Петрофизическое моделирование – Упражнение 15

И стохастические и детерминистические методы доступны для моделирования распределения петрофизических свойств в модели резервуара. В качестве входной информации используются перемасштабированные каротажные кривые и/или тренды и различные доступные пользовательские установки. При осуществлении петрофизического моделирования все ячейки получат значение моделируемого свойства. Значения скважин и/или трендов распределяются по объему, заданному 3D гридом.

До моделирования, пользователь должен, по хорошему, осуществить детальный анализ данных, идентифицировать тренды, корреляцию между другими свойствами, задать вариограммы и ознакомиться с гистограммами. Тем не менее, анализ данных не рассматривается во вводном курсе.

Важные пиктограммы, применяемые на этой стадии:

Show property filter

Toggle Simbox View

Reset settings for all zones to default

Leave Zone unchanged

Обзор упражнения:

· Детерминистическое моделирование

· Детерминистическое моделирование –

Использование карт трендов

· Стохастическое моделирование

· Стохастическое моделирование –

Согласование с Фациями

· Property Calculator

· Гистограммы и Фильтры

Факультативное упражнение:

· Подсчет Sw при помощи Калькулятора

Детерминистическое моделирование

Когда каротажные кривые перемасштабированы в соответствии с размерами ячеек 3D грида, значения каждой ячейки вдоль траектории скважины можно интерполировать в межскважинном пространстве 3D грида. Результат – это грид со значениями свойства для каждой ячейки.

В Petrel есть несколько детерминистических методов, например Kriging и Moving average. При использовании детерминистических методов получается сглаженные результаты. Метод Krigingможет включать информацию о вариограммах, отсюда можно создать анизотропную модель, в которой будут фиксироваться геостатистические зависимости между точками 3D грида. Тем не менее, детерминистические подходы не создают различных вариаций и, если вы запустите 100 реализаций, то на выходе они все будут одинаковы.

План упражнения

1. Откройте проект, с которым вы работаете или воспользуйтесь проектом GF_Property.pet.

2. Активируйте глубинный грид в проекте Gullfaks.

3. Откройте процесс Petrophysical Modeling.

4. Используйте Existing Property, а в качестве моделируемого свойства возьмите Porosity из выпадающего меню.

5. Выберите Tarbert 1 из выпадающего меню и отмените выбор пиктограммы Leave Zone Unchanged для этой зоны, чтобы создать реализацию.

6. В качестве метода выберите Moving average, все установки оставьте по умолчанию.

7. Кликните ОК, чтобы создать модель свойства и отобразите модель в 3D окне. Для отображения соответствующей зоны используйте Zone Filter.

8. Из меню Window вызовите Histogram window. Отобразите свойство Porosity и используйте Zone Filter для того, чтобы посмотреть на моделируемую зону. На гистограммах сравните распределение для каротажных кривых , перемасштабированных ячеек и всего свойства . Нажмите иконку Percent . Это можно также сделать на вкладке Histogram настроек свойства Porosity.

9. Двойной клик на свойстве Porosity в папке Properties и проверьте статистику в таблице Statistics.

Комментарии

· После проведения моделирования важно сравнить выходные данные (свойство 3D) с входными (перемасштабированные кривые). Наиболее наглядный способ для этого – гистограмма. Но, кроме того, важно использовать геологические знания и посмотреть, отображает ли модель ожидаемые результаты.

Стохастическое моделирование

Petrel может стохастически сгенерировать модель петрофизического свойства при помощи метода Sequential Gaussian Simulation. Метод может создавать локальные вариации и воспроизводить входные гистограммы. Это означает, что если вы запустите 100 различных реализаций (используя различные seed[1]) на основе одинаковых входных данных, вы получите 100 разных картин на выходе. Все они будут согласованы с входными данными, но т.к. входные данные заданы распределением, значения, присваиваемые каждой ячейке могут различаться в зависимости от ранга распределения. Если запущено большое число реализаций (~50-100), то разброс между ними отражает неопределенность модели. Тем не менее, заметьте, что эта неопределенность является верной только тогда, когда модель сама по себе правильна. Если вы используете неправильные исходные данные, то все выходные, естественно, тоже будут неправильными.

