yīng)用均方根估計(jì)的最小二乘最小值而獲得，其中均方根估計(jì)是基于地層溫度模型和實(shí)測壓力數(shù)據(jù)。
23. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在油田作業(yè)期間獲取的壓力數(shù)據(jù)被用于更新壓力系數(shù)，從而獲得更新的壓力系數(shù)，其中更新的壓力系數(shù)被用于獲得更新的泥漿-比重壓力模型。
24. —種用于在具有鉆機(jī)的井場執(zhí)行油田作業(yè)的系統(tǒng)，所述鉆機(jī)設(shè)置成用于使鉆井工具向前進(jìn)入到地表下的地層中，所述系統(tǒng)包括溫度模塊，所述溫度模塊被設(shè)置成-利用水深度信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型；以及利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型；壓力模塊，所述壓力模塊被設(shè)置成利用地層溫度模型和壓力系數(shù)產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型；以及利用泥漿-比重壓力模型產(chǎn)生地層孔隙壓力模型；以及表面單元，所述表面單元被設(shè)置成基于地層孔隙壓力模型調(diào)整油田作業(yè)。
25. 如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于溫度模塊還被設(shè)置成基于標(biāo)準(zhǔn)識別地層溫度模型的子集；以及表面單元還被設(shè)置成基于地層溫度模型的子集調(diào)整油田作業(yè)。
26. 如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)是從150度華氏溫度到200度華氏溫度的溫度范圍。
27. 如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括密度模塊，所述密度模塊被設(shè)置成利用水深度信息和實(shí)測密度數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的密度模型；以及應(yīng)力模塊，所述應(yīng)力模塊被設(shè)置成利用密度模型產(chǎn)生垂直應(yīng)力模型;其中，所述溫度模塊還被設(shè)置成利用實(shí)測溫度數(shù)據(jù)獲得溫度系數(shù)，所述溫度系數(shù)被另外地用于產(chǎn)生井筒溫度模型。
28. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于，產(chǎn)生密度模型還包括基于水深度信息和實(shí)測密度數(shù)據(jù)獲得三維走向。
29. 如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于，獲得垂直應(yīng)力模型包括對密度模型求積分。
30. 如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，其特征在于，三維走向利用走向克里格法被更新。
31. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于，獲得溫度系數(shù)還包括應(yīng)用均方根估計(jì)的最小二乘最小值，其中均方根估計(jì)是基于垂直應(yīng)力模型和實(shí)測溫度數(shù)據(jù)。
32. 如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于，在油田作業(yè)期間獲取的溫度數(shù)據(jù)被用于更新溫度系數(shù)，從而獲得更新的溫度系數(shù)，其中更新的溫度系數(shù)被用于獲得更新的井筒溫度模型。
33. 如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，壓力系數(shù)通過應(yīng)用均方根估計(jì)的最小二乘最小值而獲得，其中均方根估計(jì)是基于地層溫度模型和實(shí)測壓力數(shù)據(jù)。
34. 如權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其特征在于，在油田作業(yè)期間獲取的壓力數(shù)據(jù)被用于更新壓力系數(shù)，從而獲得更新的壓力系數(shù)，其中更新的壓力系數(shù)被用于獲得更新的泥槳-比重壓力模型。
35. —種建模系統(tǒng)，包括溫度模塊，所述溫度模塊被設(shè)置成利用水深度信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型；以及利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型；壓力模塊，所述壓力模塊被設(shè)置成利用地層溫度模型和壓力系數(shù)產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型；以及利用泥漿-比重壓力模型產(chǎn)生地層孔隙壓力模型；以及建模單元，所述建模單元被設(shè)置成基于地層孔隙壓力模型獲得推薦的井方案，其中推薦的井方案被用于執(zhí)行油田作業(yè)。
36. 如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其特征在于，油田作業(yè)是選自由勘探操作、鉆井操作以及采油操作構(gòu)成的組中的一個(gè)。
37. 如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其特征在于溫度模塊還被設(shè)置成基于標(biāo)準(zhǔn)識別地層溫度模型的子集；以及建模單元，所述建模單元還被設(shè)置成利用地層溫度模型的子集來更新推薦的井方案從而獲得更新的推薦的井方案，其中，更新的推薦的井方案限定了井軌跡，所述井軌跡避開了地層溫度模型的子集。
