专利名称：处理井眼核磁共振测井记录以增强T₂分布的连续性的方法
技术领域：
本发明一般涉及用在油气勘探中的测井，更具体地说，本发明涉及增强沿着深度或时间域的物理测量值的连续性的测井数据处理，所述物理测量值可被用于确定井眼所穿过的不同相或这样的相的特性。
背景技术：
时常，当进行物理测量时，每次测量都被当作一个独立事件，很少将那些独立事件与前后事件联系在一起考虑。然而，存在这样的顺序测量值可能描述物理对象的物理性质的时间行为或空间变化的某些情况。在这样的状况下，人们可以预料，在顺序数据之间应当存在某种关系或约束来反映被测量对象的物理性质在时间或空间上的平滑变化。一种这样的状况存在于石油工业中的测井数据中。当仪器下到钻井中以进行地层的物理性质的测量时，人们可以预料测量结果会反映地层的物理性质的平滑变化。甚至对于像从砂岩到粉质粘土那样物理特性不同的层之间的过渡，人们也可以预料测量的物理性质会过渡到适度陡峭但平滑、非代表噪声的颤抖或振荡特性。当物理测量值适当地反映被测量地层时，人们可以这样识别它们，并且将它们与在邻井中测量的那些相关联。这样的识别和关联在为有效油气生产和储层管理构建正确储层模型方面极其重要。然而，测量数据中的振动噪声往往妨碍了测井数据有效地用于这样的目的，需要一种平滑约束来增强测量的测井数据与地层的“真实世界”物理性质的变化的关联。因此，约束测井数据的测量物理性质的解是一个重要任务。这种方法的发展不仅影响测井数据的管理，而且影响需要有关相邻数据集的约束的一般顺序测量值的处理。

发明内容
本发明通过提供一种在井眼的测井数据的地下测井和处理中增强物理性质测量值的连续性的方法，克服了现有技术的上述和其它缺点。一般说来，本发明利用沿着井的深度方向的垂直约束，并利用这样的约束来求解地层的物理性质。本发明提供了物理性质沿着深度的平滑变化，这种平滑变化然后允许将物理性质用作岩石类型指示符。本领域的普通技术人员应该懂得，本发明也可以与诸如时间域，例如，随钻测井 (LWD, logging while drilling)或随钻测量(MWD,measurement while drilling)的顺序测量的数据一起使用。本发明的一个实施例包括一种处理地下区域的顺序测量值或数据以增强物理性质测量值的连续性的计算机实现方法。该方法包括从至少一个传感器工具获取沿着空间或时间域的至少一个的一组顺序测量信号，其中，所述传感器工具从地下区域中获取该组顺序测量信号。该方法进一步包括在空间或时间域的至少一个中利用平滑约束来进行该组顺序测量信号的全局反演，以确定地下区域的一组物理性质，其中，该组物理性质在空间或时间域的至少一个中具有平滑变化，可被用于确定地下区域的特性。应该懂得，本发明的实施例包括在移过穿过地下区域的井眼的同时获取该组顺序测量信号的传感器工具。本发明的另一个实施例的全局反演另外包括将沿着深度域的该组顺序测量信号变换成沿着深度域的一组伪测量信号；将该组伪测量信号反演成沿着深度域的一组伪物理性质；以及将该组伪物理性质变换成沿着深度域具有连续性的该组物理性质。本发明的进一步实施例包括利用B样条函数、高斯函数、Γ函数、或具有类似几何形状的任何其它函数，将沿着深度域的该组顺序测量信号变换成沿着深度域的该组伪测量信号以及将该组伪物理性质变换成沿着深度域具有连续性的该组物理性质。本发明的进一步实施例包括可被用于确定井眼所穿过的地下区域的不同相或这样的相的特性的该组物理性质。本发明的进一步实施例具有包括核磁共振(NMR)信号的该组顺序测量信号。本发明的进一步实施例具有通过施加一组射频(RF)脉冲而引起的NMR信号。本发明的进一步实施例具有包括多个回波列的NMR信号，该多个回波列具有不同回波间隔、等待时间、回波数量、和载频，并且是通过施加一组 Carr-PurcelI-Meiboom-Gi 11 (CPMG)脉冲序列而引起的。