專利名稱：用于表征地下儲油層中的裂面的系統(tǒng)和方法
技術領域：
一般而言，本發(fā)明涉及用于模擬流體流動并表征地下儲油層中的裂面的方法、系統(tǒng)，以及軟件，具體而言，涉及使用動態(tài)生產數據來準確地確定裂面屬性并預測地下儲油層內的流體流動的方法、系統(tǒng)，以及軟件。
背景技術：
烴類生產領域涉及獲取在地下儲油層中捕獲的烴類。這些烴類可以這樣開采的 通過鉆井進入到儲油層中，以使得烴類能夠從儲油層流到井中并向上達到表面。儲油層的地質對烴類能夠流入到井中的生產率具有大的影響。因此，花費了大量的努力來開發(fā)儲油層表征以及模擬技術來更好地預測流體如何在儲油層內流動。諸如斷裂的儲油層之類的高度復雜的地質地下儲油層對于預測流體流動帶來了獨特而特殊化的挑戰(zhàn)。斷裂的儲油層是其中裂面網絡增強油田滲透率，從而大大地影響井產能以及開采效率的儲油層。裂面可以被描述為嵌入在巖體內的裂縫或空隙，并可以天然地發(fā)生或者由井眼以人工方式生成。天然的裂面通常在可以在尺寸方面有多個大小級次的并行的裂面集中發(fā)生。裂面集內的長度分布特性上是非線性的，帶有許多短的裂面和數量少的大裂面?？梢员灰暈榱衙娴膶挾鹊牧衙婵p隙的范圍是按類似的方式分布的。此外，多個裂面集還可以共存于構成具有大范圍和高度復雜的連接的網絡的巖石中。圖1是示出了具有多個地層11的斷裂的儲油層10的物理地質體積的示意圖。多個地層11通常由平行巖石層和流體材料組成，每一個都具有不同的沉積學和流體特性。裂面或裂面網絡13嵌入在巖體15內，并可以在允許流體流過儲油層到達井中的過程起著重要作用。例如，裂面網絡13常常以大大地超出從巖體15到井的流動速率的速率產生到交叉于生產井的流體，因為裂面網絡13通常具有大得多的輸送流體的能力。因此，多個交叉裂面的網絡常常構成斷裂的儲油層中的流的基礎。可以生成常常在儲油層建模中用于表示地下儲油層內的裂面的網絡的裂面表示， 以準確地預測儲油層流體流動特征。生成裂面表示的一種方法包括從觀察交叉于井眼的離散的裂面到裂面的全油田的成批分布。鉆孔圖像(BHI)日志使用電阻系數或超聲波聲測量值獲取井眼的壁的詳細圖像。這些圖像被用來確定被井眼交叉裂面的位置、朝向，以及縫隙 (寬度)。如此，BHI日志可以示出交叉于井的裂面的全部。可以從諸如巖心、鉆井信息、生產測井之類的源，以及諸如井溫測量之類的井下油井測量值獲得描述交叉特定井的裂面的另外的數據。此經驗數據可以被用來判斷特定裂面是否擁有影響流體流動到井眼達足夠的程度的尺寸以及連接性。充分地影響流體流動的與裂面相關聯的數據可以被用來組合裂面密度的鉆井日志，該裂面密度可以被描述為單位容積的裂面表面面積。
可以使用人工神經網絡技術來生成裂面密度的空間分布。這樣的技術已為本領域的技術人員所熟知，并允許基于描述裂面的數據，使用回歸分析，進行裂面密度的分布。可以通過使用附加的地質統(tǒng)計技術，來重新縮放裂面密度以匹配井中的以及整個儲油層中的裂面密度的觀測分布。例如，可以使用序列高斯模擬(SGQ同位協(xié)同克里格法，當前技術已知的技術，重復擴展神經網絡結果，其中，使用神經網絡裂面密度分布作為高度相關聯的軟數據。然后，可以使用重新縮放的裂面密度分布來隨機地生成描述儲油層內的裂面的網絡的裂面表示。具體而言，可以使用重新縮放的裂面密度分布作為裂面表示的隨機生成過程中的約束。也可以使用裂面尺寸以及定向數據來約束裂面表示。市場上有許多用于以此方式構建裂面表示的產品，如總部位于喬治亞州亞特蘭大市的Golder Associates Inc.分發(fā)的FracMan ?？梢詫㈦S機裂面表示導入到地質儲油層模型中，以構建斷裂的地下儲油層的更逼真的地質特征。這些逼真的地質儲油層模型通常呈現顯式地定義每一個裂面的高分辨率離散裂面模型(DFM)的形式。圖2示出了具有裂面表示21的斷裂的地下儲油層域20。在此示例中，域20包含 40個由2D多邊形所表示的離散的裂面23。盡管裂面表示21內的離散的裂面23被表示成在域20內延伸的平面矩形，但是，所屬領域技術人員可以理解，離散的裂面23可以通過其他2D或3D幾何形狀來表示。離散的裂面23可以在域20內延伸，以便它們不穿透其他離散的裂面23，如離散的裂面25。