用于孔压预测的量化风险评估制造技术

在井设计过程中，考虑到速度估计中和使用该速度确定孔压的模型中的不确定性，使用根据地震速度数据获得的钻前孔压和断裂梯度预测。使用地质学约束，建立烃柱高度的极限。还可以预测达到目标储集层所需的套管的相对数量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及地球物理探测，更具体而言，涉及精确估计孔压不确定性和钻井前的断裂(fracture)梯度估计的方法。
技术介绍
钻井使用包括有钻头的井底组件进行。在钻井过程中，将钻探液体 (也称为钻探泥浆)打入钻孔以便于进行钻井过程，冷却和润滑钻头，并 将钻探屑清除到地表面。如果钻孔液压明显低于地岩层液压，则存在灾 难性井喷的风险。另一方面，如果钻孔压力比地岩层液压大得多，则消 除了井喷的风险，但存在因断裂和泥浆涌入地岩层而使地岩层损坏的风 险。液压是钻探泥浆密度("泥浆比重(mud weight)")的函数，从而， 钻井过程的重要部分是为钻探正确选择泥浆比重。在设计钻井时的标准作法是，使用地震数据计算孔压和断裂梯度分 布，以用作关于安全钻探所需泥浆比重的上下限。授予Onyia等人的 US 6473696披露了一种使用地震速度和使地震速度与地下沉积物的有效 应力相关的校准来确定地球地下区域中的液压的方法。可将地震速度调 节(key)到所限定的地震层位(seismic horizon),并且可从许多种方法获 得地震速度，包括速度^脊、叠后反演(post-stack inversion),叠前反演 (pre-stack inversion), VSP或层析成像。从密度测井、密度与速度之间 的关系，或势场数据的前反演，可获得过载应力。所述各种方法是集成 计算;^序的部分。Sayers等人披露了 一种使用在地震处理期间使用的地震速度优化叠 加/偏移结果的方法，其中消除了局部波动，且速度采样间隔对于精确孔 压预测来说通常太粗。对从叠前地震数据确定地震间隔速度的各种方法 进行了比较，并推荐适合于孔压预测的速度分析方法。还研究出用于识别浅水区流动风险的方法，其中在深水区中钻出的浅底部沉积物中存在异常高的孔压。授予Huffman的US6694261教导 通过对压缩或剪切反射的反射幅值进行振幅对偏移量关系(AVO)分析来 检测这种异常压力区域。还可以使用对来自反常区域下面一定深度处地 岩层的反射剪切波振幅的测量来检测具有低剪切速度和高剪切波衰减的 异常压力区间的存在。授予Dutta等人的US2003/0110018使用地震反 演方法来解决对浅水区流动风险的识别。上述的任何方法都没有解决测量中的不确定性以及建模过程中的不 确定性所引起的误差问题。通过量化孔压及其它预测值的不确定性，更 重要地，通过确定其起源，不仅可以开始量化钻孔的风险，而且还能够 判断如何最好地降低风险。例如，如果作为预测输入值的速度的不确定 性给结果带来极大不确定性，则可要求对地震数据进行重新分析。如果 不确定性与用于计算密度或有效应力的函数有关，则可能导致建i^吏用 对核心的附加测量或者使用偏移量测井数据来减小这些不确定性。Liang披露了对孔压和断裂梯度预测问题采用 一种量化风险分析 (QRA)方法。该方法依赖于在期望的钻孔测量区域上进行大量采样，以 确定诸如密度、声速和压力梯度的参数。然后，根据测得参数的改变确 定不确定性。这种不确定性确定的基础在于假设诸如密度和声速的参数 的测量不随空间位置("地面实况")而变，并且改变是固有的。这并非 是一个合理的假设因为众所周知，速度和密度随空间位置存在系统的 改变。此外，Liang假设一种高斯分布，用来描述不确定性的特征。这 种假设通常不被满足，并且诸如对数-正态的分布是十分普遍的。此 外，Liang没有考虑不同于欠压实的过压机制。需要一种可用于孔压和 断裂梯度预测问题的QRA方法，其不作出这些假设，并且不要求进行 大量测量采样以建立地面实况。本专利技术满足这一需要。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例是一种估计地岩层的地表下区域中储集层 (reservoir)的方法。