專(zhuān)利名稱(chēng)：處理井眼核磁共振測(cè)井記錄以增強(qiáng)T₂分布的連續(xù)性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用在油氣勘探中的測(cè)井，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及增強(qiáng)沿著深度或時(shí)間域的物理測(cè)量值的連續(xù)性的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理，所述物理測(cè)量值可被用于確定井眼所穿過(guò)的不同相或這樣的相的特性。
背景技術(shù)：
時(shí)常，當(dāng)進(jìn)行物理測(cè)量時(shí)，每次測(cè)量都被當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立事件，很少將那些獨(dú)立事件與前后事件聯(lián)系在一起考慮。然而，存在這樣的順序測(cè)量值可能描述物理對(duì)象的物理性質(zhì)的時(shí)間行為或空間變化的某些情況。在這樣的狀況下，人們可以預(yù)料，在順序數(shù)據(jù)之間應(yīng)當(dāng)存在某種關(guān)系或約束來(lái)反映被測(cè)量對(duì)象的物理性質(zhì)在時(shí)間或空間上的平滑變化。一種這樣的狀況存在于石油工業(yè)中的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)中。當(dāng)儀器下到鉆井中以進(jìn)行地層的物理性質(zhì)的測(cè)量時(shí)，人們可以預(yù)料測(cè)量結(jié)果會(huì)反映地層的物理性質(zhì)的平滑變化。甚至對(duì)于像從砂巖到粉質(zhì)粘土那樣物理特性不同的層之間的過(guò)渡，人們也可以預(yù)料測(cè)量的物理性質(zhì)會(huì)過(guò)渡到適度陡峭但平滑、非代表噪聲的顫抖或振蕩特性。當(dāng)物理測(cè)量值適當(dāng)?shù)胤从潮粶y(cè)量地層時(shí)，人們可以這樣識(shí)別它們，并且將它們與在鄰井中測(cè)量的那些相關(guān)聯(lián)。這樣的識(shí)別和關(guān)聯(lián)在為有效油氣生產(chǎn)和儲(chǔ)層管理構(gòu)建正確儲(chǔ)層模型方面極其重要。然而，測(cè)量數(shù)據(jù)中的振動(dòng)噪聲往往妨礙了測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)有效地用于這樣的目的，需要一種平滑約束來(lái)增強(qiáng)測(cè)量的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與地層的“真實(shí)世界”物理性質(zhì)的變化的關(guān)聯(lián)。因此，約束測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的測(cè)量物理性質(zhì)的解是一個(gè)重要任務(wù)。這種方法的發(fā)展不僅影響測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的管理，而且影響需要有關(guān)相鄰數(shù)據(jù)集的約束的一般順序測(cè)量值的處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提供一種在井眼的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的地下測(cè)井和處理中增強(qiáng)物理性質(zhì)測(cè)量值的連續(xù)性的方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述和其它缺點(diǎn)。一般說(shuō)來(lái)，本發(fā)明利用沿著井的深度方向的垂直約束，并利用這樣的約束來(lái)求解地層的物理性質(zhì)。本發(fā)明提供了物理性質(zhì)沿著深度的平滑變化，這種平滑變化然后允許將物理性質(zhì)用作巖石類(lèi)型指示符。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該懂得，本發(fā)明也可以與諸如時(shí)間域，例如，隨鉆測(cè)井 (LWD, logging while drilling)或隨鉆測(cè)量(MWD,measurement while drilling)的順序測(cè)量的數(shù)據(jù)一起使用。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括一種處理地下區(qū)域的順序測(cè)量值或數(shù)據(jù)以增強(qiáng)物理性質(zhì)測(cè)量值的連續(xù)性的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法。該方法包括從至少一個(gè)傳感器工具獲取沿著空間或時(shí)間域的至少一個(gè)的一組順序測(cè)量信號(hào)，其中，所述傳感器工具從地下區(qū)域中獲取該組順序測(cè)量信號(hào)。