用于供地质导向应用使用的毯式图的系统、方法和计算机程序产品

申请号 CN201280076928.7 申请日 2012-11-13 公开(公告)号 CN104854555A 公开(公告)日 2015-08-19
申请人 界标制图有限公司; 发明人 P·B·约翰逊; B·M·卡列哈;
摘要 一种用于地质导向井下组件的系统,其在井下组件移动通过周围岩层时,提供所述井下组件和所述岩层的实时三维(“3D”) 可视化 。所述3D可视化或模型可被实时更新并且可显示与各种井下条件和地质特征相关的实时数据。
权利要求

1.一种地质导向井下组件的方法,所述方法包括:
分析与地质岩层相关的数据;
基于与所述地质岩层相关的所述数据生成地质模型;
生成反映沿着所述地质模型内的真实垂直深度(“TVD”)切片的左右取向的第一个图;
以及
使用所述第一个图地质导向所述井下组件。
2.如权利要求1所述的方法,其还包括:
生成反映沿着所述地质模型内的所述TVD切片的上下取向的第二个图;以及使用所述第一个图和所述第二个图地质导向所述井下组件。
3.如权利要求1所述的方法,其还包括基于以下至少一种数据实时更新所述地质模型:
在井下操作期间从所述井下组件接收的数据;或
从一个或多个偏移井接收的数据。
4.如权利要求1所述的方法,其还包括基于在井下操作期间从所述井下组件接收的数据更新到地层边界的距离。
5.如权利要求1所述的方法,其还包括基于从所述井下组件接收的实时数据确定沿着所述TVD切片的所述左右取向的最佳井路径。
6.如权利要求1所述的方法,其中生成所述第一个图还包括使用井路径作为所述地质模型内的所述TVD切片。
7.如权利要求1所述的方法,其中地质导向所述井下组件包括地质导向钻探组件。
8.如权利要求1所述的方法,其还包括使用可变的TVD切片作为所述TVD切片。
9.一种包括用于地质导向井下组件的处理回路的系统,所述处理回路执行包括以下步骤的方法:
分析与地质岩层相关的数据;
基于所述数据生成地质模型;以及
生成反映沿着所述地质模型内的真实垂直深度(“TVD”)切片的左右取向的第一个图,其中可使用所述第一个图地质导向所述井下组件。
10.如权利要求9所述的系统,其还包括生成反映沿着所述地质模型内的所述TVD切片的上下取向的第二个图,其中可使用所述第一个图和所述第二个图地质导向所述井下组件。
11.如权利要求9所述的系统,其还包括基于以下至少一种数据实时更新所述地质模型:
在井下操作期间从所述井下组件接收的数据;或
从一个或多个偏移井接收的数据。
12.如权利要求9所述的系统,其还包括基于在井下操作期间从所述井下组件接收的数据更新到地层边界的距离。
13.如权利要求9所述的系统,其还包括基于从所述井下组件接收的实时数据确定沿着所述TVD切片的所述左右取向的最佳井路径。
14.如权利要求9所述的系统,其中生成所述第一个图还包括使用井路径作为所述地质模型内的所述TVD切片。
15.如权利要求9所述的系统,其中所述井下组件是钻探组件。
16.如权利要求9所述的系统,其还包括使用可变的TVD切片作为所述TVD切片。
17.一种包括用于地质导向井下组件的指令的计算机程序产品,当由至少一个处理器执行时,所述指令致使所述处理器执行包括以下步骤的方法:
分析与地质岩层相关的数据;
基于与所述地质岩层相关的所述数据生成地质模型;以及
生成反映沿着所述地质模型内的真实垂直深度(“TVD”)切片的左右取向的第一个图,其中可使用所述第一个图地质导向所述井下组件。
18.如权利要求17所述的计算机程序产品,其还包括生成反映沿着所述地质模型内的所述TVD切片的上下取向的第二个图,其中可使用所述第一个图和所述第二个图地质导向所述井下组件。
19.如权利要求17所述的计算机程序产品,其还包括基于以下至少一种数据实时更新所述地质模型:
在井下操作期间从所述井下组件接收的数据;或
从一个或多个偏移井接收的数据。
20.如权利要求17所述的计算机程序产品,其还包括基于在井下操作期间从所述井下组件接收的数据更新到地层边界的距离。
21.如权利要求17所述的计算机程序产品,其还包括基于从所述井下组件接收的实时数据确定沿着所述TVD切片的所述左右取向的最佳井路径。