План упражнения

1. Создание первой модели:

a. Активируйте преобразованный в глубину грид или используйте Gullfaks (DC).

b. Откройте процесс Petrophysical Modeling, выберите Use Existing Property и свойство Porosity из выпадающего списка.

c. Активируйте блокирующую пиктограмму для зоны Tarbert 1 и отмените выбор для Ness 2..

d. В качестве метода выберите Sequential Gaussian Simulation.

e. В таблице Variogram выберите тип Exponential Variogram, 3500 Major Range, 1500 Minor Range, 10 Vertical Range и 25 градусов Azimuth.

f. Кликните ОК для создание модели свойства

2. Просмотр результата:

a. Вызовите Histogram window из меню Windows и выберите Tile Vertical.

b. Используйте Zone Filter для отображения 3D модели свойства и гистограммного распределения для каротажных кривых , перемасштабированных ячеек и всего свойства для зоны Ness 2.

3. Изменение модели:

a. Кликните на 3D окне, чтобы сделать его активным и на пиктограмме Open Process Dialog на панели Function.

b. Зайдите в таблицу Distribution в окне процесса Petrophysical Modeling . Для Output data range кликните на Estimate(это оценит диапазон пористости перемасштабированных ячеек внутри зоны). Задайте Output data range (например 0.1-0.25).

c. Кликните ОКи ознакомьтесь с изменениями в модели.

d. Заблокируйте зону Ness-2.

Стохастическое моделирование – С учетом фациальных данных

Петрофизическая модель будет создана при использовании в качестве входной информации фациальной модели. Это поможет нам распределить петрофизические значения в фации, соответствующие именно этой фации. Очевидно, что в такой геологической обстановке, как речная система в глинистых вмещающих породах, важно распределить высокие значения пористости, представляющие каналы, в только в фациях каналов, а не осреднять все значения пористости для всей зоны.

План упражнения

1. Открыть процесс Petrophysical Modeling.

2. В качестве моделируемого свойства выберите Porosity.

3. Зайдите в установки Common и задайте Number of realizations, равное 3.

4. Зайдите в Zone Settings и выберите в качестве зоны для моделирования Tarbert 2 и кликните пиктограмму Reset settings of current zone to default , чтобы сбросить установки для этой зоны.

5. Активируйте блокирующую пиктограмму для Tarbert 2 и выберите в качестве метода Sequential Gaussian Simulation.

6. Кликните на кнопке Facies и из выпадающего списка выберите Fluvial Facies model. Выберите фацию Background Floodplain из выпадающего списка фаций и задайте установки вариограммы для этой фации согласно таблице, приведенной ниже.

7. Задайте установки вариограммы для других фаций, согласно приведенной ниже таблице.

8. Зайдите в таблицу Distributionв окне процесса Petrophysical Modeling. В Output data range кликните на Estimate для задания минимальных и максимальных значений пористости результирующей модели. Сделайте это для всех четырех фаций.

9. Кликните ОКдля создания модели (не забудьте убрать галочку с опции Number of Realization в установках Common после того, как закончите).

10. Зайдите в папку Properties в Petrel Explorer, на ней кликните правой кнопкой мыши и откройте таблицу Operations в Settings для Properties. Выберите все реализации пористости (с номерами 1-3) и посчитайте среднее значение Arithmetic Mean нажав кнопку Calculate.

11. Отобразите модель среднего значения пористости и сравните с моделью Fluvial Facies, которая применялась на входе. Используйте Zone filter для просмотра только Tarbert 2.

Комментарии

· Поскольку вы должны задать установки для каждой фации это отнимает довольно много времени. Т.к. фации задаются на основе их различия в петрофизических свойствах, важно сохранить это различие, отсюда очень важна возможность задания настроек для каждой фации. Тем не менее, для облегчения этого процесса есть возможность копировать настройки между фациями и зонами.

