用多个初始猜测进行的多层地床边界距离(DTBB)反演制造技术

提供了用于地质导向反演的系统和方法。基于地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿所述地层的井筒的路径的响应。每个初始模型表示在指定的范围内的不同数量的地层层。基于在所述作业的当前阶段期间获得的测量，确定所述工具相对于一个或多个地层参数的实际响应。将所述实际响应与从所述初始模型中的每一者预测的响应进行比较。基于所述比较和选择标准，选择所述模型中的至少一者作为反演模型。基于所述选定模型，沿着所述井筒路径针对所述作业的后续阶段执行反演。基于反演结果，针对所述后续阶段调整所述井筒路径。

Multilayer Ground Bed Boundary Distance (DTBB) Inversion Using Multiple Initial Conjectures

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用多个初始猜测进行的多层地床边界距离(DTBB)反演
本公开大体涉及油气勘探和生产，并且具体地涉及用于在用于油气勘探和生产的井下作业期间井筒的定向钻井的地质导向反演。
技术介绍
在油气勘探和生产领域中，井下测井工具典型地用于提供在井筒钻穿地层时在该井筒周围的岩层的性质的指示。这种井下测井工具的一个示例是随钻电磁电阻率测井(LWD)工具。这种LWD工具典型地包括至少一个发射天线和多个接收天线，接收天线位于沿着工具的轴线的距发射天线的不同的距离处。发射天线用于在周围地层中生成电磁场。继而，在地层中的电磁场在每个接收天线中感生电压。地层的响应被转换成一组反演参数，该组反演参数然后用于估计地层的各种性质。此类信息可以用于确定是流体、诸如油气的存在与否。在井下测井操作期间，可以逐点地执行反演。为了处理地层异质性，诸如来自地层层边界的肩部效应，可以执行“一维”(1D)反演以确定与井下工具从至少单个点获取的测量值匹配的适当层状地层模型。因此，基于这种地层模型的1D反演可以用于执行“地床边界距离”(DTBB)分析，以用于映射在不同的地层层之间的边界。然而，常规的DTBB反演技术一般需要具有关于下面地层的特定假设的初始地层模型。然而，不正确的假设可能引起不能准确地表示实际地层的地层模型。由于这种模型倾向于产生陷入局部最小值中的反演结果，因此该模型可能对于反演来说是病态的。随着在反演中的地层层的数量增加，这种趋势变得更糟。例如，当使用井下测井工具在地层内的扩展范围内收集的深度测量反演来执行时，地层层的数量可能是相当大的。由于地层层的数量通常在反演中是未知变量，因此常规的反演技术使用确定性方法来基于预选择的层数量而执行反演。预选择的层数量典型地是基于先验信息，例如预先存在的井筒模型，并且当在井下作业的过程中执行反演时保持恒定。然而，选定层数量可能基本上偏离在井下作业期间需要执行反演的实际层数量。因此，可能向反演过程中引入另外的不确定性。尽管可以使用无梯度反演技术(例如，随机反演)来将层数量优化为变量，但是由于这种无梯度技术产生可接受的反演结果所需要的漫长的模拟时间和/或附加的计算资源，无梯度反演的效率通常远低于确定性反演。附图说明图1A是包括用于在井场处执行井下作业的测井工具的说明性钻井系统的图。图1B是包括用于在井场处执行井下作业的电缆工具的说明性钻井系统的图。图2是用于在井场处的井下作业期间的井规划和控制的说明性系统的框图。图3是示出针对地下地层的多个层的地床边界距离(DTBB)反演的结果的曲线图。图4是用于在井下作业期间的地质导向反演的说明性过程的流程图。图5是用于并行运行用于多层DTBB反演的多个反演模型的说明性过程的流程图。图6是可实现本公开的实施方案的说明性计算机系统的框图。说明性实施方案的描述本公开的实施方案涉及用多个初始猜测进行的多层地床边界距离(DTBB)反演，以此用于井规划和控制。尽管在本文中参考特定应用的说明性实施方案来描述本公开，但是应当理解，实施方案不限于此。其它实施方案是可能的，并且在本文的教导的精神和范围以及其中实施方案将会具有显著的实用性的另外领域内，可以对实施方案进行修改。此外，当结合实施方案描述特定的特征、结构或特性时，无论是否明确地描述，结合其它实施方案实现这样的特征、结构或特性都被认为是在相关领域的技术人员的知识范围内。相关领域的技术人员还将显而易见的是，如本文所述，实施方案可以以附图中示出的软件、硬件、固件和/或实体的许多不同实施方案实现。专门控制硬件来实现实施方案的任何实际软件代码并非对详细描述的限制。因此，鉴于本文呈现的详细程度，实施方案的操作行为将在理解实施方案的修改和变型是可能的前体下进行描述。