限制模型大小的一種方式是僅對感興趣區(qū)域中的單元進(jìn)行建模。然而，為了能夠切除或忽略地下不影響儲層行為的部分，分析人員必須能夠識別特別感興趣的那些區(qū)域。通常，這種識別是通過操縱由分析人員控制的三維地震圖像來實現(xiàn)的。例如，分析人員可以要求計算和顯示地震波的某些屬性，例如幅度、相位、相關(guān)性和關(guān)聯(lián)的導(dǎo)出性質(zhì)。分析人員可以將顏色和不透明度值分配給不同范圍的屬性值以突出數(shù)據(jù)的某些部分。分析人員可以選擇通過數(shù)據(jù)體的不同視點和“切片”取向。分析人員可以沿選定的參考層位“平坦化”圖像，或者平坦化所有的層位。簡而言之，分析人員擁有一系列工具供他使用，以用于查看地震圖像來識別特定的感興趣區(qū)域。然而，分析人員識別感興趣區(qū)域所需的時間通常相當(dāng)有限，并且在實踐中，通常是在僅對地震圖像數(shù)據(jù)的一小部分完成分析的情況下作出決定。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本文公開了為儲層建模提供感興趣區(qū)域的穩(wěn)健識別的自動化系統(tǒng)和方法。一個方法實施例包括：獲得地下區(qū)域的地震圖像；執(zhí)行全體積層位拾取并導(dǎo)出所述地震圖像中的每個點的瞬時等時屬性(IIA)值；至少部分基于IIA值識別地震圖像內(nèi)的一個或多個地質(zhì)體；以及在地質(zhì)單元模型中表示所述一個或多個地質(zhì)體。該方法還可以包括：從所述地質(zhì)單元模型導(dǎo)出儲層生產(chǎn)計劃；以及顯示所述儲層生產(chǎn)計劃的一個或多個參數(shù)。在至少一些情況下，地質(zhì)體的識別包括應(yīng)用IIA值過濾來隔離地震圖像中的快速或慢速沉積的間隔；確定所述地震圖像中的每個點的儲層-非儲層指標(biāo)屬性值；應(yīng)用儲層-非儲層指標(biāo)值過濾來隔離所述隔離的間隔中的推定儲層或非儲層的子間隔；確定所述地震圖像中的每個點的產(chǎn)油(pay)指標(biāo)屬性值；以及應(yīng)用產(chǎn)油指標(biāo)值過濾來隔離所述隔離的子間隔中的推定產(chǎn)油層。

一個系統(tǒng)實施例包括：具有地質(zhì)建模軟件的存儲器；以及耦合到所述存儲器以執(zhí)行所述軟件的一個或多個處理器。地質(zhì)建模軟件使得所述一個或多個處理器：獲得示出作為地下區(qū)域的位置的函數(shù)的地震屬性值的地震圖像；在地震圖像中執(zhí)行全體積層位拾取并從地震圖像導(dǎo)出作為位置的函數(shù)的瞬時等時屬性(IIA)值；至少部分基于所述IIA值識別所述地震圖像內(nèi)的一個或多個地質(zhì)體；并且在地質(zhì)單元模型中表示所述一個或多個地質(zhì)體。

附圖說明

在附圖中：

圖1是地震勘測的示意圖。

圖2是具有有限差分波場模擬器的地震勘測系統(tǒng)的框圖。

圖3示出了說明性的數(shù)字化接收信號跡線。

圖4示出了表示感興趣的地下區(qū)域的數(shù)據(jù)空間。

圖5示出了采用說明性建模系統(tǒng)的地質(zhì)建模器。

圖6是適用于地球物理建模的說明性的硬件平臺的框圖。

圖7是說明性的地下建模方法的流程圖。

圖8是說明性的3D地震圖像。

圖9示出了從地震圖像中拾取的一組說明性的τ層位。

圖10a-10d示出了基于屬性的地質(zhì)體識別。

圖11示出了說明性的提取的3D地質(zhì)體。

圖12示出了說明性的地質(zhì)單元模型。

然而，應(yīng)當(dāng)理解，在附圖中給出的具體實施例及其具體實施方式不限制本公開。相反，它們?yōu)槠胀夹g(shù)人員提供了在隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)辨別與給定實施例中的一個或多個包括在一起的替代形式、等價物和修改的基礎(chǔ)。