22.如权利要求17所述的计算机程序产品,其中生成所述第一个图还包括使用井路径作为所述地质模型内的所述TVD切片。
23.如权利要求17所述的计算机程序产品,其中所述井下组件是钻探组件。
24.一种地质导向井下组件的方法,所述方法包括:
对反映沿着真实垂直深度(“TVD”)切片的左右取向的毯式图进行建模;以及使用所述毯式图地质导向所述井下组件。
25.如权利要求24所述的方法,其中对所述毯式图进行建模还包括对反映沿着所述TVD切片的上下取向的帘式图进行建模,其中使用所述毯式图和所述帘式图地质导向所述井下组件。
26.如权利要求24所述的方法,其还包括基于以下至少一种数据实时更新所述毯式图:
从所述井下组件接收的数据;或
从一个或多个偏移井接收的数据。
27.如权利要求24所述的方法,其还包括基于在井下操作期间从所述井下组件接收的数据更新到地层边界的距离。
28.如权利要求24所述的方法,其还包括使用可变的TVD切片作为所述TVD切片。
29.如权利要求24所述的方法,其中生成所述毯式图还包括使用井路径作为所述地质模型内的所述TVD切片。
30.如权利要求24所述的方法,其中地质导向所述井下组件包括地质导向钻探组件。

说明书全文

用于供地质导向应用使用的毯式图的系统、方法和计算机

程序产品

发明领域

[0001] 本发明大体上涉及在油气储层中的地质导向,并且更具体地涉及提供井路径的实时三维(“3D”)建模以优化井位的地质导向系统。技术背景
[0002] 通常,在钻探平井以得到准确的井位中的一个挑战是沉积形成的沉积环境本质上是复杂的。河道砂体就是这样的沉积环境,这种沉积环境要在三维中建模和观察通常非常困难。迄今为止,操作人员已被受限于手工绘制的图画或帘式图,这些图画或帘式图仅是沿着示出在期望区域上方和下方的地质的垂直平面而进行建模。
[0003] 因此,本领域中存在对地质导向系统的需要,所述地质导向系统不但提供在井眼的期望截面上方和下方的可视化,而且提供对那个截面的左右的可视化,进而提供完整的、实时的3D可视化。
[0004] 附图简述
[0005] 图1示出根据本发明的示例性实施方案的毯式图可视化系统的方框图
[0006] 图2A示出用于解释本发明的示例性实施方案的岩层;
[0007] 图2B示出根据本发明的示例性实施方案的毯式图;
[0008] 图2C示出根据本发明的示例性实施方案的帘式图;
[0009] 图3A是根据本发明的示例性方法的毯式图工作流程;
[0010] 图3B是在图3A的工作流程图中使用的平面图;
[0011] 图4是示出由本发明的毯式图可视化系统的示例性实施方案生成的毯式图和帘式图的显示;
[0012] 图5A和图5B示出根据本发明的示例性实施方案的给定到地层边界的距离计算的地质岩层的实时编辑;并且
[0013] 图6是根据本发明的另一示例性方法的毯式图工作流程。

具体实施方式

[0014] 下文描述本发明的示例性实施方案和相关的方法,因为它们可能被用在优化井位的3D地质导向应用中。为了清晰,并非实际实现形式或方法的所有特征都在本说明书中进行描述。当然,应当了解,在开发任何此类实际实施方案中,应做出大量特定于实现形式的决策来实现开发人员的特定目标,如对系统相关和业务相关的约束的符合性,这些目标将从一个实现形式到另一个实现形式有所不同。此外,应当了解,此类开发努可能是复杂的、耗时的,但是无论如何,对受益于本公开的普通技术人员而言,这类开发努力仍是日常工作内容。本发明的各种实施方案和相关的方法的其它方面和优点将从考虑以下的描述和附图而变得显而易见。
[0015] 图1示出了根据本发明的示例性实施方案的毯式图可视化系统100的方框图。如本文将所述,毯式图可视化系统100的示例性实施方案提供当井眼上下移动时沿着近似水平的平面可视化近似水平的井眼的左至右取向的平台。然而,受益于本公开的本领域普通技术人员也将意识到本文公开的实施方案也可应用于水平的和非水平的井眼。然而,“毯式图”提供这样的显示:借此,虚拟地将岩层的地质沿着期望路径水平地切片,使得将钻柱的左至右移动实时可视化。同样,如本文将所述,本发明提供了沿着期望路径(例如井路径)对钻柱的上下移动的可视化。这样,就提供了对于河道砂体而言在向左、向右、向上以及向下方向上或沿着急剧倾斜的岩层进行地质导向的能力。因此,本发明的示例性实施方案提供了井路径的全3D水平的和垂直的可视化。