該方法進(jìn)一步包括在空間或時(shí)間域的至少一個(gè)中利用平滑約束來(lái)進(jìn)行該組順序測(cè)量信號(hào)的全局反演，以確定地下區(qū)域的一組物理性質(zhì)，其中，該組物理性質(zhì)在空間或時(shí)間域的至少一個(gè)中具有平滑變化，可被用于確定地下區(qū)域的特性。應(yīng)該懂得，本發(fā)明的實(shí)施例包括在移過(guò)穿過(guò)地下區(qū)域的井眼的同時(shí)獲取該組順序測(cè)量信號(hào)的傳感器工具。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的全局反演另外包括將沿著深度域的該組順序測(cè)量信號(hào)變換成沿著深度域的一組偽測(cè)量信號(hào)；將該組偽測(cè)量信號(hào)反演成沿著深度域的一組偽物理性質(zhì)；以及將該組偽物理性質(zhì)變換成沿著深度域具有連續(xù)性的該組物理性質(zhì)。本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例包括利用B樣條函數(shù)、高斯函數(shù)、Γ函數(shù)、或具有類(lèi)似幾何形狀的任何其它函數(shù)，將沿著深度域的該組順序測(cè)量信號(hào)變換成沿著深度域的該組偽測(cè)量信號(hào)以及將該組偽物理性質(zhì)變換成沿著深度域具有連續(xù)性的該組物理性質(zhì)。本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例包括可被用于確定井眼所穿過(guò)的地下區(qū)域的不同相或這樣的相的特性的該組物理性質(zhì)。本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例具有包括核磁共振(NMR)信號(hào)的該組順序測(cè)量信號(hào)。本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例具有通過(guò)施加一組射頻(RF)脈沖而引起的NMR信號(hào)。本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例具有包括多個(gè)回波列的NMR信號(hào)，該多個(gè)回波列具有不同回波間隔、等待時(shí)間、回波數(shù)量、和載頻，并且是通過(guò)施加一組 Carr-PurcelI-Meiboom-Gi 11 (CPMG)脈沖序列而引起的。本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例利用包括單值分解或Butler-Reeds-Dawson(BRD)算法、 流體成分分解(FCD)的NMR信號(hào)反演方法，所述NMR信號(hào)反演方法用于生成T2分布、擴(kuò)散-T22D分布、TrT22D分布、和/或T1-T2-擴(kuò)散3D NMR分布。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還應(yīng)該懂得，本發(fā)明打算與一般包括電子配置的系統(tǒng)一起使用，所述電子配置包括至少一個(gè)處理器、存儲(chǔ)程序代碼或其它數(shù)據(jù)的至少一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備、 視頻監(jiān)視器或其它顯示設(shè)備(即，液晶顯示器)以及至少一個(gè)輸入設(shè)備。所述處理器最好是能夠顯示圖像和處理復(fù)雜數(shù)學(xué)算法的基于微處理器或微控制器的平臺(tái)。所述存儲(chǔ)設(shè)備可以包括存儲(chǔ)在與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的特定處理期間生成或使用的事件或其它數(shù)據(jù)的隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM)。所述存儲(chǔ)設(shè)備還可以包括存儲(chǔ)用于本發(fā)明的控制和處理的程序代碼的只讀存儲(chǔ)器(ROM)。通過(guò)參照形成本說(shuō)明書(shū)的一部分、相同標(biāo)號(hào)在各個(gè)圖形中表示相應(yīng)部件的附圖對(duì)如下描述和所附權(quán)利要求書(shū)加以研究，本發(fā)明的這些和其它目的、特征、和特性，以及操作方法、結(jié)構(gòu)的相關(guān)元件的功能、部件的組合、和制造成本將變得更加顯而易見(jiàn)。但是，不言而喻，這些附圖只用于例示和描述的目的，而無(wú)意作為限制本發(fā)明的定義。正如用在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中的那樣，除非上下文另有明確指明，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”、和“該”也包括復(fù)數(shù)指示物。


通過(guò)對(duì)如下描述、待審權(quán)利要求書(shū)和附圖加以研究，可以更好地理解本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1例示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖2例示了現(xiàn)有技術(shù)方法的T2反演和本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的T2反演；圖3例示了使用現(xiàn)有技術(shù)反演方法和本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的T2反演的、作為深度的函數(shù)的孔隙率；圖4例示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的全局反演的表示；以及