然而，如前面所討論的，離散的裂面23常常彼此交叉，構成大范圍和高度復雜的連接的裂面網絡，如裂面網絡27。盡管裂面表示定義了每一個裂面，交叉于井的裂面通常只由其常規(guī)巖心的外觀、 圖像日志或其他鉆孔數據來約束。因此，盡管這些裂面表示可以估計一些裂面網絡參數，但是，遠離井的裂面的有效尺寸(長度和高度)仍然是主要未知數。這會有助于相當大的井到井的生產易變性，并使性能預測對于斷裂的儲油層高度不確定。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的一個方面，公開了用于模擬地下儲油層中的流體流動速率的方法。 該方法包括提供交叉于至少一個斷裂的地下儲油層中的生產井的靜態(tài)和動態(tài)數據的步驟。 動態(tài)數據包括實測的從裂面到生產井的流體流動速率。使用靜態(tài)和動態(tài)數據，生成定義交叉于生產井的一個或多個裂面的屬性的井模型。在井模型中模擬流體流動，以獲取一個或多個裂面和生產井之間的模擬的流體流動速率?；谀M的流體流動速率和實測的從一個或多個裂面到井的流體流動速率，來調整井模型中所定義的裂面屬性。例如，可以使用遺傳算法、模擬退火、隨機微擾法或其組合，優(yōu)化裂面屬性。在具有已調整的裂面屬性的已更新的井模型中模擬流體流動，以獲取已更新的模擬的流體流動速率，其可以被輸出或顯示。例如，可以將已更新的模擬的流體流動速率發(fā)送到用戶界面設備，監(jiān)視器、計算機可讀存儲介質、本地計算機，或作為網絡的一部分的計算機。在某些實施例中，可以重復在井模型中模擬流體流動和更新裂面的屬性的步驟， 直到滿足一個或多個預定的準則。例如，預定的準則可包括重復在井模型中模擬流體流動和更新裂面的屬性的步驟達預定的迭代次數，已更新的模擬的流體流動速率匹配實測的流體流動速率，已更新的模擬的流體流動速率在連續(xù)的迭代次數內相對停滯，或者已更新的模擬的流體流動速率在預定的迭代次數內不收斂到實測的流體流動速率的容差內。
在某些實施例中，裂面的屬性可包括長度、高度、縫隙，或其組合。例如，可以通過將裂面的長度乘以實測的流動速率與該裂面的模擬的流動速率的比率，來調整裂面的長度。在某些實施例中，實測的流動速率與模擬流動速率的比率被自乘到一個指數的冪。在另一示例中，可以與裂面的長度成比例地調整裂面的高度或縫隙，或與裂面的長度成比例地調整達到預定的最大量。在某些實施例中，井模型與定義網格塊的網格相關聯，通過在與井相鄰的交叉于裂面的每一個網格塊內的流體流動的總和，來計算從每一個裂面到井的模擬的流體流動速率。當兩個或更多裂面交叉于與井相鄰的網格塊時，可以基于每一個裂面在網格塊內的高度的比例，在裂面之間分配該網格塊內的流體流動。根據本發(fā)明的另一方面，公開了用于優(yōu)化地下儲油層的儲油層模型內的裂面特性的方法。具體而言，該方法與斷裂的地下儲油層相關聯，其中，生產井被至少一個裂面交叉。 提供了表示地下儲油層的儲油層模型，該模型建模生產井和交叉的裂面。還提供了來自生產井的動態(tài)生產數據，其包括從交叉的裂面到生產井的實測的流體流動速率。在儲油層模型中模擬流體流動，以獲取一個或多個裂面和生產井之間的模擬的流體流動速率。然后，基于模擬的流體流動速率和實測的從一個或多個裂面到井的流體流動速率，來調整儲油層模型中所定義的裂面屬性。在某些實施例中，具有已調整的裂面屬性的儲油層模型被輸出到用戶界面設備， 監(jiān)視器、計算機可讀存儲介質、本地計算機，或作為網絡的一部分的計算機。在某些實施例中，通過利用遺傳算法、模擬退火、隨機微擾法，或其組合，優(yōu)化儲油層模型，來調整儲油層模型中所定義的裂面屬性。在某些實施例中，可以重復在儲油層模型中模擬流體流動和調整儲油層模型中所定義的裂面的屬性的步驟，直到滿足一個或多個預定的準則。例如，預定的準則可包括重復在儲油層模型中模擬流體流動和調整儲油層模型中所定義的裂面的屬性的步驟達預定的迭代次數。在另一示例中，可以重復這些步驟，直到已更新的模擬流體流動速率匹配實測的流體流動速率。在另一示例中，可以重復這些步驟，直到已更新的模擬的流體流動速率在連續(xù)的迭代次數內相對停滯。在另一示例中，只有在已更新的模擬的流體流動速率在實測的流體流動速率的容差內不收斂，才重復步驟達預定的迭代次數。