專利名稱：用于地下儲集層中的碳氫化合物產(chǎn)油層限定的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于限定地下儲集層中的碳氫化合物產(chǎn)油層的方法和系統(tǒng)，并且具體地說，涉及用于標識和分類致密氣層中的凈產(chǎn)油層的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
常規(guī)工作流程在石油和天然氣工業(yè)中的任何交易(play)中的資源和儲量量化方面具有重要作用。這種工作流程通常包括兩個主要步驟:儲集層性質(zhì)(如孔隙度、飽和度等)的量化，和產(chǎn)油層限定。儲集層性質(zhì)量化被用于資源估算以及向產(chǎn)油層限定提供輸入。產(chǎn)油層限定被用于確定適于射孔(perforation)和激化的關(guān)注區(qū)以便引發(fā)生產(chǎn)，并且被用于儲量估算。在沒有準確產(chǎn)油限定的情況下，量化的儲集層性質(zhì)不能準確地反映生產(chǎn)包含在儲集層中的碳氫化合物的能力。凈產(chǎn)油層的更精確限定可以改進各種交易方面的重要方面，包括水平井布置、射孔和激化層段選擇、以及資源/儲量預訂。這在致密、含氣的頁巖砂儲集層中尤其是這樣。用于限定產(chǎn)油·層的常規(guī)方法基于固定的儲集層性質(zhì)截止點(cut-off)值。然而，基于截止點的產(chǎn)油限定方法的缺點可能導致(a)忽略了 “難于特征化產(chǎn)油層”，和/或(b)選出的因高可動水飽和度而主要生產(chǎn)水的產(chǎn)油層。圖1例示了常規(guī)基于截止點的產(chǎn)油限定方法的某些缺點。該圖示出了與兩個地下關(guān)注區(qū)相關(guān)的碳氫化合物截止點10:具有非可動結(jié)合水層22和可動碳氫化合物流體層12的第一區(qū)域20，和具有非可動結(jié)合水層32、具有可動水層33和可動碳氫化合物流體層12的可動流體層31的第二區(qū)域30。假定用于碳氫化合物飽和度的截止點為0.4，具有碳氫化合物(HC)飽和度>0.4的任何儲集層層段(在截止10右側(cè))將被選為產(chǎn)油層。然而，根據(jù)該方法的產(chǎn)油限定具有兩個缺點:(I)第一區(qū)域20中的諸如層40的儲集層層段缺失，在該層段中，碳氫化合物飽和度不滿足截止點，但因零可動水飽和度仍生產(chǎn)僅具有經(jīng)濟收益率的碳氫化合物；和(2)第二區(qū)域30中的諸如層50的儲集層層段被選為產(chǎn)油，其中，碳氫化合物飽和度滿足截止點，但因高可動水飽和度而主要生產(chǎn)水。這樣，存在對不依靠基于截止點的方法的缺點的確定凈產(chǎn)油的更可靠方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種用于利用基于測井圖的方法來確定碳氫化合物凈產(chǎn)油層的方法，其使用可動水量估算和碳氫化合物飽和度不確定性水平兩者代替固定截止點，以限定凈產(chǎn)油層。在一個實施例中，該方法還包括以下步驟:將產(chǎn)油層分類成第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。在另一實施例中，提供了一種用于限定地下儲集層中的碳氫化合物產(chǎn)油層的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:用于訪問一個或更多個儲集層特性的數(shù)據(jù)源，與該數(shù)據(jù)源通信的計算機處理器，該計算機處理器被配置成接收儲集層特性，并且響應(yīng)于該儲集層特性而執(zhí)行計算機可執(zhí)行代碼。該計算機可執(zhí)行代碼包括:用于確定針對地下儲集層內(nèi)的關(guān)注的儲集層層段的碳氫化合物飽和度的第一程序代碼，用于確定碳氫化合物飽和度的不確定性水平的第二程序代碼；用于確定關(guān)注的儲集層層段內(nèi)的可動水量的第三程序代碼；以及用于部分地基于可動水量、碳氫化合物飽和度、以及碳氫化合物飽和度的不確定性水平，來限定針對關(guān)注的儲集層層段的整個產(chǎn)油層的第四程序代碼。有利的是，本發(fā)明可以被用于更準確的產(chǎn)油層確定，和對于水平井布置、射孔/激化層選擇、以及石油和天然氣工業(yè)的任何交易方面的資源/儲量預訂的更好判定。


參照其如附圖所示的具體實施例對本發(fā)明進行描述。附圖僅描繪了本發(fā)明的典型實施例，并由此不應(yīng)被視為對其范圍的限制。圖1是例示常規(guī)的基于截止點的產(chǎn)油限定方法的缺點的圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的、用于特征化碳氫化合物產(chǎn)油層的示例性方法的圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的、通?？梢匀绾未_定可動水的圖。

