專利名稱：巖相內(nèi)插的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及地質(zhì)數(shù)據(jù)的處理，更具體地，涉及用于三維分析和可視化的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
與油氣勘探有關(guān)的數(shù)據(jù)的分析和可視化一般牽涉到具有特定有限功能的定制軟 件工具。許多數(shù)據(jù)分析仍然需要由人來解釋模糊信息。當操作人員針對圖像數(shù)據(jù)的適當解 釋做出決定時，該信息一般被限制為操作人員當前正在使用的特定解釋工具，而不能傳播 給其它軟件工具。同樣，可能難以在物理位置之間共享，這在來自各個學科的專家位于不同 位置但需要協(xié)作的情況下可能產(chǎn)生問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例的某些方面提供了對地層內(nèi)的多個巖相進行隨機模擬的方法，其 包括為地層的頂部和基部中的每一個定義巖相類別；將地層劃分成多個層；以及根據(jù)為 頂部和基部定義的巖相類別內(nèi)插多個層中的每個層的類別，其中所述內(nèi)插包括隨機變化分量。本發(fā)明的實施例的某些方面提供了對地層內(nèi)的多個巖相進行隨機模擬的系統(tǒng)，其 包括數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，被配置和安排成存儲與地質(zhì)區(qū)域的多個特性有關(guān)的數(shù)據(jù)；以及模擬 模塊，被配置和安排成處理所存儲數(shù)據(jù)并生成地質(zhì)區(qū)域的至少一部分的模擬屬性，為地層 的頂部和基部中的每一個定義巖相類別；將地層劃分成多個層，以及根據(jù)為頂部和基部定 義的巖相類別內(nèi)插多個層中的每個層的類別，其中所述內(nèi)插包括隨機變化分量。本發(fā)明的實施例的某些方面可以包括用執(zhí)行上述方法或控制上述系統(tǒng)的計算機 可執(zhí)行指令編碼的計算機可讀媒體。本發(fā)明的實施例的各個方面可以包括并入上述系統(tǒng)并且被配置和安排成根據(jù)上 述方法提供對系統(tǒng)的控制的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)例如可以并入被編程為允許用戶根據(jù)所述方 法或其它方法控制設(shè)備的計算機。通過參照形成本說明書的一部分、相同標號在各個圖形中表示相應(yīng)部件的附圖考 慮下面的描述和所附權(quán)利要求書，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、和制造經(jīng)濟性將變得顯而易見。但是，不言而喻，這些 附圖只用于例示和描述的目的，而無意作為本發(fā)明的限制的定義。正如用在說明書和權(quán)利 要求書中的那樣，除非上下文另外明確指明，單數(shù)形式“一”、“一個”、和“該”也包括復數(shù)指 示物。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2A-2E是集成可視化功能的一個實施例的例示；圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的偽3D可視化的例示；