在某些實施例中，裂面屬性包括長度、高度、縫隙，或其組合。可以通過將裂面的長度乘以實測的流動速率與模擬的流動速率的相應的比率，來調整裂面的長度。在某些實施例中，實測的流動速率與模擬流動速率的比率被自乘到一個指數的冪。在另一示例中，可以與裂面的長度成比例或與裂面的長度成比例地調整裂面的高度、縫隙或高度和縫隙達到預定的最大量。在某些實施例中，儲油層模型與定義網格塊的網格相關聯，通過在與生產井相鄰的交叉于裂面的每一個網格塊內的流體流動的總和，來計算從每一個裂面到生產井的模擬的流體流動速率。當兩個或更多裂面交叉于與生產井相鄰的網格塊時，可以基于每一個裂面在網格塊內的高度的比例，在裂面之間分配該網格塊內的流體流動。本發(fā)明的另一方面包括優(yōu)化表示斷裂的地下儲油層中的生產井的井模型內的裂面特性的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括計算機處理器、數據庫，以及軟件程序。使用數據庫來存儲井模型以及相關聯的井信息，可包括模擬輸入數據、參數數據、裂面數據，以及模擬輸出數據。軟件程序可在計算機處理器上執(zhí)行，并包括裂面調整模塊。裂面調整模塊基于參數數據，生成定義交叉于生產井的裂面的一個或多個屬性的裂面數據。裂面調整模塊可以與儲油層模擬器的流動模擬模塊進行通信，以在井模型中模擬流體流動，并輸出模擬輸出數據。裂面調整模塊基于模擬輸出數據，如從裂面到生產井的模擬的流體流動速率，更新裂面數據內的裂面屬性。在某些實施例中，由要接受調整的裂面數據所定義的裂面屬性包括每一個裂面的長度、高度、縫隙或其組合。例如，裂面調整模塊可以基于包括在參數數據中的實測的從裂面到井的流體流動速率與包括在模擬輸出數據中的模擬的從裂面到生產井的流體流動速率的比率，來更新裂面屬性。在某些實施例中，軟件程序包括滲透率調整模塊，其用于調整井模型內的網格塊滲透率?？梢酝ㄟ^確保井模型中的模擬的流體流動的計算出的壓力在參數數據中所提供的壓力的預定的容差內，來調整網格塊滲透率。在某些實施例中，軟件程序包括不確定性模塊，該模塊改變參數文件內的參數，可以與儲油層模擬器的流動模擬模塊進行通信，以使用已改變的參數啟動模擬，并基于來自流動模擬模塊的模擬輸出數據，生成參數的不確定性的度量。本發(fā)明的另一方面包括存儲在處理器可讀的介質上的軟件程序，以優(yōu)化地下儲油層的儲油層模型內的裂面特性。軟件程序包括裂面調整模塊，其生成并優(yōu)化儲油層模型的裂面表示。具體而言，裂面調整模塊生成儲油層模型的裂面表示，包括交叉于地下儲油層中的生產井的裂面。裂面調整模塊與儲油層模擬器的流動模擬模塊進行通信，以在儲油層模型中模擬流體流動，并輸出模擬輸出數據。裂面調整模塊通過基于模擬輸出數據(如從裂面到生產井的模擬的流體流動速率)來調整裂面屬性，優(yōu)化裂面表示。在某些實施例中，由要接受調整的裂面表示所定義的裂面屬性包括長度、高度、縫隙或其組合。例如，裂面調整模塊可以基于實測的從裂面到井的流體流動速率與模擬輸出數據中輸出的模擬的從裂面到生產井的流體流動速率的比率，來更新裂面屬性。在某些實施例中，軟件程序包括滲透率調整模塊，其用于調整儲油層模型內的網格塊滲透率。可以通過確保儲油層模型中的模擬的流體流動的計算出的壓力在從裂面到井的實測的壓力的預定的容差內，來調整網格塊滲透率。在某些實施例中，軟件程序包括不確定性模塊，該模塊改變儲油層模型內的參數， 可以與儲油層模擬器的流動模擬模塊進行通信，以使用已改變的參數啟動模擬，并基于從流動模擬模塊輸出的模擬，生成參數的不確定性的度量。


圖1是斷裂的地下儲油層的示意圖。圖2是斷裂的地下儲油層的裂面表示的示意圖。圖3是根據本發(fā)明的各方面的具有交叉于連接的裂面網絡的井眼的儲油層的示意圖。圖4本發(fā)明是示出了根據本發(fā)明的各方面的裂面特征方法的步驟的流程圖。圖5是示出了根據本發(fā)明的各方面的預測儲油層性能的模擬方法的步驟的流程圖。