具體實施方式

地震勘測可以在陸地上或在水中執(zhí)行。如圖1所示，在感興趣區(qū)域104附近的能量源102生成傳播到感興趣區(qū)域中并從諸如地層邊界的內(nèi)部特征反射的波106。最終，反射波108到達(dá)表面112上的接收器110的陣列。記錄系統(tǒng)114捕獲所接收的信號以用于存儲和處理。使用許多不同的源位置并且可選地使用不同的接收器位置來重復(fù)該過程。雖然存在用于將接收的波信號轉(zhuǎn)換為地下結(jié)構(gòu)的圖像的各種方法，但是最流行的這種技術(shù)采用有限差分波場建模，其是使用離散時間步長和波函數(shù)導(dǎo)數(shù)的快速近似在時間上向前或向后傳播波的過程。

因此，地震成像過程可以體現(xiàn)在諸如圖2所示的系統(tǒng)和上下文中。地震接收器110的陣列將地震波轉(zhuǎn)換為被放大和數(shù)字化的電信號。(說明性的信號波形在圖3中示出)。記錄系統(tǒng)114經(jīng)由總線202或其它通信路徑收集數(shù)字化信號，并將數(shù)字化信號存儲在信息存儲介質(zhì)上以用于隨后處理。通常，每個數(shù)字化信號與參數(shù)204(諸如接收器位置和炮點位置以及如系統(tǒng)設(shè)計者認(rèn)為有價值的其它信息)相關(guān)聯(lián)。記錄系統(tǒng)114可以執(zhí)行一些初始處理以過濾和/或壓縮數(shù)據(jù)，并且在至少一些情況下，執(zhí)行質(zhì)量控制。

記錄系統(tǒng)114經(jīng)由因特網(wǎng)或一些其它通信機(jī)制206將地震勘測數(shù)據(jù)提供給具有用于成像過程的足夠的計算資源的數(shù)據(jù)處理中心208。數(shù)據(jù)處理中心包括一個或多個計算機(jī)，其可以使用有限差分波場建模來執(zhí)行偏移，從而將記錄的地震信號轉(zhuǎn)換成地下結(jié)構(gòu)的三維地圖或“圖像”，其可以顯示在監(jiān)視器210上并存儲在持久儲存器中以供隨后使用。

為了模擬波場并構(gòu)造圖像，數(shù)據(jù)處理中心將感興趣區(qū)域建模為被劃分為單元網(wǎng)格402的二維或三維空間。圖4示出了3D空間的示例。假定單元體內(nèi)的所有點的性質(zhì)是一致的，并且因此可以表示為單個點。通常，成像過程為每個單元產(chǎn)生反射率或相干性的一些度量。

如圖5所示，地質(zhì)建模器采用工作站504的用戶界面502來查看和分析地震圖像。工作站504是諸如圖6所示的地下建模系統(tǒng)的硬件平臺的一部分。說明性硬件平臺經(jīng)由局域網(wǎng)(LAN)604將工作站504耦接到一個或多個多處理器計算機(jī)606。一個或多個多處理器計算機(jī)606又經(jīng)由存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)608耦接到一個或多個共享存儲單元610。使用個人工作站504，地質(zhì)建模器能夠?qū)⒌卣饒D像數(shù)據(jù)加載到系統(tǒng)中，以配置和監(jiān)測地震圖像數(shù)據(jù)的處理并且從系統(tǒng)檢索結(jié)果，任選地以體積圖像的形式。

個人工作站504可以采用臺式計算機(jī)的形式，該臺式計算機(jī)具有示出輸入和結(jié)果數(shù)據(jù)的圖形表示的顯示器，以及使用戶能夠移動文件并執(zhí)行處理軟件的鍵盤。LAN 604提供多處理器計算機(jī)606和個人工作站504之間的高速通信。LAN 604可以采用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的形式。