本发明的进一步实施例利用包括单值分解或Butler-Reeds-Dawson(BRD)算法、 流体成分分解(FCD)的NMR信号反演方法，所述NMR信号反演方法用于生成T2分布、扩散-T22D分布、TrT22D分布、和/或T1-T2-扩散3D NMR分布。本领域的普通技术人员还应该懂得，本发明打算与一般包括电子配置的系统一起使用，所述电子配置包括至少一个处理器、存储程序代码或其它数据的至少一个存储设备、 视频监视器或其它显示设备(即，液晶显示器)以及至少一个输入设备。所述处理器最好是能够显示图像和处理复杂数学算法的基于微处理器或微控制器的平台。所述存储设备可以包括存储在与本发明相关联的特定处理期间生成或使用的事件或其它数据的随机访问存储器(RAM)。所述存储设备还可以包括存储用于本发明的控制和处理的程序代码的只读存储器(ROM)。通过参照形成本说明书的一部分、相同标号在各个图形中表示相应部件的附图对如下描述和所附权利要求书加以研究，本发明的这些和其它目的、特征、和特性，以及操作方法、结构的相关元件的功能、部件的组合、和制造成本将变得更加显而易见。但是，不言而喻，这些附图只用于例示和描述的目的，而无意作为限制本发明的定义。正如用在说明书和权利要求书中的那样，除非上下文另有明确指明，单数形式“一个”、“一种”、和“该”也包括复数指示物。


通过对如下描述、待审权利要求书和附图加以研究，可以更好地理解本发明的这些和其它目的、特征和优点，在附图中图1例示了本发明一个实施例的流程图；图2例示了现有技术方法的T2反演和本发明一个实施例的T2反演；图3例示了使用现有技术反演方法和本发明一个实施例的T2反演的、作为深度的函数的孔隙率；图4例示了本发明一个实施例的全局反演的表示；以及
图5是执行依照本发明一个或多个实施例的方法的系统的一个实施例的示意图例示。
具体实施例方式虽然本发明易受许多不同形式的实施例影响，但在如下前提下将本发明的优选实施例显示在附图中，以及详细描述在本文中，即本公开被认为是本发明原理的示范，而不是打算把本发明的方方面面都限制在例示的实施例上。一般说来，本发明包括在相邻数据集间设置约束以保证测量的物理性质的平滑解的方法。本发明的一个实施例例示在图1中，图1例示了处理地下数据以增强物理性质测量值的连续性的工作流10。该实施例包括从移过穿过地下区域的井眼的至少一个传感器工具，获取沿着深度域的一组测量信号12。该实施例进一步包括进行沿着深度域的该组测量信号的全局反演，以确定地下区域的沿着深度域具有平滑变化的一组物理性质，其中，该组物理性质可被用于确定井眼所穿过的相的特性14。正如本领域的普通技术人员懂得的那样，现代石油钻井利用不同工具来测井井眼所穿过的地下地层。一种这样的工具利用NMR来测井或井眼。在利用NMR工具来测井地下地层之前，地层流体中的质子是随机取向的。当工具通过地层时，该工具生成激励那些质子的磁场。首先，该工具的永磁场使质子的自旋轴沿着特定方向排列或极化。然后，施加该工具的振荡场，使这些质子倾斜偏离它们的新平衡位置。当随后除去振荡场时，这些质子开始倾斜回到或弛豫朝向静态磁场排列它们的原始方向。特定脉冲序列被用于生成一系列所谓的自旋回波，该自旋回波被NMR测井工具测量并被显示在测井记录上作为自旋回波列。这些自旋回波列构成原始NMR数据。自旋回波列的衰减幅度可以通过每一个具有不同衰减常数的衰减指数的和而被很好地拟合。该组所有衰减常数形成衰减谱或横向弛豫时间(T2)分布。T2分布可被用于确定各种地下地层的特性。例如，在水饱和岩石中，可以从数学上证明，与单孔隙相关联的衰减曲线是衰减常数与孔隙尺寸成比例的单指数；也就是说，小孔隙具有小T2值，而大孔隙具有大T2值。在井眼中的任何深度，通过NMR工具探测到的岩石样本将具有孔隙尺寸的分布。因此，多指数衰减代表那个深度上的孔隙尺寸分布，每个T2值对应于不同孔隙尺寸。T2 分布能够确定的一种特性是孔隙率。T2分布也可被用于确定井眼所穿过的不同岩石或相类型。但是，NMR测井中的假信号往往导致相同岩石类型的相邻深度间隔具有不相似的T2分布和振荡孔隙率响应。这是由于在确定孔隙率值和T2分布的形状的过程中起重要作用的初始回波的噪声。结果，短T2分量是不稳定的，甚至对于相同岩石类型也是可以变化的，妨碍了将T2分布用作岩石类型(或相)的指示符。当将本发明的一个实施例与用在石油勘探中的NMR测井记录的T2分布一起使用时，降低了相继深度间隔的孔隙率和T2分布的形状的起伏。本领域的普通技术人员应该懂得，本发明可以推广到相邻数据集间需要平滑约束的其它类型的顺序测量。两个这样的例子是标量和2D/3D NMR测井记录。在NMR测井测量中，获得了可以写成如下的T2回波列