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的偽3D可視化的例示；圖5A-C是鹽恢復功能的一個實施例的例示；圖6A-B是巖相解釋功能的一個實施例的例示；以及圖7是執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實施例的方法的系統(tǒng)的一個實施例的示意性例示。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明一個實施例的虛擬石油系統(tǒng)包括為了有效共享和處理數(shù)據(jù)而互連的 許多軟件模塊。如圖ι示意性地示出，該系統(tǒng)100包括輸入模塊102，其被配置成接受可以 包括多種數(shù)據(jù)(例如，地震數(shù)據(jù)、測井記錄等)的相關(guān)數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)指示正在調(diào)查的地質(zhì)區(qū) 域的一種或多種特性。在一個例子中，輸入模塊102可以配置成接受包括如下的數(shù)據(jù)層位文件 (horizons files)、巖石特性、地球化學數(shù)據(jù)、熱數(shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)(可以是例如原始地震數(shù) 據(jù)、2-d線、和/或3-d立體圖)、測井記錄、圖像、文化數(shù)據(jù)(例如，行政邊界，地理位置，土地 所有權(quán)，與包括道路、建筑物、石油鉆井平臺等的人造結(jié)構(gòu)有關(guān)的信息，和/或環(huán)境特征)、 和斷層數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)類型一般來自多個來源，因此以不同格式存儲，并且具有不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 但一般說來，它們可以存儲在像盤驅(qū)動器或驅(qū)動器陣列那樣的普通存儲媒體上。存儲的數(shù) 據(jù)對于系統(tǒng)的其余部分可以是本地的，或者例如可以通過LAN，WAN，或經(jīng)由因特網(wǎng)或其它網(wǎng) 絡(luò)遠程訪問。配置成根據(jù)數(shù)據(jù)來模擬地質(zhì)區(qū)域的物理、地球物理和/或地質(zhì)特性的模擬模塊 (modeling module) 104，接受部分或全部數(shù)據(jù)作為輸入，并且對其進行處理以生成使用戶 了解地質(zhì)區(qū)域的性質(zhì)的模型。該模擬模塊可以包括例如巖相模擬、地震模擬、地圖數(shù)據(jù)管 理、地質(zhì)歷史模擬、和烴遷移模擬。應(yīng)該理解，存在多種可以使用的模擬技術(shù)，可以根據(jù)適當 設(shè)計考慮來選擇特定的模擬功能。接口模塊106可供用戶操作，以輸入?yún)?shù)和選擇輸入數(shù)據(jù)的相關(guān)部分供模擬模塊 使用。例如，該接口可以包括圖形用戶界面。例如，它可以包括允許用戶選擇看起來存在斷 層線的區(qū)域的功能。同樣，用戶可以根據(jù)他對于例如測井記錄數(shù)據(jù)的專家解釋來向數(shù)據(jù)的 一些部分指定特定巖性標記。在一個實施例中，可以包括在三維可視圖內(nèi)選取層位的功能。接口模塊106還可以包括控制數(shù)據(jù)管理的功能。舉例來說，該接口模塊可以包括 組合各種數(shù)據(jù)，選擇要顯示的數(shù)據(jù)的類型或來源，或修正數(shù)據(jù)可視圖的功能。中央數(shù)據(jù)管理模塊108與模擬模塊104和接口模塊106交互。隨著用戶改變與數(shù) 據(jù)的專家解釋有關(guān)的參數(shù)或信息，這些變化經(jīng)由數(shù)據(jù)管理模塊傳播到其它模擬模塊。返回 到斷層線的例子，當使用接口模塊106將斷層線加入可視圖中或修改斷層線時，該信息被 傳遞給中央數(shù)據(jù)管理模塊108。然后，中央數(shù)據(jù)管理模塊108將斷層位置傳遞給各種模擬模 塊104，這些模擬模塊104將斷層信息并入它們的模塊中。因此，隨著模擬模塊接收到新信 息，可以根據(jù)改變的數(shù)據(jù)或參數(shù)重新處理數(shù)據(jù)。在一個實施例中，可以實時地重新處理這種 變化。繼續(xù)討論斷層例子，可以將斷層信息傳遞給模擬烴遷移的模塊。