· Такие установки, как ранг вариограммы часто сложны для задания. Очень часто геологические представления применяются для задания горизонтальных рангов вариограмм, причем подходящими могут оказаться несколько значений. Вертикальные ранги часто можно рассчитать на основе вариограммного анализа.

Калькулятор для свойств

Также как и для каротажных кривых, есть похожий калькулятор для свойств. Этот калькулятор может использоваться для создания 3D свойств и осуществления операций между свойствами. В калькуляторе есть целый ряд предопределенных функций, например логические и математические. Есть возможность задавать вложенные команды и нет никаких ограничений для длины и сложности таких команд. Если вычисление слишком сложное, то есть возможность (и было бы полезно) создать макрос, содержащий это вычисление. Макрос может быть прочитан из файла, чтобы можно было сделать несколько операций одновременно (сохраняется с расширением .mac).

План упражнения

1. Создание новой модели свойств:

a. Правый клик на папке Properties в 3D Grid (DC) и выберите из выпадающего меню Calculator.

b. Измените Properties templateна Porosity напишите в поле для формулы: NG=0.8(создаст свойство Net to Gross с постоянным значением).

c. Кликните по иконке Use filter , чтобы убедиться, что вычисления производятся над всем гридом.

d. Нажмите ENTER.

e. Введите NetVol=Bulk_Volume*NG. Выберите шаблон Net/Gross. Нажмите ENTER. (Если у вас нет свойства Bulk Volume, создайте его с помощью процесса Geometrical Modeling)

f. Отобразите новое свойство NetVolв 3D окне.

2. Вычисление значений:

a. Calculator может использоваться как обычный калькулятор или для возвращения значений, посчитанных на основе свойств и/или каротажных данных.

b. Создайте новое свойство Pore Volume, умножив Bulk Volume на значение пористости, которое вам кажется наиболее правдоподобным (одна из реализаций или их среднее арифметическое).

c. Новое свойство Porevolume находится в папке Properties и в поле “Select property variable” в Calculator. Теперь выполните простую операцию, используя sum of all data (находится в Functions в Calculator) для свойства Porevolume.

d. Нажав ENTER Petrel выдаст вам значение порового объема в поле Calculator:

Запомните, что значение посчитано в проектных единицах, установленных в проекте. Если вы не знаете, что это за единицы – зайдите в Project Settings на панели Menu bar – закладка Unit.

Гистограммы и Фильтры

Гистограмма показывает распределение значений для выбранных каротажных кривых или для выбранного отдельного свойства. Гистограммы применяются для проверки и сравнения входных данных и модели. Панели гистограмм находятся в Settings для каждого свойства, также как и для каротажных кривых, для отдельных скважин или для всех скважин. Гистограмма показывает значения исходного каротажа, перемасштабированного каротажа и значений свойства. При просмотре гистограммы можно использовать фильтр.

План упражнения

1. В таблице Models откройте окно Settings для одного свойства (например, пористости), двойным кликом на нем. В окне Settings откройте таблицу Histogram.

2. Выберите зону для изучения.

3. Включите/выключите прямоугольники для отображения свойства и каротажных кривых (исходных и перемасштабированных).

4. Поиграйте с этой опцией, чтобы поменять число колонок и проверьте значения интервалов в Legend.

5. Включите опцию Use filter и откройте окно Settings для папки Properties и выберите таблицу Filter. Filter дает возможность показывать модель свойства не полностью, а частично.

6. Выберите опцию фильтра, например фильтр Value. Ознакомьтесь с изменениями.

Комментарии

Обратите внимание, что для построения гистограммы по исходной каротажной кривой используются значения этой каротажной кривой только из ячеек, используемых при перемасштабировании каротажа. Чтобы посмотреть каротаж полностью, используйте “Well histogram” (она находится в каждой каротажной кривой в папке Global well logs или в каждой отдельной скважине).