圖6是根據本發(fā)明的各方面的用于表征裂面的系統(tǒng)的示意圖。圖7是示出了根據本發(fā)明的各方面的在井模型中更新的裂面長度的示意圖。圖8是示出了根據本發(fā)明的各方面的流體流動到井的位置以及速率的柱狀圖。圖9是根據本發(fā)明的各方面的使用各種網格塊滲透率來將對井的實測的壓力與井模型的模擬壓力進行比較的圖。圖10是根據本發(fā)明的各方面的使用各種網格塊滲透率來將對井的實測的壓力與井模型的模擬壓力進行比較的圖。圖11是示出了根據本發(fā)明的各方面的使用生產測井儀記錄的流體流動到井的位置以及速率。圖12是示出了根據本發(fā)明的各方面的網格塊滲透率的單一井模擬模型的表示。圖13是根據本發(fā)明的各方面的使用各種網格塊滲透率來將對井的實測的壓力與井模型的模擬壓力進行比較的圖。
具體實施例方式此處所描述的當前方法、系統(tǒng)，以及軟件的實施例一般涉及估計被儲油層油田中的井眼交叉裂面的有效尺寸。具體而言，此系統(tǒng)和方法使用常規(guī)的靜態(tài)和動態(tài)井中測量值， 加新開發(fā)的軟件工具的綜合，來幫助確定儲油層中的打開的，流體流動的裂面。如此處將討論的，這包括裂面實長和高度，它們會超出它們與井眼交叉的位置處很大距離。因此，如此處所使用的，術語“裂面的有效尺寸”，是指連接的裂面網絡的近似的尺寸，因為交叉于井壁的裂面可以連接到儲油層中的其他裂面?？梢允褂昧衙娴挠行С叽绲闹R來估計一個油田中的井之間的裂面互連性的潛力，儲油層排泄型式，以及注入和生產形態(tài)的影響，所有的這些都會影響儲油層管理判斷。此外，也可以使用裂面尺寸分布作為用于流動-模擬建模的輸入，如此，提供用于總體儲油層性能預測的改善的物理基礎。圖3示出了包含被連接的裂面網絡33交叉的井眼31的地下儲油層30。裂面網絡包括直接交叉于井眼31的裂面35，直接連接到裂面35的裂面37，以及間接地(如通過裂面37)連接到裂面35的裂面39。裂面39也可以間接地通過裂面37及其他流體地連接的裂面39連接到裂面35。因此，盡管只有裂面35直接交叉于井眼31，但是，裂面35的有效尺寸考慮了整個連接的裂面網絡33的近似的大小，因為裂面35與裂面37和39流體連通。圖4示出了用于優(yōu)化地下儲油層中的裂面特性的方法40的步驟。在步驟41中， 提供了斷裂的地下儲油層和表示斷裂的地下儲油層的儲油層模型。具體而言，儲油層模型建模至少生產井和交叉于斷裂的地下儲油層中的生產井的裂面。在步驟43中，提供了生產井的動態(tài)生產數據，包括從裂面到生產井的實測的流體流動速率。步驟45包括在井模型中模擬流體流動，以獲取從裂面到井的模擬的流體流動速率?；趯崪y的流動速率和模擬的流體流動速率，通過調整裂面的屬性，如裂面長度或高度，優(yōu)化儲油層模型。因此，使用方法 40使裂面屬性適應于動態(tài)生產數據，以使得裂面的有效尺寸被考慮到儲油層模型中。方法40的一些實施例另外包括步驟49和51，在圖4中以虛線示出。在步驟49 中，重復模擬流體流動的步驟45和優(yōu)化儲油層模型的步驟47，直到滿足一個或多個預定的準則。稍后比較詳細地描述這樣的預定的準則的示例。在步驟51中，帶有優(yōu)化的裂面屬性的儲油層模型被輸出或顯示到用戶界面設備、監(jiān)視器、計算機可讀存儲介質、本地計算機，或作為網絡的一部分的計算機。圖5示出了用于使用優(yōu)化的裂面屬性模擬地下儲油層中的流體流動速率的方法 60的步驟。在步驟61中，提供交叉于斷裂的地下儲油層中的井的靜態(tài)和動態(tài)數據。動態(tài)數據包括從裂面到井的實測的流體流動速率。在步驟63中，使用靜態(tài)和動態(tài)數據，生成定義裂面的屬性(如在裂面表示中)的井模型。然后，在步驟65中，通過在井模型中模擬流體流動，獲取從裂面到井的流體流動速率。在步驟67中，通過調整裂面的屬性，更新井模型。響應于模擬的流體流動速率和從裂面到井的實測的流體流動速率，調整裂面的屬性。通常，要接受調整的裂面屬性包括裂面的長度、高度，以及縫隙。如下文所描述的，也可以響應于模擬的流體流動速率以及從裂面到井的實測的流體流動來調整網格塊滲透率。在步驟69中， 使用具有已調整的裂面屬性的已更新的井模型，模擬流體流動。可以在步驟71中輸出或顯示模擬流動速率。在某些實施例中，模擬的流體流動速率可用于進一步細化裂面的屬性，如此再次更新裂面屬性。如稍后比較詳細地描述的，可以反復地重復此過程，直到模擬的流體流動速率滿足預定的準則。