斷層將被并入該 模型中，并且當作烴遷移的陷阱或通道來對待，其中改變油氣田的模型預期位置。如果模型被配置成在二維中處理新數(shù)據(jù)，那么與需要三維計算相比，可以相對較快地處理模擬計算。本身可以包含接口模塊的各個部分或包含在接口模塊的各個部分中的許多顯示 模塊或觀察窗110實現(xiàn)了各種數(shù)據(jù)視圖。關(guān)于這一點，模擬模塊104將與區(qū)域的模擬特性 有關(guān)的信息傳遞給據(jù)此提供圖形顯示的顯示模塊。作為存儲器管理解決方案，可以將中央 數(shù)據(jù)管理模塊編程為把數(shù)據(jù)推給顯示模塊加以顯示，然后保證從活動存儲器中除去生成正 在顯示的圖像數(shù)據(jù)所需的計算。圖2A示出了可以代表例如來自三個不同來源的盆地模型的3-D盆地模擬數(shù)據(jù) 200,202,204.另一個觀察模塊可以給出俯視或地圖視圖。如圖2B所示，儲藏區(qū)208的地 圖206可以包括盆地模擬數(shù)據(jù)200被復制在其上的、指出鉆井的位置212的塊邊界的疊層。在這個實施例中，該系統(tǒng)包括經(jīng)由接口模塊106選擇感興趣區(qū)域，并且從一個視 圖粘貼到另一個視圖中，以便可以將盆地模型信息粘貼到所選區(qū)域內(nèi)的地圖206中的工 具。在圖2C中，已經(jīng)將第二區(qū)域202粘貼到地圖206'上，而在圖2D中，將第三區(qū)域204粘 貼到地圖206"上。這樣，將表示在圖2A中的信息疊加在圖2B-D的地圖視圖上，使分析人 員可以同時觀察幾種信息，并在進行盆地分析時整合信息。接口模塊還可以包括允許地圖編輯、著色、多邊形填充等的功能。這種編輯過的地 圖的一個例子顯示在圖2E中，其中地圖206'“被顯示成包括來自所有三個區(qū)域200，202， 204的信息。可以看出，用戶經(jīng)由曲線230和232并且經(jīng)由寬著色區(qū)域234指出了盆地地形 信息。輸入的盆地地形信息可以從其它數(shù)據(jù)源中導出，或可以例如基于相鄰區(qū)域的專家解 釋。另外，還指定了感興趣的截面A-A。在一個實施例中，可以選擇指定的截面以便顯示在 顯示模塊中。在一個實施例中，顯示模塊實時地提供經(jīng)過重新處理的特性，使用戶可以隨著參 數(shù)的改變被輸入到系統(tǒng)中，看到參數(shù)變化的效果。如上簡述，加速這種實時重新處理的一種方法是在二維中進行所有或大多數(shù)模 擬。然后，可以將二維模型用于創(chuàng)建二維圖像。通過在偽三維空間中顯示二維圖像，可以表 達三維信息的外觀。而且，甚至可以與二維信息相關(guān)聯(lián)地包括和顯示三維信息。關(guān)于這一點，通過將三 維信息限制成二維表示可以加速顯示和模擬。如圖3所示，許多條二維地震線300根據(jù)它們的三維相對取向和位置排列。而且， 這種顯示以三維盆地模型的一個層位302的形式包括一些三維信息。通過將三維信息限制 成相對薄的片，可以將其當作二維來對待，并且可以相對迅速地被評估和更新。在一個實施例中，可以通過提供局部剖視圖來提高感興趣信息的可視性。從圖3 中可以看出，具有減小的高度的許多地震線300'被顯示成細條。如果每條地震線都以完整 高度顯示出來，那么前景中的那些線將擋住背景中的那些線的視圖?？商娲?，接口可以允 許用戶旋轉(zhuǎn)可見顯示，以便使以前被遮蔽的顯示部分露出來。此外，在圖3中還示出兩個相交二維圖像310，312。這兩個圖像代表例如可以通過 將來自地震成像的信息與來自其它模擬模塊的巖性和地質(zhì)信息相結(jié)合而確定的地質(zhì)信息。 應(yīng)該理解，這種信息的一些部分可以從專家解釋中導出，并且該解釋的結(jié)果可以使用接口 模塊106輸入。接口模塊可以進一步包括在所顯示數(shù)據(jù)內(nèi)選擇感興趣層位的功能。一旦作出選擇，可以進行各種操作，包括例如將所選層位展平。如圖4所示，層位400已經(jīng)被展平，其效 果是改變了其它層位的垂直位置，導致升高的部分402，和404處的底部層位的相應(yīng)升起。 