圖4是示出如何基于可動水和不確定性水平雙重概念來限定碳氫化合物產(chǎn)油層的圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的、用于特征化碳氫化合物產(chǎn)油層的示例性系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式下面，參照附圖，對用于特征化儲集層地層評估不確定性的本發(fā)明的實施方式進行描述。本發(fā)明可以被實踐為硬件和軟件中的任一個或其組合，包括但不限于:系統(tǒng)(包括計算機處理器)、方法(包括計算機實現(xiàn)方法)、裝置、排布結(jié)構(gòu)、計算機可讀介質(zhì)、計算機程序產(chǎn)品、圖形用戶接口、門戶網(wǎng)站、或者有形地固定在計算機可讀存儲器中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。計算機程序功能可以分布在各種模塊或配置當中，并且這種模塊或配置被視為處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。用于與計算機處理器一起使用的制造品(如CD、預記錄盤或其中駐留有程序代碼的計算機程序存儲介質(zhì))也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的應(yīng)用包括但不限于地下碳氫化合物儲集層中的孔隙度、飽和度、流體量、滲透性等的特征化。附圖僅例示了本發(fā)明的典型實施例，并由此不應(yīng)被視為對其范圍和寬度的限制。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的、用于碳氫化合物產(chǎn)油層特征化的示例性方法200。該方法200先包括步驟210，該步驟210從數(shù)據(jù)存儲裝置、儲集層模型、測量裝置或其它信息源獲取或確定碳氫化合物儲集層特性。儲集層特性可以根據(jù)測井日志和巖心數(shù)據(jù)來測量、導出、計算、確定或以其它方式獲取，舉例來說，其可以包括:伽馬射線、井徑儀、體密度、中子孔隙度、感應(yīng)電阻率、地層壓力、核磁共振、以及側(cè)壁巖心數(shù)據(jù)。步驟210還可以包括基于巖性、孔隙度、滲透性、可動流體量以及/或任何其它合適的儲集層性質(zhì)來確定儲集層指示符(RNR，“儲集層/非儲集層”)。接下來，在步驟220確定總孔隙度(PHIT)，其在一個實施例中可以基于中子密度或任何其它已知測量結(jié)果或方法。在步驟230，利用“雙水(dual water)法”或其它合適方法，總水飽和度(Swt)接著可以被用于根據(jù)等式Shc=1- Swt來確定總碳氫化合物(HC)飽和度(Shc)0接著，執(zhí)行步驟240以獲取總水量(TMV)，例如，TWV=PHIT*Swt，并且執(zhí)行步驟250以獲取結(jié)合水量(BWV)。步驟250可以基于核磁共振(NMR)或任何其它已知測量結(jié)果或方法。接著，執(zhí)行步驟260以獲取可動水量(MMV)，例如，MffV=TffV - BffV,即，可動水量等于總水量減去結(jié)合水量。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的、通常可以如何確定可動水的圖。圖3示出了具有非可動結(jié)合水層310、可動水層320以及可動碳氫化合物層330的關(guān)注區(qū)域200。在一個實施例中，非可動結(jié)合水層310中的水量(BMW)可以利用NMR測井來確定，并且可以使用電阻率和/或孔隙度測井來確定層340中的總水量(TMV)。這樣，可以確定可動水量MWV。注意，如果可動水量=0，則含HC儲集層中的任何HC可以被認為可采出的。

再次參照圖2，接著可以執(zhí)行步驟270，以確定HC飽和度的不確定性水平(Shc_UNCL)。在一個實施例中，與HC飽和度和其它性質(zhì)相關(guān)聯(lián)的不確定性(即，噪聲)水平可以基于儲集層性質(zhì)及其測量誤差，通過Monte Carlo或其它合適的統(tǒng)計方法來估算。如果HC飽和度被發(fā)現(xiàn)大于其噪聲水平，例如，Shc;>Shc_UNCL，則HC飽和度被視為真實且可靠的信號。類似方法可以被應(yīng)用以確定可動水量的噪聲水平(MWV_noise水平)。接著，執(zhí)行步驟280以將關(guān)注的儲集層層段特征化或限定或標識為產(chǎn)油層。在一個實施例中，指示儲集層層段是否具有潛在經(jīng)濟價值的總產(chǎn)油層標志(PNP或“PayNon-Pay”)針對關(guān)注的儲集層層段來確定。在一個實施例中，利用以下邏輯，PNP基于儲集層標志(RNR)、可動水量(MWV)、HC飽和度(She)以及HC飽和度的不確定性水平(Shc_UNCL):如果(1)卩殿==1，且(2)麗￥〈麗￥噪聲水平，且(3) Shc>Shc噪聲水平，則PNP=I。