圖5是執(zhí)行依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖例示。
具體實(shí)施例方式雖然本發(fā)明易受許多不同形式的實(shí)施例影響，但在如下前提下將本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例顯示在附圖中，以及詳細(xì)描述在本文中，即本公開(kāi)被認(rèn)為是本發(fā)明原理的示范，而不是打算把本發(fā)明的方方面面都限制在例示的實(shí)施例上。一般說(shuō)來(lái)，本發(fā)明包括在相鄰數(shù)據(jù)集間設(shè)置約束以保證測(cè)量的物理性質(zhì)的平滑解的方法。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例例示在圖1中，圖1例示了處理地下數(shù)據(jù)以增強(qiáng)物理性質(zhì)測(cè)量值的連續(xù)性的工作流10。該實(shí)施例包括從移過(guò)穿過(guò)地下區(qū)域的井眼的至少一個(gè)傳感器工具，獲取沿著深度域的一組測(cè)量信號(hào)12。該實(shí)施例進(jìn)一步包括進(jìn)行沿著深度域的該組測(cè)量信號(hào)的全局反演，以確定地下區(qū)域的沿著深度域具有平滑變化的一組物理性質(zhì)，其中，該組物理性質(zhì)可被用于確定井眼所穿過(guò)的相的特性14。正如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員懂得的那樣，現(xiàn)代石油鉆井利用不同工具來(lái)測(cè)井井眼所穿過(guò)的地下地層。一種這樣的工具利用NMR來(lái)測(cè)井或井眼。在利用NMR工具來(lái)測(cè)井地下地層之前，地層流體中的質(zhì)子是隨機(jī)取向的。當(dāng)工具通過(guò)地層時(shí)，該工具生成激勵(lì)那些質(zhì)子的磁場(chǎng)。首先，該工具的永磁場(chǎng)使質(zhì)子的自旋軸沿著特定方向排列或極化。然后，施加該工具的振蕩場(chǎng)，使這些質(zhì)子傾斜偏離它們的新平衡位置。當(dāng)隨后除去振蕩場(chǎng)時(shí)，這些質(zhì)子開(kāi)始傾斜回到或弛豫朝向靜態(tài)磁場(chǎng)排列它們的原始方向。特定脈沖序列被用于生成一系列所謂的自旋回波，該自旋回波被NMR測(cè)井工具測(cè)量并被顯示在測(cè)井記錄上作為自旋回波列。這些自旋回波列構(gòu)成原始NMR數(shù)據(jù)。自旋回波列的衰減幅度可以通過(guò)每一個(gè)具有不同衰減常數(shù)的衰減指數(shù)的和而被很好地?cái)M合。該組所有衰減常數(shù)形成衰減譜或橫向弛豫時(shí)間(T2)分布。T2分布可被用于確定各種地下地層的特性。例如，在水飽和巖石中，可以從數(shù)學(xué)上證明，與單孔隙相關(guān)聯(lián)的衰減曲線是衰減常數(shù)與孔隙尺寸成比例的單指數(shù)；也就是說(shuō)，小孔隙具有小T2值，而大孔隙具有大T2值。在井眼中的任何深度，通過(guò)NMR工具探測(cè)到的巖石樣本將具有孔隙尺寸的分布。因此，多指數(shù)衰減代表那個(gè)深度上的孔隙尺寸分布，每個(gè)T2值對(duì)應(yīng)于不同孔隙尺寸。T2 分布能夠確定的一種特性是孔隙率。T2分布也可被用于確定井眼所穿過(guò)的不同巖石或相類(lèi)型。但是，NMR測(cè)井中的假信號(hào)往往導(dǎo)致相同巖石類(lèi)型的相鄰深度間隔具有不相似的T2分布和振蕩孔隙率響應(yīng)。這是由于在確定孔隙率值和T2分布的形狀的過(guò)程中起重要作用的初始回波的噪聲。結(jié)果，短T2分量是不穩(wěn)定的，甚至對(duì)于相同巖石類(lèi)型也是可以變化的，妨礙了將T2分布用作巖石類(lèi)型(或相)的指示符。當(dāng)將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例與用在石油勘探中的NMR測(cè)井記錄的T2分布一起使用時(shí)，降低了相繼深度間隔的孔隙率和T2分布的形狀的起伏。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該懂得，本發(fā)明可以推廣到相鄰數(shù)據(jù)集間需要平滑約束的其它類(lèi)型的順序測(cè)量。兩個(gè)這樣的例子是標(biāo)量和2D/3D NMR測(cè)井記錄。在NMR測(cè)井測(cè)量中，獲得了可以寫(xiě)成如下的T2回波列