该方法使用从地震勘测得到的地表下区域的速度；并根据获得的速度估计地岩层孔压，以及与估计出的孔压有关的不确定 性。不确定性至少部分取决于所获得速度的不确定性。可使用才艮据地震 速度确定的密度和有效应力来估计地岩层孔压。可使用预定的速度-密度 和速度-有效应力关系。孔压估计中的不确定性还取决于预定关系和深度 确定中的不确定性。可确定每个参数中或速度中的不确定性对孔压不确 定性的贡献，以便告知如何最好地减小孔压估计中的不确定性的判断结果。孔压确定可包括纠正储集层高度(elevation)以及储集层流体与地岩 层流体之间的密度差。可使用确定出的孔压来选择用于钻井的泥浆比 重，同时避免井塌方以及地岩层被破坏，并且用于设计套管(casing)程 序。本专利技术的另 一 实施例是一种根据从地表下区域的地震勘测获得的速 度来确定以下估计值的处理器地岩层孔压和与孔压估计有关的不确定 性，所述不确定性至少部分取决于速度的不确定性。该处理器可通过进 一步估计地表下区域中的密度和有效应力来估计地岩层孔压。该处理器 可纠正对一定高度范围内的储集层的压力估计，以及储集层流体与相邻 地岩层中流体之间的密度差别。该处理器还可以确定用于钻井孔的最大 和最小泥浆比重，并且i殳计用于钻井的套管程序。本专利技术的又一实施例是一种机器可读介质，包括使得能够根据地震 速度判断地岩层孔压以及地岩层孔压的不确定性的指令。该介质可以为 ROM、 EPROM、 EAROM、闪存、光盘、磁带或硬盘驱动器。附图说明本申请文件至少包括一张彩图在需要时将由美国专利和商标局提 供本专利带有彩图的副本，并且给付所需费用。参照附图可最好地理解本专利技术，其中相同附图标记表示相同元件，其中图l(现有技术)表示获取海洋地震数据的一种传统方法；图2(现有技术)表示使用海底探测器获得海洋地震数据的方法；图3的流程图表示本专利技术的一些步骤；图4表示与根据地震数据估计速度的不同方法有关的不确定性；图5的交会图(cross-plot)表示从探边井(offset well)获得的速度密度 关系；图6a和6b为假设速度不确定性为5M(a)和假设速度不确定性为 10%(1))时孔压梯度和90%置信限的曲线；图7为假设速度估计不确定性为5%时，在3000米深度处所预测的 孔压的直方图8表示所估计的孔压对速度的敏感度，以^t速度密度关系的拟 合錄；图9a-9c(现有技术)表示由于快速埋藏(burial)而可能在薄沙体中发生 的过压；图10表示质心/浮力计算时涉及的步骤；图11的流程图表示确定泥浆窗口时涉及的步骤；图12表示具有质心效果的孔压立方(cube);图13显示了假i殳密封出现可能的破坏时的烃柱(hydrocarbons column)高度^图14表示为竖井确定的泥浆窗口；图15为针对图12的沙子顶部附近的井的最上部7000米之内的泥浆 窗口分布(不进行质心计算)；图16的显示表示用于不同位置处的井的套管的相对数量；以及 图17表示使用本专利技术的方法进行套管选择。具体实施例方式现在参照固1，说明海洋地震数据获取系统的一部分的示例。处于 地球16上面的水体15上的船10,在其下面配置有地震源阵列20和拖 缆(streamer cable) 25。地震源阵列20通常由装载在船10上的控制器 (未示出)控制点火的各个的空气枪20a, 20b, ...20n组成。地震脉沖传 播到地中，并且被其中的反射器22反射。为了简化说明，仅表示出一 个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估计地岩层的地表下区域的方法，包括：　　　　（ａ）通过地震勘测得到地表下区域的速度；以及　　　　（ｂ）根据所获得的速度估计出：　　　　（Ａ）地岩层孔压；以及　　　　（Ｂ）与所估计孔压有关的不确定性，所述不确定性至少部分取决于所获得的速度的不确定性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔穆斯，帕沃派斯卡，克瑞斯D沃德，
申请(专利权)人：地质力学国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]