進一步根據(jù)該邏輯，如果孔隙度、滲透性或其它選擇的儲集層性質(zhì)滿足預定閾值條件，則將“儲集層/非儲集層”標志設(shè)置成“I”(儲集層)。如果可動水噪聲量小于可動水噪聲水平，則將碳氫化合物飽和度與碳氫化合物飽和度噪聲水平相比較。如果碳氫化合物飽和度超出碳氫化合物飽和度噪聲水平，則將“產(chǎn)油/非產(chǎn)油”標志設(shè)置成“ I ”(產(chǎn)油)。圖4是例示基于可動水和不確定性水平雙重概念的總產(chǎn)油層PNP的圖。該圖表示關(guān)于其將水飽和度402 (水平軸)標繪(按黑色示出為Swt)為深度(垂直軸)的函數(shù)的關(guān)注的儲集層層段。該層段包括結(jié)合水量406、可動水量407以及碳氫化合物量408。噪聲水平用410示出，其包括幅度412，并且其可以包括針對碳氫化合物飽和度、水飽和度以及/或可動水量的一個或兩個噪聲水平。Sm指示束縛水飽和度。根據(jù)上述邏輯，總產(chǎn)油層414 (PNP)部分地基于可動水量、碳氫化合物飽和度(或另選為水飽和度)、以及碳氫化合物飽和度的不確定性水平(或另選為水飽和度的不確定性水平)來確定。
可選的是，總產(chǎn)油層還可以被進一步分類成第一類產(chǎn)油層(PNP_C1)和第二類產(chǎn)油層(PNP_C2)，步驟290。“第一類產(chǎn)油層”指總產(chǎn)油層內(nèi)的、還根據(jù)傳統(tǒng)截止點挑選的子層段，即，其通常是“易于特征化”的產(chǎn)油層，因為在該深度，噪聲不是問題并且滿足預定的截止點標準，例如，滲透性、孔隙度、頁巖量等?！暗诙惍a(chǎn)油層”指總產(chǎn)油層內(nèi)的、不根據(jù)截止點挑選并且可以被視為“難于特征化產(chǎn)油層”的子層段。第一和第二類產(chǎn)油層可以根據(jù)以下邏輯來限定:如果PNP=I并且She>截止點，則PNP_C1=1 ;而如果PNP==1&PNP_C1=0，則PNP_C2=1。在一個實施例中，截止點由具有有關(guān)儲集層知識的用戶來選擇。有利的是，本發(fā)明允許標識難于以常規(guī)方法(例如，純截止點方法)特征化的附加產(chǎn)油層段。步驟290不僅標識所有“易于特征化”和“難以特征化”的產(chǎn)油層，而且還避免挑選含碳氫化合物但因高可動水飽和度而主要生產(chǎn)水的層。上面參照圖2描述的本發(fā)明方法對于結(jié)合具有伴隨以下地層性質(zhì)中的一個或更多個的致密氣砂的碳氫化合物儲集層使用來說尤其有用:孔隙度范圍5 24% ;滲透性范圍
0.05 5md ;以及氣體飽和度范圍O 90% (平均為50%)。本發(fā)明的方法可以顯著增加生產(chǎn)和儲量兩者。在一個例子中，總計4406.4ft的額外的“難以特征化產(chǎn)油層”在地點A的29個井中標識，由此增加地點A處的天然氣資源達118BCF，并增加天然氣儲量達11.8BCF。這些井中至少五個井被標識 為機會。否則，這五個井將被塞緊并放棄，而結(jié)果將喪失估計$1100萬美元的生產(chǎn)。圖5是根據(jù)參照圖2描述的方法的、用于特征化碳氫化合物產(chǎn)油層的示例性系統(tǒng)500的示意圖。參照圖5，該系統(tǒng)包括用于訪問一個或更多個儲集層參數(shù)的數(shù)據(jù)源530。數(shù)據(jù)源530可以是電子數(shù)據(jù)庫、儲集層模型或提供儲集層性質(zhì)的其它信息源。數(shù)據(jù)源530可操作地與計算機處理器520通信，其被配置成接收儲集層性質(zhì)并且響應(yīng)于儲集層參數(shù)而執(zhí)行計算機可執(zhí)行代碼。該計算機可執(zhí)行代碼包括:用于至少基于多個儲集層參數(shù)中的一個來確定總孔隙度的第一程序代碼521 ;用于確定總碳氫化合物飽和度的第二程序代碼522 ;用于至少基于總孔隙度和總水飽和度來確定總水量的第三程序代碼523 ;用于確定可動水量的第四程序代碼524 ;用于確定總碳氫化合物飽和度的不確定性水平的第五程序代碼525 ；以及用于部分地基于可動水量、總碳氫化合物飽和度、以及總碳氫化合物飽和度的不確定性水平，來確定總產(chǎn)油層的第六程序代碼526?？蛇x的是，系統(tǒng)500包括用于根據(jù)圖2的步驟290將總產(chǎn)油層分類成第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層的第七程序代碼527。除了上述本發(fā)明的實施例以外，還可以在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下，設(shè)想本發(fā)明的進一步實施例。例如，要明白的是，本發(fā)明設(shè)想可以將任何實施例的一個或更多個部件與另一實施例的一個或更多個部件相組合。因此，上述實施例被視為例示性而非限制性的，并且所附權(quán)利要求書被解釋成包括落入本發(fā)明的真實精神和范圍內(nèi)的所有實施例、應(yīng)用以及修改例。