因此，通過使用方法60，裂面的有效尺寸被考慮到井模型中，因為使裂面屬性適應于動態(tài)生產數據，實測的流動速率匹配模擬流動速率。用于方法40，60中的井的靜態(tài)數據主要從鉆孔圖像(BHI)日志和巖心提供的。所屬領域技術人員可以理解，也可以從其他來源，如鉆井信息或地震數據，提供靜態(tài)數據。用于方法40，60中的動態(tài)數據通常從生產測井儀(PLT)提供。此工具作為井中的深度的函數來測量流入或流出鉆孔的流體的流動速率，并提供有關哪些裂面有生產價值的信息，包括從每一個中流出多少。因此，生產測井儀數據可以被用來標識哪些裂面足夠大，以便以相當大的速率流動。在方法40，60中，生產測井儀信息被用來估計交叉單一井的裂面的有效大小及其他屬性。所屬領域技術人員可以理解，也可以從其他來源，如生產測井及其他井下油井測量值，提供動態(tài)數據。在方法40，60中使用靜態(tài)和動態(tài)數據，提供了井模型或裂面表示?？梢詫⒘衙姹硎九c儲油層模型組合，然后，用于準確地模擬斷裂的儲油層中的流體流動。如在本發(fā)明的背景部分所描述的，在用于創(chuàng)建裂面表示的儲油層建模的技術領域有各種方法。例如，Liyong Li等人在2006年12月04日提出的美國專利申請序列號11/566，609 "Method, System and Apparatus for Simulating Fluid Flow in a Fractured Reservoir Utilizing A Combination of Discrete Fracture Networks and Homogenization of Small Fractures”中公開了創(chuàng)建表示斷裂的地下儲油層的三維混合型儲油層模型的方法。模型包括定義多孔基巖塊的網格以及覆蓋基巖塊的長裂面的網絡，它們通過二維裂面塊來建模。 小的和中等的裂面優(yōu)選地，雖然不是必需的，通過有效滲透率來建模，將小的和中等的裂面的滲透率包括到多孔基巖塊的滲透率中然后，同時求解通過有效流體流動可傳性耦合的基巖和裂面流動方程，以獲得要對其建模的儲油層中的流體的流信息，如壓力、飽和度、溫度， 以及流動速率。在方法40，60中，通過模擬所獲取的流體流動速率被用來調整諸如裂面大小之類的裂面的屬性。具體而言，基于模擬的流體流動速率與通常由生產測井儀所提供的動態(tài)數據中所包括的實測的流體流動速率的比較結果，來調整裂面的屬性。如下文比較詳細地描述的，如果模擬的流體流動速率小于實測的流體流動速率，則建模的裂面通常在尺寸方面增大。類似地，如果模擬的流體流動速率大于實測的流體流動速率，則建模的裂面通常在尺寸方面縮小。例如，接受細化的裂面屬性可包括裂面的長度、高度、縫隙或其組合。由離散的裂面網絡流動模擬器進行的模擬需要有關井模型中的每一個裂面的信息。這可包括每一個裂面的兩個端點的χ，y和ζ位置，以及，其滲透率和縫隙。使用方法 40，60，優(yōu)化諸如尺寸之類的裂面屬性，使用離散的裂面網絡流動模擬器來作為正向模型。 單井流動模型，可以從較大的油田模型中提取或者專門為一個項目創(chuàng)建，在模型的中心利用有關的井來生成。從靜態(tài)和動態(tài)數據中獲得的已知交叉于井的裂面，約束單井流動模型。 然而，裂面尺寸一般是不知道的，如此，使用方法40，60來調整裂面尺寸，直到來自每一個裂面帶的模擬的流體流動速率匹配實測的流體流動速率。在某些實施例中，如果每一個模擬的速率在對應的裂面帶的實測的流體流動速率的預定的容差內，則模擬的流體流動速率被視為匹配實測的流體流動速率。在某些實施例中，如果總的模擬的速率在總的實測的流體流動速率的預定的容差內，則模擬的流體流動速率被視為匹配實測的流體流動速率。因此，方法40，60調整裂面屬性，以便交叉于井的裂面通過它們的有效尺寸來表征?？梢允褂脙?yōu)化方法來更有效地優(yōu)化裂面的屬性，以使得模擬的流體流動速率匹配實測的流體流動速率。已知的優(yōu)化方法包括遺傳算法、模擬退火，以及隨機微擾法。例如， 可以使用遺傳算法更有效地優(yōu)化裂面的屬性。這里，選擇諸如裂面高度、長度、縫隙、面積、 容積之類的裂面屬性或其組合來定義解的初始種群。