多處理器計算機(jī)606(一個或多個)提供并行處理能力以使得能夠適當(dāng)?shù)卮龠M(jìn)輸入數(shù)據(jù)的處理以導(dǎo)出結(jié)果數(shù)據(jù)。每個計算機(jī)606包括多個處理器612、分布式存儲器614、內(nèi)部總線616、SAN接口618和LAN接口620。每個處理器612對分配的任務(wù)進(jìn)行操作以解決整個問題的一部分，并且有助于總體結(jié)果的至少一部分。與每個處理器612相關(guān)聯(lián)的是分布式存儲器模塊614，其存儲應(yīng)用軟件和工作數(shù)據(jù)集以供處理器使用。內(nèi)部總線616經(jīng)由相應(yīng)的接口618、620提供處理器間通信和與SAN或LAN網(wǎng)絡(luò)的通信。不同計算機(jī)606中的處理器之間的通信可以由LAN 604提供。

SAN 608提供對共享存儲設(shè)備610的高速存取。SAN 608可以采取例如光纖通道(Fibrechannel)或無限寬帶(Infiniband)網(wǎng)絡(luò)的形式。共享存儲單元610可以是采用磁盤介質(zhì)用于非易失性數(shù)據(jù)存儲的大型獨立信息存儲單元。為了提高數(shù)據(jù)存取速度和可靠性，共享存儲單元610可以被配置為冗余磁盤陣列(“RAID”)。

是軟件將硬件平臺配置為作為地下地質(zhì)建模系統(tǒng)來操作。一個或多個專有的或商購可得的軟件包可以安裝在硬件平臺上以提供期望的功能?？梢圆捎糜脩艟帉懙哪_本、工作流程或其它編程機(jī)制來定制軟件的操作并自動化某些操作，諸如下面針對地質(zhì)體提取概述的那些操作。支持使用這種用戶編程的商購可得軟件的示例包括支持使用TCL(“工具命令語言”)或CLI(“命令語言接口”)的Paradigm的GOCAD軟件和包括用于編寫工作流程的過程管理器的Schlumberger的Petrel軟件。這兩個軟件包都支持使用可以用傳統(tǒng)編程語言(諸如C++)編寫的插件。

圖7是可以實現(xiàn)為用戶編寫的腳本、工作流程或程序并且由圖6的系統(tǒng)實現(xiàn)的說明性地下建模方法的流程圖。各個塊可以表示各個軟件模塊，盡管在一些實施例中，多個塊可以實現(xiàn)為單個模塊。在塊702中，系統(tǒng)建立對地震圖像的存取。(在圖8中示出了說明性的地震圖像可視化802。切除部分揭示了將在下面用于說明性目的的圖像的垂直和水平切片)。在塊704、706和708中加載和處理地震圖像，以找到τ表面，計算儲層-非儲層屬性，以及導(dǎo)出產(chǎn)油屬性。

在塊704中，系統(tǒng)應(yīng)用全局地震解釋技術(shù)(諸如年齡體(Age Volume)、PaleoScan、體積平坦化(Volumetric Flattening)或HorizonCube)來在地震圖像中執(zhí)行全體積層位拾取。這樣的技術(shù)被呈現(xiàn)在文獻(xiàn)中，包括J.Lomask和A.Guitton,“Volumetric Flattening：an interpretation tool”,The Leading Edge 26,888-897,2007；J.Lomask等人,“New tools for seismic stratigraphic interpretation:Stratal convergence and instantaneous isochron attribute cubes derived from volumetric flattening of experimental strata”,AAPG Bulletin 93:4,453-459,2009年4月；和Paul de Groot,“Global Seismic Interpretation Techniques are Coming of Age”,23^rdInt.Geophys.Conf.,2013年8月11-14。所識別的層位通常對應(yīng)于共享給定地質(zhì)時間的沉積表面，即，τ表面。圖9示出了將地震圖像的垂直切片用作參考的所識別的τ表面902的說明性集合。