權(quán)利要求
1.一種用于限定地下儲集層中的碳氫化合物產(chǎn)油層的計算機實現(xiàn)方法，該方法包括: 利用計算機確定地下儲集層內(nèi)的關(guān)注的儲集層層段的碳氫化合物飽和度； 利用計算機確定碳氫化合物飽和度的不確定性水平； 利用計算機確定關(guān)注的儲集層層段內(nèi)的可動水量； 利用計算機，部分地基于可動水量、碳氫化合物飽和度、以及碳氫化合物飽和度的不確定性水平，限定關(guān)注的儲集層層段的碳氫化合物產(chǎn)油層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)方法，還包括:利用計算機將整個產(chǎn)油層分類成第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計算機實現(xiàn)方法，其中，該分類步驟包括基于截止點標準來限定第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。
4.一種用于限定地下儲集層中的碳氫化合物產(chǎn)油層的計算機實現(xiàn)方法，該方法包括: 訪問一個或更多個儲集層特性； 利用計算機基于至少一個儲集層特性來確定孔隙度、水飽和度以及結(jié)合水量； 利用計算機基于水飽和度來確定碳氫化合物飽和度； 利用計算機至少基于孔隙度和水飽和度來確定總水量； 利用計算機基于總水量和結(jié)合水量來確定可動水量； 利用計算機確定碳氫化合物飽和度的不確定性水平；以及 利用計算機部分地基于可動水量、碳氫化合物飽和度、以及碳氫化合物飽和度的不確定性水平來限定碳氫化合物產(chǎn)油層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計算機實現(xiàn)方法，所述方法還包括:利用計算機將碳氫化合物產(chǎn)油層分類成第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的計算機實現(xiàn)方法，其中，該分類步驟包括基于截止點標準來限定第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。
7.一種用于限定地下儲集層中的碳氫化合物產(chǎn)油層的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 數(shù)據(jù)源，用于訪問一個或更多個儲集層特性； 與該數(shù)據(jù)源通信的計算機處理器，該處理器被配置成接收儲集層特性并且響應(yīng)于該儲集層特性而執(zhí)行計算機可執(zhí)行代碼，該計算機可執(zhí)行代碼包括: 用于確定地下儲集層內(nèi)的關(guān)注的儲集層層段的碳氫化合物飽和度的第一程序代碼； 用于確定碳氫化合物飽和度的不確定性水平的第二程序代碼； 用于確定關(guān)注的儲集層層段內(nèi)的可動水量的第三程序代碼；以及用于部分地基于可動水量、碳氫化合物飽和度、以及碳氫化合物飽和度的不確定性水平，來限定關(guān)注的儲集層層段的碳氫化合物產(chǎn)油層的第四程序代碼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括:用于將碳氫化合物產(chǎn)油層分類成第一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層的第七程序代碼。
9.一種包括其中具體實現(xiàn)有計算機可讀程序代碼的計算機可用介質(zhì)的制造品，該計算機可讀程序代碼適于被執(zhí)行以實現(xiàn)一種用于限定地下儲集層中的碳氫化合物產(chǎn)油層的方法，該方法包括: 利用計算機確定地下儲集層內(nèi)的關(guān)注的儲集層層段的碳氫化合物飽和度； 利用計算機確定碳氫化合物飽和度的不確定性水平；利用計算機確定關(guān)注的儲集層層段內(nèi)的可動水量；以及 利用計算機，部分地基于可動水量、碳氫化合物飽和度、以及碳氫化合物飽和度的不確定性水平，限定關(guān)注的儲集層層段的碳氫化合物產(chǎn)油層。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造品，其中，該計算機可讀程序代碼還適于將碳氫化合物產(chǎn)油層分類成第 一類產(chǎn)油層和第二類產(chǎn)油層。
全文摘要
本發(fā)明致力于提供用于利用可動水量估算結(jié)果和碳氫化合物飽和度不確定性水平代替固定的截止點限定凈產(chǎn)油層，來限定碳氫化合物凈產(chǎn)油層的方法和系統(tǒng)。
文檔編號E21B43/00GK103237955SQ201280003733
公開日2013年8月7日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者劉呈冰 申請人:雪佛龍美國公司