初始種群可以覆蓋可能的解的整個范圍或可能在其中求得最優(yōu)解的范圍。通常，使用適應度函數來評估或分級每一個解，并隨機地選擇解的最優(yōu)集合。然后，重新組合或變異解的最優(yōu)集合，以形成下一代解。例如，可以將來自第一解的某些裂面屬性與來自第二解的某些裂面屬性配對，以產生新的“子孫”解。 與解的初始種群相比，下一代解通常有較好的質量，因為它是從初始種群中的更多最優(yōu)解產生的?？梢苑磸椭貜鸵淮械淖顑?yōu)解的選擇和再產生，直到到達預定的結束條件。預定的結束準則可包括模擬的流體流動速率被視為匹配實測的流體流動速率，連續(xù)的迭代次數不再產生更好的結果，到達預定數量的代，或其組合。圖6示出了用來優(yōu)化地下儲油層的裂面特征的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括用戶界面 110，以使得操作員可以主動地輸入信息并查看系統(tǒng)100的操作。用戶界面110可以是人能夠用來與系統(tǒng)100進行交互的任何東西，可包括，但不僅限于，鍵盤、鼠標，或觸摸屏顯示器。通過用戶界面Iio輸入到系統(tǒng)100中的輸入可以被存儲在數據庫120中。另外，由系統(tǒng)100所生成的任何信息也可以存儲在數據庫120中。如下面更詳細地描述的，模擬輸入 121、參數文件123、裂面文件125，以及模擬輸出127都是可以被存儲在數據庫120中的信息的示例。系統(tǒng)100包括存儲在處理器可讀的介質上的軟件130。處理器可讀的介質的當前示例包括，但不僅限于，電子電路、半導體存儲器設備、ROM、閃存、可擦可編程序只讀存儲器 (EPROM)、軟盤、光盤(CD-ROM)、光盤、硬盤，以及光纖介質。如此處比較全面地描述的，軟件 130可包括用于執(zhí)行系統(tǒng)任務的多個模塊。處理器140解釋指令以執(zhí)行軟件130，并生成自動指令以響應于預定條件，執(zhí)行系統(tǒng)100的軟件。來自用戶界面110和軟件130的指令由處理器140處理，以完成系統(tǒng)100的操作。在某些實施例中，可以使用多個處理器，以便系統(tǒng)操作可以被更快速地執(zhí)行。軟件130的模塊的示例包括，但不僅限于，流動模擬模塊131、裂面調整模塊133、 滲透率調整模塊135，以及不確定性模塊137。此外，盡管流動模擬模塊131、裂面調整模塊133、滲透率調整模塊135，以及不確定性模塊137都是軟件130的模塊的示例，但是，它們不必存在于同一個軟件程序包中。例如，流動模擬模塊131可以是外部儲油層模擬器中的模塊(在圖6中未示出)。流動模擬模塊131能夠從數據庫120中檢索模擬輸入121、參數文件123、裂面文件125，或其組合，模擬流體流動，并生成表示模擬的流體流動的模擬輸出127。裂面調整模塊133能夠調整裂面屬性，以便來自每一個裂面帶的模擬的流體流動收斂于實測的現場數據。因此，裂面調整模塊133確定交叉于井眼的裂面的有效裂面尺寸。這是通過檢索參數文件123，響應于參數文件123，生成裂面文件125，并響應于模擬輸出127，更新裂面文件125 來完成的。滲透率調整模塊135能夠將網格塊滲透率調整到合理的大小級次，以便來自每一個裂面帶的模擬壓力匹配參數文件123中的壓力信息。不確定性模塊137能夠改變參數文件123內的參數，與流動模擬模塊131進行交互，以模擬改變的參數，并響應于模擬輸出 127，生成參數的不確定性的度量。在某些實施例中，系統(tǒng)100可包括報告單元150，以將信息提供到操作員或諸如外部儲油層模擬器之類的其他系統(tǒng)(未示出)。例如，報告單元150可以是打印機、顯示屏幕， 或數據存儲設備。然而，應該理解，系統(tǒng)100不必包括報告單元150，可另選地，用戶界面110 可以用于向操作員報告系統(tǒng)100的信息。系統(tǒng)100的諸如用戶界面110、數據庫120、軟件130、處理器140和報告單元150 之類的任何組件之間的通信，以及，與諸如儲油層模擬器之類的外部系統(tǒng)(未示出)的通信，可以通過通信網絡160傳輸。通信網絡160可以是允許信息傳輸的任何裝置。