在塊706中，系統(tǒng)處理地震圖像數(shù)據(jù)以為圖像中的每個點確定儲層屬性值。(圖10b示出了與地震圖像的一部分相關(guān)聯(lián)的儲層屬性值906的水平切片。不同的顏色表示不同的屬性值。如下面隨后討論的，在給定閾值之上的屬性值周圍示出黑色輪廓。)儲層屬性值落入如下的范圍內(nèi)，該范圍在一端指示地震圖像的相關(guān)聯(lián)部分表示類似儲層(即，具有相對高的孔隙度和不良固結(jié))的相，并且在另一端指示所表示的相是非類似儲層的(即，相對低的孔隙度和良好的固結(jié))。如文獻(xiàn)中所述，存在用于計算此屬性的各種方法，其中最合適的方法在區(qū)域之間變化。參見，例如，S.Chopra和K.J.Marfurt,Seismic attributes for prospect identification and reservoir characterization，Soc.Exploration Geophysicists:Tulsa,257-556,2007。

在塊708中，系統(tǒng)處理地震圖像數(shù)據(jù)以為圖像中的每個點確定產(chǎn)油屬性值。(圖10c示出了與地震圖像的一部分相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)油屬性值908的水平切片。不同的顏色表示屬性的不同值。如下面隨后討論的，在給定閾值以上的屬性值周圍示出黑色輪廓。)產(chǎn)油屬性表示可生產(chǎn)烴的密度或濃度的一些量度，其中較高的值通常是期望的。與儲層屬性一樣，存在用于計算該屬性的各種方法，其中最合適的方法在區(qū)域之間變化。參見上面提到的Chopra和Marfurt的書。

在塊710中，系統(tǒng)采用τ層位來導(dǎo)出圖像中的每個點的瞬時等時屬性(IIA)值。IIA屬性是層位之間的距離的(移動平均)測量，其中較大的厚度對應(yīng)于較快沉積的區(qū)，并且較小的值對應(yīng)于較慢沉積的區(qū)。該屬性的計算也在文獻(xiàn)中闡述。(圖10a示出了與地震圖像的一部分相關(guān)聯(lián)的IIA屬性值的水平切片。不同的顏色表示該屬性的不同值。如下面隨后討論的，在給定閾值之上的屬性值周圍示出黑色輪廓。)

然后，系統(tǒng)組合各種屬性以執(zhí)行地質(zhì)體識別過程，如塊712所示。在所示實施例中，地質(zhì)體識別過程是由塊714-718表示的三個操作的順序，但是從以下描述中清楚的，可以組合或省略操作中的一些。在一些變體中，可以包括附加操作。

在塊714中，系統(tǒng)基于IIA屬性識別地質(zhì)體。地質(zhì)體是具有在所選范圍內(nèi)的屬性值的連續(xù)圖像像素(模型單元)。在塊714中，系統(tǒng)確定(并且可選地顯示)具有高于閾值的IIA值的那些像素。(在圖10a中，該識別被示出為地質(zhì)體周圍的黑色輪廓。)閾值可以基于屬性值的范圍來初始設(shè)置(例如，設(shè)置閾值以消除低于第90百分點的所有值)，并且此后自動或手動地調(diào)整以使地質(zhì)體的形狀符合沉積的沉積物所預(yù)期的模式。

在塊716中，基于儲層屬性來細(xì)化在塊714中識別的地質(zhì)體。保留具有高于閾值的儲層屬性值的那些模型單元(例如，圖10b中畫輪廓的那些)；其余的從所識別的地質(zhì)體中排除。閾值可以基于儲層屬性計算方法來初始設(shè)置，并且此后自動或手動調(diào)整以滿足連續(xù)性和重疊的客觀標(biāo)準(zhǔn)。

在塊718中，基于產(chǎn)油屬性進(jìn)一步細(xì)化在塊716中識別的地質(zhì)體。保留具有高于閾值的產(chǎn)油屬性值的那些模型單元(例如，圖10c中畫輪廓的那些)；其余的從所識別的地質(zhì)體中排除。產(chǎn)油閾值可以基于產(chǎn)油屬性計算方法來初始設(shè)置，并且此后自動或手動調(diào)整以實現(xiàn)在某個預(yù)定目標(biāo)范圍內(nèi)的體積。如圖10中的交叉影線910所示，由塊712識別的地質(zhì)體對應(yīng)于從IIA、儲層和產(chǎn)油屬性隔離得到的畫輪廓的地質(zhì)體的交集。圖11是說明性三維地質(zhì)體的透視圖。