[0016] 参考图1,毯式图可视化系统100包括至少一个处理器102、非暂态计算机可读存储器104、收发器/网络通信模105、可选的I/O设备106以及任选的显示器108(例如用户接口),全部通过系统总线109互连。可将根据本文描述的示例性实施方案的由用于实现存储在毯式图可视化应用程序110内的软件指令的处理器102可执行的软件指令存储在存储器104或一些其它计算机可读介质中。
[0017] 虽然未在图1中明确地示出,但是应认识到,毯式图可视化系统100可通过一个或多个适当的网络连接来连接至一个或多个公共和/或专用网络。还应认识到,也可将构成毯式图可视化应用程序110的软件指令通过有线的或无线的方法从CD-ROM或其它适当的存储介质加载到存储器104中。
[0018] 另外,本领域的技术人员将理解,可利用各种计算机系统配置实施本发明,所述各种计算机系统配置包括手持式设备、多处理器系统、基于微处理器的设备或可编程消费电子产品、微型计算机、大型计算机以及类似设备。任意数目的计算机系统和计算机网络可与本发明一起使用。可以在分布式计算环境中实施本发明,在所述环境中由通过通信网络链接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块可定位在包括存储器存储装置的本地和远程计算机存储介质两者中。因此,本发明可在计算机系统或其他处理系统中与各种硬件、软件或其组合相结合地实现。
[0019] 在某些示例性实施方案中,毯式图可视化应用程序110包括多井模块114和数据库模块112。数据库模块112提供跨越井结构和完成过程的所有方面,例如像钻井、固井、电缆测井、井测试以及井增产的历史和实时的井相关数据的稳健数据检索和集成。另外,所述数据可包括例如井轨迹、测井数据、层面数据、断层面数据等。存储这个信息的数据库(未示出)可驻留在数据库模块112内或远程位置处。示例性数据库平台为例如通过Halliburton Energy Services Inc.(Houston Texas)商业提供的 软件套件。受益于本公开的本领域普通技术人员意识到如本文所述,存在各种软件平台和相关系统以用于检索、存储和集成井相关数据。
[0020] 毯式图可视化应用程序110使用多井模块114与存储在数据库模块112内的数据交接。这样,多井模块114例如提供能力来选择用于多井项目的数据、编辑现有的数据和/或必要时生成新数据,从而解释并实现本发明的三维井可视化。示例性多井平台例如包括形成 软件套件的一部分的MultiWell功能。然而,受益于本公开的本领域普通技术人员意识到也可使用其它类似的平台。
[0021] 仍然参考图1的示例性实施方案,毯式图可视化应用程序110也执行例如能够实现岩层可视化、钻井前研究、实时地质导向以及钻井后解释的本发明的地质解释和地面建模功能。为此,如本文将所述,毯式图可视化应用程序110上传来自多井模块114的多井作业数据(通过数据库模块112的使用),对数据执行各种解释性和正演建模操作,并且使用显示器108提供数据的期望可视化(例如毯式图)。示例性可视化应用程序例如包括 或 Desktop套件,后者可通过本发明的受让人Landmark Graphics Corporation(Houston,Texas)商购获得。然而,本领域的普通技术人员意识到存在可用于执行本发明的这些功能的各种类似的软件平台。
[0022] 如前所述,毯式图可视化系统100提供地质岩层和井轨迹的3D可视化。3D可视化包括毯式图,其对地质岩层内可变的真实垂直深度(“TVD”)切片的水平的、左至右取向进行建模。在某些示例性实施方案中,所选择的TVD切片被选择为对应于井路径的轨迹。然而,受益于本公开的普通技术人员将意识到TVD切片可选择为对应于地质岩层或井路径的任何期望部分。然而,另外,本发明的示例性实施方案也对“帘式图”进行建模,所述“帘式图”是示出地质岩层内的所选择的TVD切片的上下取向的井眼的垂直可视化。因此,帘式图与毯式图结合提供所选择的TVD切片的全3D可视化。
[0023] 提供图2A的示例性地面模型用于本发明的帘式和毯式图概念的进一步说明和理解。在这个示例性实施方案中,已经对岩层200进行建模,岩层200包括井路径202,其横向穿过油气河道203。虽然本文描述为河道,但是可沿着岩层的任何期望部分对井路径进行建模。帘式图204被示为沿着井路径202的左右行程的垂直切片,因此示出了沿着岩层200的井路径202的上下取向。虚线205表示从地面模型中的井路径202的TVD在垂直平面中的井路径202的外推路径。也示出了钻探横截面206,其反映出垂直于井路径202的行程的岩层200的切片。除了帘式图204之外,示出了毯式图208,所述毯式图208表示沿井路径202的上下行程的岩层200的水平的可变TVD切片209,由此提供沿岩层200的井路径202的左右取向的可视化。虚线210表示从地面模型中的井路径202的TVD在水平平面中的井路径202的外推路径。
[0024] 如受益于本公开的本领域普通技术人员将理解,TVD切片是处于设定的TVD值,例如像2000米真实垂直深度处的岩层的切片。这样,如在某些示例性实施方案中所述,可变的TVD切片(例如TVD切片209)是沿着井路径或其它偏离路径进行取向的切片,使得它包括多个真实垂直深度。例如,可变的TVD切片可能在2000米TVD处开始,逐渐变化至2050米TVD,之后回到2010米TVD。
[0025] 仍然参考图2A的示例性实施方案,可使用帘式图204,在TVD切片中向上和向下地质导向井路径202,其中井的测量深度(或从原点的水平位移)是沿着水平轴限定的并且TVD是沿着垂直轴限定的。然而,如本文所述,本发明也提供了更复杂的储层的毯式图可视化,所述更复杂的储层需要对于河道砂体而言向左和向右或沿着急剧倾斜的岩层的走向进行地质导向的能力。
[0026] 图2B和图2C分别示出了毯式图208和帘式图204的示例性实施方案。参考图2B,毯式图208提供了沿着期望TVD切片,井路径202的左至右移动的建模可视化。在本实施方案中,选择的TVD切片对应于河道203。另外,在这个示例性实施方案中,用于毯式图208的中心线是封闭线214(如本领域所理解,限定沿着垂直截面方向的深度)。毯式图208也绘制了TVD 212,反映TVD 212随着测量深度而增加,因此在这个实例中井路径202反映向下钻探。因此,毯式图208的示例性实施方案实质上提供了包括地质模型内的左至右取向的可变的TVD切片的可视化。再者,可沿着井路径或地质模型内的任何其它期望轨迹获取可变的TVD切片。
[0027] 图2C示出了被显示的帘式图204的示例性实施方案。除了TVD212之外,多个不均匀岩层的层A-D连同河道203被示出。帘式图204反映沿着河道203的井路径202的上下移动。因此,通过帘式图204和毯式图208的建模,本发明的示例性实施方案提供了地质的3D可视化以辅助地质导向,并且因此提供了井眼的最佳位置。
[0028] 参考图3A,现将描述用于通过用户接口(例如显示器108和I/O设备106)对毯式图进行建模的本发明的示例性方法。在方法300的方框302处,毯式图可视化应用程序110(通过处理器102)将来自(本地和远程)存储器的井数据加载到数据库模块112中。
这里,上传的数据可包括手动地和自动地上传的数据。手动数据可包括例如与井位置和井轨迹相关的数据,以及测井数据。自动数据可包括例如与沿着岩层的层面和断层面相关的数据。在方框304处,通过多井模块114的使用,毯式图可视化应用程序110对应于在方框
302处上传到数据库模块112的井数据对多井作业进行建模。
[0029] 在方框306处,毯式图可视化应用程序110初始化它的3D引擎(未示出)并且将多井作业数据(例如层面、断层面、井、测井数据等)在方框308处上传到引擎中。在方框310处,毯式图可视化应用程序110对显示进行设置,这些显示可以是用户定义的或由毯式图可视化应用程序110自动地填充。这里,毯式图可视化应用程序110沿着井路径在每个测量深度位置处产生伪测井曲线,并且沿着测量深度位置的垂直平面产生地质截面。示例性显示选项例如包括3D地图视图(例如使用相应地具有被显示的层面、断层面、井路径以及测井数据的东向轴、北向轴以及TVDsubsea轴的3D显示)、平面图、帘式图、钻探横截面(沿着垂直轴具有TVD或TVDsubsea、沿着水平轴具有井路径的左右距离的2D图,所述井路径位于显示的中间)以及毯式图。
[0030] 在方框312处,毯式图可视化应用程序110检测到在这个实例中已经选择了“毯式图”选项。在方框314处,毯式图可视化应用程序110接着初始化“平面图”,如图3B中所示,所述“平面图”反映在方框304中产生的井路径202的方位可视化。这里,被显示的数据包括井位置和井轨迹。在这个实施方案中,平面图是以东向轴作为水平轴和以北向轴作为垂直轴的2D视图,其中通用横向Mercator数据被用于绘制轨迹和井头位置。然后,毯式图可视化应用程序110等待截面线330的限定,所述截面线330表示限定待被建模为毯式图的可变的TVD切片的井路径202的截面。
[0031] 为了限定截面线330,毯式图可视化应用程序110可通过显示器108显示“添加截面线”按钮(方框316)。在方框318处,通过用户接口选择井路径足跟处的第一点(即目标井)318并且通过毯式图可视化应用程序110进行检测。在方框320处,通过用户接口选择井路径202的足趾处的第二点并且通过毯式图可视化应用程序110进行检测。可沿着岩层或井路径的任何截面,例如像封闭线或垂直限定截面来限定截面线330。毯式图可视化应用程序110然后显示截面线330和截面线的方位角。如受益于本公开的本领域技术人员将理解,虽然本文描述为先选择足跟点,后选择足趾点,但是并不要求这样的选择。
[0032] 然后,在方框322处,允许用户编辑待在毯式图中沿着截面线330进行建模和可视化的区的长度以及左边厚度和右边厚度。为此,根据需要可点击和拖动截面线330的一侧直到达到所期望的的厚度,或可使用加厚线330的一些其它合适的方法。因此,参考图2B,将更改在河道203的左边和右边的毯式图中显示的岩层的数量。一旦厚度被确定,毯式图可视化应用程序110在方框324处等待“应用”按钮的选择。
[0033] 一旦毯式图可视化应用程序110检测到“应用”信号,毯式图可视化应用程序110然后在方框326处建模并且显示毯式图。为了在方框326处建模,毯式图可视化应用程序110表示在X、Y和Z平面内的井路径位置。如受益于本公开的本领域技术人员将理解,使用数据库和同位协同协克里金(co-locating co-kriging)算法以沿着井路径的长度以及垂直于井路径的水平的左/右侧计算测井数据值。使用该测井数据,毯式图可视化应用程序110现在可生成期望路径的全3D可视化。然后,根据一些预定义的测井曲线标尺(例如在帘式图显示中使用的相同的测井曲线标尺),毯式图可视化应用程序110将测井数据显示为像素并且为测井数据上色。在某些示例性实施方案中,毯式图可显示在帘式图下方且使用与帘式图相同的测量深度范围和标尺,从而提供井路径的全3D可视化。
[0034] 图4示出本发明的又一示例性实施方案,其中在显示器108上毯式图208显示在帘式图204下方。在该实施方案中,对井路径202进行实时钻探,其中钻头表示为“X”。这样,在钻头X后面的井路径202的部分是已经被钻探的井路径202的部分,而在钻头X前面的部分是已经被毯式图可视化应用程序110建模的且尚未被钻探的井路径202的部分。因为钻头X(并且因此钻探组件)前进通过河道203,所以它的轨迹将相对于地质横截面从左至右变化(如毯式图208中所示的那样)。同时,当钻头X沿着河道203上下移动时,帘式图204分别提供了井路径202上方的岩层A和下方的岩层B以及钻头X的可视化。因此,通过毯式图208和帘式图204的使用,本发明的示例性实施方案提供了钻头的从左至右以及上下方向的实时可视化(即3D可视化)。
[0035] 仍然参考图4,毯式图可视化应用程序110也沿着反映用于井路径202的最佳路径的井路径202对一系列目标402进行建模。如受益于本公开的本领域技术人员将理解,存在各种用于确定最佳井路径的方法。因此,在操作期间,将对沿着井路径202行进的钻探组件进行地质导向,以击中目标402,因此确保实现最佳井路径。