這樣的通信網絡160的示例目前包括，但不僅限于，計算機內的交換機、個人區(qū)域網絡(PAN)、局域網(LAN)、廣域網(WAN)，以及全球區(qū)域網絡(GAN)。通信網絡160也可以包括用于連接網絡中的諸如光纜或無線射頻之類的單個設備的任何硬件技術。在操作中，系統(tǒng)100被用諸如模擬輸入deck之類的模擬輸入121，以及包括裂面數據以及模型屬性的參數文件123來填充。參數文件123具有通常包括裂面斷裂的深度、朝向、高度，以及縫隙或滲透率的信息。如前所述，此數據可以來自鉆孔圖像、試井數據、生產測井儀數據，或其他來源。使用生產測井儀觀察到的來自每一個裂面帶的實測的流動速率通常也包括在輸入參數文件123中。另外，參數文件123還可包括一些可選信息，如收斂容差、不同的高度以及縫隙選項，平均初始長度，以及生產測井儀數據是何時取得的。一旦參數文件123以及流動模擬輸入121被填充到系統(tǒng)100中，就可以檢查文件以確保它們都是兼容的。例如，系統(tǒng)100可以檢查以確保井只在流動速率與從生產測井儀數據觀察到的裂面相關聯的位置完成。系統(tǒng)100也可以確保至少在對應于生產測井儀數據被取得的時間的時間期間內模擬模型。如果需求，系統(tǒng)100可以修改流動模擬輸入121，以使得它與所有其他文件都兼容。裂面調整模塊133創(chuàng)建初始文本裂面文件125，該初始文本裂面文件125包含第一
流動模擬的裂面的位置和縫隙。裂面調整模塊133可以為所有裂面尺寸使用恒定值，或生
成初始裂面估計，這會節(jié)省幾個模擬迭代?？梢允褂妹恳粋€裂面的真實的或實測的生產速
率來生成初始裂面尺寸。例如，可以使用下列公式來計算初始裂面長度
權利要求
1.一種優(yōu)化地下儲油層的井模型內的裂面特性的方法，所述方法包括(a)提供具有交叉于生產井的裂面的地下儲油層以及表示所述地下儲油層的井模型， 所述井模型定義交叉于所述生產井的裂面的一個或多個屬性；(b)提供來自所述生產井的動態(tài)生產數據，所述動態(tài)生產數據包括從所述裂面到所述生產井的實測的流體流動速率；(c)在所述井模型中模擬流體流動，以獲取從所述裂面到所述生產井的模擬的流體流動；以及(d)響應于步驟(b)中的實測的流體流動速率和步驟(c)中的模擬的流體流動速率，通過調整交叉于生產井的裂面的一個或多個屬性來優(yōu)化井模型。
2.如權利要求1所述的方法，還包括(e)向用戶界面設備、監(jiān)視器、計算機可讀存儲介質、本地計算機，或作為網絡的一部分的計算機輸出帶有步驟(d)中優(yōu)化的裂面的一個或多個屬性的井模型。
3.如權利要求1所述的方法，其中，使用從包括遺傳算法、模擬退火，以及隨機微擾法的組中選擇的至少一個方法，在步驟(d)中優(yōu)化所述井模型。
4.如權利要求1所述的方法，還包括(e)重復步驟(c)和(d)，直到滿足一個或多個預定的準則，所述預定的準則是從包括下列各項的組中選出來的所述模擬的流體流動速率匹配所述實測的流體流動速率，重復步驟(c)和(d)達預定的迭代次數，所述模擬的流體流動速率在連續(xù)的迭代次數內相對停滯，所述模擬的流體流動速率在預定的迭代次數內不收斂到所述實測的流體流動速率的容差內。
5.如權利要求1所述的方法，還包括(e)在優(yōu)化的井模型中模擬流體流動，以獲取已更新的從所述裂面到所述生產井的模擬的流體流動；以及(f)使用所述已更新的模擬的流體流動速率，用于確定儲油層性能預測。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述裂面的一個或多個屬性包括裂面的長度；以及步驟(d)中的通過調整交叉于所述生產井的裂面的一個或多個屬性來優(yōu)化所述井模型包括通過將裂面的長度乘以所述實測的流動速率與所述模擬的流體流動速率的比率， 來調整裂面的長度。
7.如權利要求6所述的方法，其中所述裂面的一個或多個屬性還包括從包括裂面的高度以及裂面的縫隙的組中選擇的屬性；以及步驟(d)中的通過調整交叉于所述生產井的裂面的一個或多個屬性來優(yōu)化所述井模型還包括與裂面的長度成比例地調整從所述組中選擇的屬性。
8.如權利要求7所述的方法，其中從所述組中選擇的屬性是裂面的高度；以及與裂面的長度成比例地調整裂面的高度達到預定的最大量。
