用于表征地下储油层中的裂面的系统和方法 对相关申请的交叉引用 本专利申请要求 2009 年 3 月 24 日提出的美国临时申请案 No.61/162,962 的优先权。 技术领域
一般而言， 本发明涉及用于模拟流体流动并表征地下储油层中的裂面的方法、 系 统， 以及软件， 具体而言， 涉及使用动态生产数据来准确地确定裂面属性并预测地下储油层 内的流体流动的方法、 系统， 以及软件。 背景技术
烃类生产领域涉及获取在地下储油层中捕获的烃类。这些烃类可以这样开采的 ： 通过钻井进入到储油层中， 以使得烃类能够从储油层流到井中并向上达到表面。储油层的 地质对烃类能够流入到井中的生产率具有大的影响。因此， 花费了大量的努力来开发储油 层表征以及模拟技术来更好地预测流体如何在储油层内流动。
诸如断裂的储油层之类的高度复杂的地质地下储油层对于预测流体流动带来了 独特而特殊化的挑战。断裂的储油层是其中裂面网络增强油田渗透率， 从而大大地影响井 产能以及开采效率的储油层。裂面可以被描述为嵌入在岩体内的裂缝或空隙， 并可以天然 地发生或者由井眼以人工方式生成。 天然的裂面通常在可以在尺寸方面有多个大小级次的 并行的裂面集中发生。裂面集内的长度分布特性上是非线性的， 带有许多短的裂面和数量 少的大裂面。可以被视为裂面的宽度的裂面缝隙的范围是按类似的方式分布的。此外， 多 个裂面集还可以共存于构成具有大范围和高度复杂的连接的网络的岩石中。
图 1 是示出了具有多个地层 11 的断裂的储油层 10 的物理地质体积的示意图。多 个地层 11 通常由平行岩石层和流体材料组成， 每一个都具有不同的沉积学和流体特性。裂 面或裂面网络 13 嵌入在岩体 15 内， 并可以在允许流体流过储油层到达井中的过程起着重 要作用。例如， 裂面网络 13 常常以大大地超出从岩体 15 到井的流动速率的速率产生到交 叉于生产井的流体， 因为裂面网络 13 通常具有大得多的输送流体的能力。因此， 多个交叉 裂面的网络常常构成断裂的储油层中的流的基础。
可以生成常常在储油层建模中用于表示地下储油层内的裂面的网络的裂面表示， 以准确地预测储油层流体流动特征。 生成裂面表示的一种方法包括从观察交叉于井眼的离 散的裂面到裂面的全油田的成批分布。钻孔图像 (BHI) 日志使用电阻系数或超声波声测量 值获取井眼的壁的详细图像。 这些图像被用来确定被井眼交叉裂面的位置、 朝向， 以及缝隙 ( 宽度 )。如此， BHI 日志可以示出交叉于井的裂面的全部。可以从诸如岩心、 钻井信息、 生 产测井之类的源， 以及诸如井温测量之类的井下油井测量值获得描述交叉特定井的裂面的 另外的数据。 此经验数据可以被用来判断特定裂面是否拥有影响流体流动到井眼达足够的 程度的尺寸以及连接性。 充分地影响流体流动的与裂面相关联的数据可以被用来组合裂面 密度的钻井日志， 该裂面密度可以被描述为单位容积的裂面表面面积。可以使用人工神经网络技术来生成裂面密度的空间分布。 这样的技术已为本领域 的技术人员所熟知， 并允许基于描述裂面的数据， 使用回归分析， 进行裂面密度的分布。可 以通过使用附加的地质统计技术， 来重新缩放裂面密度以匹配井中的以及整个储油层中的 裂面密度的观测分布。例如， 可以使用序列高斯模拟 (SGS) 同位协同克里格法， 当前技术已 知的技术， 重复扩展神经网络结果， 其中， 使用神经网络裂面密度分布作为高度相关联的软 数据。然后， 可以使用重新缩放的裂面密度分布来随机地生成描述储油层内的裂面的网络 的裂面表示。具体而言， 可以使用重新缩放的裂面密度分布作为裂面表示的随机生成过程 中的约束。也可以使用裂面尺寸以及定向数据来约束裂面表示。
市场上有许多用于以此方式构建裂面表示的产品， 如总部位于乔治亚州亚特兰大 TM 市的 Golder Associates Inc. 分发的 FracMan 。可以将随机裂面表示导入到地质储油层 模型中， 以构建断裂的地下储油层的更逼真的地质特征。这些逼真的地质储油层模型通常 呈现显式地定义每一个裂面的高分辨率离散裂面模型 (DFM) 的形式。
图 2 示出了具有裂面表示 21 的断裂的地下储油层域 20。在此示例中， 域 20 包含 40 个由 2D 多边形所表示的离散的裂面 23。尽管裂面表示 21 内的离散的裂面 23 被表示成 在域 20 内延伸的平面矩形， 但是， 所属领域技术人员可以理解， 离散的裂面 23 可以通过其 他 2D 或 3D 几何形状来表示。离散的裂面 23 可以在域 20 内延伸， 以便它们不穿透其他离 散的裂面 23， 如离散的裂面 25。然而， 如前面所讨论的， 离散的裂面 23 常常彼此交叉， 构成 大范围和高度复杂的连接的裂面网络， 如裂面网络 27。 尽管裂面表示定义了每一个裂面， 交叉于井的裂面通常只由其常规岩心的外观、 图像日志或其他钻孔数据来约束。 因此， 尽管这些裂面表示可以估计一些裂面网络参数， 但 是， 远离井的裂面的有效尺寸 ( 长度和高度 ) 仍然是主要未知数。这会有助于相当大的井 到井的生产易变性， 并使性能预测对于断裂的储油层高度不确定。
发明内容 根据本发明的一个方面， 公开了用于模拟地下储油层中的流体流动速率的方法。 该方法包括提供交叉于至少一个断裂的地下储油层中的生产井的静态和动态数据的步骤。 动态数据包括实测的从裂面到生产井的流体流动速率。使用静态和动态数据， 生成定义交 叉于生产井的一个或多个裂面的属性的井模型。在井模型中模拟流体流动， 以获取一个或 多个裂面和生产井之间的模拟的流体流动速率。 基于模拟的流体流动速率和实测的从一个 或多个裂面到井的流体流动速率， 来调整井模型中所定义的裂面属性。 例如， 可以使用遗传 算法、 模拟退火、 随机微扰法或其组合， 优化裂面属性。在具有已调整的裂面属性的已更新 的井模型中模拟流体流动， 以获取已更新的模拟的流体流动速率， 其可以被输出或显示。 例 如， 可以将已更新的模拟的流体流动速率发送到用户界面设备， 监视器、 计算机可读存储介 质、 本地计算机， 或作为网络的一部分的计算机。
在某些实施例中， 可以重复在井模型中模拟流体流动和更新裂面的属性的步骤， 直到满足一个或多个预定的准则。例如， 预定的准则可包括重复在井模型中模拟流体流动 和更新裂面的属性的步骤达预定的迭代次数， 已更新的模拟的流体流动速率匹配实测的流 体流动速率， 已更新的模拟的流体流动速率在连续的迭代次数内相对停滞， 或者已更新的 模拟的流体流动速率在预定的迭代次数内不收敛到实测的流体流动速率的容差内。
在某些实施例中， 裂面的属性可包括长度、 高度、 缝隙， 或其组合。例如， 可以通过 将裂面的长度乘以实测的流动速率与该裂面的模拟的流动速率的比率， 来调整裂面的长 度。在某些实施例中， 实测的流动速率与模拟流动速率的比率被自乘到一个指数的幂。在 另一示例中， 可以与裂面的长度成比例地调整裂面的高度或缝隙， 或与裂面的长度成比例 地调整达到预定的最大量。
在某些实施例中， 井模型与定义网格块的网格相关联， 通过在与井相邻的交叉于 裂面的每一个网格块内的流体流动的总和， 来计算从每一个裂面到井的模拟的流体流动速 率。当两个或更多裂面交叉于与井相邻的网格块时， 可以基于每一个裂面在网格块内的高 度的比例， 在裂面之间分配该网格块内的流体流动。
根据本发明的另一方面， 公开了用于优化地下储油层的储油层模型内的裂面特性 的方法。 具体而言， 该方法与断裂的地下储油层相关联， 其中， 生产井被至少一个裂面交叉。 提供了表示地下储油层的储油层模型， 该模型建模生产井和交叉的裂面。还提供了来自生 产井的动态生产数据， 其包括从交叉的裂面到生产井的实测的流体流动速率。在储油层模 型中模拟流体流动， 以获取一个或多个裂面和生产井之间的模拟的流体流动速率。 然后， 基 于模拟的流体流动速率和实测的从一个或多个裂面到井的流体流动速率， 来调整储油层模 型中所定义的裂面属性。 在某些实施例中， 具有已调整的裂面属性的储油层模型被输出到用户界面设备， 监视器、 计算机可读存储介质、 本地计算机， 或作为网络的一部分的计算机。
在某些实施例中， 通过利用遗传算法、 模拟退火、 随机微扰法， 或其组合， 优化储油 层模型， 来调整储油层模型中所定义的裂面属性。
在某些实施例中， 可以重复在储油层模型中模拟流体流动和调整储油层模型中所 定义的裂面的属性的步骤， 直到满足一个或多个预定的准则。 例如， 预定的准则可包括重复 在储油层模型中模拟流体流动和调整储油层模型中所定义的裂面的属性的步骤达预定的 迭代次数。 在另一示例中， 可以重复这些步骤， 直到已更新的模拟流体流动速率匹配实测的 流体流动速率。 在另一示例中， 可以重复这些步骤， 直到已更新的模拟的流体流动速率在连 续的迭代次数内相对停滞。在另一示例中， 只有在已更新的模拟的流体流动速率在实测的 流体流动速率的容差内不收敛， 才重复步骤达预定的迭代次数。
在某些实施例中， 裂面属性包括长度、 高度、 缝隙， 或其组合。 可以通过将裂面的长 度乘以实测的流动速率与模拟的流动速率的相应的比率， 来调整裂面的长度。在某些实施 例中， 实测的流动速率与模拟流动速率的比率被自乘到一个指数的幂。 在另一示例中， 可以 与裂面的长度成比例或与裂面的长度成比例地调整裂面的高度、 缝隙或高度和缝隙达到预 定的最大量。
在某些实施例中， 储油层模型与定义网格块的网格相关联， 通过在与生产井相邻 的交叉于裂面的每一个网格块内的流体流动的总和， 来计算从每一个裂面到生产井的模拟 的流体流动速率。当两个或更多裂面交叉于与生产井相邻的网格块时， 可以基于每一个裂 面在网格块内的高度的比例， 在裂面之间分配该网格块内的流体流动。
本发明的另一方面包括优化表示断裂的地下储油层中的生产井的井模型内的裂 面特性的系统。该系统包括计算机处理器、 数据库， 以及软件程序。使用数据库来存储井模 型以及相关联的井信息， 可包括模拟输入数据、 参数数据、 裂面数据， 以及模拟输出数据。 软
件程序可在计算机处理器上执行， 并包括裂面调整模块。 裂面调整模块基于参数数据， 生成 定义交叉于生产井的裂面的一个或多个属性的裂面数据。 裂面调整模块可以与储油层模拟 器的流动模拟模块进行通信， 以在井模型中模拟流体流动， 并输出模拟输出数据。 裂面调整 模块基于模拟输出数据， 如从裂面到生产井的模拟的流体流动速率， 更新裂面数据内的裂 面属性。
在某些实施例中， 由要接受调整的裂面数据所定义的裂面属性包括每一个裂面的 长度、 高度、 缝隙或其组合。例如， 裂面调整模块可以基于包括在参数数据中的实测的从裂 面到井的流体流动速率与包括在模拟输出数据中的模拟的从裂面到生产井的流体流动速 率的比率， 来更新裂面属性。
在某些实施例中， 软件程序包括渗透率调整模块， 其用于调整井模型内的网格块 渗透率。 可以通过确保井模型中的模拟的流体流动的计算出的压力在参数数据中所提供的 压力的预定的容差内， 来调整网格块渗透率。
在某些实施例中， 软件程序包括不确定性模块， 该模块改变参数文件内的参数， 可 以与储油层模拟器的流动模拟模块进行通信， 以使用已改变的参数启动模拟， 并基于来自 流动模拟模块的模拟输出数据， 生成参数的不确定性的度量。 本发明的另一方面包括存储在处理器可读的介质上的软件程序， 以优化地下储油 层的储油层模型内的裂面特性。软件程序包括裂面调整模块， 其生成并优化储油层模型的 裂面表示。 具体而言， 裂面调整模块生成储油层模型的裂面表示， 包括交叉于地下储油层中 的生产井的裂面。裂面调整模块与储油层模拟器的流动模拟模块进行通信， 以在储油层模 型中模拟流体流动， 并输出模拟输出数据。裂面调整模块通过基于模拟输出数据 ( 如从裂 面到生产井的模拟的流体流动速率 ) 来调整裂面属性， 优化裂面表示。
在某些实施例中， 由要接受调整的裂面表示所定义的裂面属性包括长度、 高度、 缝 隙或其组合。例如， 裂面调整模块可以基于实测的从裂面到井的流体流动速率与模拟输出 数据中输出的模拟的从裂面到生产井的流体流动速率的比率， 来更新裂面属性。
在某些实施例中， 软件程序包括渗透率调整模块， 其用于调整储油层模型内的网 格块渗透率。 可以通过确保储油层模型中的模拟的流体流动的计算出的压力在从裂面到井 的实测的压力的预定的容差内， 来调整网格块渗透率。
在某些实施例中， 软件程序包括不确定性模块， 该模块改变储油层模型内的参数， 可以与储油层模拟器的流动模拟模块进行通信， 以使用已改变的参数启动模拟， 并基于从 流动模拟模块输出的模拟， 生成参数的不确定性的度量。
附图说明
图 1 是断裂的地下储油层的示意图。
图 2 是断裂的地下储油层的裂面表示的示意图。
图 3 是根据本发明的各方面的具有交叉于连接的裂面网络的井眼的储油层的示 意图。
图 4 本发明是示出了根据本发明的各方面的裂面特征方法的步骤的流程图。
图 5 是示出了根据本发明的各方面的预测储油层性能的模拟方法的步骤的流程 图。图 6 是根据本发明的各方面的用于表征裂面的系统的示意图。
图 7 是示出了根据本发明的各方面的在井模型中更新的裂面长度的示意图。
图 8 是示出了根据本发明的各方面的流体流动到井的位置以及速率的柱状图。
图 9 是根据本发明的各方面的使用各种网格块渗透率来将对井的实测的压力与 井模型的模拟压力进行比较的图。
图 10 是根据本发明的各方面的使用各种网格块渗透率来将对井的实测的压力与 井模型的模拟压力进行比较的图。
图 11 是示出了根据本发明的各方面的使用生产测井仪记录的流体流动到井的位 置以及速率。
图 12 是示出了根据本发明的各方面的网格块渗透率的单一井模拟模型的表示。
图 13 是根据本发明的各方面的使用各种网格块渗透率来将对井的实测的压力与 井模型的模拟压力进行比较的图。 具体实施方式
此处所描述的当前方法、 系统， 以及软件的实施例一般涉及估计被储油层油田中 的井眼交叉裂面的有效尺寸。 具体而言， 此系统和方法使用常规的静态和动态井中测量值， 加新开发的软件工具的综合， 来帮助确定储油层中的打开的， 流体流动的裂面。 如此处将讨 论的， 这包括裂面实长和高度， 它们会超出它们与井眼交叉的位置处很大距离。因此， 如此 处所使用的， 术语 “裂面的有效尺寸” ， 是指连接的裂面网络的近似的尺寸， 因为交叉于井壁 的裂面可以连接到储油层中的其他裂面。 可以使用裂面的有效尺寸的知识来估计一个油田 中的井之间的裂面互连性的潜力， 储油层排泄型式， 以及注入和生产形态的影响， 所有的这 些都会影响储油层管理判断。此外， 也可以使用裂面尺寸分布作为用于流动 - 模拟建模的 输入， 如此， 提供用于总体储油层性能预测的改善的物理基础。
图 3 示出了包含被连接的裂面网络 33 交叉的井眼 31 的地下储油层 30。裂面网络 包括直接交叉于井眼 31 的裂面 35， 直接连接到裂面 35 的裂面 37， 以及间接地 ( 如通过裂 面 37) 连接到裂面 35 的裂面 39。裂面 39 也可以间接地通过裂面 37 及其他流体地连接的 裂面 39 连接到裂面 35。因此， 尽管只有裂面 35 直接交叉于井眼 31， 但是， 裂面 35 的有效 尺寸考虑了整个连接的裂面网络 33 的近似的大小， 因为裂面 35 与裂面 37 和 39 流体连通。
图 4 示出了用于优化地下储油层中的裂面特性的方法 40 的步骤。在步骤 41 中， 提供了断裂的地下储油层和表示断裂的地下储油层的储油层模型。具体而言， 储油层模型 建模至少生产井和交叉于断裂的地下储油层中的生产井的裂面。在步骤 43 中， 提供了生产 井的动态生产数据， 包括从裂面到生产井的实测的流体流动速率。步骤 45 包括在井模型中 模拟流体流动， 以获取从裂面到井的模拟的流体流动速率。基于实测的流动速率和模拟的 流体流动速率， 通过调整裂面的属性， 如裂面长度或高度， 优化储油层模型。 因此， 使用方法 40 使裂面属性适应于动态生产数据， 以使得裂面的有效尺寸被考虑到储油层模型中。
方法 40 的一些实施例另外包括步骤 49 和 51， 在图 4 中以虚线示出。在步骤 49 中， 重复模拟流体流动的步骤 45 和优化储油层模型的步骤 47， 直到满足一个或多个预定的 准则。稍后比较详细地描述这样的预定的准则的示例。在步骤 51 中， 带有优化的裂面属性 的储油层模型被输出或显示到用户界面设备、 监视器、 计算机可读存储介质、 本地计算机，或作为网络的一部分的计算机。
图 5 示出了用于使用优化的裂面属性模拟地下储油层中的流体流动速率的方法 60 的步骤。在步骤 61 中， 提供交叉于断裂的地下储油层中的井的静态和动态数据。动态数 据包括从裂面到井的实测的流体流动速率。在步骤 63 中， 使用静态和动态数据， 生成定义 裂面的属性 ( 如在裂面表示中 ) 的井模型。 然后， 在步骤 65 中， 通过在井模型中模拟流体流 动， 获取从裂面到井的流体流动速率。在步骤 67 中， 通过调整裂面的属性， 更新井模型。响 应于模拟的流体流动速率和从裂面到井的实测的流体流动速率， 调整裂面的属性。 通常， 要 接受调整的裂面属性包括裂面的长度、 高度， 以及缝隙。如下文所描述的， 也可以响应于模 拟的流体流动速率以及从裂面到井的实测的流体流动来调整网格块渗透率。在步骤 69 中， 使用具有已调整的裂面属性的已更新的井模型， 模拟流体流动。可以在步骤 71 中输出或显 示模拟流动速率。 在某些实施例中， 模拟的流体流动速率可用于进一步细化裂面的属性， 如 此再次更新裂面属性。 如稍后比较详细地描述的， 可以反复地重复此过程， 直到模拟的流体 流动速率满足预定的准则。因此， 通过使用方法 60， 裂面的有效尺寸被考虑到井模型中， 因 为使裂面属性适应于动态生产数据， 实测的流动速率匹配模拟流动速率。
用于方法 40， 60 中的井的静态数据主要从钻孔图像 (BHI) 日志和岩心提供的。所 属领域技术人员可以理解， 也可以从其他来源， 如钻井信息或地震数据， 提供静态数据。用 于方法 40， 60 中的动态数据通常从生产测井仪 (PLT) 提供。此工具作为井中的深度的函数 来测量流入或流出钻孔的流体的流动速率， 并提供有关哪些裂面有生产价值的信息， 包括 从每一个中流出多少。 因此， 生产测井仪数据可以被用来标识哪些裂面足够大， 以便以相当 大的速率流动。在方法 40， 60 中， 生产测井仪信息被用来估计交叉单一井的裂面的有效大 小及其他属性。 所属领域技术人员可以理解， 也可以从其他来源， 如生产测井及其他井下油 井测量值， 提供动态数据。
在方法 40， 60 中使用静态和动态数据， 提供了井模型或裂面表示。可以将裂面表 示与储油层模型组合， 然后， 用于准确地模拟断裂的储油层中的流体流动。 如在本发明的背 景部分所描述的， 在用于创建裂面表示的储油层建模的技术领域有各种方法。 例如， Liyong Li 等人在 2006 年 12 月 04 日提出的美国专利申请序列号 11/566,609“Method， System and Apparatus for Simulating Fluid Flow in a Fractured Reservoir Utilizing A Combination of Discrete Fracture Networks and Homogenization of Small Fractures” 中公开了创建表示断裂的地下储油层的三维混合型储油层模型的方法。 模型包 括定义多孔基岩块的网格以及覆盖基岩块的长裂面的网络， 它们通过二维裂面块来建模。 小的和中等的裂面优选地， 虽然不是必需的， 通过有效渗透率来建模， 将小的和中等的裂面 的渗透率包括到多孔基岩块的渗透率中然后， 同时求解通过有效流体流动可传性耦合的基 岩和裂面流动方程， 以获得要对其建模的储油层中的流体的流信息， 如压力、 饱和度、 温度， 以及流动速率。
在方法 40， 60 中， 通过模拟所获取的流体流动速率被用来调整诸如裂面大小之类 的裂面的属性。具体而言， 基于模拟的流体流动速率与通常由生产测井仪所提供的动态数 据中所包括的实测的流体流动速率的比较结果， 来调整裂面的属性。如下文比较详细地描 述的， 如果模拟的流体流动速率小于实测的流体流动速率， 则建模的裂面通常在尺寸方面 增大。 类似地， 如果模拟的流体流动速率大于实测的流体流动速率， 则建模的裂面通常在尺寸方面缩小。例如， 接受细化的裂面属性可包括裂面的长度、 高度、 缝隙或其组合。
由离散的裂面网络流动模拟器进行的模拟需要有关井模型中的每一个裂面的信 息。这可包括每一个裂面的两个端点的 x， y 和 z 位置， 以及， 其渗透率和缝隙。使用方法 40， 60， 优化诸如尺寸之类的裂面属性， 使用离散的裂面网络流动模拟器来作为正向模型。 单井流动模型， 可以从较大的油田模型中提取或者专门为一个项目创建， 在模型的中心利 用有关的井来生成。 从静态和动态数据中获得的已知交叉于井的裂面， 约束单井流动模型。 然而， 裂面尺寸一般是不知道的， 如此， 使用方法 40， 60 来调整裂面尺寸， 直到来自每一个 裂面带的模拟的流体流动速率匹配实测的流体流动速率。在某些实施例中， 如果每一个模 拟的速率在对应的裂面带的实测的流体流动速率的预定的容差内， 则模拟的流体流动速率 被视为匹配实测的流体流动速率。在某些实施例中， 如果总的模拟的速率在总的实测的流 体流动速率的预定的容差内， 则模拟的流体流动速率被视为匹配实测的流体流动速率。因 此， 方法 40， 60 调整裂面属性， 以便交叉于井的裂面通过它们的有效尺寸来表征。
可以使用优化方法来更有效地优化裂面的属性， 以使得模拟的流体流动速率匹配 实测的流体流动速率。已知的优化方法包括遗传算法、 模拟退火， 以及随机微扰法。例如， 可以使用遗传算法更有效地优化裂面的属性。这里， 选择诸如裂面高度、 长度、 缝隙、 面积、 容积之类的裂面属性或其组合来定义解的初始种群。 初始种群可以覆盖可能的解的整个范 围或可能在其中求得最优解的范围。 通常， 使用适应度函数来评估或分级每一个解， 并随机 地选择解的最优集合。然后， 重新组合或变异解的最优集合， 以形成下一代解。例如， 可以 将来自第一解的某些裂面属性与来自第二解的某些裂面属性配对， 以产生新的 “子孙” 解。 与解的初始种群相比， 下一代解通常有较好的质量， 因为它是从初始种群中的更多最优解 产生的。可以反复重复一代中的最优解的选择和再产生， 直到到达预定的结束条件。预定 的结束准则可包括模拟的流体流动速率被视为匹配实测的流体流动速率， 连续的迭代次数 不再产生更好的结果， 到达预定数量的代， 或其组合。
图 6 示出了用来优化地下储油层的裂面特征的系统 100。系统 100 包括用户界面 110， 以使得操作员可以主动地输入信息并查看系统 100 的操作。用户界面 110 可以是人 能够用来与系统 100 进行交互的任何东西， 可包括， 但不仅限于， 键盘、 鼠标， 或触摸屏显示 器。通过用户界面 110 输入到系统 100 中的输入可以被存储在数据库 120 中。另外， 由系 统 100 所生成的任何信息也可以存储在数据库 120 中。如下面更详细地描述的， 模拟输入 121、 参数文件 123、 裂面文件 125， 以及模拟输出 127 都是可以被存储在数据库 120 中的信 息的示例。
系统 100 包括存储在处理器可读的介质上的软件 130。处理器可读的介质的当前 示例包括， 但不仅限于， 电子电路、 半导体存储器设备、 ROM、 闪存、 可擦可编程序只读存储器 (EPROM)、 软盘、 光盘 (CD-ROM)、 光盘、 硬盘， 以及光纤介质。如此处比较全面地描述的， 软件 130 可包括用于执行系统任务的多个模块。处理器 140 解释指令以执行软件 130， 并生成自 动指令以响应于预定条件， 执行系统 100 的软件。来自用户界面 110 和软件 130 的指令由 处理器 140 处理， 以完成系统 100 的操作。在某些实施例中， 可以使用多个处理器， 以便系 统操作可以被更快速地执行。
软件 130 的模块的示例包括， 但不仅限于， 流动模拟模块 131、 裂面调整模块 133、 渗透率调整模块 135， 以及不确定性模块 137。此外， 尽管流动模拟模块 131、 裂面调整模块133、 渗透率调整模块 135， 以及不确定性模块 137 都是软件 130 的模块的示例， 但是， 它们不 必存在于同一个软件程序包中。例如， 流动模拟模块 131 可以是外部储油层模拟器中的模 块 ( 在图 6 中未示出 )。
流动模拟模块 131 能够从数据库 120 中检索模拟输入 121、 参数文件 123、 裂面文 件 125， 或其组合， 模拟流体流动， 并生成表示模拟的流体流动的模拟输出 127。裂面调整模 块 133 能够调整裂面属性， 以便来自每一个裂面带的模拟的流体流动收敛于实测的现场数 据。 因此， 裂面调整模块 133 确定交叉于井眼的裂面的有效裂面尺寸。 这是通过检索参数文 件 123， 响应于参数文件 123， 生成裂面文件 125， 并响应于模拟输出 127， 更新裂面文件 125 来完成的。渗透率调整模块 135 能够将网格块渗透率调整到合理的大小级次， 以便来自每 一个裂面带的模拟压力匹配参数文件 123 中的压力信息。不确定性模块 137 能够改变参数 文件 123 内的参数， 与流动模拟模块 131 进行交互， 以模拟改变的参数， 并响应于模拟输出 127， 生成参数的不确定性的度量。