[0036] 另外,在这个示例性实施方案中,显示在毯式图208和帘式图204上的标尺是不同的。如受益于本公开的本领域技术人员将理解,可能需要不同的变焦放大倍率来突出和编辑毯式图208和帘式图204的某些地质特征。因而,取决于河道砂体几何结构,垂直标尺可不同于水平标尺。虽然每个图的测量深度是沿着图的x轴绘制的,但是毯式图208沿着反映截面线的从左至右移动、反映20米的区域的水平标尺的y轴对河道203进行了建模,而帘式图204沿着反映TVD范围的y轴对进行了绘制。
[0037] 另外,本发明的这个示例性实施方案显示了沿着帘式图204和毯式图208到地层边界的距离(“DTBB”)404。这里,基于从数据库模块112和多井模块114接收的井相关数据,毯式图可视化应用程序110对河道203的边缘边界进行了建模。也可基于沿着钻探组件行进井路径202所定位的岩石物理工具/传感器,在图中实时更新和显示地质和DTBB 404。在一个实施方案中,在定位有电阻传感器的钻头后面计算DTBB 404。通过编辑相关岩床层面以匹配DTBB位置,可使用在钻头后面的DTBB结果的趋势来预测钻头的前方。示例性传感器可包括检测岩层的特征数据和钻探组件的位置的地震的、电磁的或类似的传感器。如受益于本公开的本领域技术人员将理解,可使用各种其它岩石物理工具/传感器来提供这样的实时反馈。如下文将所述,随着钻柱沿井路径202行进,基于从钻柱接收的实时数据计算DTBB404。然而,随着钻探组件继续沿井路径202移动,DTBB 404被计算和显示。因此,可相应地地质导向井路径202以便保持沿目标402的最佳井路径,从而排出最大体积的存储量。
[0038] 进一步参考图4,显示器108也包括与井下状况和地质特征相关的各种实时数据。在某些示例性实施方案中,毯式图可视化应用程序110也可检索并且处理通过井下组件内的各种岩石物理工具/传感器获得的实时数据。这样的数据可包括例如偏移伪测井数据、偏移参考测井曲线以及建模数据。示例性偏移伪测井数据可包括使用同位协同协克里金(co-locating co-kriging)算法从来自多个偏移井的类似测井数据中产生的、沿着井路径的测量深度绘制的伪测井曲线,并且可被用于与实时数据进行关联。示例性偏移参考测井数据可以与偏移伪测井数据相同;然而可将它以设定的井路径测量深度垂直地绘制,所述测量深度仅通过沿着在帘式图204或毯式图208的显示窗口中的井路径202移动光标就可改变。根据选择的传感器性能,建模数据可使用来自帘式图204的伪测井数据和地质层面作为输入并且对预测的曲线或图像进行正演建模。所述实时数据可显示为例如单一值曲线或方位角图像。受益于本公开的本领域普通技术人员意识到这一点,并且各种其它数据可集成在本发明内。
[0039] 在本发明的另一示例性实施方案中,可实时编辑并且更新围绕河道506的地质边界。参考图5A和图5B,示出了包括在初始/编辑模式(图5A)和更新模式(图5B)中的毯式图的显示500。在图5A中,毯式图已经通过毯式图可视化应用程序110被建模,所述毯式图可视化应用程序110也已经基于地质数据确定了地质边界508的位置,并且因此(在使用例如来自钻柱岩石物理传感器的主要电磁数据进行计算之后)在井路径510的左边和右边绘制了DTBB 502。使用(从钻柱上的电阻率工具接收的)方位角电阻率数据,本发明的示例性实施方案逆转了围绕井眼的床层位置。所述逆转不依赖于地质层面位置并且提供了关于解释的质量控制的量度。如受益于本公开的本领域技术人员将理解,在河道砂体中,如河道504,有可能更靠近砂体的左边边界或右边边界,而不是顶部和底部,并且因此结果可用于限定边界位置。
[0040] 仍然参见图5A,随着钻柱沿井路径510移动且将与储层相关的实时数据发送回到毯式图可视化应用程序110,在毯式图的下端处的DTBB 502被确定为是处于右边的位置并且因此需要调整此点处的地质模型。因此,本发明的这个示例性实施方案允许通过点击和拖动或其它合适的功能的使用来将地质边界508向左或向右编辑。如图5B中所示,已经移动了地质边界508的位置以反映DTBB 502的真实位置。另外,可邻近地质边界508显示“X”以便在需要时允许进一步编辑或删除地质边界508的编辑位置。这些编辑被实时进行,并且然后毯式图可视化应用程序110相应地重新计算地质边界508。受益于本公开的本领域技术人员将理解,虽然在本文中并未示出,但是也可结合帘式图来提供相同的编辑功能。