其它顯示對象(例如地震2D線)相對于展平層位或基準表面同樣可以相應(yīng)地調(diào)整。應(yīng)該 理解，這樣的有選擇展平可以用于許多目的，包括例如檢查在地層單元之間是否存在交疊。 在注意到這種交疊的情況下，用戶可以使用接口模塊輸入校正，并且使該校正經(jīng)由中央數(shù) 據(jù)管理模塊被傳播回到每個模擬模塊。在一個實施例中，可以包括鹽歷史模擬(salt history modeling)作為模擬模塊 104之一。在這個實施例中，通過在三維中定義鹽體積和沉積物體積的初始幾何形狀來模擬 覆蓋在沉積物區(qū)域上的包含鹽層(salt formation)的區(qū)域。采用沿時間的多個梯級，在每 個梯級中，在保持沉積物頂部和鹽體積不變的同時改變鹽頂部的幾何形狀。鹽頂部幾何形 狀的改變例如可以根據(jù)覆蓋沉積層的明顯歷史變化來做出。在模擬期間，其它模型的結(jié)果被包括作為鹽體積模擬的輸入。例如，當其它模型指 示斷層或像折疊和形變那樣的其它地質(zhì)活動時，將這些變化并入鹽模型中。應(yīng)該理解，在這 些活動影響鹽基部形狀的情況下，鹽基部具有不變幾何形狀的初始假設(shè)是不正確的。其結(jié) 果是，根據(jù)毗鄰地層的變化更新鹽基部幾何形狀。另外，取決于鹽體積對于可能發(fā)生溶解的環(huán)境的暴露，可以包括模擬溶解鹽(即， 去除的鹽)和沉積鹽的功能。在疊代過程中，用戶可以控制鹽歷史進程。尤其，用戶可以指導來自斷層和其它模 型的數(shù)據(jù)的上述整合。同樣，用戶可以提供模擬復雜堿式鹽結(jié)構(gòu)和鹽重新進入問題的指導。作為輸出，可以生成分別代表沿時間的多個梯級之一的一系列三維圖像。而且，可 以將沿時間的多個梯級用作包括時間分量的其它模型的時變輸入。例如，在包括烴遷移模 型的情況下，可以隨著鹽模型變化通過時間調(diào)整流動參數(shù)。如圖5A-C所示，鹽底部500形成以兩個截面區(qū)的形式顯示的鹽層502的底層。圖 5B代表從如圖5A所示的初始地層開始的時間梯級。在基部500基本上保持不變的同時，附 加沉積物層504覆蓋在鹽層502上。鹽頂部發(fā)生顯著變化，但鹽的總體積保持不變。圖5C 代表進程中的最后時間間隔，實際上代表例如通過地震成像測量的鹽盆地的當天狀態(tài)。在一個實施例中，可以包括通過概率手段內(nèi)插巖相的功能。在這種手段中，為內(nèi)插 選擇特定間隔，并且為該間隔定義頂部巖相和底部巖相。來源可以是例如地震截面或包括 地震圖像、地震地圖、地震巖層切片等的其它地震數(shù)據(jù)。用戶通過例如刷涂、多邊形填充或像巖相之間的關(guān)聯(lián)性與地震屬性、沉積物厚度、 古深海測量法等之間的關(guān)系那樣的其它典型轉(zhuǎn)換方法為頂部巖相和底部巖相選擇巖性解 釋。然后，將間隔劃分成許多薄層供隨機方法內(nèi)插。在隨機內(nèi)插手段中，根據(jù)頂層和底層對每個薄層指定巖性群，其中引入隨機變化。 可以應(yīng)用頂層的組成與底層的組成之間的梯度，以便隨著層與層越來越接近，它們在組成 上同樣越來越接近。舉例來說，可以將給定層的距離用于生成該層的組成相對于頂層和底 層的權(quán)重。然后，例如，通過正態(tài)分布應(yīng)用和約束隨機分量。對于每個層，分量的總和由頂部和基部巖相決定，但通過對它們應(yīng)用正態(tài)分布函 數(shù)重新安排這些分量沿著該層的任何給定部分的橫向分布。可選的是，可以進行應(yīng)用正態(tài) 分布函數(shù)的多次疊代。疊代次數(shù)例如可以通過對照地震屬性或測井記錄檢驗巖相來確定。如果有必要，可以作人工調(diào)整。同樣，可以引入位移，以便使該間隔更接近地與實際組成匹 配。最后，可以使用像跨過相同區(qū)域的地震線那樣的來自其它數(shù)據(jù)源的信息修正該層與這 樣的數(shù)據(jù)相交的部分的內(nèi)插結(jié)果。圖6A例示了根據(jù)上文實施例的巖相模型的三維視圖?？