Факультативное упражнение

Подсчет Sw

Водонасыщенность в углеводородной зоне – это функция высоты над контактом флюидов, проницаемости и пористости. Калькулятор можно использовать для подсчета водонасыщенности с учетом этих параметров.

В этом случае мы имеем водонасыщенность в нефтяной зоне, которая может быть выражена формулой справа:

Где:

h = высота над OWC

K = проницаемость

Φ= пористость

a = 0.5, b = 0.2

Контакт задан следующим образом: OWC = -2010 метров для всех зон и всех сегментов. Проницаемость нужна для подсчета Sw (водонасыщенности). Была найдена линейная зависимость между пористостью и LogPerm: LogPerm=10.9*Porosity-0.48.

Для упрощения вычислений и легкого воспроизводства в случае необходимости обновления был написан макрос. Он был написан в текстовом редакторе и сохранен как текстовый файл с расширением .mac. Все команды в макросе расположены друг под другом, как раз так, как они будут написаны в виде отдельных команд в Property Calculator.

План упражнения

1. Активируйте грид Gullfaks (DC) в проекте Gullfaks.

2. Правый клик на папку Properties и выберите Calcualtor.

3. Включите опцию ‘From file’ и выберите файл с макросом. используйте иконку для поиска файла на диске. Файл называется 'Sw_formula.mac' и хранится в директории с названием ‘Other Data’, которая находится вместе с другими данными курса.

4. Включите опцию фильтра .

5. Нажмите кнопку Run. Обратите внимание, что все формулы появятся в History window в верхней части. Если у вас появилась ошибка из-за свойства Above_contact,значит вы его не создали вупражнениях по Geometrical modelling (просто снова создайте его)

6. Если у вас проблемы с пористостью, то это потому, что у вас есть 3 реализации, у них 3 разных суффикса. Просто переименуйте свойство Arithmetic Mean в Porosity

7. Будут созданы четыре новых свойства: LogPerm, Perm, Temp и Sw. Они будут прикреплены к Шаблону, который был выбран в поле “Attach to new Template” в Property calculator.

8. Измените Шаблон для Sw, открыв окно установок, зайдя в таблицу Info и изменив Шаблон из выпадающего меню. LogPerm и Temp просто промежуточные свойства, поэтому менять шаблон для них не так уж важно.

9. Все значения Sw ниже уровня контакта останутся неопределенными. Чтобы определить значение свойства ниже уровня контакта, добавьте новое выражение для Sw в калькуляторе: Sw=IF(Sw=U, 1, Sw).

10. Вставьте новую папку в Properties и назовите ее ‘SW Calculation’. Перетащите туда свойства, относящиеся к последним вычислениям. Учтите, что свойства Porosity и Perm уже существуют.

Замечание:в данном упражнении водонасыщенность определялась как , где b – отрицательное число. Следовательно значения водонасыщенности не будет определено ниже уровня контакта, где h равно нулю. Если вы хотите задать значения водонасыщенности ниже уровня контакта, откройте снова калькулятор для свойств и введите выражение Sw=If( Above_contact=0,1 ,Sw ).

Plotting – Упражнение 16

Для создания отчетов очень важно иметь легкую возможность вывода данных. Map и Intersection windows применяются для создания масштабированных карт и разрезов соответственно. Линии, скважины, точки, горизонты, разломы и свойства – это примеры данных, которые могут быть отображены в этих окнах. Изображения масштабируются интерактивно изменением масштаба изображения или заданием конкретного масштаба (горизонтального или вертикального).

В добавление к созданию масштабированных изображений, стоит упомянуть, что в любое время есть возможность сделать «снимок экрана» любого изображения в Petrel. Этот «снимок экрана» может быть вставлен в другие приложения Windows, такие как Word, PowerPoint и т.д. Наиболее легкий путь создания «снимка экрана» - это использование клавиши клавиатуры PrintScreen. Потом откройте например PowerPoint и вставьте картинку, нажав Ctrl+V.

Важные пиктограммы, применяемые на этой стадии: