專利名稱：用于表征被井眼穿過的地質(zhì)構(gòu)造的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明廣泛地涉及對(duì)被井眼穿過的地質(zhì)構(gòu)造的研究。更具體地，本發(fā)明涉及一種 用于通過提供井壁的360度視圖表征地質(zhì)構(gòu)造的方法。
背景技術(shù)：
電井眼成像測井儀和聲波井眼成像儀廣泛地用于對(duì)地下井眼進(jìn)行測井以定位和 繪制巖層之間的界面(即，地層界面)，并顯像和定向裂縫和斷層。在水基泥漿運(yùn)行的諸如斯倫貝謝的FMI (地層微成像儀)的電井眼成像儀基于 50年代已經(jīng)在市場上可買得到的傾角測量儀技術(shù)(Bigelow, 1985a, b，c，d，e ；Gilreath, 1987 ；Adams等人，1987 ；Hurley, 2004)。圖1是測井儀結(jié)構(gòu)和傾角測量儀測井的基本原理 的示意圖。電井眼成像測井儀實(shí)質(zhì)上是高端傾角測量儀。成像測井儀具有繞著井眼布置在 極板上的微電阻率電極，所述極板壓靠在井壁上。從傾角測量儀到井眼成像儀的發(fā)展趨勢 已經(jīng)從幾個(gè)電極發(fā)展到多個(gè)極板(4-6個(gè)極板之間，有折頁極板(flap)或沒有折頁極板) 上的復(fù)雜電極排列。用于這些測井儀的數(shù)據(jù)獲取程序通常如下進(jìn)行。首先將測井儀下入到具有閉合極 板的鉆孔內(nèi)。在開始進(jìn)行測井時(shí)，將任意四個(gè)、六個(gè)、或八個(gè)極板壓靠在井壁上。極板的數(shù) 量取決于正在使用的測井裝置。電流通過電極被迫使進(jìn)入到巖石內(nèi)，并且在所述電流與地 層相互作用之后遙感器測量所述電流。原始數(shù)據(jù)包括來自單個(gè)極板或極板對(duì)的多個(gè)電極讀 數(shù)、井徑儀讀數(shù)和x軸、y軸以及z軸加速儀和磁力儀讀數(shù)。井斜和第一極板(用于測井儀 的極板1)方位由磁力儀確定。用于電極和加速儀數(shù)據(jù)的采樣率可以高達(dá)大約120個(gè)樣品 /ft (400 個(gè)樣品/m)。井壁的覆蓋區(qū)是電極陣列的寬度、極板數(shù)量和井徑的函數(shù)。通常，在典型的井眼 中，40%-80%的井壁被成像。井眼的非成像部分作為極板之間的空帶出現(xiàn)在產(chǎn)生的測井圖 上。在地層內(nèi)所研究的深度較小，通常小于lin(2. 5cm) (Williams, C. G，Jackson, P. D. , Lovel1, M. A. , and Harvey, P. K. , 1997, Assessment andinterpretation of electrical borehole images using numerical simulations :TheLog Analyst, v. 38, No. 6，p. 34-44)。與其它裸眼井測井相比，測井速度是1600-1800ft/hr(500-550m/hr)。壓 力和溫度的限制可與傳統(tǒng)的測井儀受到的壓力和溫度限制相比較。通常，處理過的電井眼圖像基本上是在井壁處的巖石-液體系統(tǒng)的電阻率圖。因 為在3D中更加難以檢查井眼圖像，所以通常是沿著真北方向?qū)⒕睬虚_，然后展開圓柱體 直到所述井眼圖像變成2D視圖。圖3表示被諸如陡峭傾斜裂縫的平面特征橫切的垂直圓柱 形井筒的示意圖。平面與圓柱體之間的橫斷面為圓或橢圓。為了在二維視圖中觀察井筒， 通常沿著具有真北方位(N)的線切割圓柱體。當(dāng)圓柱體展開時(shí)，橢圓形軌跡的橫斷面的線 變成正弦曲線。在高度偏斜的水平井中，通常沿著鉆孔的頂部切開井眼圖像。與圓柱形井 筒相交的平面特征在2D視圖中表現(xiàn)為正弦波。
5
使用在市場上可買得到的軟件在工作站、PC或大型計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。處理 步驟包括對(duì)磁偏角校正方向數(shù)據(jù)，所述方向數(shù)據(jù)是第一極板(極板1)方位(測井儀定向) 和井眼方位。一些程序還對(duì)磁傾角進(jìn)行校正。要注意的是磁偏角隨時(shí)間和空間變化。圖表 和計(jì)算機(jī)程序可以用來在任何測井日期對(duì)世界上的任何位置計(jì)算磁偏角。接下來，應(yīng)用加 速儀校正，從而確保加速儀曲線與電阻率曲線深度匹配。加速儀考慮當(dāng)測井儀沿鉆孔向上 移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的差壓卡鉆、速度變化和共振。最后，必須使用物理測井儀技術(shù)要求深度偏移電 阻率跡線，使得不同排的按鈕在井眼的垂直于測井儀的相同部分成像的情況下排成一行。 在非常小的尺度(小于6in;15cm)下，可能產(chǎn)生沒有通過傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理算法進(jìn)行校正的 非線性深度偏移。因此，不是顯示電對(duì)比(electrical contrast)的每一個(gè)表面在深度上 都是準(zhǔn)確的。通常，井眼圖像通過將色彩圖分配給電阻率值的不同面元或范圍而生成。然后， 將色彩像素布置在井眼周圍的所述色彩像素適當(dāng)?shù)膸缀挝恢弥小０凑諔T例，諸如頁巖或被 流體填充的裂縫的低電阻率特征顯示為深色。諸如砂巖和石灰?guī)r的高電阻率特征顯示為 棕色、黃色和白色色調(diào)(圖4，顯示砂層和頁巖間隔內(nèi)的小尺度斷層或微斷層(M)和地層 界面(B))。要注意的是圖像還可以在灰度標(biāo)上，其中，黑色對(duì)應(yīng)于低電阻率，而白色對(duì)應(yīng) 于高電阻率。頁巖在截面的下半部分內(nèi)產(chǎn)生?？梢栽诿绹鴮＠鸑o. 3，406，776，美國專利 No. 4，567，759和美國專利No. 5，200，705中得到用于生成井眼圖像的示例?？梢缘玫絻煞N主要類型的處理過的井眼圖像靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。靜態(tài)圖象是已經(jīng)具有 應(yīng)用到整個(gè)井的一個(gè)對(duì)比設(shè)定(contrast setting)的靜態(tài)圖象。所述靜態(tài)圖象提供整個(gè)井 眼的巖石電阻率的相對(duì)變化的有用視圖。靜態(tài)圖象可以在諸如斯倫貝謝的LLS測井儀(淺 側(cè)向測井儀)、淺探電阻率測井儀的ohm-m的裝置(ohm-m to device)中被校準(zhǔn)。在正常處 理的情況下，井眼圖像不被校準(zhǔn)。對(duì)于EMEX電壓、在測井車上調(diào)節(jié)的基底電壓來說，可以對(duì) 圖像進(jìn)行校正，以提高圖像質(zhì)量。已經(jīng)具有施加在滑動(dòng)窗口內(nèi)的可變對(duì)比度的動(dòng)態(tài)圖象提 供諸如孔洞、裂縫和地層界面的提高的特征視圖。動(dòng)態(tài)圖象提供具有極低電阻率(例如，頁 巖)和極高電阻率(例如，碳酸鹽和結(jié)晶巖)的巖石內(nèi)的細(xì)微特征。美國專利No. 5，809，163 涉及使用井眼圖像對(duì)結(jié)構(gòu)特征，具體地為溶洞的分析，所述專利通過引用在此并入。典型的油基泥漿的高泥漿電阻率(大于50ohm-m)不適于大多數(shù)電井眼成像儀。 自從2001年開始，斯倫貝謝的0BMI (油基微成像儀)已經(jīng)可用于油基泥漿。這種測井儀通 過使電流從每一個(gè)極板上的兩個(gè)較大電極通過進(jìn)入到地層而生成井眼圖像，所述每一個(gè)極 板處于高電壓(大約300V)下。具有一系列緊密間隔的按鈕，所述按鈕以兩排每一排5個(gè) 的方式位于4個(gè)極板中的每一個(gè)上。井眼圖像由緊密間隔的電極之間的電勢差(電壓降) 生成。與井眼的非成像部分相對(duì)應(yīng)的寬間隙通常在在極板之間。此問題可以通過使用雙程 0BMI部分地解決?？蛇x地是使用雙0BMI、具有彼此相鄰安裝的2個(gè)0BMI測井儀的測井儀 串，且一個(gè)測井儀的極板相對(duì)于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)。井眼圖像可以在鉆進(jìn)(LWD，隨鉆測井)期間獲得。斯倫貝謝測井儀的示例是 GVR(可視地層電阻率)測井儀和ADN(方位密度中子)測井儀。GVR使用旋轉(zhuǎn)電極，并且在 水基泥漿中工作。ADN由方位密度讀數(shù)生成圖像，并且在任何泥漿中工作。井眼被完全覆 蓋，且沒有間隙。然而，由于測井儀與井壁的被最小化的間隔(standoff)，因此向下面向的
結(jié)果通常更可靠。
還被公知為井眼井下電視的聲波井眼圖像基于60年代首次研發(fā)的技術(shù)(1970年 Geophysics, v. 35，p. 254-269 中 Zemanek，J.，Glenn，E. E.，Norton，L J.，禾口 Caldwell， R. L，1970 的 Formation evaluation by inspection with theborehole televiewer) 0 UBI (超聲波井眼成像儀)是斯倫貝謝的用于裸眼應(yīng)用的主要聲波測井儀。位于井中心的 UBI測井儀具有發(fā)射并記錄從井壁彈回的聲波的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器。兩個(gè)聲波振幅和傳播時(shí)間被 記錄并被處理成圖像。通常，井眼覆蓋率是100%，且在圖像中沒有間隙。然而，當(dāng)測井儀偏 心或井壁不規(guī)則時(shí)，可能產(chǎn)生質(zhì)量差的圖像。因此，如上所述，因?yàn)殡姕y井儀是具有固定電極陣列的極板型裝置，因此，通常在 極板之間具有帶有遺漏信息的間隙。電測井和聲波測井通常由于非功能電極、不足的極板 壓力、井眼的不規(guī)則性、巖屑、偏心的測井儀和差的聲波反射而具有帶有不良數(shù)據(jù)特性的間隔。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)是通常應(yīng)用于地球?qū)W科中的諸如礦藏的估算以及礦床、油氣儲(chǔ)層和地 下水含水層的描述的問題中的、涉及空間分布隨機(jī)變量(也被稱作為“區(qū)域化變量”)的學(xué) 科。通常，地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)使用方差圖中概括的兩點(diǎn)統(tǒng)計(jì)。多點(diǎn)(或多個(gè)點(diǎn))地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)(MPS) 與其它基于方差圖的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的不同主要在于多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)使用涉及高階(遠(yuǎn)大于2 階)統(tǒng)計(jì)學(xué)的圖案(點(diǎn)的設(shè)定)表征空間變化性。多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法已經(jīng)被證明在計(jì)算上是可行的，并且已經(jīng)在以下文獻(xiàn)中 所述的實(shí)際數(shù)據(jù)組上被測試:i)Mathematical Geology, v. 34，n. 1,2002, pp. 1-22 中 Strebelle 的"Conditional simulation of complex geological structuresusing multiple-point statistics “ , ii)SPE Journal, Vol. 8, No. 3,2003, pp. 227-235 巾 Strebelle 等人的"Modeling of a deepwater turbidite reservoirconditional to seismic data using principal component analysis andmultiple-point geostatistics “以及 iii)American Association of PetroleumGeologists Bulletin v. 88，no. 7，2004，pp. 905—921 中 Liu 等人的〃 Multiple-pointsimulation integrating wells, three-dimensional seismic data, and geology"。多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法使用數(shù)值訓(xùn)練圖像表征地質(zhì)信息的空間變化性。訓(xùn)練圖像提供 地下地質(zhì)非均勻性的概念性定量說明，所述概念性定量說明包括地質(zhì)非均勻性的可能復(fù)雜 的多點(diǎn)圖案。多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)條件模擬將這些圖案賦給井?dāng)?shù)據(jù)(和/或露頭數(shù)據(jù))和地震衍生信 息(和/或概率場信息或約束網(wǎng)格(一個(gè)或多個(gè)))。US-2007-0014435中說明了這種方法 的示例，所述US-2007-0014435轉(zhuǎn)讓給斯倫貝謝技術(shù)公司。地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)依賴于著名的隨機(jī)變量理論。在簡單的術(shù)語中，各種空間位置處的連 續(xù)或離散特性在很大程度上是未知或不確定的；因此，在每一個(gè)空間位置處所關(guān)心的每一 個(gè)特性被數(shù)值為隨機(jī)變量，所述隨機(jī)變量的變化性由概率函數(shù)說明。為了執(zhí)行任何類型地 質(zhì)統(tǒng)計(jì)模擬，需要平穩(wěn)性的判定或假設(shè)。在多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法中，訓(xùn)練圖像的使用由以下 文獻(xiàn)中所述的平穩(wěn)性原理限定:Caers, J.，and T. Zhang，2004，“ Multiple-pointgeosta tistics:a quantitative vehicle for integrating geologic analogs intomultiple reservoir models" , in M. Grammer, P.M.Harris 禾口 G. P. Eberli, eds. , Integration of Outcrop and Modern Analogs in Reservoir Modeling, Memoir80 :Tulsa, OK, AAPG。如果 所有隨機(jī)空間場的統(tǒng)計(jì)參數(shù)不依賴于位置(不根據(jù)任何平移而變化)，則所述隨機(jī)空間場是平穩(wěn)的。在訓(xùn)練圖像的情況下，此平穩(wěn)性可以包括但不限于方位平穩(wěn)性，其中方向元件在 整個(gè)訓(xùn)練圖像上不旋轉(zhuǎn)；和尺度平穩(wěn)性(其中元件的尺寸在整個(gè)訓(xùn)練圖像上不改變)。名為“序貫非迭代算法(SingleNormal Equation Simulation)” (SNESIM) (2000 年 PhD thesis,Stanford University,200p 中 Strebelle,S.的"Sequential simulation drawing structures from training images”)的一禾中多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法在學(xué)術(shù)界禾口行 業(yè)中是公知的。SNESIM方法通常被考慮用于諸如模擬分類或離散數(shù)據(jù)類型的實(shí)際應(yīng)用，對(duì) 于3D特性模擬中的分類數(shù)據(jù)尤其有用。在SNESIM方法中，使用多個(gè)鄰近點(diǎn)處的值和由訓(xùn) 練圖像提供的統(tǒng)計(jì)的知識(shí)計(jì)算一個(gè)點(diǎn)處的所有分類的條件概率密度函數(shù)。SNESIM僅在離散 值(即，有限并且通常較小數(shù)量的分類，例如五個(gè)不同巖石類型)的情況下進(jìn)行計(jì)算。這種方法論在90年代早期(在所述方法論被公知為“SNESIM”之前)已經(jīng)是公 知的(在 1993 年的 A. Soares, ed. , Geostatistics-Troia, v. 1 :Dordrecht, Netherlands, Kluwer Academic Publications, p. 133-1444 中 Guardiano, F.禾口 R. M. Srivastava 的 Multivariate geostatistics :beyond bivariate moments)。然而，最初的MPS方法的一個(gè) 局限性是最初的MPS方法計(jì)算量非常大，從而多次參考(consult)訓(xùn)練圖像多次。在2000 年，Strebelle開發(fā)了一種將包括在訓(xùn)練圖像中的信息存儲(chǔ)在極大地減少計(jì)算的特殊類樹 狀結(jié)構(gòu)中(2000 年 PhDThesis，Stanford University, Stanford, CA, USA 中 Strebelle， S.白勺 Sequential simulation drawing structure from training images)。通過這禾中改 進(jìn)，所述方法論通常被稱為SNESIM方法。SNESIM 代碼比 Guardiano 和 Srivastava 的(1993)的原始算法快，但是 SNESIM 代 碼是尤其在3D中要求大訓(xùn)練圖像的計(jì)算機(jī)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)。這種RAM在3D中的局 限性可能導(dǎo)致3D物體的形狀不能充分再現(xiàn)。RAM局限性還防止共同地考慮太多分類或類 別，從而將SNESIM限制到分類變量的模擬。SNESIM算法搜索條件數(shù)據(jù)事件的精確復(fù)制、每 次為油藏模型建立一個(gè)像素，并以多點(diǎn)數(shù)據(jù)事件為條件，并且不允許訓(xùn)練圖像中得到的圖 案的任何過濾或平均。為了處理分類變量訓(xùn)練圖像和連續(xù)變量訓(xùn)練圖像并減少RAM成本以及提高3D應(yīng) 用中的形狀再現(xiàn)，名為FILTERSIM (基于過濾器模擬)的新MPS由Zhang在Zhang等人的文 章(2006 年 Mathematical Geology, v. 38，p. 63—80 中 Zhang T. ，Switzer P.，禾口 Journel A.的Filter-based classification of trainingimage patterns for spatial pattern simulation)中提出并說明，并且所述文獻(xiàn)并入本文。FILTERSIM算法將一組局部過濾器施 加到可以是分類或連續(xù)的訓(xùn)練圖像，以將局部圖案分組成圖案類別。然后，F(xiàn)ILTERSIM算法 對(duì)基于所述分類的圖案進(jìn)行模擬。過濾器是具有與模板的每一個(gè)像素位置相關(guān)聯(lián)的權(quán)值的 集合的局部模板(窗口)。將過濾器施加到局部圖案產(chǎn)生過濾器得分，所述得分被視作為所 述局部圖案的數(shù)值總和。一組默認(rèn)或用戶定義的過濾器被設(shè)計(jì)成使得每一個(gè)過濾器可以記 錄在模板內(nèi)所看到的訓(xùn)練圖案的不同方面。這些過濾器用于將訓(xùn)練圖案轉(zhuǎn)換成過濾器得分 空間(score space)。這種圖案得分使圖案的尺寸顯著減小。通過分隔所述有限尺寸的得 分空間，根據(jù)訓(xùn)練圖案的過濾器得分對(duì)類似的訓(xùn)練圖案進(jìn)行分類。FILTERSIM算法開始于減小尺寸的過濾器得分空間內(nèi)的局部訓(xùn)練圖案分類。通過 確定哪一個(gè)圖案類別是最類似于局部條件數(shù)據(jù)事件、從圖案類別對(duì)具體圖案進(jìn)行采樣、然 后將采樣的圖案修補(bǔ)到模 位置處的圖像上，模擬沿著通過模擬空間的序貫路徑進(jìn)行。模擬隨機(jī)路徑和來自圖案類別的圖案取樣允許不同的模擬再現(xiàn)，然而所有都以相同的原始數(shù) 據(jù)為條件。由于任何圖案中的過濾器總和使尺寸減少，并且因?yàn)閳D案被分組到類別中，因此 算法根據(jù)RAM的請(qǐng)求而較快并且合理。SNESIM和FILTERSIM算法能夠遵守(honour)來自井或露頭內(nèi)獲得的數(shù)據(jù)的絕對(duì) 或所謂的“硬”約束，和來自地震數(shù)據(jù)、巖相概率場、以及旋轉(zhuǎn)和親力(affinity)(或尺度) 限制網(wǎng)格的條件或“軟”約束。所有這些數(shù)據(jù)在隨機(jī)模擬處理中使用，以生成地質(zhì)巖相或巖 石特性的1D、2D或3D圖像。因?yàn)樵谒婕暗腗PS模擬中具有隨機(jī)分量，所以由MPS算法生 成的特性場的單獨(dú)再現(xiàn)不同，但是整體再現(xiàn)為地學(xué)科學(xué)家和油藏工程師提供所模擬的儲(chǔ)層 體積內(nèi)的地質(zhì)巖相的空間分布和不確定性的定量估計(jì)。此外，這些算法遵守硬輸入數(shù)據(jù)和 軟輸入數(shù)據(jù)約束。然后，根據(jù)FILTERSIM算法可以使用定向2D默認(rèn)過濾器(見圖5中的示例，其中 顯示6個(gè)定向2D過濾器，其中，第一和第二過濾器是平均過濾器；第三和第四過濾器是梯度 過濾器；第五和第六過濾器是曲率過濾器)。具有三種類型的過濾器平均過濾器、梯度過 濾器和曲率過濾器，并且每一種類型的過濾器都用于水平和垂直方向。平均過濾器的目的 在于局部化特征；梯度過濾器用于通過使不同特征(一階差)的對(duì)比顯著而檢測特征邊界； 曲率過濾器提供特征的二階差。圖6是概括FILTERSIM模擬中所涉及的過程的流程圖。為了反映大尺度結(jié)構(gòu)，使 用多網(wǎng)格模擬，所述多網(wǎng)格模擬通過細(xì)網(wǎng)格模擬從粗網(wǎng)格到細(xì)網(wǎng)格逐漸模擬多個(gè)網(wǎng)格的每 一個(gè)水平，所述細(xì)網(wǎng)格由在粗網(wǎng)格處先前模擬的值約束。在模擬的每一個(gè)水平處，重定尺度 的過濾器施加在相應(yīng)的網(wǎng)格上。具有兩種類型的訓(xùn)練圖像一種具有非常有限數(shù)量的分類，而另一種用于諸如油 藏巖石物理性質(zhì)的連續(xù)變量。多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法要求訓(xùn)練圖像的1D、2D或3D網(wǎng)格作為在 先驗(yàn)概念地質(zhì)模型，所述先驗(yàn)概念地質(zhì)模型包括研究中的空間屬性的圖案。在圖像上顯現(xiàn) 的不同特征的形狀被認(rèn)為是表征實(shí)際地質(zhì)特征的模型，且每一種分類通常表征不同的地質(zhì) 巖相或不同種類的地質(zhì)體。訓(xùn)練圖像通常要求含有“平穩(wěn)”圖案，即，所述圖案必須不依賴于 所述圖案在空間內(nèi)的位置(不根據(jù)任何平移而變化)并且必須在訓(xùn)練圖像區(qū)域上重復(fù)。在 訓(xùn)練圖像用于地質(zhì)模型的情況下，這種平穩(wěn)性可以包括但不限于地質(zhì)對(duì)象定向平穩(wěn)性(其 中，方向?qū)ο?特征在圖像上不旋轉(zhuǎn))和地質(zhì)尺度平穩(wěn)性(其中，圖像上的對(duì)象/特征的尺 寸在圖像上不改變)。(Caers, J.禾口 Zhang, T.，2004，Multiple-point geostatistics :A quantitative vehiclefor integration of geologic analogs into multiple reservoir models, in M. Grammer, P. M. Harris 禾口 G. P.Eberli, eds. :Integration of Outcrop and ModernAnalogs in Reservoir Modeling, AAPG. Memoir 80, p.383-394).當(dāng)前的MPS算法隱含的問題是如何生成訓(xùn)練圖像。訓(xùn)練圖像被認(rèn)為是模擬或再現(xiàn) 實(shí)際地質(zhì)特征，并且應(yīng)該盡可能地由現(xiàn)有的在地質(zhì)方面有意義的圖像得出。這需要對(duì)將允 許使用來自任何源(例如，手繪草圖、航空照片、衛(wèi)星圖象、地震體積、地質(zhì)對(duì)象模型、物理 尺度模型、或正演地質(zhì)處理模型)的圖像的統(tǒng)計(jì)和圖像處理方法進(jìn)行研究。與連續(xù)變化的 訓(xùn)練圖像的生成相比較，生成分類變化的訓(xùn)練圖像比較容易。基于對(duì)象的方法通常用于生 成具有分類變量的訓(xùn)練圖像。與增加的期望約束結(jié)合的基于區(qū)域的方法可以用于生成連續(xù) 變化的訓(xùn)練圖像。
具體地，多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)(MPS)是一種新的前沿的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法。多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng) 計(jì)學(xué)允許油藏模擬者通過訓(xùn)練圖像將他們的先驗(yàn)知識(shí)、解釋、或概念模型并入到油藏模擬 過程中。這些訓(xùn)練圖像是被認(rèn)為存在于研究中的儲(chǔ)層內(nèi)的結(jié)構(gòu)/特征的數(shù)值表征。一旦我 們具有訓(xùn)練圖像，MPS可以從訓(xùn)練圖像提取曲線結(jié)構(gòu)或復(fù)雜特征，并將所述曲線結(jié)構(gòu)或復(fù)雜 特征賦給采集樣品/觀察結(jié)果的儲(chǔ)層位置，從而產(chǎn)生更實(shí)際的油藏模型。將訓(xùn)練圖像引入 到油藏模型是一個(gè)里程碑。要注意的是在使用MPS時(shí)具有兩個(gè)要素訓(xùn)練圖像(概念模型) 和實(shí)際數(shù)據(jù)(觀察結(jié)果)。這兩個(gè)要素通常分開。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，尤其是生成典型的3D訓(xùn)練圖像已經(jīng)被證明是MPS應(yīng)用中的 瓶頸。生成連續(xù)變量訓(xùn)練圖像比生成分類訓(xùn)練圖像甚至更難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過以非限制性示例的方式提供能夠利用模擬的圖像“填充”井眼圖像的 極板之間的間隙的方法而顯著地改進(jìn)用于井眼成像的公知方法。本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例可以基于使用多個(gè)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型處理井壁的圖像。根據(jù) 本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例，每一個(gè)井眼成像測井圖可以被直接看作為訓(xùn)練圖像。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種用于表征被第一井眼穿過的地質(zhì)構(gòu)造的方法，所述方 法包括以下步驟a)沿著一個(gè)或多個(gè)被測錄的井眼長度為第一井眼、至少一個(gè)其它井眼或 所述第一井眼和所述至少一個(gè)其它井眼獲取一組或多組測量數(shù)據(jù)以生成井眼成像測井圖， 所述一組或多組測量數(shù)據(jù)由至少一個(gè)測量工具提供；b)選擇井眼成像測井圖的深度限定 的間隔作為用于在多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型中輸入的訓(xùn)練圖像；c)使用多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型的至 少一個(gè)基于像素的模板為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定基于圖案的模擬，以獲得訓(xùn)練圖像圖案；d) 使用每一個(gè)訓(xùn)練圖像的基于圖案的模擬以為訓(xùn)練圖像中的每一個(gè)分配相對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練圖像 圖案；e)由訓(xùn)練圖像圖案構(gòu)造第一井眼的井壁的一個(gè)或多個(gè)全井眼圖像測井圖；以及f)在 一個(gè)或多個(gè)被測錄的井眼長度上重復(fù)步驟(b)-(e)，以由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像構(gòu)造全井眼 圖像。根據(jù)本發(fā)明的方面，本發(fā)明可以包括具有處理過的原始數(shù)據(jù)中的一個(gè)的井眼成像 測井圖，所述處理過的原始數(shù)據(jù)包括測量值和非測量值。此外，井眼成像測井圖可以包括未 經(jīng)確認(rèn)的井眼圖像數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)間隙中的一個(gè)。更進(jìn)一步，未經(jīng)確認(rèn)的井眼圖像數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù) 間隙中的一個(gè)可以來自包括以下因素中的一個(gè)的組儲(chǔ)層內(nèi)的至少一個(gè)損壞的極板；儲(chǔ)層 內(nèi)的至少一個(gè)損壞區(qū)；儲(chǔ)層內(nèi)的相對(duì)于井壁具有不足極板壓力的至少一個(gè)極板；儲(chǔ)層內(nèi)的 被妨礙與井壁接觸的至少一個(gè)極板或儲(chǔ)層內(nèi)的至少一個(gè)不能工作的極板；來自測量工具或 其它裝置的電子故障。為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定的基于圖案的模擬可以用于分組然后模擬數(shù) 據(jù)間隙內(nèi)的圖案。此外，一組或多組測量數(shù)據(jù)可以來自包括以下數(shù)據(jù)中的一個(gè)的組具有多 個(gè)深度研究的測井?dāng)?shù)據(jù)；隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)；測井電纜測井?dāng)?shù)據(jù)；或所述具有多個(gè)深度研究的 測井?dāng)?shù)據(jù)、所述隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)、所述測井電纜測井?dāng)?shù)據(jù)的一些組合。根據(jù)本發(fā)明的方面，本發(fā)明可以包括構(gòu)造的全井眼圖像，所述構(gòu)造的全井眼圖像 包括將構(gòu)造的全井眼圖像的數(shù)字文件繪制在數(shù)字介質(zhì)或硬拷貝介質(zhì)中的一個(gè)上。此外，基 于模擬的圖案可以使用過濾器得分。更進(jìn)一步，為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定過濾器得分的步驟 可以包括過濾過程，所述過濾過程使用選擇的至少一個(gè)基于像素的模板作為過濾器，所述
10過濾器處理獲取的一組或多組測量數(shù)據(jù)，以檢測訓(xùn)練圖像圖案，然后為每一個(gè)訓(xùn)練圖像圖 案確定過濾器得分。更進(jìn)一步，訓(xùn)練圖像圖案是可以是訓(xùn)練圖像內(nèi)的像素結(jié)合的圖案，所述 訓(xùn)練圖像為每一個(gè)測量像素周圍的相鄰區(qū)域提供過濾器得分。訓(xùn)練圖像可以被定向?yàn)檫B續(xù) 變化的數(shù)值的二維(2D)標(biāo)量陣列。此外，一個(gè)或多個(gè)被測錄的井眼長度是等于或小于1英 尺、在1-3英尺之間或大于3尺中的一個(gè)長度。更進(jìn)一步，由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像構(gòu)造全井 眼圖像的步驟可以包括疊加井眼成像測井圖的每一個(gè)相鄰的所選擇的深度限定的間隔。此 外，已經(jīng)使用MPS模擬處理的全井眼圖像可以允許繪制井眼圖像中的至少一個(gè)深色塊或至 少一個(gè)淺色塊周圍的閉合等高線。根據(jù)本發(fā)明的方面，本發(fā)明可以包括至少一個(gè)深色塊，所述至少一個(gè)深色塊表征 非電阻區(qū)、反射聲波的較小振幅、反射聲波的長的傳播時(shí)間、較小地層密度，或所述非電阻 區(qū)、所述反射聲波的較小振幅、所述反射聲波的長的傳播時(shí)間、所述較小地層密度的一些組 合中的一個(gè)。此外，至少一個(gè)淺色塊表征電阻區(qū)、反射聲波的大振幅、反射聲波的較短傳播 時(shí)間、大的地層密度，或所述電阻區(qū)、所述反射聲波的大振幅、所述反射聲波的較短傳播時(shí) 間、所述大的地層密度的一些組合中的一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明可以包括一種使用多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型表征被井眼穿 過的地質(zhì)構(gòu)造的方法，所述方法包括以下步驟a)沿著由井眼的深度限定的間隔獲取一組 測量數(shù)據(jù)以生成井眼成像測井圖，所述一組測量數(shù)據(jù)由至少一個(gè)測井儀提供；b)選擇井眼 成像測井圖的深度限定的間隔作為用于在多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型中輸入的訓(xùn)練圖像；c)使用 多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型的基于像素的模板為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定過濾器得分，以獲得訓(xùn)練圖像 圖案；d)根據(jù)所述訓(xùn)練圖像過濾器得分對(duì)訓(xùn)練圖像圖案進(jìn)行分類；e)由訓(xùn)練圖像圖案構(gòu)造 來自地下區(qū)的井壁的一個(gè)或多個(gè)全井眼圖像測井圖；以及f)在井眼的深度限定的間隔上 重復(fù)步驟(b)-(e)，以由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像構(gòu)造全井眼圖像。根據(jù)本發(fā)明的方面，本發(fā)明可以包括一組或多組測量數(shù)據(jù)，所述一組或多組測量 數(shù)據(jù)來自包括以下數(shù)據(jù)中的一個(gè)的組具有多個(gè)深度研究的測井?dāng)?shù)據(jù)、隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)、測井 電纜測井?dāng)?shù)據(jù)或所述具有多個(gè)深度研究的測井?dāng)?shù)據(jù)、所述隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)、所述測井電纜測 井?dāng)?shù)據(jù)的一些組合。此外，基于模擬的圖案可以用作過濾器得分。更進(jìn)一步，為每一個(gè)訓(xùn)練 圖像確定過濾器得分的步驟可以包括過濾過程，所述過濾過程使用選擇的至少一個(gè)基于像 素的模板作為過濾器，所述過濾器處理獲取的一組或多組測量數(shù)據(jù)，以檢測訓(xùn)練圖像圖案， 然后為每一個(gè)訓(xùn)練圖像圖案確定過濾器得分。由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像構(gòu)造全井眼圖像的步 驟可以包括疊加井眼成像測井圖的每一個(gè)相鄰的所選擇的深度限定的間隔。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明可以包括一種存儲(chǔ)裝置，所述存儲(chǔ)裝置被機(jī)器可讀， 并且存儲(chǔ)通過機(jī)器運(yùn)行的一組指令，以執(zhí)行用于表征被井眼穿過的地質(zhì)構(gòu)造的方法步驟， 所述方法包括以下步驟a)沿著由儲(chǔ)層的深度限定的間隔獲取一組測量數(shù)據(jù)以生成井眼 成像測井圖，所述一組測量數(shù)據(jù)由至少一個(gè)油田應(yīng)用工具提供；b)選擇井眼成像測井圖 的深度限定的間隔作為用于在多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型中輸入的訓(xùn)練圖像；c)使用多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng) 計(jì)模型的基于像素的模板為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定過濾器得分，以獲得訓(xùn)練圖像圖案；d)根 據(jù)所述訓(xùn)練圖像的過濾器得分對(duì)訓(xùn)練圖像圖案進(jìn)行分類；e)由訓(xùn)練圖像圖案構(gòu)造來自儲(chǔ) 層的井壁的一個(gè)或多個(gè)全井眼圖像測井圖；以及f)在儲(chǔ)層的深度限定的間隔上重復(fù)步驟 (b)-(e)，以由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像構(gòu)造全井眼圖像。
11
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明可以包括一種用于表征地質(zhì)構(gòu)造的方法，所述方法 包括以下步驟a)沿著一個(gè)或多個(gè)地質(zhì)區(qū)獲取一組或多組測量數(shù)據(jù)以生成全地質(zhì)圖像的 一部分，所述一組或多組測量數(shù)據(jù)由至少一個(gè)測井儀提供；b)選擇地質(zhì)圖像的一部分的深 度限定的間隔作為用于在多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型中輸入的訓(xùn)練圖像；c)使用多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模 型的至少一個(gè)基于像素的模板為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定基于圖案的模擬，以獲得訓(xùn)練圖像圖 案；d)由訓(xùn)練圖像圖案構(gòu)造地質(zhì)區(qū)的一個(gè)或多個(gè)全地質(zhì)圖像；以及e)在一個(gè)或多個(gè)地質(zhì)區(qū) 上重復(fù)步驟(b)-(d)，以由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像構(gòu)造全地質(zhì)圖像。當(dāng)參照結(jié)合所給附圖的詳細(xì)說明時(shí)，本發(fā)明另外的優(yōu)點(diǎn)將對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來 說變得清楚可見。


本申請(qǐng)文件包括至少一副彩圖。具有彩圖的本專利或?qū)＠暾?qǐng)出版物的副本在請(qǐng) 求和支付必要費(fèi)用時(shí)將由辦事處來提供。以下以本發(fā)明的示例性實(shí)施例的非限制性示例的方式參照所示的多個(gè)附圖在以 下詳細(xì)說明中進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中，相同的附圖標(biāo)記在附圖的幾幅視圖中表示相似的 部件，其中圖1是斯倫貝謝的SHDT(地層學(xué)高分辨率地層傾角測井儀)的圖，其中示出了電 傾角測井儀的公知原理；圖2是電井眼成像測井儀的基本元件的示例；圖3是被諸如陡峭傾斜裂縫的平面特征切割的垂直圓柱形井筒的示意圖；圖4是傳統(tǒng)的井眼圖像的示例；圖5是在FILTERSIM算法中使用的六個(gè)2D定向默認(rèn)過濾器的示例；圖6顯示用于FILTERSIM算法的流程圖的示例；圖7顯示孔洞碳酸鹽巖地層中的井眼圖像測井圖的3ft(lm)間隔的示例；圖8顯示在根據(jù)本發(fā)明的方法處理之后的圖7上所示的圖像；圖9顯示作為圖7中的一個(gè)孔洞碳酸鹽巖地層中的孔洞碳酸鹽巖地層中的井眼圖 像測井圖的3ft (lm)間隔的示例；圖10-12表示根據(jù)本發(fā)明的三個(gè)不同被模擬的全井眼圖像；所述三個(gè)不同被模擬 的全井眼圖像與圖9的圖像相匹配；圖13表示根據(jù)本發(fā)明的孔洞孔隙度的全井眼圖像，其中示出了畫出電像內(nèi)的較 低電阻區(qū)域的輪廓的等高線；圖14表示具有壞極板和遺漏測井?dāng)?shù)據(jù)的孔洞孔隙度的測井圖(與圖9 一樣)；圖15表示顯示將不良數(shù)據(jù)從圖4剔除之后的測井圖的訓(xùn)練圖像；圖16表示與圖15的訓(xùn)練圖像類似的訓(xùn)練圖像；以及圖17-19是使用圖16的訓(xùn)練圖像一旦利用根據(jù)本發(fā)明的方法處理的三個(gè)全井眼圖像。得到本公開的益處的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到可以以不按比例或非傳統(tǒng) 的方式放大、變形或以其它方式修改包括在附圖中所示特定尺寸、特征、部件和類似物，以 便于更透徹地理解這里所公開的技術(shù)。
1具體實(shí)施例方式以下說明僅提供示例性實(shí)施例，目的并不是限制本公開的保護(hù)范圍、適用性或結(jié) 構(gòu)。相反，示例性實(shí)施例的以下說明將為本領(lǐng)域的技術(shù)人員提供能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)或多個(gè)示例 性實(shí)施例的說明。要理解的是在不背離所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情 況下可以對(duì)元件的功能和布置做各種改變。以下說明給出了具體細(xì)節(jié)，以提供對(duì)實(shí)施例更徹底的理解。然而，本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員將理解的是在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下也可以實(shí)施所述實(shí)施例。例如，本發(fā)明中 的系統(tǒng)、過程、以及其它元件可以以方框圖的形式顯示為部件，以省略掉不必要細(xì)節(jié)而使實(shí) 施例清楚。在其它情況下，公知的過程、結(jié)構(gòu)和技術(shù)可以不詳細(xì)示出，以避免使實(shí)施例不清
林 疋。此外，要注意的是單個(gè)實(shí)施例可以被說明為被描述為流程圖、流程表、數(shù)據(jù)流程 圖、結(jié)構(gòu)圖、或方框圖的過程。雖然流程圖可以說明作為連續(xù)過程的操作，但是可以平行地 或同時(shí)執(zhí)行多個(gè)操作。此外，可以重新布置操作順序。當(dāng)過程的操作完成時(shí)可以結(jié)束所述 過程，但是可以具有沒有論述的或不包括在附圖中的另外的步驟。此外，不是所有在任何具 體說明的過程中的操作可以在所有實(shí)施例中發(fā)生。過程可以對(duì)應(yīng)于方法、函數(shù)、程序、子例 行程序、子程序等。當(dāng)過程對(duì)應(yīng)于函數(shù)時(shí)，所述過程的終止對(duì)應(yīng)于該函數(shù)到調(diào)用函數(shù)或主函 數(shù)的返回。此外，可以至少手動(dòng)或自動(dòng)實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。通過使用機(jī)器、硬件、軟件、固 件、中間件、微碼、硬件描述語言、或所述機(jī)器、硬件、軟件、固件、中間件、微碼、硬件描述語 言的組合可以運(yùn)行或至少部分地協(xié)助手動(dòng)或自動(dòng)實(shí)施。當(dāng)在將被執(zhí)行的軟件、固件、中間件 或微碼、程序代碼或代碼段中執(zhí)行必要任務(wù)時(shí)，可以將必要任務(wù)存儲(chǔ)在機(jī)器可讀媒體中。處 理器(一個(gè)或多個(gè))可以執(zhí)行必要任務(wù)。圖1顯示具有斯倫貝謝的SHDT1 (地層學(xué)高分辨率傾角測井儀)的電傾角測井儀 的基本原理，所述SHDT從1982年就在市場上可買得到。四個(gè)極板3中的每一個(gè)上的兩個(gè) 測量電極2生成八個(gè)原始電極跡線4，如圖的底部所示。磁力儀(未示出)測量井斜。加速 儀(未示出)記錄當(dāng)測井儀正在運(yùn)行所發(fā)生的高頻測井儀的速度變化。地層傾角由通過對(duì) 在速度校正的電極跡線上的相關(guān)峰和凹槽擬合的平面來計(jì)算。井徑測井儀記錄四個(gè)極板之 間的井徑。圖2表示電井眼成像測井儀的基本元件。電流通過按鈕陣列5進(jìn)入地層6內(nèi)。在 遙控檢測器處記錄電流降。磁力儀(未示出)記錄井斜，而加速儀(未示出)記錄速度變 化。處理過的井眼圖像是井壁的速度校正的電阻率圖。如前面所述，水基(導(dǎo)電)和油基(非導(dǎo)電)泥漿中的電井眼圖像由以固定模式布 置在極板上的電極生成，所述極板壓靠在井壁上。根據(jù)井徑，極板之間幾乎總是存在間隙。 由于這些間隙，通常具有井壁的非成像部分。全井眼圖像是井壁的全360度視圖。根據(jù)本發(fā)明的方法允許通過“填充井眼圖像 測井儀的極板之間的間隙”而生成全井眼圖像。本方法的一個(gè)示例性實(shí)施例使用多點(diǎn)統(tǒng) 計(jì)(MPS)的 FILTERSIM 算法以生成模型或再現(xiàn)。Zhang(2006 年 Mathematical Geology, v. 38,p.63-80 中 Zhang T. , Switzer P.禾口 Journel A.的 Filter- classificationof training image patterns for spatialpattern simulation)中i明了禾中[歹生冑 法。已測量的(不完全)井眼圖像本身用作“訓(xùn)練圖像”。記錄的數(shù)據(jù)被非常好地遵守，即， 模型以實(shí)際數(shù)據(jù)為條件。間隙填充有類似于在測井圖中其它地方看到的圖案的圖案。間隙 內(nèi)的圖案與極板的邊緣相匹配。間隙內(nèi)的連續(xù)變化的像素顏色的頻率分布與已測量的圖像 中的像素顏色的分布相匹配。根據(jù)本發(fā)明的方面，基本思想在于使用訓(xùn)練圖像我們直接使 用數(shù)據(jù)本身[在全井眼生成期間，所述訓(xùn)練圖像是具有大于整個(gè)區(qū)域的覆蓋率60%的原始 2D不完全圖像(連續(xù)變量訓(xùn)練圖像)，而在假象重構(gòu)中，計(jì)算機(jī)輔助測試掃描數(shù)字巖芯直接 用作隨后與全井眼圖像數(shù)據(jù)結(jié)合的3D訓(xùn)練圖像]。因此，應(yīng)用MPS的整個(gè)過程變成為由數(shù) 據(jù)驅(qū)動(dòng)。應(yīng)該在我們的專利備忘錄和條款中強(qiáng)調(diào)此優(yōu)點(diǎn)。如根據(jù)本發(fā)明的方法提供的全井眼圖像有助于井眼圖像測井圖的形象化和解釋。 所述全井眼圖像可以用于繪制井壁內(nèi)的電阻或非電阻塊周圍的閉合等高線(見圖13)。全 井眼圖像可以用于修補(bǔ)具有壞電極、低極板壓力、或差聲波反射的測井圖(見圖14)。因此， 全井眼圖像可以用于提高任何市場上可買得到的電井眼成像儀或聲波井眼成像儀。根據(jù)本 發(fā)明的方法包括以下步驟其中多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)(MPS)模型使低分辨率全覆蓋圖像(諸如聲 波測井圖或使用隨鉆測井生成的圖像)與高分辨率局部覆蓋測井圖(例如，導(dǎo)電和非導(dǎo)電 泥漿中的電井眼圖像)結(jié)合，以產(chǎn)生模擬的高分辨率全井眼圖像。根據(jù)本發(fā)明的方法的目的在于由電井眼成像測井圖生成全井眼圖像。在本發(fā)明的 非限制示例性實(shí)施例中，所述方法包括以下步驟-獲取(retrieve)由測井儀提供的一組測量數(shù)據(jù)以產(chǎn)生地層壁的井眼成像測井 圖。在所述圖像中，橫向尺寸通常的對(duì)應(yīng)于井眼的圓周方向，并且被限制到被安裝在測井儀 上的電極陣列覆蓋的具有角度的扇形區(qū)。-使用井眼成像測井圖的離散的、深度限定的間隔作為用于實(shí)施多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模 擬步驟的訓(xùn)練圖像。訓(xùn)練圖像是定向2維(二維)連續(xù)變化的數(shù)值的標(biāo)量陣列，且在極板 之間具有間隙。極板表征測量值，并且間隙是井眼的非成像部分。-使用適當(dāng)?shù)幕谙袼氐哪０鍨槊恳粋€(gè)訓(xùn)練圖像確定過濾器得分。這些得分量化 圖案和所述圖案的概率，如在測量數(shù)據(jù)中所觀察的。-根據(jù)如圖6中提供的流程圖使用多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)模型FILTERSIM算法生成全井眼圖像 再現(xiàn)。-在整個(gè)測錄間隔上逐漸卷曲(scroll)，從而由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像生成全井眼 圖像。選擇訓(xùn)練圖像為了執(zhí)行MPS模擬，訓(xùn)練圖像必須是平穩(wěn)的。然而，在大多數(shù)油藏模擬應(yīng)用中，地 質(zhì)沉積物顯示反映儲(chǔ)層非均勻性和沉積的各向異性的非穩(wěn)定圖案/特征。因此，根據(jù)本發(fā)明，將被選擇的訓(xùn)練圖像表征井眼圖像測井圖的深度限定的間隔。 例如，此間隔可以是lft、3ft、或10ft (0. 3m、lm或3m)的測量深度。用戶可能想要選擇厚間 隔或薄間隔，這取決于分層、斷裂以及其它非均勻圖案的觀測量。圖7顯示孔洞碳酸鹽巖地層中的3ft間隔的井眼成像測井圖。孔洞是可被肉眼看 得到的大的不規(guī)則孔隙。在井眼圖像測井圖中，因?yàn)榭锥刺畛溆秀@井泥漿，因此所述孔洞被 顯示為暗斑，并且可導(dǎo)電。因?yàn)閳D案看起來是平穩(wěn)的，所以此間隔被選作為訓(xùn)練圖像。在圖7的訓(xùn)練圖像在孔洞碳酸鹽巖地層中被定義為測井儀(與斯倫貝謝地層微成像儀相同)單 程的3ft(lm)間隔?？锥词翘畛溆兴@井泥漿的孔隙，并且所述孔洞被顯示為低電阻率 暗斑。注意極板之間的間隙7。出于例證，如圖7的底部所示的基于像素的、用戶定義的3X3模板8移動(dòng) 通過訓(xùn)練圖像、檢測圖案和給定過濾器得分到達(dá)每一個(gè)測量像素周圍的鄰近區(qū)域 (neighborhoods)。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，這為使用圖6的FILTERSIM算法的MPS提 供基礎(chǔ)。然而，F(xiàn)ILTERSIM僅被作為算法的示例。使用原始(不完全)測井圖像作為訓(xùn)練 圖像執(zhí)行基于圖案的模擬的其它算法可以代替FILTERSIM以生成全井眼圖像。圖8顯示根據(jù)使用圖7的整個(gè)圖像作為訓(xùn)練圖像的本發(fā)明的方法提供的全井眼圖 像。再現(xiàn)被條件化，使得所述再現(xiàn)完全與原始測量數(shù)據(jù)相匹配。定向沿圖像的頂部示出。 縮寫N =北；E =東；S =南；以及W =西。圖8顯示垂直比例沒有放大，并且鉆頭尺寸是 8. 5in (21. 5cm)。使用適當(dāng)?shù)哪０宕_定過濾器得分一旦選擇了訓(xùn)練圖像，所述方法將確定過濾器得分以分類并歸類所觀測的圖案。 為了進(jìn)行此過程，根據(jù)本發(fā)明的方法的用戶選擇適當(dāng)?shù)哪０?。例如，模板可以?X3、3X 10 或9X9的像素。此模板用作過濾器，所述過濾器移動(dòng)通過測量數(shù)據(jù)并且記錄所有可能的圖 案，以及將得分分配給所述圖案，以便進(jìn)一步分類和模擬。 生成全井眼圖像再現(xiàn)一旦使用適當(dāng)?shù)幕谙袼氐哪０鍨槊恳粋€(gè)訓(xùn)練圖像確定過濾器得分，根據(jù)本發(fā)明 的方法使用這些過濾器得分以分組并然后模擬極板之間的間隙內(nèi)的圖案，在所述間隙內(nèi)沒 有測量數(shù)據(jù)。用于單個(gè)再現(xiàn)的方法將隨機(jī)地占據(jù)像素位置，并且從過濾器得分的集合進(jìn)行 繪制以為隨機(jī)位置選擇適當(dāng)?shù)膱D案。因?yàn)檫@些都是條件模擬，所以測量的數(shù)據(jù)被遵守。與 極板的邊緣相鄰的圖案與實(shí)際極板上觀察的圖案相匹配。模擬的像素顏色、連續(xù)變量的頻 率分布與測量顏色的頻率分布完全匹配。圖10-12顯示根據(jù)本發(fā)明的孔洞中的三個(gè)全井眼圖像的再現(xiàn)的示例。將圖9的訓(xùn) 練圖像與圖7所示的訓(xùn)練圖像相比較。對(duì)于圖10-12的所有全井眼圖像來說，測量數(shù)據(jù)被 遵守，但是在從一個(gè)圖像到另一個(gè)圖像的被模擬區(qū)域內(nèi)具有細(xì)微變化。定向沿圖9-12的頂 部示出?？s寫N=北；E=東；S=南；以及W=西。這些附圖顯示垂直比例沒有放大，并且 鉆頭尺寸為8. 5in(21. 5cm)。在整個(gè)測井間隔中生成連續(xù)的全井眼圖像當(dāng)在模擬的全井眼圖像之間存在尖銳邊界時(shí)，所述尖銳邊界是不期望的。因此，在 根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例中，可以模擬具有一些重疊量的相鄰的深度限定的間隔。例如， 根據(jù)本發(fā)明的允許用戶選擇模擬間隔與鉆孔上或鉆孔下的下一個(gè)間隔之間20%的重疊。來 自前一個(gè)模擬間隔的結(jié)果被認(rèn)為是固定或“硬”數(shù)據(jù)，而新模擬的間隔被條件化以與“硬”數(shù) 據(jù)相匹配。如在 Delhomme(1992 年 Trans. 33rd Symposium SPWLA, Paper T 中 Delhomme, J. P.的 A quantitative characterization of formation heterogeneitiesbased on borehole image analysis) g^Hassall 等入(2004 ^ SPE preprint 88683,presented at the 11th Abu Dhabi International Petroleum Exhibition andConference,Abu Dhabi,U. A. E.，10-130ctober 中 Hassall, J. K.，F(xiàn)erraris, P.，Al-Raisi，M.，Hurley, N. F.，Boyd, A.禾口Allen,D.F.的Comparison ofpermeability predictors from NMR,formation image and other logs in acarbonate reservoir)的文章中所述，已經(jīng)證實(shí)了在井眼圖像中繪制 電阻塊和非電阻塊的重要性。然而，這些出版物所述的方法由于極板之間的間隙而不能解 決問題。此外，這些現(xiàn)有技術(shù)方法由于關(guān)于形狀的不確定性而不能繪制高電阻或低電阻區(qū) 域周圍的閉合等高線。如圖13所示，通過根據(jù)本發(fā)明的方法提供的全井眼圖像允許繪制井眼圖像的電 阻區(qū)和/或非電阻區(qū)周圍的閉合等高線。這些區(qū)域提供尤其是碳酸鹽巖儲(chǔ)層內(nèi)的非均勻性 的重要測量。此外，通常是測井儀上的一個(gè)或多個(gè)極板或電極提供差質(zhì)量圖像。這可能由不均 勻的極板壓力、井眼不規(guī)則性和沖蝕、電子線路問題、或被壓碎巖材料污染的污染物引起。 圖14顯示單程測井圖中的壞極板和不良數(shù)據(jù)質(zhì)量塊的示例。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可 以剔除不良數(shù)據(jù)，以生成新的訓(xùn)練圖像(圖15)。如圖16中所示，然后，此新生成的訓(xùn)練圖 像將用于生成圖17-19所示的全井眼圖像。當(dāng)與圖14的單程圖像相比較，F(xiàn)ILTERSIM再現(xiàn) 僅顯示出細(xì)微變化。要注意的是較大的間隙增加模擬圖像中的不確定性。這里已有說明和圖示了用于由通過測井儀獲得的訓(xùn)練圖像模擬全井眼圖像的基 于計(jì)算機(jī)的方法。這種方法的大多數(shù)普遍應(yīng)用用于石油地質(zhì)的地質(zhì)特性模擬和油層模擬、 地下水水文學(xué)、co2收集、地質(zhì)露頭模擬以及其它模擬。雖然已經(jīng)說明了本發(fā)明的具體實(shí)施 例，但是其目的不是將本發(fā)明限制到所述具體實(shí)施例，而是旨在允許本發(fā)明具有本領(lǐng)域盡 可能寬的保護(hù)范圍，并且說明書也同樣理解。具體地，測量數(shù)據(jù)的采集可以通過任何種類的 測井電纜、LWD、MWD測井儀實(shí)現(xiàn)。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)的是在不背離如權(quán)利要求 所述的本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下還可以對(duì)本發(fā)明做其它修改。與FILTERSIM算法 不同的基于其它特征/圖案的方法可以用于填充圖像測井圖的間隙。
權(quán)利要求
一種用于表征被第一井眼穿過的地質(zhì)構(gòu)造的方法，所述方法包括以下步驟a)沿著一個(gè)或多個(gè)被測錄的井眼長度為所述第一井眼、至少一個(gè)其它井眼或所述第一井眼和所述至少一個(gè)其它井眼兩者獲取一組或多組測量數(shù)據(jù)以生成井眼成像測井圖，所述一組或多組測量數(shù)據(jù)由至少一個(gè)測量工具提供；b)選擇所述井眼成像測井圖的深度限定的間隔作為用于在多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型中輸入的訓(xùn)練圖像；c)使用所述多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型的至少一個(gè)基于像素的模板為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定基于圖案的模擬，以獲得訓(xùn)練圖像圖案；d)使用每一個(gè)訓(xùn)練圖像的所述基于圖案的模擬以為所述訓(xùn)練圖像中的每一個(gè)分配相對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練圖像圖案；e)由所述訓(xùn)練圖像圖案構(gòu)造所述第一井眼的井壁的一個(gè)或多個(gè)全井眼圖像測井圖；以及f)在所述一個(gè)或多個(gè)被測錄的井眼長度上重復(fù)步驟(b)-(e)，以由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像構(gòu)造全井眼圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述井眼成像測井圖包括處理過的原始數(shù)據(jù)中 的一個(gè)，所述處理過的原始數(shù)據(jù)包括測量值和非測量值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述井眼成像測井圖包括未經(jīng)確認(rèn)的井眼圖像 數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)間隙中的一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述未經(jīng)確認(rèn)的井眼圖像數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)間隙中的 一個(gè)來自包括以下因素中的一個(gè)的組所述儲(chǔ)層內(nèi)的至少一個(gè)損壞的極板；所述儲(chǔ)層內(nèi)的 至少一個(gè)損壞區(qū)；所述儲(chǔ)層內(nèi)的相對(duì)于井壁具有不足極板壓力的至少一個(gè)極板；所述儲(chǔ)層 內(nèi)的被妨礙與所述井壁接觸的至少一個(gè)極板；或所述儲(chǔ)層內(nèi)的至少一個(gè)不能工作的極板； 來自所述測量工具或其它裝置的電子故障。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定的所述基于圖案的模擬 用于分組然后模擬所述數(shù)據(jù)間隙內(nèi)的圖案。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一組或多組測量數(shù)據(jù)來自包括以下數(shù)據(jù)中 的一個(gè)的組具有多個(gè)深度研究的測井?dāng)?shù)據(jù)；隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)；測井電纜測井?dāng)?shù)據(jù)；或所述具 有多個(gè)深度研究的測井?dāng)?shù)據(jù)、所述隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)、所述測井電纜測井?dāng)?shù)據(jù)的一些組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，構(gòu)造的所述全井眼圖像包括將構(gòu)造的所述全井 眼圖像的數(shù)字文件繪制在數(shù)字介質(zhì)或硬拷貝介質(zhì)中的一個(gè)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述基于模擬的圖案使用過濾器得分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定所述過濾器得分的步驟 包括過濾過程，所述過濾過程使用選擇的所述至少一個(gè)基于像素的模板作為過濾器，所述 過濾器處理獲取的一組或多組測量數(shù)據(jù)，以檢測訓(xùn)練圖像圖案，然后為每一個(gè)訓(xùn)練圖像圖 案確定所述過濾器得分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述訓(xùn)練圖像圖案是所述訓(xùn)練圖像內(nèi)的像素結(jié) 合的圖案，所述訓(xùn)練圖像為每一個(gè)測量像素周圍的相鄰區(qū)域提供過濾器得分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述訓(xùn)練圖像被定向?yàn)檫B續(xù)變化的數(shù)值的二維 (2D)標(biāo)量陣列。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)被測錄的井眼長度是等于或小 于1英尺、在1-3英尺之間或大于3尺中的一個(gè)長度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像構(gòu)造所述全井眼圖像的 步驟包括疊加所述井眼成像測井圖的每一個(gè)相鄰的所選擇的深度限定的間隔。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，已經(jīng)使用MPS模擬處理的所述全井眼圖像允許 繪制所述井眼圖像中的至少一個(gè)深色塊或至少一個(gè)淺色塊中一個(gè)周圍的閉合等高線。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)深色塊表征非電阻區(qū)、反射聲波 的較小振幅、反射聲波的長的傳播時(shí)間、較小地層密度或所述非電阻區(qū)、所述反射聲波的較 小振幅、所述反射聲波的長的傳播時(shí)間、所述較小地層密度的一些組合中的一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)淺色塊表征電阻區(qū)、反射聲波的 大振幅、反射聲波的較短傳播時(shí)間、大的地層密度或所述電阻區(qū)、所述反射聲波的大振幅、 所述反射聲波的較短傳播時(shí)間、所述大的地層密度的一些組合中的一個(gè)。
17.一種使用多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型表征被井眼穿過的地質(zhì)構(gòu)造的方法，所述方法包括以 下步驟a)沿著由所述井眼的深度限定的間隔獲取一組測量數(shù)據(jù)以生成井眼成像測井圖，所述 一組測量數(shù)據(jù)由至少一個(gè)測井儀提供；b)選擇所述井眼成像測井圖的深度限定的間隔作為用于在多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型中輸入 的訓(xùn)練圖像；c)使用所述多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型的基于像素的模板為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定過濾器得分， 以獲得訓(xùn)練圖像圖案；d)根據(jù)所述訓(xùn)練圖像過濾器得分對(duì)所述訓(xùn)練圖像圖案進(jìn)行分類；e)由所述訓(xùn)練圖像圖案構(gòu)造來自地下區(qū)的井壁的一個(gè)或多個(gè)全井眼圖像測井圖；以及f)在所述井眼的所述深度限定的間隔上重復(fù)步驟(b)-(e)，以由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像 構(gòu)造全井眼圖像。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述一組或多組測量數(shù)據(jù)來自包括以下數(shù)據(jù) 中的一個(gè)的組具有多個(gè)深度研究的測井?dāng)?shù)據(jù)；隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)；測井電纜測井?dāng)?shù)據(jù)；或所述 具有多個(gè)深度研究的測井?dāng)?shù)據(jù)、所述隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)、所述測井電纜測井?dāng)?shù)據(jù)的一些組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述基于模擬的圖案使用過濾器得分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定所述過濾器得分的步 驟包括過濾過程，所述過濾過程使用選擇的至少一個(gè)基于像素的模板作為過濾器，所述過 濾器處理獲取的一組或多組測量數(shù)據(jù)，以檢測訓(xùn)練圖像圖案，然后為每一個(gè)訓(xùn)練圖像圖案 確定所述過濾器得分。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像構(gòu)造所述全井眼圖像 的步驟包括疊加所述井眼成像測井圖的每一個(gè)相鄰的所選擇的深度限定的間隔。
22.—種存儲(chǔ)裝置，所述存儲(chǔ)裝置被機(jī)器可讀，并且存儲(chǔ)通過所述機(jī)器運(yùn)行的一組指 令，以執(zhí)行用于表征被井眼穿過的地質(zhì)構(gòu)造的方法步驟，所述方法包括以下步驟a)沿著由儲(chǔ)層的深度限定的間隔獲取一組測量數(shù)據(jù)以生成井眼成像測井圖，所述一組 測量數(shù)據(jù)由至少一個(gè)油田應(yīng)用工具提供；b)選擇所述井眼成像測井圖的深度限定的間隔作為用于在多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型中輸入 的訓(xùn)練圖像；c)使用所述多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型的基于像素的模板為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定過濾器得分， 以獲得訓(xùn)練圖像圖案；d)根據(jù)所述訓(xùn)練圖像的過濾器得分對(duì)所述訓(xùn)練圖像圖案進(jìn)行分類；e)由所述訓(xùn)練圖像圖案構(gòu)造來自所述儲(chǔ)層的井壁的一個(gè)或多個(gè)全井眼圖像測井圖；以及f)在所述儲(chǔ)層的所述深度限定的間隔上重復(fù)步驟(b)-(e)，以由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像 構(gòu)造全井眼圖像。
23. 一種用于表征地質(zhì)構(gòu)造的方法，所述方法包括以下步驟a)沿著一個(gè)或多個(gè)地質(zhì)區(qū)獲取一組或多組測量數(shù)據(jù)以生成全地質(zhì)圖像的一部分，所述 一組或多組測量數(shù)據(jù)由至少一個(gè)測井儀提供；b)選擇所述地質(zhì)圖像的所述一部分的深度限定的間隔作為用于在多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型 中輸入的訓(xùn)練圖像；c)使用所述多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型的至少一個(gè)基于像素的模板為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定基 于圖案的模擬，以獲得訓(xùn)練圖像圖案；d)由所述訓(xùn)練圖像圖案構(gòu)造所述地質(zhì)區(qū)的一個(gè)或多個(gè)全地質(zhì)圖像；以及e)在所述一個(gè)或多個(gè)地質(zhì)區(qū)上重復(fù)步驟(b)-(d)，以由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像構(gòu)造全地 質(zhì)圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于表征地質(zhì)構(gòu)造的方法，所述方法包括以下步驟沿著一個(gè)或多個(gè)被測錄的井眼長度為第一井眼、至少一個(gè)其它井眼或所述第一井眼和所述至少一個(gè)其它井眼獲取一組或多組測量數(shù)據(jù)以生成井眼成像測井圖，所述一組或多組測量數(shù)據(jù)由至少一個(gè)測量工具提供；選擇井眼成像測井圖的深度限定的間隔作為用于在多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型中輸入的訓(xùn)練圖像；使用多點(diǎn)地質(zhì)統(tǒng)計(jì)模型的至少一個(gè)基于像素的模板為每一個(gè)訓(xùn)練圖像確定基于圖案的模擬，以獲得訓(xùn)練圖像圖案；使用每一個(gè)訓(xùn)練圖像的基于圖案的模擬以為訓(xùn)練圖像中的每一個(gè)分配相對(duì)應(yīng)的訓(xùn)練圖像圖案；由訓(xùn)練圖像圖案構(gòu)造第一井眼的井壁的一個(gè)或多個(gè)全井眼圖像測井圖；以及在一個(gè)或多個(gè)被測錄的井眼長度上重復(fù)第二步驟至第四布置，以由連續(xù)相鄰的訓(xùn)練圖像構(gòu)造全井眼圖像。
文檔編號(hào)E21B49/00GK101878434SQ200980000258
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者尼爾·弗朗西斯·赫爾利, 張團(tuán)峰 申請(qǐng)人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司