其中，I3i是一列η個(gè)回波中在衰減時(shí)間、噪聲為ε i的第i個(gè)回波的測(cè)量信號(hào)，以及。是要針對(duì)在對(duì)數(shù)尺度上等間距的一組m個(gè)預(yù)選T2的第j個(gè)T2馳豫時(shí)間求解的幅度。 一般說(shuō)來(lái)，使用各種現(xiàn)有技術(shù)的規(guī)則化方法以保證T2分布的平滑行為，來(lái)求解該問(wèn)題。常用的方法之一是將幅度f(wàn)表達(dá)成諸如B樣條函數(shù)的平滑基函數(shù)之和的基函數(shù)逼近法。因此， 在每個(gè)深度，存在
權(quán)利要求
1.一種處理地下區(qū)域的順序測(cè)量信號(hào)以增強(qiáng)物理性質(zhì)測(cè)量值的連續(xù)性的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，其中，該方法包含從至少一個(gè)傳感器工具獲取沿著空間或時(shí)間域的至少一個(gè)的一組順序測(cè)量信號(hào)，其中，所述傳感器工具從地下區(qū)域中獲取該組順序測(cè)量信號(hào)；以及在空間或時(shí)間域的至少一個(gè)中利用平滑約束來(lái)進(jìn)行該組順序測(cè)量信號(hào)的全局反演，以確定地下區(qū)域的一組物理性質(zhì)，其中，該組物理性質(zhì)在空間或時(shí)間域的至少一個(gè)中具有平滑變化，可被用于確定地下區(qū)域的特性。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述傳感器工具在移過(guò)穿過(guò)地下區(qū)域的井眼的同時(shí)獲取該組順序測(cè)量信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，進(jìn)行該組順序測(cè)量信號(hào)的全局反演包括將沿著深度域的該組順序測(cè)量信號(hào)變換成沿著深度域的一組偽測(cè)量信號(hào)；將該組偽測(cè)量信號(hào)反演成沿著深度域的一組偽物理性質(zhì)；以及將該組偽物理性質(zhì)變換成沿著深度域具有連續(xù)性的該組物理性質(zhì)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，將沿著深度域的該組順序測(cè)量信號(hào)變換成沿著深度域的該組偽測(cè)量信號(hào)以及將該組偽物理性質(zhì)變換成沿著深度域具有連續(xù)性的該組物理性質(zhì)包括利用B樣條函數(shù)、高斯函數(shù)、或Γ函數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該組物理性質(zhì)可被用于確定井眼所穿過(guò)的地下區(qū)域的不同相。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，該組順序測(cè)量信號(hào)包括NMR信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，NMR信號(hào)通過(guò)施加一組RF脈沖而引起。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，NMR信號(hào)包括通過(guò)施加一組CPMG脈沖序列而引起的多個(gè)回波列。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，NMR信號(hào)的全局反演被用于生成T2分布、擴(kuò)散-T22D 分布、TrT22D分布、和/或T1-T2-擴(kuò)散3D NMR分布。
10.一種配置成處理地下測(cè)井記錄以增強(qiáng)物理性質(zhì)測(cè)量值的連續(xù)性的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)處理器，所述一個(gè)或多個(gè)處理器通過(guò)如下操作來(lái)提供分離巖相之間的沉積等效地下事件之間的關(guān)聯(lián)(a)從至少一個(gè)傳感器工具獲取沿著空間或時(shí)間域的至少一個(gè)的一組順序測(cè)量信號(hào)； 該組順序測(cè)量信號(hào)是在所述傳感器工具移過(guò)穿過(guò)地下區(qū)域的井眼的同時(shí)獲取的；以及(b)進(jìn)行沿著空間或時(shí)間域的至少一個(gè)的該組順序測(cè)量信號(hào)的全局反演，以確定地下區(qū)域的沿著空間或時(shí)間域的至少一個(gè)具有平滑變化的一組物理性質(zhì)，其中，該組物理性質(zhì)可被用于確定地下區(qū)域的特性。
全文摘要
一種處理地下測(cè)井記錄以增強(qiáng)物理性質(zhì)測(cè)量值的連續(xù)性的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法和系統(tǒng)。該方法包括從移過(guò)穿過(guò)地下區(qū)域的井眼的至少一個(gè)傳感器工具獲取沿著空間或時(shí)間域的一組測(cè)量信號(hào)。該方法另外還包括進(jìn)行沿著空間或時(shí)間域的該組測(cè)量信號(hào)的全局反演，以確定地下區(qū)域的沿著空間或時(shí)間域具有平滑變化的一組物理性質(zhì)，其中，該組物理性質(zhì)可被用于確定地下區(qū)域的特性。
文檔編號(hào)G01V3/38GK102232198SQ200980148081
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者K-J·鄧恩, 孫伯勤 申請(qǐng)人:雪佛龍美國(guó)公司