梢钥闯觯擞?00總體 表示的巖相信息之外，這個視圖可以包括來自其它來源的綜合信息。如圖所示，許多鉆井 602和它們各自的測井記錄604可以疊加在巖相信息上。由隨機過程引起的隨機變化可以 看成在頂層中看得最清楚的長方形可變陰影區(qū)。取代圖6A的三維視圖，圖6B例示了單個層位610。該層位與可看見隨機變化層的 兩個截面612，614相交。在一個實施例中，模擬模塊之一可以針對烴遷移模擬。應(yīng)該理解，遷移模塊可以將 來自與烴遷移有關(guān)的任何其它數(shù)據(jù)源的信息用作輸入。舉例來說，與滲透性(例如可以從 測井、巖性等導出)、可以起通道或密封層作用的斷層、鹽層和歷史、和沉積歷史有關(guān)的信息 都可以形成遷移模型的輸入。尤其，該模型可以將像基于滲透率和飽和度的流動模型那樣的高分辨率模型用作 輸入。該模型可以包括油和氣這兩者的遷移和截留。在該實施例中，不是隨時間逐步通過整個盆地運動，而是獨立地對待每個源點。對 于隨機源點，該遷移沿著試圖使勢能減小最大化的路徑(即最小能量路徑)隨時間進展，其 中流動阻力與浮力相反。在時變地質(zhì)已知(或被模擬)的情況下，例如已知鹽歷史或沉積 歷史的情況下，使該時變包括在評估勢能減小的流動模型中。由于獨立地評估所有源，所以認為它們在到達陷阱之前與其它源沒有相互作用。 對于每個源，一旦到達陷阱就停止計算。由于陷阱可能具有最大填充體積，所以必須在進行 溢出評估的陷阱處暫停獨立對待。如果到達特定陷阱的烴的總體積超過體積容量，那么多 余部分可以按照該模型進一步遷移。在圖7中示意性地例示了執(zhí)行該方法的系統(tǒng)700。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲設(shè)備或存 儲器702?？梢允顾鎯?shù)據(jù)可用于像可編程通用計算機那樣的處理器704。處理器704 可以包括像顯示器706和圖形用戶界面708那樣的接口組件。圖形用戶界面可以用于顯示 數(shù)據(jù)和經(jīng)處理數(shù)據(jù)產(chǎn)物，和允許用戶在實現(xiàn)該方法的各個方面的選項當中作出選擇。數(shù)據(jù) 可以經(jīng)由總線710直接從數(shù)據(jù)獲取設(shè)備，或從中間存儲器或處理設(shè)施(未示出)傳送給系 統(tǒng) 700。應(yīng)該理解，各個數(shù)據(jù)源、模擬模塊和觀察模塊可以是根據(jù)通常實踐的典型軟件程 序。中央數(shù)據(jù)管理模塊根據(jù)這些模塊的輸入和輸出要求來設(shè)計。在一個實施例中，用根據(jù)規(guī) 定類別定義特性的面向?qū)ο缶幊陶Z言實現(xiàn)各模塊。當模塊之一開始改變特定數(shù)據(jù)項時，對 用戶輸入做出響應(yīng)，或作為模擬計算的結(jié)果，使變化返回到中央數(shù)據(jù)管理模塊，然后中央數(shù) 據(jù)管理模塊將變化傳播給與所改變數(shù)據(jù)相同的類別中的數(shù)據(jù)，從而保證所有模塊都同步。盡管為了例示的目的，根據(jù)當前認為最實用的優(yōu)選實施例對本發(fā)明作了詳細描 述，但應(yīng)該明白，這樣的細節(jié)僅僅為了該目的，本發(fā)明不局限于所公開的實施例，而是相反， 打算涵蓋在所附權(quán)利要求書的精神和范圍之內(nèi)的所有修改和等同安排。例如，盡管本文提 到一臺計算機，但這臺計算機可以包括通用計算機、專用計算機、編程成執(zhí)行這些方法的 ASIC、計算機陣列或網(wǎng)絡(luò)、或其它適當計算設(shè)備。作為進一步的例子，還應(yīng)該明白，本發(fā)明設(shè)想，可以盡可能地將任何實施例的一個或多個特征與任何其它實施例的一個或多個特征組合。
權(quán)利要求