在某些实施例中， 系统 100 可包括报告单元 150， 以将信息提供到操作员或诸如外 部储油层模拟器之类的其他系统 ( 未示出 )。 例如， 报告单元 150 可以是打印机、 显示屏幕， 或数据存储设备。 然而， 应该理解， 系统 100 不必包括报告单元 150， 可另选地， 用户界面 110 可以用于向操作员报告系统 100 的信息。 系统 100 的诸如用户界面 110、 数据库 120、 软件 130、 处理器 140 和报告单元 150 之类的任何组件之间的通信， 以及， 与诸如储油层模拟器之类的外部系统 ( 未示出 ) 的通 信， 可以通过通信网络 160 传输。通信网络 160 可以是允许信息传输的任何装置。这样的 通信网络 160 的示例目前包括， 但不仅限于， 计算机内的交换机、 个人区域网络 (PAN)、 局域 网 (LAN)、 广域网 (WAN)， 以及全球区域网络 (GAN)。 通信网络 160 也可以包括用于连接网络 中的诸如光缆或无线射频之类的单个设备的任何硬件技术。
在操作中， 系统 100 被用诸如模拟输入 deck 之类的模拟输入 121， 以及包括裂面数 据以及模型属性的参数文件 123 来填充。参数文件 123 具有通常包括裂面断裂的深度、 朝 向、 高度， 以及缝隙或渗透率的信息。如前所述， 此数据可以来自钻孔图像、 试井数据、 生产 测井仪数据， 或其他来源。使用生产测井仪观察到的来自每一个裂面带的实测的流动速率 通常也包括在输入参数文件 123 中。另外， 参数文件 123 还可包括一些可选信息， 如收敛容 差、 不同的高度以及缝隙选项， 平均初始长度， 以及生产测井仪数据是何时取得的。
一旦参数文件 123 以及流动模拟输入 121 被填充到系统 100 中， 就可以检查文件 以确保它们都是兼容的。例如， 系统 100 可以检查以确保井只在流动速率与从生产测井仪 数据观察到的裂面相关联的位置完成。系统 100 也可以确保至少在对应于生产测井仪数据 被取得的时间的时间期间内模拟模型。如果需求， 系统 100 可以修改流动模拟输入 121， 以 使得它与所有其他文件都兼容。
裂面调整模块 133 创建初始文本裂面文件 125， 该初始文本裂面文件 125 包含第一 流动模拟的裂面的位置和缝隙。裂面调整模块 133 可以为所有裂面尺寸使用恒定值， 或生 成初始裂面估计， 这会节省几个模拟迭代。可以使用每一个裂面的真实的或实测的生产速 率来生成初始裂面尺寸。例如， 可以使用下列公式来计算初始裂面长度 ：
12( 公式 1)102362262 A CN 102362279
说明书9/17 页for i ＝ 1 → n_fracs( 裂面的总数 )
使用此计算确保具有最低生产速率的裂面从最短的裂面开始， 而具有最高生产速 率的裂面从最长的裂面开始。
除初始裂面长度之外， 裂面文件 125 也可以包括裂面的深度、 高度、 缝隙， 以及朝 向。来自输入参数文件 123 的此信息被用来确定裂面的两个端点的 x、 y 和 z 位置。为到达 每一个端点的 x 和 y 位置， 可以将裂面长度的一半添加到裂面中心点的每一端中。类似地， 为到达裂面的顶部和底部 z 位置， 裂面高度的一半分别被加到和减到裂面深度。也可以使 用下列公式， 根据缝隙计算出裂面渗透率 ：
( 公式 2)of square meter 其中， 1.01325x1015 是从平方米单位 (m2) 的缝隙转换为毫达西单 位 (mD) 的渗透率的常数。所有此数据可以被用来创建初始以及随后的文本裂面文件 125， 它们包含模型中的每一个裂面的裂面信息。一旦完成此， 可以执行模型的模拟。
执行离散的裂面网络流动模拟的流动模拟模块 131， 被用来执行井模型的流体流 动模拟。具体而言， 模拟通常包括求解对于如在许多时间步长内模型网格块中的压力和饱 和度之类的未知数的控制非线性方程组， 以模拟储油层中的流体流动。 例如， 流动模拟模块 131 可以使用牛顿迭代法来求解非线性方程。 为每一个网格块构建非线性方程， 一般以有限 差分方程的形式， 代表储油层中的岩石和流体的属性。岩石属性的示例包括流体 ( 油、 水、 燃气 ) 的每一个阶段的多孔性、 毛细压力， 以及相对渗透率。流体属性的示例包括每一个网 格块中的油粘度、 油形成因素 (B0)， 以及压力、 温度， 以及饱和度。 可以为每一个裂面带输出由流动模拟模块 131 计算出的流体流动速率。可以被存 储在数据库 120 中的模拟输出 127 包含与交叉于井的每一个裂面相关联的流动速率。如 果单一裂面流过多个垂直网格块， 则为该裂面导出的流是来自所有交叉的网格块的流的总 和。如果多个裂面交叉单一网格块， 那么， 基于每一个裂面在网格块中具有的多少高度， 在 那些裂面之间分配来自该网格块的流。例如， 如果第一裂面在网格块中具有 3 英尺， 第二裂 面在同一个网格块中具有 2 英尺， 那么， 第一裂面将从该网格块获得五分之三的流， 第二裂 面将从该网格块获得五分之二的流。
一旦从流动模拟模块 131 获得模拟输出 127， 则裂面调整模块 133 将它与参数文 件 123 中的动态数据进行比较。由裂面调整模块 133 基于来自每一个裂面的模拟的生产与 实际生产数据 ( 如从生产测井仪获得的数据 ) 的比较结果， 更新裂面文件 125 中的裂面长 度。如果模拟的生产流动速率小于由生产数据给出的实测的流动速率， 则建模的裂面尺寸
增大。 类似地， 如果模拟的生产流动速率大于由生产数据给出的实测的流动速率， 则裂面尺 寸缩小。这些调整基于通常比较小的裂面具有较高的流动速率的较长的裂面， 假设所有其 他裂面属性都是恒定的。因此， 可以基于下列数学关系式来更新裂面长度 ：
( 公式 3)其中， i ＝ 1 →裂面的总数。
在公式 3 中， 可以使用指数 n_exp 来加速模拟的生产流动速率和由动态生产数据 给出的实测的流动速率之间的匹配。例如， 指数可以是 1。在另一示例中， 指数可以增大，如增大到 2， 以使得这些值收敛得更快。对于指数的另一个选项是从预定的增加值 ( 如 2) 开始， 每当变化增大时， 将 n_exp 的值砍掉一半。这可以持续， 直到指数等于较小预定值， 如 1/4。如果不匹配仍增大， 则可以结束历史匹配例程。此选项可以是有用的， 因为方括号内 的项可以导致参数溢出正确的解。一旦计算出新长度， 由裂面调整模块 133 更新裂面文件 125。
系统 100 可以重复利用流动模拟模块 131 来计算流体流动速率和利用裂面调整模 块 133 来干扰裂面长度和更新裂面文件 125 的步骤， 直到满足一个或多个预定的准则。例 如， 并如上文所描述的， 预定的准则可以涉及调整在各种时间步长内调整指数值， 如果模拟 的生产流动速率和由动态生产数据给出的流动速率之间的不匹配仍增大， 则停止。如果对 于预定的迭代次数不匹配增大， 则指数 n_exp 被视为到达下限， 程序可以停止。作为另一个 示例， 预定的准则可以是进行模拟达预定的迭代次数。此准则独立于公式 3 中的指数值， 当 到达最大数量的迭代时发生。
另一个示例是让系统 100 持续细化裂面文件 125， 直到模拟的生产流动速率和由 生产测井仪数据给出的实测的流动速率之间的区别低于预定的收敛容差。 当发生这种情况 时， 认为发生了匹配， 裂面被视为处于适当的尺寸。这可以使用目标函数用数学方法来表 达， 目标函数可以被定义为模拟的流体流动速率和所有裂面的实测的流体流动速率之间的 差的绝对值的总和 ：
( 公式 4)在某些情况下， 匹配的模拟流动速率可以导致没有被完全优化的裂面尺寸， 因为 网格块渗透率和裂面尺寸不能两者都被约束， 而只使用从动态生产数据提供的实测的流体 流动速率。例如， 从具有较高渗透率和较短裂面长度的井产生的流动速率基本上等于具有 较低渗透率和较长裂面长度的井的流动速率。 然而， 利用压力信息， 可以十分准确地估计网 格块渗透率。所属领域技术人员将认识到， 网格块渗透率不简单是基岩渗透率。更准确地， 它是基岩块的渗透率和不直接连接到与井连通的离散的裂面网络的裂面的渗透率的组合。 在断裂的储油层中， 网格块渗透率通常大于指出这些裂面正在提供流动势能并应该考虑的 基岩渗透率。
渗透率调整模块 135， 虽然在系统 100 中不是必需的， 可以用于帮助确保网格块渗 透率是正确的大小级次。在此情况下， 可以包括在参数文件 123 中的从油田可用的压力数 据， 被用作改善历史匹配过程的附加约束。渗透率调整模块 135 使用压力信息作为将网格 块渗透率调整到正确的大小级次的附加约束。如果井眼压力太低， 则渗透率调整模块 135 可以增大渗透率， 以帮助将压力保持在较高值。类似地， 如果井眼压力太高， 则渗透率调整 模块 135 可以缩小渗透率， 以帮助将压力保持在较低值。一旦匹配了压力， 可以为该渗透率 计算裂面长度。即使压力数据不可用， 渗透率调整模块 135 也可以检查压力信息， 以确保它 是合理的。光凭这一点就可以相当大地缩窄网格块渗透率的不确定性范围。
不确定性模块 137， 虽然在系统 100 中不是必需的， 可以用于生成裂面属性的不确 定性的度量。如上文对于渗透率调整模块 135 所提及的， 确保压力数据是合理的将对于求 得裂面长度和网格块渗透率的单一解有用。然而， 该单一解取决于诸如裂面高度、 渗透率， 以及朝向之类的其他参数。 解决裂面长度中的不确定性的一种方式是在合理的可能性范围内改变这些其他参数中的某些。例如， 可以使用改变的参数， 重复利用流动模拟模块 131 来 计算流体流动速率和利用裂面调整模块 133 来干扰裂面长度和更新裂面文件 125 的步骤， 以获取新的模拟流体流动速率。这些附加的模拟的裂面长度将不同于原始模拟， 不确定性 模块 137 可以计算裂面长度的不确定性的度量。不确定性模块 137 也可以计算裂面面积 ( 长度和高度 )、 渗透率， 以及朝向的不确定性的度量。
可以通过在合理的可能性范围内改变长度的参数， 在合理的可能性范围内改变高 度的参数或其组合， 来计算裂面面积 ( 长度乘以高度 ) 的不确定性。 例如， 对于每一个裂面， 高度可以被保持恒定， 如此， 裂面的尺寸只通过长度增大。这里， 每一个裂面都可以具有不 同的高度， 但是， 高度对于整个遍数保持恒定。作为另一个示例， 高度可以与长度成比例地 改变， 以使得尺寸水平地和垂直地增大。 在某些实施例中， 高度可以被设置为与裂面长度成 比例地改变， 直到用户指定的最大高度。 可以认识到， 在井中实测的裂面的高度一般是部分 高度， 因为大多数裂面具有至少相对于井轴的小角度。 裂面越高， 在井眼中看到的高度将被 截断的可能性就越大， 部分测量真实高度。
可以被视为裂面流动的能力的裂面渗透率的不确定性， 也是重要的裂面属性。可 以作为裂面渗透率或者缝隙来输入裂面流动信息。如前面所讨论的， 可以从钻孔图像日志 估计裂面的缝隙。 使用公式 2， 可以基于估计的缝隙， 计算裂面渗透率。 然而， 由于读取钻孔 图像日志和使用简化的关系， 两个值在某种程度上是不确定的。 还有与确定裂面朝向值相关联的不确定性。在当前模拟模型中， 裂面表面通常被 设置为平行于网格的 z 轴， 并本地平行于井眼。然而， X-Y 平面中的裂面的倾角被严格地考 虑。它们可以对齐 N-S、 E-W 或它们之间的任何角度。类似于缝隙， 可以根据钻孔图像日志 来确定裂面的朝向， 但是， 值在某种程度上仍是不确定的。
示例 1
图 6 示出了被呈现以演示如前所述的系统和方法的简单示例。提供具有上下裂面 带的井。来自井的生产测井仪数据示出了上面的裂面带中的每天 180 桶， 下面的裂面带每 天 240 桶的响应。为模拟此井模型的流动速率， 给这些裂面中的每一个指定了 350 英尺的 初始裂面半长度。基于这些裂面长度， 模拟的井模型预测每一个裂面带的每天 210 桶的流 动速率。
然后， 使用公式 3， 基于模拟流动速率和实测的动态流动速率之间的差， 调整裂面 长度。为公式 3 中的 n_exp 使用值 1， 计算上面的裂面带中的裂面长度为 300 英尺的缩短 的长度 (180b/d/210b/d ＊ 350 英尺＝ 300 英尺 )。计算下面的裂面带中的裂面长度为 400 英尺的延长的长度 (240b/d/210b/d ＊ 350 英尺＝ 400 英尺 )。
在单次模拟迭代之后， 具有 300 英尺的上面的裂面长度和 400 英尺的下面的裂面 长度的更新的井模型， 可能不会匹配实测的生产测井仪流动速率。 这是因为， 裂面常常彼此 影响， 流响应一般是非线性的。然而， 与原始模型相比， 新的已更新的模型的模拟将更靠近 实测的流动速率。在更新裂面长度的多次迭代之后， 模拟的流动速率和实测的动态流动速 率之间的差应该收敛。 除对裂面长度的迭代调整之外， 也可以对裂面高度和缝隙进行优化， 以便模拟的流动速率更好地匹配实测的流动速率。
示例 2
此示例演示了此处所公开的系统和方法， 并专门帮助示出如何使用压力数据来通
过提供网格块渗透率的更准确的估计来进一步约束裂面尺寸。另外， 此示例示出了如何通 过改变一些不确定的参数并重新运行例程， 来确定可能的裂面尺寸的不确定性范围。
图 8 示出了在井被投入运行之后大约 3 个月记录的实际井的动态生产测井仪数 据。在图 8 中， 水平柱线示出了井眼流入的位置和数量。具体而言， 有示出了足够延长的流 体流动的五个标识的裂面带。
井的 Fullbore MicroImager(FMI) 电阻率图像提供裂面位置、 朝向， 以及缝隙的日 志， 在下面的表中示出 ：
FMI 日志示出了与来自生产测井仪的动态数据相比， 井中有多得多的裂面， 这在图 8 中示出。 这是因为， 交叉于井的很多裂面中只有几个足够大以允许以维持的速率流动。 在 FMI 日志中突出显示的行是与生产测井仪数据相关联的裂面。只有这五个裂面的数据用于 模拟模型来调整裂面长度。下面的表概述了此数据 ：
FHI 日志指出裂面 #3 具有 1500mm 或 1.5 米的缝隙。尽管对于裂面缝隙这看起来 比较大， 此值可以表示裂面壁的解放大， 产生多孔空隙。
基于静态和动态数据， 产生单井的模拟模型。单井模型在 x 和 y 轴方向都具有七 个块。模型的每一个块都是 820 平方英尺， 总的表面尺寸是 5,740 英尺 x 5,740 英尺。模 型具有 40 个垂直块， 每一个块都是 50 英尺厚， 到此模型的顶部是 13,000 英尺， 这使得到模 型的底部的深度为 15,000 英尺。
网格块渗透率是均匀的， 在水平方向等于 1mD， 在垂直方向等于 0.001mD。模拟 中所使用的网格块渗透率大约是比实测的基岩渗透率大一个大小级次 ( 水平和垂向渗透 率 )， 因为如果使用基岩渗透率值， 则流动模拟模型不能符合井的流动目标速率。网格块渗 透率大于基岩渗透率是合理的， 因为网格块渗透率是基岩渗透率和不直接连接到井的裂面 的渗透率的组合。这些非连接的裂面大大地增强了网格块渗透率。
6％的多孔性处处使用。对于所有裂面以及所有遍数， 高度被设置为 20 英尺的恒 定值。 井模型在裂面交叉于井眼的点是开放的以流动， 井眼对应于模型中的五个垂直层 (4、 19、 21、 29， 以及 35)。然而， 远离井的裂面可以垂直地交叉多个网格块。这通常在裂面在接 近于顶部或底部网格块边界的点交叉于井眼时发生。井径等于 0.27 英尺， 而总的油流动速 率被设置为 13,000stb/d。取得生产测井仪数据的时间期间被设置为 100 天。使用公式 3， 利用 1000 英尺的平均初始长度， 计算初始长度。
模拟的流动速率在只有使用上面的输入的 9 个迭代中的动态生产测井仪的预定 的容差内收敛， 这相对来说是快的。下面的表概述了模拟结果 ：
由公式 4 对于最后的井模型计算出的不匹配等于 61。裂面长度在 1310 英尺到 3484 英尺之间变化。如预期的， 带有最大的生产速率的裂面以最长的裂面长度结束。尽管 这些可能看起来像非常长的裂面， 但是， 回想一下， 使用此方法估计连接的或有效的裂面长 度。因此， 这可能是彼此交叉的多个裂面， 最长的裂面网络的连接的长度大致是 3500 英尺 长。
图 9 将模拟的压力响应与在油田中实测的此井的井底压力数据进行比较。尽管来
自生产测井仪数据的实测的流体流动速率密切匹配模拟的流动速率， 但是， 与油田压力数 据相比， 模拟的压力数据太低。为改善压力匹配， 提高网格块渗透率。通过进行几遍模拟的 试错法过程， 发现再现实测的压力数据的 10mD 的网格块水平渗透率和 0.01mD 的垂向渗透 率。
图 10 示出了对于 1mD 和 10mD 的水平网格块渗透率， 模拟的压力数据之间的差对 时间的图形。与具有网格块水平渗透率 1mD 的模型不同， 具有 10mD 的网格块水平渗透率的 模型密切匹配油田中的实测的压力信息。使用对于渗透率的这些压力对齐的值， 重新计算 裂面长度和流动速率。在下面的表中示出了结果 ：
与不匹配压力的模拟相比， 新模拟的长度和速率稍微不同。此遍中的大部分裂面 较小。由于网格块渗透率较大， 更多的流可能从基岩流入井， 如此， 裂面不必如此长以满足 目标速率。裂面 3 在此遍也较长， 可能必须处理其与裂面 2 的接近的距离。这两个裂面只 相隔 100 英尺， 而此井模型中的其他裂面相隔超过 300 英尺。在这两个裂面之间甚至可以 有一些连通， 这导致裂面 3 必须较长以符合其流动速率。裂面 1 也长于以前， 这可能是由于 在利用反演技术估计属性时的固有的不确定性。
尽管此模型的长度集匹配 PLT 响应和压力数据， 但是， 这些长度决不是唯一集。完 成了附加的五遍， 其中， 改变了其他不确定的参数。 许多随后的遍使用非恒定的高度， 如此， 利用面积 ( 长度 × 高度 ) 代替单独的长度来进行比较。在不确定性的遍数中， 以前被发现 匹配油田压力数据的 10mD 的网格块渗透率， 保持恒定。重复此方法， 而同时改变不确定的 参数。具体而言， 遍数 1 使用在以前所讨论的基本遍乘以 20 英尺的恒定的裂面高度中计算 出的裂面长度。遍数 2 允许高度与长度成比例地变化。长度与高度的形态比是 40， 而最大 高度被设置为 20 英尺。对于遍数 3， 改变倾斜方位角， 以使得所有裂面是 0° (E-W)。遍数 4 组合遍数 2 和遍数 3 中的变化。对于遍数 5， 将裂面渗透率改变为 2x108mD 的恒定量， 遍 数 6 组合遍数 2、 遍数 3 和遍数 5 中的所有改变。下面的表显示出这 6 遍不同的模拟的裂面 尺寸的结果。
所有遍数都同等地匹配到动态生产测井仪信息和压力数据。有一系列裂面尺寸， 但是， 在所有遍数还有一些一般趋势。裂面 4 始终具有最大的裂面面积， 而裂面 2 始终具有 最小的裂面面积。虽然裂面 5 具有比裂面 3 大得多的流动速率， 它们两者交替成为第二大 裂面。再次， 这可能是因为由于裂面 3 和裂面 2 在深度方面的相对接近度在裂面 3 和裂面 2 之间的一些遍数中有干扰。这可能导致裂面 3 必须较大， 以便它可以符合其目标速率。
示例 3
图 11 示出了地质上更复杂的储油层中的井的生产测井仪数据。在此示例中， 模型 具有更多裂面， 从完全的油田模型中提取孔隙度和渗透率。 PLT 数据是在井投入运行之后大 约 500 天记录的。在图形的右侧， 有许多指出产生了流体流动的裂面带的位置的水平柱线。 水平柱线的长度示出了在每一个裂面带有多少流体流动进入。 有十二个示出一些流入或流 体流动增大的裂面带。然而， 裂面带中的两个中的生产量极少。由于这两个裂面带与更多 产的裂面带非常接近， 因此， 来自这两个裂面带中的流量与相邻的更多产的裂面带包括在 一起。因此， 裂面尺寸将只在模拟过程中在 10 个裂面带中确定。
类似于前一示例， 与生产测井仪数据相比， 在 FMI 日志中， 有很多裂面很明显。因 此， 在模拟模型中只使用了十个裂面的数据， 包括来自 PLT 和 FMI 日志的相关联的裂面带数 据。此数据在下面的表中示出 ：
模拟模型是在 x 和 y 轴方向都具有七个块的单井模型。每一个块都是 820 平方英 尺， 如此， 模型的总的表面尺寸是 5,740 英尺 x 5,740 英尺。在 z 轴方向有 22 个块， 每一个 22 都是 50 英尺， 总共有 1,100 个垂直英尺。到模型的顶部的深度是 6,600 英尺。从围绕井 的块的地质模型中提取孔隙度和渗透率。利用序列模拟技术来生成属性。
图 12 示出了单井模拟模型的网格块渗透率， 其大致是高于实测的基岩渗透率的 大小级次。 如前面所讨论的， 非连接的裂面可以大大地增强网格块渗透率。 垂向渗透率等于 水平渗透率的 0.1 倍， 而孔隙度也非均匀的 ( 未示出 )， 平均 11％。对于第一遍模拟， 对于 所有裂面， 裂面高度在 20 英尺保持恒定。井半径是 0.27 英尺， 总流量是 8500stb/ 天。使 用 200 英尺的平均长度， 利用公式 1， 计算初始长度。收敛容差被设置为 100。
图 13 示出了对于该遍模拟， 压力数据与时间对比图。虽然网格块渗透率大于基岩
渗透率， 但是， 初始遍仍不能够再现压力数据。因此， 提高网格块渗透率。发现渗透率乘数 3， 以创建匹配 PLT 数据和压力数据两者的模型。此模型的该遍模拟也如图 13 所示。为压 力 - 对齐的模拟计算裂面长度和速率， 并在下面的表中示出。
对于此遍模拟， 裂面长度变化相当大 ( 从 0 到 2645 英尺 )， 这在某种程度上预期 的， 因为实测的 PLT 数据在裂面与裂面之间有显著的差异 ( 从 170 到 1700stb/d)。同样， 非 均匀的网格块属性影响来自不同的裂面带的流。需要注意的是， 除提供裂面尺寸的估计之 外， 还提供对网格块渗透率的洞察。具体而言， 裂面 #7 的面积被降低到零， 但是， 此深度处 的模拟的生产超出来自 PLT 日志的真实的生产。这是此深度带处的模型渗透率可能过高的 指示。
类似于前一示例， 通过进行附加的模拟遍数， 计算裂面尺寸的不确定性。 使用裂面 面积， 因为一些裂面高度不是恒定的。 通过改变一些最不确定的输入参数来产生各种遍数。 具体而言， 遍数 1 对应于上面乘以 20 英尺的恒定高度计算出的裂面长度。 在遍数 2， 高度被 允许与长度成比例地改变。对于遍数 3， 改变倾斜方位角， 以使得所有裂面属于三个类别中 的一个， 取决于它与哪一个角度最靠近 (0°、 45°或 90° )。对于遍数 4， 将裂面渗透率改 8 变为 1x10 mD 的恒定量， 遍数 5 组合遍数 2、 遍数 3 和遍数 4 中的所有改变。下面的表具有 对于五个不同的遍数的裂面面积的结果。
所有遍数都同等地匹配到 100 的容差， 并可视地匹配到压力数据。裂面 6 一致地 是最大的裂面， 虽然它只具有次最高的流动速率。这可能是因为有两个裂面位于它的 100英尺内。这两个裂面与裂面 6 争夺流， 如此， 它必须较长以实现其速率。没有裂面接近于带 有最高速率的裂面 ( 裂面 10)， 如此， 利用较短的裂面， 产生其较高速率。对于遍数 2， 裂面 尺寸趋向于比其他遍短一些， 可以指出， 对于这些裂面， 高度比长度具有更大的影响。 遍数 4 似乎非常类似于遍数 1， 因此， 对于此情况， 裂面渗透率可能没有与一些其他参数相同的影 响。
这些示例帮助示出了表征天然裂面属性的难度， 因为当前没有办法直接测量裂面 的尺寸。此处所公开的方法和系统使用轻松地可用于许多裂面的井的数据， 如钻孔图像日 志和生产日志， 呈现裂面属性的间接估计。该方法简单， 易于实现， 它可以处理交叉多个裂 面的井。由于模拟的模型可以是很小的单井模型， 运行时间比较短， 一般而言， 只花几次流 动模拟即可实现合理的匹配。
可以使用压力数据来确定网格块渗透率， 网格渗透率是基岩渗透率和不连接到井 眼的裂面的渗透率的组合。如果网格块渗透率更可靠， 则裂面尺寸更受约束。虽然在某种 程度上受约束， 但是， 裂面尺寸仍具有不确定性的范围， 因为它们是间接估计。 因此， 通过多 次反复运行例程， 可以计算可能的裂面属性的范围。
由于更好地意识到裂面属性， 可以更好地理解井的互相连接性， 以及二级和三级 生产如何表现。同样， 可以使用诸如尺寸之类的裂面属性来产生具有大规模的连接的大的 储油层模型。
尽管只是一些形式示出了本发明， 但是， 对本领域的技术人员应该显而易见的是， 它不会受此限制， 但是， 在不偏离本发明的范围的情况下， 易受各种改变。 例如， 尽管本申请 的大部分描述了天然裂面的井， 但是， 所公开的系统和方法也适用于人工裂面的井， 如那些 通过液压裂面的井。