在本文的详细描述中，提及“一个实施方案”、“实施方案”、“示例实施方案”等指示所述的实施方案可以包括特定的特征、结构或特性，但是每一个实施方案可能不一定包括该特定的特征、结构或特性。此外，此类短语不一定是指同一个实施方案。术语“在……之前”在本文中可以用于指代相对于钻柱的特定部件或地下地层的其中钻柱相对于地层的其它层所在的当前层的下游或井下方向(例如，在井筒的趾部之前)。除非另外指出，否则该术语和本公开中可使用的空间相对术语旨在涵盖除了附图中所示的定向之外的在使用或操作中的设备的不同定向。例如，附图中所示的设备可以以另外方式定向(旋转90度或以其它定向)，并且可以相应地解释本文使用的空间相对描述符。例如，如果附图中的设备旋转180度，那么被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向在其它元件或特征“上方”。此外，尽管附图可以示出竖直井筒，但是除非另外指出，否则本领域的普通技术人员应当理解，根据本公开的设备同样非常适合用于具有其它定向的井筒，包括水平井筒、偏斜或倾斜井筒、多底分支井筒等。同样地，除非另外指出，否则即使附图可能示出陆上作业，但是本领域的技术人员应当理解，根据本专利技术的设备同样适合用于海上作业，反之亦然。此外，除非另外指出，否则即使附图可能描绘套管井，但是本领域的普通技术人员应当理解，根据本专利技术的设备同样适合用于裸眼井作业。如下面将进一步详细地描述的，本公开的实施方案可以用作地质导向服务的一部分，以用于在地下储层地层内执行井下作业的不同阶段。这样的作业可以是例如钻井作业，其涉及沿着规划的路径朝向在地层内的油气沉积物目标区钻出井筒。钻井作业的不同阶段可以对应于其中井筒沿着规划的路径钻穿地层的多个层的多个操作区间。每个操作区间可以是例如其中沿着规划的路径钻出井筒的一部分的不同深度或时间范围。在一个或多个实施方案中，当沿着井筒的规划的路径钻出井筒时，设置在井筒内的井下工具可以用于测量周围地层的性质。此类测量可以当在井下作业的不同阶段钻出井筒时由井下工具在沿着井筒的路径的多个测井点中的一个或多个处收集。该示例中的井下工具可以是电阻率随钻测井(LWD)工具，以用于测量在沿着井筒的路径的每个测井点处的地层电阻率。然而，应当注意，实施方案旨在不限于此，并且所公开的实施方案可以应用于其它类型的井下工具，例如声学或超声工具。此外，应当注意，此类工具可以用于测量其它类型的地层性质，例如渗透率、介电常数等。在一个或多个实施方案中，地层的多个初始模型可以用于预测工具的沿着井筒的路径针对不同数量的地层层的响应。初始模型中的每一者可以是例如表示在指定的范围内不同数量的地层的多层地层模型。指定的范围可以从一个层(对于均匀地层)跨越到任何数量的地层，例如在指定的深度范围内。此外，可以通过对由该模型表示的相应地层层的不同的地层参数组进行随机采样来生成每个模型。被采样的地层参数组可以是基于例如在某种概率分布内的预限定的参数范围。可以执行这种采样，使得生成的模型覆盖所有可能地层参数。应当了解，可以根据特定实现方式所期望的来使用各种所熟知的统计技术中的任一种。因此，生成的反演模型可以表示地层的不同数量的地层层的地层性质的多个初始猜测。这些初始猜测或模型然后被确定有无资格用于执行在井下作业期间沿着井筒的路径对多个地层层的DTBB反演。如下面将进一步详细地描述的，这种多层DTBB反演的初始模型的资格确定可以首先涉及将基于每个初始模型的井下工具的预测的响应与基于由工具在沿着规划的井筒路径的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地质导向反演的计算机实现的方法，所述方法包括：基于地下地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿所述地下地层的井筒的路径的响应，所述初始模型中的每一者表示在指定的范围内的不同数量的地层层；基于在所述井下作业的当前阶段期间在沿着所述路径钻出所述井筒时从所述井下工具获得的测量，确定所述井下工具相对于一个或多个地层参数的实际响应；将所述井下工具的所述实际响应与来自所述多个初始模型中的每一者的预测的响应进行比较；基于所述比较和至少一个选择标准，选择所述多个初始模型中的至少一者作为反演模型；基于所述选定反演模型，沿着所述井筒的所述路径针对所述井下作业的一个或多个后续阶段执行反演；以及基于使用所述选定反演模型的所述反演的结果，调整所述井筒的所述路径以执行所述井下作业的所述一个或多个后续阶段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种地质