在塊720中，系統(tǒng)構(gòu)建地質(zhì)單元模型以以適于儲層模擬的形式來表示所識別的地質(zhì)體。系統(tǒng)以統(tǒng)計表示的方式對地震圖像信息進(jìn)行重采樣以匹配地質(zhì)單元模型的模擬適合的分辨率。通常，地質(zhì)單元模型的空間分辨率比地震圖像的空間分辨率更粗糙。在足夠的信息可用的情況下(例如，來自勘探或偏移井的地層性質(zhì)日志、來自基于過程的建模的模擬結(jié)果、來自露頭的地層外推信息和地質(zhì)學(xué)家采用的其它多種源)，地震圖像性質(zhì)被映射到相關(guān)地球物理性質(zhì)(例如，孔隙度、滲透率和飽和度)。在其中不足的信息可用于提供對地球物理性質(zhì)的充分確定的地球單元模型中可能存在“空值”。

在塊722中，系統(tǒng)形成概率立方體，應(yīng)用如下文獻(xiàn)中闡述的原理，所述文獻(xiàn)包括S.B.Strebelle等人，“Method for making a reservoir facies model utilizing a training image and a geologically interpreted facies probability cube”,US Pat.App.Pub.2006/0041409A1。對于地質(zhì)單元模型中的每個單元，概率立方體為集合中的每個候選相分配概率，該概率是給定單元由該相構(gòu)成的可能性。可以基于地震圖像數(shù)據(jù)和其它可用信息自動地分配概率，可選地使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)或可以執(zhí)行模式識別和外推的系統(tǒng)的一些其它實現(xiàn)?？商鎿Q地，可以手動構(gòu)造或修改概率立方體。

在塊724中，系統(tǒng)采用概率立方體，可選地結(jié)合一個或多個訓(xùn)練圖像或模板(參見Strebelle)來填充空值并且用相關(guān)地球物理性質(zhì)的統(tǒng)計代表性分布來完成地質(zhì)單元模型。說明性的完成的地質(zhì)單元模型在圖12中示出。

在塊726中，系統(tǒng)生成用于地質(zhì)單元模型的一個或多個生產(chǎn)策略，使用在塊728中的儲層流動模擬器評估每個生產(chǎn)策略。生產(chǎn)策略可以包括諸如井眼軌跡、完井區(qū)以及注入/生產(chǎn)速率限制的參數(shù)的值。策略的生成和評估可以自適應(yīng)地或根據(jù)用于非線性問題的任何期望的優(yōu)化技術(shù)來執(zhí)行。一旦找到令人滿意的生產(chǎn)策略，系統(tǒng)就將相關(guān)參數(shù)傳送給地質(zhì)建模器，以用于由儲層生產(chǎn)團(tuán)隊進(jìn)行的可能評估和采用。

不嚴(yán)格要求上述方法中的塊以給定的順序執(zhí)行。在至少一些實施方式中，塊可以被并行化以使得能夠在地震圖像的不同部分上同時執(zhí)行多個操作。此外，雖然使用較低的閾值來過濾屬性值，但是一些實施方式可以采用上閾值(例如，當(dāng)搜索非常規(guī)產(chǎn)油層時)或范圍(例如，當(dāng)排除既不是儲層也不是非常規(guī)儲層的相時)。其它屬性可以可替換地或附加地用于自動化地質(zhì)體識別。盡管前述方法可以是自動的，但是它們?nèi)匀豢梢员皇謩颖O(jiān)控，例如，使用地質(zhì)建模器檢查每個塊的結(jié)果，并且如果結(jié)果不令人滿意，則用新參數(shù)重復(fù)該塊。

一旦完全理解了上述公開內(nèi)容，許多其它變體和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。旨在將下面的權(quán)利要求解釋為包括所有這樣的變體和修改。