CN102132172A

CN102132172A - 在转变为间隙化表示后为地质组成中的表面加入位置信息

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Publication number: CN102132172A
Application number: CN2008801055358A
Authority: CN
Inventors: 威廉·C·博斯
Original assignee: Landmark Graphics Corp
Current assignee: Landmark Graphics Corp
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2028-09-03
Also published as: CA2698372C; CA2698372A1; MX2010002522A; US20090063117A1; AU2008296280B2; BRPI0816407A2; AU2008296280A1; EA201000291A1; EA017209B1; CN102132172B; EG26308A; WO2009032857A3; EP2185950A2; WO2009032857A2; EP2185950B1; US8265914B2

Abstract

一种将位置信息注入地质数据集的系统、方法和存储介质，用于改进地质组成中表面的建模。该方法包括：(1)显示所述地质组成中经过所选择的井子集的横截面，其中，所显示的横截面包括所选择的井的井挖掘；(2)在所显示的横截面的不整合面中打开间隙，其中，所述间隙在与所述不整合面相交的一个或多个井处被打开，其中，所述间隙代表非沉降和/或所述组成中由于侵蚀而缺失的物质；(3)接收指定该间隙内顶部的位置的用户输入；以及(4)闭合该间隙，其中，闭合该间隙包括基于该间隙内指定的顶部的位置计算恢复顶部的位置，其中，所述恢复顶部的位置可用于对所述组成中的一个或多个表面建模。

Description

在转变为间隙化表示后为地质组成中的表面加入位置信息

技术领域

本发明一般涉及说明性地球建模领域，更特别地，涉及一种将附加的点注入到地质组成的表面上的系统、方法以及存储介质。

背景技术

地质组成包括多个层。所述层之间的界面在本文中被称为“表面”。为了采集关于所述层以及它们之间的表面的信息，可以向地质组成中钻井。特别地，可以确定所述表面上的位置样本。因为钻井昂贵，所以能够在地质组成中采集的表面样本点的数量有限。这样，不能对一些表面进行足够密集地采样以允许精确评估所述表面。

可以用表面模型来评估表面。一些表面可能约束不足，即未用足够数量的表面样本点约束以允许精确评估所述表面。在给定表面上的表面样本点可以理解为对试图用模型来评估该表面的建模算法的约束。用于(使用等容线图或等厚线图)处理约束不足表面问题的现有方法是复杂的。

为了将约束不足(例如，部分缺失或空间受限)的表面外推到断层或不整合面，可以向给定表面加入等容线图。该外推后的表面于是可以作为添加另一个等容线图的基础，以将又一个表面外推到断层或不整合面，以此类推。

在推断的初始阶段，一些表面被很好地约束(即，被足够数量的表面样本点采样)，而其他表面未被很好地约束。在图1A中，表面A、D、E和F均用五个表面样本点约束，而表面B和表面C分别用四个和三个表面样本点相对不足地采样。

建模算法对给定表面的表面样本点进行操作并创建该表面的模型。表面模型的质量部分取决于如图1B中所示的该表面的表面样本点的数量。模型M_A、M_B和M_C分别接近于表面A、B和C。应注意，模型M_C对表面C的表示欠佳。考虑到地质科学的定律，不应得出表面C像模型M_C所示的那样平坦。地质科学定律提出地质组成顶部趋于与其他表面顶部平行。因此，M_C应该平行于M_A。

图1C表示地质学家对表面应该如何表现的构想。换句话说，地质学家将表面A看作向导并且断定所有的表面(即，表面A、B和C)近似平行以及可能在最低的近似水平的表面(即，表面D)以下折叠且截断。对表面B和C进行有效建模的普遍方法包括：首先在约束最佳的表面(表面A)和约束较差的表面(表面B和C)之间建立等厚线(或等容线)图，然后从约束最佳的表面开始相继加入这些等厚线图。该方法需要许多手动簿记，而且最主要的是，需要有约束良好的表面，用于约束约束较差的表面。如果不存在这样的表面，则没有简单的方式来对约束较差的表面进行建模。