[0041] 如本文所述,本发明的示例性实施方案提供了用于毯式图的方位角可视化的若干选项。在第一个实施方案中,毯式图可在帘式图的旁边显示,因此允许在3D中观看地质概括。这里,毯式图取向反映随着井上下转动而沿着井路径的地质的虚拟水平切片,而帘式图反映沿着跟随井的左右轨迹的井路径的地质的虚拟垂直切片。在第二个实施方案中,可沿着特定的TVD层位来建模毯式图的替代图。在第三个示例性实施方案中,也可沿着在结构模型格网层面之间的比例分层来建模毯式图的替代图。另外,用于显示的中心线可以是沿着封闭线或固定于投影钻头的指定方位角线。
[0042] 另外,本发明的示例性实施方案在地质导向应用中是有用的。在所确定的井路径是偏移的并且跟随视倾斜的实施方案中,毯式图的目的将是通过对本文中描述的对应TVD切片进行建模来沿着视倾斜获取地质概括。本发明的其它实施方案在有必要保持在水平的左-右区域内时的高度倾斜的岩层中也是有用的。另外,本发明在河道内导向也是有用的。这些优势和其它优势对受益于本公开的本领域普通技术人员将是显而易见的。
[0043] 参考图6,现将描述在地质导向应用中使用的本发明的示例性方法600。在方框602处,使用毯式图可视化系统100。在方框604处,毯式图可视化应用程序110初始化多井模块114。在方框606处,毯式图可视化应用程序110检测期望被分析的输入数据,例如像与偏移井、层面、断层面、测井数据以及井轨迹相关的数据。在方框610处,毯式图可视化应用程序110执行数据的质量检查以确保数据是正确的(例如以确保层面是沿着每个偏移井定位在正确的岩层顶部位置、以确保测井数据是对地质而并非对来自采集传感器的物理赝像的真实表示等)。在方框610处,毯式图可视化应用程序110允许用户例如通过产生另外的层面以限定目标岩层顶部来解释井场,并且毯式图可视化应用程序110相应地检测这样的条目。然后,在方框612处,毯式图可视化应用程序110更新岩层和井路径的结构模型,然后结构模型被反馈回到毯式图可视化系统100中用于进一步操作。
[0044] 虽然前述的操作是由毯式图可视化系统100执行,但是在方框614处,将毯式图可视化应用程序110的3D引擎初始化。在方框616处,毯式图可视化应用程序110可将钻井前地质工程研究并入分析中。在方框618处,毯式图可视化应用程序110执行各种功能。在方框618(a)和618(b)处,毯式图可视化应用程序110使得能够分别对实时作业A和B进行分析,以在相同井场中(因为井正在被地质导向)建模和/或更新经地质导向的井路径。在这个实施方案中,从作业中接收的数据是实时的。在方框618(c)处,毯式图可视化应用程序110使得能够使用历史数据执行钻井后分析,以用文件证明相对于可不同于原始解释的岩层边界的实际井位。受益于本公开的本领域技术人员将理解,可手动地或由毯式图可视化系统100执行方框618的分析。
[0045] 然后,在方框620处,毯式图可视化应用程序110使得用户能够沿着经地质导向的井路径将偏移井数据与从钻探组件接收的实时数据相关联,以便确定是否需要进行调节。在替代实施方案中,毯式图可视化应用程序110自身执行方框620的关联。如果确定调节是必要的,那么根据需要对井路径目标402(图4)进行调节,以保持在最佳的地质位置内。
在方框622处,毯式图可视化应用程序110对经编辑的地质模型内的正演电阻率和地质导向信号数据进行建模,以直接地与从钻探组件接收的电阻率和地质导向信号数据(包括与岩层的实时地质特征相关的数据)进行比较。在方框624处,毯式图可视化应用程序110计算DTBB 502(图5)并且然后在如先前所述的毯式图和帘式图内显示。
[0046] 在方框624处,用户可确定在计算的DTBB 502和实际边界508之间是否存在如先前所述的良好的相关性。然而,在替代实施方案中,通过毯式图可视化应用程序110本身可进行此确定。如果用户或毯式图可视化应用程序110确定相关性是良好的,算法前进至方框612,在方框612处将限定井路径的经编辑的目标和经编辑的地质边界更新到数据库,并且过程如图6所示继续。然而,如果用户或毯式图可视化应用程序110确定相关性不太好,则用户或毯式图可视化应用程序110可移动实际边界508以在方框620处与那些计算的DTBB 502相匹配。另外,如先前所述,毯式图可视化应用程序110在方框620处允许实际的实时井数据与偏移井数据的关联。因此,由于毯式图208和帘式图204保持实时更新,所以可对钻探组件进行地质导向以保持在地质内的最佳位置。
[0047] 本文描述的前述的方法和系统在规划、变更和/或钻探井眼中是特别有用的。如上文所述,系统使用例如井路径沿着期望的TVD切片提供水平的和垂直的可视化。因而,提供了用于地质导向井下组件的真实3D模型。另外,基于实际井下数据和从偏移井接收的数据可实时更新3D模型。因此,基于3D模型,可规划、实时钻探/地质导向井眼和/或更改井路径。
[0048] 除了钻探应用之外,本发明也适用于得益于围绕井眼获得的数据的3D可视化的其它应用,例如像增产操作。
[0049] 本领域的普通技术人员将理解,虽然将本发明的示例性实施方案和方法静态地描述为井位规划的实现的一部分,但是也可动态地实现所述方法。因此,可对井位规划进行建模并且将数据用作地质导向工具以更新用于井眼的钻探的井路径。实现了井位规划之后,在完成过程期间可一次性地或反复地使用本发明的系统,以确定随着井眼参数变化的最佳的井轨迹、断裂初始点和/或增产设计,或者阐明或调节本发明的系统。在任一情况下,可使用动态计算的结果以更改先前实现的井位或增产规划。
[0050] 本发明的示例性方法提供了一种地质导向井下组件的方法,所述方法包括分析与地质岩层相关的数据、基于与地质岩层相关的数据生成地质模型、生成反映沿着地质模型内的真实垂直深度(“TVD”)切片的左右取向的第一个图以及使用第一个图来地质导向井下组件。另一方法还包括生成反映沿着地质模型内的TVD切片的上下取向的第二个图以及使用第一个图和第二个图来地质导向井下组件。又一方法还包括基于在井下操作期间从井下组件接收的数据或从一个或多个偏移井接收的数据中的至少一者来实时更新地质模型。又一方法还包括基于在井下操作期间从井下组件接收的数据更新到地层边界的距离。
[0051] 又一方法还包括基于从井下组件接收的实时数据,沿着TVD切片的左右取向确定最佳的井路径。在另一种方法中,生成第一个图还包括使用井路径作为地质模型内的TVD切片。在又一种方法中,地质导向井下组件包括地质导向钻探组件。另一方法还包括使用可变的TVD切片作为TVD切片。
[0052] 本发明的又一示例性方法提供了一种地质导向井下组件的方法,所述方法包括对反映沿着真实垂直深度(“TVD”)切片的左右取向的毯式图进行建模以及使用毯式图地质导向井下组件。在另一种方法中,对毯式图进行建模还包括对反映沿着TVD切片的上下取向的帘式图进行建模,其中使用毯式图和帘式图地质导向井下组件。又一方法还包括基于从井下组件接收的数据或从一个或多个偏移井接收的数据中的至少一者实时更新毯式图。又一方法还包括基于在井下操作期间从井下组件接收的数据更新到地层边界的距离。又一方法还包括使用可变的TVD切片作为TVD切片。在另一种方法中,生成毯式图还包括使用井路径作为地质模型内的TVD切片。在又一种方法中,地质导向井下组件包括地质导向钻探组件。
[0053] 另外,可通过包括处理回路的系统或包括指令的计算机程序产品实现本文描述的示例性方法,所述指令由至少一个处理器执行时,致使处理器执行本文所描述的任何方法。
[0054] 虽然已经示出和描述了各种实施方案和方法,但是本发明并不限于这样的实施方案和方法,并且应理解为包括对本领域技术人员显而易见的所有修改和变更。因此,应理解,本发明不是旨在受到所公开的特定形式的限制。实际上,本发明涵盖属于如所附权利要求书定义的本发明的精神和范围内的所有修改、等效物和替代方案。
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