导向反演的计算机实现的方法，所述方法包括：基于地下地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿所述地下地层的井筒的路径的响应，所述初始模型中的每一者表示在指定的范围内的不同数量的地层层；基于在所述井下作业的当前阶段期间在沿着所述路径钻出所述井筒时从所述井下工具获得的测量，确定所述井下工具相对于一个或多个地层参数的实际响应；将所述井下工具的所述实际响应与来自所述多个初始模型中的每一者的预测的响应进行比较；基于所述比较和至少一个选择标准，选择所述多个初始模型中的至少一者作为反演模型；基于所述选定反演模型，沿着所述井筒的所述路径针对所述井下作业的一个或多个后续阶段执行反演；以及基于使用所述选定反演模型的所述反演的结果，调整所述井筒的所述路径以执行所述井下作业的所述一个或多个后续阶段。2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：基于在与所述地下地层相关联的概率分布内的预限定的参数范围，对不同的地层参数组进行随机采样；以及基于所述被随机采样的地层参数组，生成所述多个初始模型。3.如权利要求2所述的方法，其中在所述井下作业的所述当前阶段期间并在执行所述反演之前，执行所述多个初始模型的所述生成和基于所述初始模型对所述响应的所述预测。4.如权利要求2所述的方法，其中在所述井下作业的所述当前阶段之前执行所述多个初始模型的所述生成和基于所述初始模型对所述响应的所述预测，并且所述方法还包括：经由通信网络从数据库获得针对所述多个初始模型中的每一者的所述预测的响应。5.如权利要求1所述的方法，其中针对在所述地下地层内的指定的深度范围内由所述多个初始模型中的每一者表示的所述地层层中的每一者预测所述井下工具的所述响应。6.如权利要求1所述的方法，其中预测所述井下工具的所述响应包括：执行正演建模以针对由所述多个初始模型中的每一者表示的所述不同数量的地层层预测所述井下工具的所述响应。7.如权利要求1所述的方法，其中预测包括：基于所述多个初始模型中的每一者，估计沿着所述井筒的所述路径的所述一个或多个地层参数的值，其中比较包括：计算表示由所述井下工具获得的所述测量与来自所述多个初始模型中的每一者的所述一个或多个地层参数的所述估计值之间的偏差量的失配值，其中所述选择标准是失配阈值，并且其中选择包括：选择所述多个初始模型中的其中所述失配值低于所述失配阈值的至少一者。8.如权利要求1所述的方法，其中所述井下工具联接到设置在所述井筒内的钻柱的井底组件，并且调整所述井筒的所述路径包括：调整所述井底组件的一个或多个操作参数，以用于在所述井下作业的一个或多个第二阶段期间在所述井筒钻穿所述地下地层时为所述井筒进行导向。9.如权利要求1所述的方法，其中所述井下工具是测量所述一个或多个地层参数的电磁电阻率工具，并且所述一个或多个地层参数选自由以下项组成的组：当前地层层的电阻率；沿着所述井筒的所述路径位于所述当前地层层之前的一个或多个附加的地层层中的每一者的电阻率；所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层之间的距离；表示所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层之间的地层电阻率的梯度转变的电阻率对比；以及所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层的倾角。10.一种用于地质导向反演的系统，所述系统包括：至少一个处理器；以及存储器，所述存储器耦合到所述处理器，所述存储器具有存储在其中的指令，所述指令在由所述处理器执行时，致使所述处理器执行功能，所述功能包括以下功能：基于地下地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿所述地下地层的井筒的路径的响应，所述初始模型中的每一者表示在指定的范围内的不同数量的地层层；基于在所述井下作业的当前阶段期间在沿着所述路径钻出所述井筒时从所述井下工具获得的测量，确定所述井下工具相对于一个或多个地层参数的实际响应；将所述井下工具的所述实际响应与来自所述多个初始模型中的每一者的预测的响应进行比较；基于所述比较和至少一个选择标准，选择所述多个初始模型中的至少一者作为反演模型；基于所述选定反演模...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋仁成，L·潘，HH·吴，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国,US