因此，尤其是对于约束不足的表面，需要具有允许用户以改善的质量和/或效率产生表面的表面模型的系统和方法。

发明内容

在一组实施例中，用于提高对地质组成中表面的建模的质量的计算机实现的方法可以包括以下操作。第一，计算机可以接收从井的集合中选择井的子集S的用户输入。第二，所述计算机可以显示经过所述子集S中的井的所述地质组成的横截面。所显示的横截面包括关于子集S中的井的井挖掘。第三，所述计算机可以修改地质数据集，以在所显示的横截面的不整合面中打开间隙。所述间隙在子集S的与所述不整合面相交的一个或多个井处被打开。所述间隙代表非沉降和/或所述地质组成中由于侵蚀而缺失的物质。第四，所述计算机可以接收指定所述间隙内的顶部的位置的用户输入。第五，所述计算机可以根据用户命令修改所述地质数据集以闭合所述间隙。闭合所述间隙的动作包括基于在所述间隙内指定的顶部的位置计算恢复顶部的位置。所述恢复顶部的位置可用于对所述地质组成中的一个或多个表面建模。随着计算机修改所述地质数据集以打开和/或闭合所述间隙，在显示器上不断地更新所显示的横截面。因此，当所述计算机打开/闭合所述间隙时，计算机显示器提供所述地质组成的横截面的不断更新的直观表示，从而向用户直观地显示这些操作。所述计算机可以将所述恢复顶部的位置存储在存储介质中。

如果在所显示的横截面中存在超过一个的不整合面，则可以对任一或全部不整合面重复该计算机实现的方法。此外，可以对任何数量的井子集重复该计算机实现的方法。

所述计算机可以被编程成对与井的集合对应的井挖掘以及所恢复的顶部位置进行操作，从而为所述地质组成中的一个或多个表面确定一个或多个模型。由于该计算机可访问由所恢复的顶部位置提供的额外信息，因此该计算机能够在产生精确评估组成表面的模型方面做得更好。

所述表面模型可用于估计所述地质组成中物质(即，具有经济价值的物质)的位置。在各实施例中，所估计出的位置可用于控制钻井、控制地震数据的获取、确定开采所述物质的策略等。

所述计算机可以显示所述地质组成的直观显示，所述地质组成的直观显示包括一个或多个表面模型的表示。当如本文中所述那样对所述地质数据集执行各计算机操作(包括打开和/或闭合间隙)时，该计算机还可以直观地更新所述直观表示。

在一些实施例中，计算机可访问的存储介质用于存储程序指令，其中，所述程序指令可被执行以实现本文中所述的任一方法实施例(或者，本文中所述的方法实施例的任意结合，或者，本文中所述的任何方法实施例的任何子集)。存储介质为用于存储信息的介质。存储介质的示例包括：多种磁性媒体(例如，磁带、磁盘、磁条、以及磁性胶片)；多种光学媒体(例如，CD-ROM)；多种半导体RAM和ROM；基于电荷和/或其他物理量的存储的各种媒体；等等。

在一些实施例中，一种计算机系统被配置成包括处理器(或一组处理器)和存储介质。该存储介质用于存储程序指令。所述处理器用于读取和执行所述程序指令。所述程序指令可被执行以实现本文中所述的任一方法实施例(或者，本文中所述的方法实施例的任意结合，或者，本文中所述的方法实施例的任何子集)。该计算机系统可以各种形式实现。例如，该计算机系统可以是个人电脑(为各种形式)、工作站、卡上的计算机、服务器计算机、客户端计算机等。