38. 如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)是從150度華氏溫度到200度華氏溫度的溫度范圍。
39. 如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括密度模塊，所述密度模塊被設(shè)置成利用水深度信息和實(shí)測密度數(shù)據(jù)產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的密度模型；以及應(yīng)力模塊，所述應(yīng)力模塊被設(shè)置成利用密度模型產(chǎn)生垂直應(yīng)力模型;其中，溫度模塊還被設(shè)置成利用實(shí)測溫度數(shù)據(jù)獲得溫度系數(shù)，所述溫度系數(shù)被另外地用于產(chǎn)生井筒溫度模型。
40. 如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生密度模型還包括基于水深度信息和實(shí)測密度數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)獲得三維走向。
41. 如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，獲得垂直應(yīng)力模型包括對密度模型求積分。
42. 如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，三維走向利用走向克里格法被更新。
43. 如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，獲得溫度系數(shù)還包括應(yīng)用均方根估計(jì)的最小二乘最小值，其中均方根估計(jì)是基于垂直應(yīng)力模型和實(shí)測溫度數(shù)據(jù)。
44. 如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于，在油田作業(yè)期間獲取的溫度數(shù)據(jù)被用于更新溫度系數(shù)，從而獲得更新的溫度系數(shù)，其中更新的溫度系數(shù)被用于獲得更新的井筒溫度模型。
45. 如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，壓力系數(shù)通過應(yīng)用均方根估計(jì)的最小二乘最小值而獲得，其中均方根估計(jì)測是基于地層溫度模型和實(shí)測壓力數(shù)據(jù)。
46. 如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，在油田作業(yè)期間獲取的測井壓力數(shù)據(jù)被用于更新壓力系數(shù)，從而獲得更新的壓力系數(shù)，其中更新的壓力系數(shù)被用于獲得更新的泥漿-比重壓力模型。
47. —種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品體現(xiàn)為可被計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令，以便執(zhí)行在具有鉆機(jī)的井場執(zhí)行油田作業(yè)的方法步驟，所述鉆機(jī)設(shè)置成用于使鉆井工具向前進(jìn)入到地表下的地層中，所述指令包括以下功能利用水深信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型；利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型；利用地層溫度模型和壓力系數(shù)來產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型；利用泥漿-比重壓力模型產(chǎn)生地層孔隙壓力模型；以及基于地層孔隙壓力模型調(diào)整油田作業(yè)。
48. —種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品體現(xiàn)為可被計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令，以便執(zhí)行獲得推薦的井方案的方法步驟，所述指令包括以下功能利用水深信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型；利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型；利用地層溫度模型和壓力系數(shù)來產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型；利用泥漿-比重壓力模型產(chǎn)生地層孔隙壓力模型；以及基于地層孔隙壓力模型獲得推薦的井方案，其中，推薦的井方案被用于執(zhí)行油田作業(yè)。
全文摘要
一種用于在具有鉆機(jī)的井場執(zhí)行油田作業(yè)的方法，該鉆機(jī)設(shè)置成用于使鉆井工具向前進(jìn)入到地表下的地層中。該方法包括利用水深度信息和垂直應(yīng)力模型產(chǎn)生用于關(guān)注區(qū)域的井筒溫度模型；利用井筒溫度模型產(chǎn)生地層溫度模型；利用地層溫度模型和壓力系數(shù)產(chǎn)生泥漿-比重壓力模型；利用泥漿-比重壓力模型產(chǎn)生地層孔隙壓力模型；以及基于地層孔隙壓力模型調(diào)整油田作業(yè)。
文檔編號E21B43/01GK101512100SQ200780032423
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月7日
發(fā)明者C·M·塞耶斯, L·D·登布爾 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司