9.如權利要求1所述的方法，其中，所述裂面的一個或多個屬性包括從包括裂面的高度以及裂面的縫隙的組中選擇的屬性。
10.如權利要求1所述的方法，其中所述井模型與定義多個網格塊的網格相關聯；以及通過交叉于所述裂面并且與所述井相鄰的每一個網格塊內的所述流體流動的總和來計算從裂面到井的所述模擬的流體流動速率。
11.如權利要求10所述的方法，其中與所述井相鄰的至少一個所述網格塊交叉于兩個或更多裂面；以及基于兩個或更多裂面在所述網格塊內的高度的比例中的每一個，在所述兩個或更多裂面之間分配與所述井相鄰并且交叉于所述兩個或更多裂面的每一個網格塊內的所述流體流動。
12.一種優(yōu)化表示斷裂的地下儲油層中的生產井的井模型內的裂面特性的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括計算機處理器；數據庫，其存儲表示斷裂的地下儲油層中的生產井的井模型，以及包括模擬輸入數據、 參數數據、裂面數據，以及模擬輸出數據相關聯的井信息；以及可在所述計算機處理器上執(zhí)行的軟件程序，所述軟件程序包括 裂面調整模塊，其響應于所述參數數據，生成所述裂面數據，所述裂面數據定義交叉于所述生產井的裂面的一個或多個屬性；用于與儲油層模擬器的流動模擬模塊進行通信，以使得所述流動模擬模塊使用所述參數數據、所述裂面數據以及所述模擬輸入數據來在所述井模型中模擬流體流動，并輸出所述模擬輸出數據，包括從所述裂面到所述生產井的模擬的流體流動速率；以及響應于包括從所述裂面到所述生產井的模擬流體流動速率的所述模擬輸出數據，更新由所述裂面數據所定義的交叉于所述生產井的裂面的一個或多個屬性。
13.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述參數數據包括動態(tài)數據，該動態(tài)數據包括實測的從所述裂面到所述生產井的流體流動速率；以及由所述裂面數據所定義的交叉于所述生產井的裂面的一個或多個屬性是(a)從包括裂面的長度、裂面的高度以及裂面的縫隙的組中選擇的；以及(b)由所述裂面調整模塊基于包括在所述參數數據中的所述實測的從裂面到井的流體流動速率與所述模擬輸出數據中輸出的所述模擬的從裂面到生產井的流體流動速率的比率來更新。
14.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中 所述井模型定義網格塊滲透率；以及所述軟件程序還包括滲透率調整模塊，其調整所述井模型內的網格塊滲透率，以使得所述井模型中的所述模擬的流體流動的計算出的壓力在所述參數數據中所提供的壓力的預定的容差內。
15.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件程序還包括 不確定性模塊，其改變所述參數數據內的參數；用于與所述儲油層模擬器的所述流動模擬模塊進行通信，以啟動使用參數數據內的已改變的參數的在井模型中的流體流動的模擬，并輸出表示使用參數數據內的已改變的參數的在井模型中的模擬的流體流動的模擬輸出數據；以及響應于表示使用參數數據內的已改變的參數的在井模型中的模擬的流體流動的模擬輸出數據，生成參數數據內的已改變的參數的不確定性的度量。
全文摘要
描述了所公開的優(yōu)化裂面特性并在井模型中模擬流體流動速率的方法、系統(tǒng)，以及軟件。利用靜態(tài)和動態(tài)數據來生成包括至少一個交叉于生產井的裂面的井模型。在井模型中模擬流體流動，以獲取裂面和生產井之間的模擬的流體流動速率。然后，響應于實測的和模擬的流體流動速率，更新諸如長度，高度和縫隙之類的裂面屬性?？梢詧?zhí)行多次模擬以及更新裂面屬性，直到模擬的流體流動速率收斂于實測的流體流動速率?？梢允褂脡毫祿泶_定網格塊滲透率，網格塊滲透率又幫助約束模型，如此，提供更可靠的裂面屬性。也可以計算裂面屬性的不確定性范圍。
文檔編號G06G7/57GK102362262SQ201080013229
公開日2012年2月22日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權日2009年3月24日
發(fā)明者B·T·霍夫曼, W·納爾, 李立勇 申請人:雪佛龍美國公司