在一些实施例中，通过网络分布的一组计算机可以用于划分执行方法(例如，本文中所述的任一方法实施例)所需的工作。

附图说明

通过参照以下具体描述，在结合附图一起阅读该具体描述时，可以更加完整地理解本发明的上述以及其他目的、特征和优点。

图1A示出具有有限的表面样本点集合的地理组成的典型横截面；

图1B示出由图1A中有限的表面样本点生成的未经验证的表面；

图1C示出地质学家对表面A、B和C应该如何靠近上不整合面(即表面D)且截断的构想；

图2示出用于为了表面建模而操作地理数据集以改善该数据集的质量的方法的一个实施例；

图3A示出窗口的一个实施例，显示出现场的井的集合，并且显示出所选择的、要分析的井的子集；

图3B示出显示出的横截面，该横截面经过所选子集的井；

图4示出与所选择的井的子集对应的虚拟折叠面；

图5示出横截面的间隙化表示，其中，间隙区域对应于已从地质组成中侵蚀掉的物质；

图6A至图6D表示在所示横截面中打开间隙的过程中的相继的阶段；

图7示出将用户指定的顶部插入间隙区域中；

图8示出在间隙闭合后具有恢复出的顶部的横截面；

图9示出从下面由不整合面定界的一组层；并且

图10示出适合执行本文所述方法中任一方法或全部方法的计算机系统的一个实施例。

尽管本发明容许有各种修改和替代形式，但是在附图中通过举例方式示出本发明的特定实施例，并且所述实施例会在本文中具体描述。但是应当理解，所述附图及其具体描述并非旨在将本发明限于所公开的特定形式，而是旨在覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同内容和替换方式。如本文中使用的那样，术语“包括”表示“包括但不限于”。

具体实施方式

在一组实施例中，如图2所示，用于对地质数据集进行操作的计算机实现的方法可以包括以下操作，其中，该地质数据集包括关于地质组成中井的集合C的井挖掘(well pick)。该计算机实现的方法可以包括：显示与该地质数据集对应的信息，例如，显示地质组成的横截面。该计算机实现的方法还可以包括基于由计算机执行来修改该数据集的动作而不断地或交互式地更新所述显示，包括打开和/或闭合该地质组成的横截面中的间隙。

在步骤110中，计算机可以接收从集合C选择井的子集S的用户输入。为利于选择子集S，计算机可以显示窗口210，该窗口210包含一地域内的井位置的二维标记图，如图3A所示(该窗口示出在该地域上向下看时的井位置)。用户可以通过点击(或用其他方法确定)显示的窗口中井的位置来选择井。在一些实施例中，用户输入指定有序序列的井。尽管图3A的示例示出了由用户选择出的五个井的序列(W1至W5)，但是可以选择任何数量的井。

在步骤115中，计算机可以显示示出地质组成的横截面的窗口，该横截面经过子集S中的井，如图3B所示。所显示的横截面包括关于子集S中的井的井挖掘的直观表示(在图3B中，井挖掘由圆点表示)。“井挖掘”是对沿着井轨迹的点的评估，其中，在该井轨迹上，一层过渡到另一层。

图3B示出了各层之间的界面301-306。井挖掘A、D和G对应于界面303。井挖掘B、E、H和J对应于界面302。井挖掘C、F、I、K和L对应于界面301。

所显示的横截面中可存在一个或多个不整合面。图5示出一个大致始于点P并沿着界面304延伸到左侧的不整合面。不整合面是代表地质时间中断的、层之间的分界面。

图3B中显示的横截面可以理解成折叠面的展平表示。设想该折叠面为垂直切入地面并在该子集的井位置处折叠。图4示出了图3A中给定的五个井的子集的折叠面。

在步骤120中，计算机可以修改地质数据集，以在所显示的横截面的不整合面中打开间隙。该间隙在子集S的、贯穿该不整合面的一个或多个井处打开。该间隙可以代表非沉降和/或地质组成中由于侵蚀而缺失的物质。计算机可以响应于对地质数据集进行的用以打开间隙的修改而更新横截面的显示，例如，在执行用来打开该间隙的修改时不断地和/或交互式地更新该横截面。