1.一種隨機模擬地層內(nèi)的多個巖相的方法，包括為地層的頂部和基部中的每一個定義巖相類別；將地層劃分成多個層；以及根據(jù)為頂部和基部定義的巖相類別內(nèi)插多個層中的每個層的類別，其中所述內(nèi)插包括 隨機變化分量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述隨機變化包含正態(tài)分布。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述內(nèi)插包括具有從頂部的類別到底部的類別的逐 漸變化的分量和所述隨機變化分量。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述逐漸變化包含頂部和基部的組成的加權(quán)平均， 其中所述加權(quán)取決于所述層相對于頂部和基部的距離。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對于每個層，類別沿著所述層的橫向分布按照正態(tài) 分布變化。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對于每個層，類別沿著所述層的橫向分布按照疊代 的正態(tài)分布變化。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對于每個層，類別沿著所述層的橫向分布按照疊代 的隨機分布變化。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述隨機分布受地球物理約束。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述地球物理約束包含用戶施加的約束。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述地球物理約束包含從地層的地球物理測量值 中導出的信息。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述類別包括材料類型的分布，并且其中在層之 間，每種類型的份額的總和保持為與用戶定義的值相同。
12.一種隨機模擬地層內(nèi)的多個巖相的系統(tǒng)，包含數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，被配置和安排成存儲與地質(zhì)區(qū)域的多個特性有關(guān)的數(shù)據(jù)；以及模擬模塊，被配置和安排成處理所存儲數(shù)據(jù)并得出至少一部分地質(zhì)區(qū)域的模擬屬性；為地層的頂部和基部中的每一個定義巖相類別；將地層劃分成多個層；以及根據(jù)為頂部和基部定義的巖相類別內(nèi)插多個層中的每個層的類別，其中所述內(nèi)插包括 隨機變化分量。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述模擬模塊至少部分地基于用戶輸入來劃分所 述地層和內(nèi)插類別。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述模擬模塊至少部分地基于具有從頂部的類別 到底部的類別的逐漸變化的分量和所述隨機變化分量來內(nèi)插類別，并且其中所述逐漸變化 包含頂部和基部的組成的加權(quán)平均，所述加權(quán)取決于所述層相對于頂部和基部的距離。
15.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述模擬模塊內(nèi)插類別，使得對于每個層，類別沿 著所述層的橫向分布按照疊代的正態(tài)分布變化。
全文摘要
一種隨機模擬地層內(nèi)的多個巖相的方法，包括為地層的頂部和基部的每一個定義巖相類別；將地層劃分成多個層；以及根據(jù)為頂部和基部定義的巖相類別內(nèi)插多個層中的每個層的類別，其中所述內(nèi)插包括隨機變化分量。
文檔編號G06T17/00GK102057301SQ200980120382
公開日2011年5月11日 申請日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者劉建昌 申請人:雪佛龍美國公司