其中，I3i是一列η个回波中在衰减时间、噪声为ε i的第i个回波的测量信号，以及。是要针对在对数尺度上等间距的一组m个预选T2的第j个T2驰豫时间求解的幅度。 一般说来，使用各种现有技术的规则化方法以保证T2分布的平滑行为，来求解该问题。常用的方法之一是将幅度f表达成诸如B样条函数的平滑基函数之和的基函数逼近法。因此， 在每个深度，存在
权利要求
1.一种处理地下区域的顺序测量信号以增强物理性质测量值的连续性的计算机实现方法，其中，该方法包含从至少一个传感器工具获取沿着空间或时间域的至少一个的一组顺序测量信号，其中，所述传感器工具从地下区域中获取该组顺序测量信号；以及在空间或时间域的至少一个中利用平滑约束来进行该组顺序测量信号的全局反演，以确定地下区域的一组物理性质，其中，该组物理性质在空间或时间域的至少一个中具有平滑变化，可被用于确定地下区域的特性。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述传感器工具在移过穿过地下区域的井眼的同时获取该组顺序测量信号。
3.如权利要求1所述的方法，其中，进行该组顺序测量信号的全局反演包括将沿着深度域的该组顺序测量信号变换成沿着深度域的一组伪测量信号；将该组伪测量信号反演成沿着深度域的一组伪物理性质；以及将该组伪物理性质变换成沿着深度域具有连续性的该组物理性质。
4.如权利要求3所述的方法，其中，将沿着深度域的该组顺序测量信号变换成沿着深度域的该组伪测量信号以及将该组伪物理性质变换成沿着深度域具有连续性的该组物理性质包括利用B样条函数、高斯函数、或Γ函数。
5.如权利要求1所述的方法，其中，该组物理性质可被用于确定井眼所穿过的地下区域的不同相。
6.如权利要求1所述的方法，其中，该组顺序测量信号包括NMR信号。
7.如权利要求6所述的方法，其中，NMR信号通过施加一组RF脉冲而引起。
8.如权利要求6所述的方法，其中，NMR信号包括通过施加一组CPMG脉冲序列而引起的多个回波列。
9.如权利要求6所述的方法，其中，NMR信号的全局反演被用于生成T2分布、扩散-T22D 分布、TrT22D分布、和/或T1-T2-扩散3D NMR分布。
10.一种配置成处理地下测井记录以增强物理性质测量值的连续性的系统，该系统包含一个或多个处理器，所述一个或多个处理器通过如下操作来提供分离岩相之间的沉积等效地下事件之间的关联(a)从至少一个传感器工具获取沿着空间或时间域的至少一个的一组顺序测量信号； 该组顺序测量信号是在所述传感器工具移过穿过地下区域的井眼的同时获取的；以及(b)进行沿着空间或时间域的至少一个的该组顺序测量信号的全局反演，以确定地下区域的沿着空间或时间域的至少一个具有平滑变化的一组物理性质，其中，该组物理性质可被用于确定地下区域的特性。
全文摘要
一种处理地下测井记录以增强物理性质测量值的连续性的计算机实现方法和系统。该方法包括从移过穿过地下区域的井眼的至少一个传感器工具获取沿着空间或时间域的一组测量信号。该方法另外还包括进行沿着空间或时间域的该组测量信号的全局反演，以确定地下区域的沿着空间或时间域具有平滑变化的一组物理性质，其中，该组物理性质可被用于确定地下区域的特性。
文档编号G01V3/38GK102232198SQ200980148081
公开日2011年11月2日 申请日期2009年10月20日 优先权日2008年12月1日
发明者K-J·邓恩, 孙伯勤 申请人:雪佛龙美国公司