可以按阶段打开间隙，例如，如图6A-6D中所示一次一个井。图6A示出第一阶段，其中，沿着井W4开始打开间隙(可以使用任何贯穿不整合面的井来打开该间隙。这里选择井W4仅仅为了讨论起见)。该间隙沿向下方向被打开用户指定的量Δz₄。该间隙用平行阴影线示出。当该间隙被打开时，沿着井W4并在该不整合面以下的每个井挖掘向下垂直平移相同的量Δz₄(这可以在计算机显示器上示出)。原来在位置D、E和F处的井挖掘分别平移到位置D’、E’和F’。在一个实施例中，用户通过拉动表示该间隙的底边的标记m(用小方块符号标出)来指定所述量Δz₄。在图6A示出的情形中，用户选择量Δz₄，使得平移后的位置D’、E’和F’以与井W5上的相应井挖掘(即井挖掘A、B和C)相同的深度排齐。通常，由于给定层不会在每个井处具有相同的厚度(在深度方向上)，因此不会实现一个井的井挖掘与另一个井的井挖掘对齐的这种情况。

图6B示出第二阶段，其中，该间隙延伸为包括沿着井W3的开口。用户指定量Δz₃，该间隙被打开该量Δz₃。当该间隙被打开时，沿着井W3并在该不整合面以下的每个井挖掘向下平移相同的量Δz₃(可以在计算机显示器上示出)。原来在位置G、H和I处的井挖掘分别平移到位置G’、H’和I’。用户可以通过拉动表示该间隙的底边的标记(未示出)来指定所述量Δz₃(即，该间隙沿着井W3打开的部分)。

图6C示出第三阶段，其中，该间隙延伸为包括沿着井W2的开口。用户指定量Δz₂，该间隙被打开该量Δz₂。当该间隙被打开时，沿着井W2并在该不整合面以下的每个井挖掘向下平移相同的量Δz₂。原来在位置J和K处的井挖掘分别平移到位置J’和K’。用户可以通过拉动表示该间隙的底边的标记m(用小方块符号标出)来指定量Δz₂(即，该间隙沿着井W2打开的部分)。

图6D示出第四阶段，其中，该间隙延伸为包括沿着井W1的开口。用户指定量Δz₁，该间隙被打开该量Δz₁。当该间隙被打开时，沿着井W1并在该不整合面以下的每个井挖掘向下平移相同的量Δz₁(可以在计算机显示器上示出)。因此，原来在位置L处的井挖掘平移到位置L’。用户可以通过拉动表示该间隙的底边的标记m(用小方块符号标出)来指定量Δz₁(即，该间隙沿着井W1打开的部分)。

图6D将每个修改后的界面301-4、302-4和303-4示为恒定深度的轨迹(locus)。当在图示中层之间的所有界面都实现这种情况时，图示被称为伪惠勒图(这样的图示被称为已转变为“伪惠勒空间”)。如以上所述，由于层的厚度从一个井到下一个井通常不同，因此通常不会实现这种情况。然而，应注意，本文中公开的实施例不要求实现这种情况。

在如上述那样打开间隙后，可以执行步骤125。在步骤125中，计算机可以接收指定间隙内的顶部的位置的用户输入，例如，如图7中的顶部T1-T3(用小“x”符号标出)所示。计算机可以响应于指定顶部位置的用户输入更新(例如，不断地更新)横截面的显示。

每个顶部的位置在所述井之一上指定。沿着井W1指定顶部T1和T2，而在井W2上指定顶部T3。此外，每个顶部被指定在与所显示的图示中的界面之一一致的位置处。例如，顶部T1和T3被指定在与界面503一致的位置处，而顶部T2被指定在与界面502一致的位置处。通过步骤120的间隙打开过程使界面502和503展平成恒定深度的轨迹(在所示的示例中)使得用户易于评估顶部T1-T3的适当位置。然而，应注意，即使在界面的展平仅仅是部分的或不完全时，也能显著地表现出该简易性好处(易于顶部位置评估)。例如，在一个或多个界面仅仅具有局部曲率减小时，也可以表现出显著的好处。

在步骤130中，计算机可以修改地质数据集以闭合该间隙，例如，如图8所示。计算机可以响应于对地质数据集进行的用以闭合该间隙的修改来更新横截面的显示，例如，在执行用来闭合该间隙的修改时不断地和/或交互式地更新横截面。

闭合该间隙的动作包括：基于该间隙内相应顶部的位置计算恢复的顶部的位置。图8示出分别与顶部T1、T2和T3对应的恢复顶部R1、R2和R3。给定的恢复顶部沿着井Wk(其中，Wk为经过步骤120的间隙打开过程的井之一)的深度z_RT可以根据表达式z_RT＝z_T-Δz_k来计算，其中，z_T为用户在“间隙化表示”(即，图7)中指定的顶部的深度，而Δz_k为间隙在井Wk处打开的量(在计算机上执行的程序被用于存储步骤120中间隙沿着任一给定的井Wk打开的量Δz_k)。

恢复的顶部的位置可以用于改进地质组成中表面的建模。例如，恢复顶部R1和R3的位置可以被加入到包括井挖掘A、D和G的数据集中，以改进地质组成中界面303的建模(或者，界面303是其一部分的表面的建模)。类似地，恢复顶部位置R2可以被加入到包括井挖掘B、E、H和J的数据集中，以改进界面302的建模。

应注意，所显示的横截面可以包括超过一个的不整合面。因此，对于所显示的横截面中的一个或多个额外的不整合面，可以重复步骤120和125。

图3B示出数个层(例如，界面301-303之间的层)从下面遇到不整合面的情况。该不整合面从上面限制这些层。因此，通过在向下方向(即，深度增加的方向)上平移该不整合面下面的井挖掘来打开该间隙。然而，其他种类的不整合面也可以由本文中所描述的计算方法处理。例如，如图9所示，不整合面可以从下面限制一组层。在这种情况下，可以通过在向上方向(即，深度减小的方向)上平移该不整合面上面的井挖掘来打开该间隙。

从单组井的角度对图2进行了描述。然而，对于任何数量的井子集，可以重复图2的步骤。

由上述方法产生的恢复的顶部可以用于增加集合C中井的井挖掘位置。增大后的数据集可以被提供给表面建模程序。该表面建模程序能够在产生精确评估地质组成中的表面的模型方面做得更好。任何已知的表面建模程序都可以考虑用于产生表面模型。

所述表面模型可以用于使用一个或多个表面模型来估计地质组成中物质的位置，例如，物质例如为石油、煤气、沥青砂、煤炭、任何矿物质等。估计出的位置可以用于控制钻井，例如，用于确定开始钻井的表面位置或用于确定井的钻井计划。此外，估计出的位置可以用于控制地震数据的获取、用于确定地震检波器和传感器的布置等。

计算机可以用于(用合适的软件)显示地质组成的、包括一个或多个表面模型的直观表现的直观表示。在接收到用户输入和/或修改数据集(例如，打开或闭合间隙)时，可以交互式地(例如，实时地)更新该地质组成的直观表示。

在一个实施例中，图2的方法实施例被实现为对的扩展，

是可以从Halliburton Energy Services获得的软件产品。

图10示出计算机系统800的一个实施例。计算机系统800可以包括处理单元810、存储装置815的集合、通信总线820、一组输入装置825以及一个或多个显示装置830。存储装置815的集合可以包括任何形式的存储介质和存储器存取装置。例如，存储装置815可以包括半导体RAM和ROM装置以及大容量存储装置，例如CD-ROM驱动器、磁盘驱动器、磁带驱动器、存储区域网(SAN)等。

处理单元810用于读取和执行程序指令，例如，存储在诸如一组一个或多个CD-ROM等的存储介质上并在执行时间加载到半导体存储器中的程序指令。处理单元810可以通过通信总线820(或者通过总线集合)连接到存储装置815。所述程序指令配置计算机系统800来实现方法，例如本文中所述的任何方法实施例(或者本文中所述的方法的任意结合或本文中所述的任何方法的任意子集)。

处理单元810可以包括一个或多个可编程处理器(例如，微处理器)。

一个或多个用户可以通过该组输入装置825向系统800提供输入。输入装置825可以包括诸如键盘、鼠标装置、数字化板、跟踪球、光笔、数据手套、眼睛定向传感器、头部定向传感器等的装置。该组显示装置830可以包括诸如监视器、投影仪、头戴式显示器、打印机、图形显示器等的装置。

在一个实施例中，系统800可以包括一个或多个通信装置835，例如用于与计算机网络对接的网络接口卡。例如，在远程计算机获得的表面样本点的集合可以通过计算机网络被传输给系统800。系统800可以使用该网络接口卡从该计算机网络接收所述表面样本点的集合。在其他实施例中，系统800可以包括多台计算机和/或其他通过计算机网络耦合的元件。

尽管结合优选实施例描述了本发明的系统的方法，但是并非旨在限于本文中记载的特定形式，而是旨在覆盖可合理地包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围之内的替选方式、修改、以及等同内容。

Claims

1.一种用于对包括关于地质组成中数个井的井挖掘的地质数据集进行操作的计算机实现的方法，该方法包括：

(a)将所述地质数据集存储在存储介质中；

(b)接收选择所述井的子集的第一用户输入；

(c)在显示器上显示所述地质组成的、经过所述子集中的井的横截面，其中，所显示的横截面包括关于所述子集中的井的井挖掘；

(d)修改所述地质数据集，以在所显示的横截面的不整合面中打开间隙，其中，所述间隙在所述子集中与所述不整合面相交的一个或多个井处被打开，其中，所述间隙代表非沉降和/或所述地质组成中由于侵蚀而缺失的物质；

(e)接收指定所述间隙内的顶部的位置的第三用户输入；以及

(f)修改所述地质数据集以闭合该间隙，其中，所述闭合该间隙包括基于该间隙内顶部的位置计算恢复顶部的位置；

其中，所述恢复顶部的位置可用于对所述地质组成中的一个或多个表面建模，从而可用于控制在所述地质组成中钻井。

2.如权利要求1所述的方法，其中，响应于所述修改该地质数据集以打开该间隙以及响应于所述修改该地质数据集以闭合该间隙，更新所述在显示器上显示横截面。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述地质组成包括数个岩石层，其中，所述数个井的井挖掘代表所述岩石层之间的表面上的位置的样本，其中，所述间隙的打开实现所显示的横截面向伪惠勒空间转变。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述地质组成包括数个岩石层，其中，所述数个井的井挖掘代表所述岩石层之间的表面上的位置的样本，其中，在所述打开该间隙之后，对应于每个表面的井挖掘水平对齐。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：

对于不同的井子集重复(b)至(f)。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

对于所显示的横截面中的另一个不整合面重复(d)。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述地质组成包括数个岩石层，其中，所述数个井的井挖掘代表所述岩石层之间的表面上的位置的样本，该方法还包括：

对所述数个井的井挖掘以及所述恢复顶部的位置进行操作，以分别为一个或多个表面确定一个或多个表面模型。

8.如权利要求1所述的方法，其中，(d)包括：

(d1)接收选择与所述不整合面相交的第一井的第四用户输入；

(d2)平移与所选择的井对应并位于所述不整合面以下的一个或多个井挖掘，其中，所述平移在所显示的横截面中将所述一个或多个井挖掘垂直向下移动由第五用户输入确定的量。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

对于与所述不整合面相交的一个或多个其他井执行(d1)和(d2)。

10.如权利要求1所述的方法，还包括：

使用所述一个或多个表面模型估计所述地质组成中物质的位置。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：

使用所估计出的位置来控制所述钻井。

12.如权利要求10所述的方法，还包括：

在显示器上显示所述地质组成的直观表示，所述地质组成的直观表示包括所述一个或多个表面模型的表示。

13.如权利要求1所述的方法，还包括：

将所述恢复顶部的位置存储在存储器中。

14.一种存储实现权利要求1-13中任一项所述方法的程序指令的计算机可读存储介质。

15.一种实现权利要求1-13中任一项所述方法的系统。