用于评估勘探前景风险和不确定性的方法和系统

摘要

一种对用于评价石油系统的风险和不确定性要素的多个分析过程进行综合的方法和系统。集成环境提供分析的一致的手段，用于评价包括勘探前景和储层的多个石油系统，其中可以使用多个评价工具，并且每个工具具有类似的“外观”和“感觉”，使得用户可以有效地利用在集成环境中的所有工具。评价工具分析在集成环境中的公共数据组，使得可以执行石油系统的一致的评价。

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于在钻井之前评估勘探前景的风险和不确定性要素的方法和系统，更特别地，涉及通过在集成环境中精确地预测潜在风险和不确定性要素以增强油气获取和开发成功率。

背景技术

油气藏的地下评估总是受到数据质量和可用性、资源、时间安排和花费所带来的限制。因此，在做出决策时应当考虑到与前景的评估和/或储层相关的风险和不确定性。如果给定了某些规定的概率分布，则希望用于评估和通告在产出方面的风险的决策分析方法是无偏的和精确的。然而，项目的预测和实际产出的比较通常表现为更多的项目产出在中间预测(P50)值以下，而不是以上，这表明通常所使用的输入概率分布是不精确的和有偏的。

由勘探前景评估油气的潜在产量在确定油田、气田或油气田开发计划的经济可行性时是很重要的。勘探前景可以包括一个或多个可能是油气储层也可能不是油气储层的地下结构。已有多种工具帮助对油气的数量和商业可行性的这种风险和不确定性进行评估和预测。除了与实现特定油田开发计划相关联的不确定性以外，这些工具还帮助确定怎样最好地开发油田和怎样针对与对油田地下特性的了解中的不确定性相关的偶然性做出计划。

还有用于评估油田开发的实际和预测产出之间的差别的软件工具，其允许用户预测容量输出，而不必预测开采油气的能力，或者特定油气储层的商业可行性。这些已知的软件工具提供了单一的储层分析，而并未对整个前景的风险要素进行更广泛的理解，这种风险要素如：结构完整性、储层质量和在前景中每个储层的幅度。可用的软件工具提供了用于单独分析与单个储层风险要素相关联的风险和不确定性的方法。换而言之，单独地分析每个储层风险要素的风险和不确定性，并且这些方法没有考虑在石油系统中风险要素之间的相互关联性和依赖性。

实际上，储层风险要素是相互关联的并且彼此依赖，需要在储层层面上并且最终在勘探前景层面上作为一个整体评价，以确保油气勘探的商业成功。如这里所使用的，术语“风险”和/或“不确定性要素”表示与所关心的识别出的地下特性相关联的风险和不确定性。现有技术软件工具的另一个问题是当使用不同工具对特定前景或储层的不同特性进行风险和不确定性评价时，这些工具中的每个都具有不同的图形用户界面，要求地质学家或石油工程师使用宝贵的时间来学习怎样使用这些工具中的每一个。

尽管现有技术方法能够测量特定储层的特定风险方面的不确定性，但目前还没有在勘探前景层面上在集成环境中评价整体风险和不确定性的已知方法。需要一种集成环境，其为输入和输出都提供一致的图形用户界面，使得用户能够与多种储层评价工具进行交互，而不必使用宝贵的时间学习多种软件应用程序。因此，本发明提供了一种存储和访问关于整个石油系统、勘探前景和储层的信息的有效方法。此外，由于本发明的储层评估工具利用存储在集成环境中的数据，每个评价所使用的数据将是一致的。

石油公司在任一时间评价世界范围内的上百个项目勘探前景，通过精确地预测潜在的风险和不确定性要素提高了油气获取和开发的成功率，甚至是很小的一部分也将潜在地为石油公司节省上亿美元。预测储量和实际产量之间连续的广泛的和可变的不一致性表明需要一种方法、软件工具和分析，其可以评估综合风险和油气储层中的每一个的置信度，以及整个勘探前景。本发明试图解决该需要。

发明内容

本发明通过解决对勘探前景的风险和不确定性进行综合评估的需要而克服了现有技术的以上描述的缺点和其它缺点。本发明包括一个集成环境，在该集成环境中，在整体勘探前景回顾中评价和考虑每个所关心的储层的每个风险要素。

本发明的一个实施例包括对用于评价勘探前景的风险和不确定性要素的多个分析过程进行综合的方法。该方法包括在集成环境中定义至少一个勘探前景，并为包括在所述勘探前景中的储层定义至少一个储层。该方法还包括为在集成环境中的储层定义用于多个储层评价工具的参数。该方法还包括将所述储层评价工具中的一个应用于储层信息的一个子集，并对储层评价工具的结果和关于勘探前景和该储层的数据进行综合，从而生成集成环境中的风险和不确定性记分卡。该方法包括对于多个储层评价工具中的每一个重复以上描述的步骤，其中将每个储层评价工具应用到储层信息的一个相关的子集上，并且每个风险和不确定性记分卡具有可比较的输出格式。

在另一个实施例中，本发明利用储层评价工具确定如储层幅度、储层封闭能力或质量、储层容量和可视化、以及油气充注的储层特性的风险和不确定性。

本发明包括集成环境，在集成环境中每个储层评价工具使用类似的图形用户界面。因此，用户只需学习怎样使用一个评价工具评价石油系统，因为每个工具将具有类似的格式。如这里使用的，本发明包括“储层评价工具”，该术语被用来描述用于评估与石油系统、前景和储层相关联的风险和不确定性的评价工具。本发明的这个要素通过在集成环境中对于每个储层评价工具给用户类似的“外观”和“感觉”而大大减少了用户学习每个储层评价工具所要花费的时间。在本发明的一个实施例中，为每个储层评价工具所生成的风险和不确定性记分卡包括类似的图形输出。

如以上描述的，油气前景或储层将在项目的整个存续期间经历许多评价。石油公司需要在它们的资产计划中不断地评价和考量油气前景和储层的风险和不确定性。公司的资产计划可能包括上百个油气前景和储层，包括潜在的和当前的，其中对那些前景和储层的评价从初始识别和勘探到开采的最后阶段连续地进行。在本发明的一个实施例中，集成环境允许关于勘探前景和相关储层的信息存储在集成环境中。因此，本发明提供了一种存储和评估关于前景和储层信息的有效方式。此外，由于本发明的储层评价工具利用了存储在集成环境中的数据，每个评价所使用的数据将是一致的。

还应该理解，由于在公司资产计划中的前景和储层可以存储在本发明的集成环境中，分析可以在资产计划层面上进行。该分析可以包括识别高风险前景、成本分析、以及评估哪个前景或储层已准备好继续推进和开发。本发明的集成环境还提供了一种确保在公司的子产计划中的每个前景或储层经历相同的分析和评价的方法。

应该理解的是，勘探前景特性可以包括名称、位置以及前景和/或储层的类型。

由于存储在集成环境中的信息的高度敏感的特性和商业价值，本发明的一个实施例包括安全特征，其中必须授予用户访问特权。

应该理解，实现本发明的软件可以被存储在各种电子装置上，诸如硬件驱动器、磁盘和其它可记录介质。

本发明的其它特征和优点将在以下的具体实施方式和附图中进行描述，并且从而更加清楚。

附图说明

参考以下的说明、权利要求书和附图将更好地理解本发明的这些和其它目的、特征和优点。

图1示出在本发明的优选实施例中为在集成环境中确定勘探前景的风险和不确定性要求而采取的步骤的概述；

图2示出在本发明的优选实施例中为确定储层幅度风险和不确定性使用的步骤的流程图；

图3示出在本发明的优选实施例中为确定储层封闭能力风险和不确定性使用的步骤的流程图；

图4示出在本发明的优选实施例中为确定储层容量和可视性风险和不确定性使用的步骤的流程图；

图5示出在本发明的优选实施例中为确定油气充注风险和不确定性使用的步骤的流程图；和

图6示出在本发明的优选实施例中为生成风险和不确定性记分卡使用的步骤的流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于对在钻井之前评价勘探前景的风险和不确定性要素的不同评价过程进行综合的新颖的工具和方法。精确地预测潜在的风险和不确定性要素提高了油气获取和开发的成功率。本发明的软件工具在这里被称作“顾问工作流程”或程序。顾问工作流程是用于对储层评价软件工具进行综合的软件架构，其评价与各种前景和/或储层特性相关联的风险和不确定性。为每个在前景中的储层获取并综合风险和不确定性信息对于完整理解勘探前景或石油系统是很重要的。

储层评价软件工具可以包括用于确定与储层幅度、储层封闭能力或质量、储层容量和可视性、和/或油气充注(单独地被称作“储层评价工具”或在整体上被称作“储层评价工具集”)相关联的风险和不确定性的工具。本领域的技术人员应该理解，存在许多其它地下属性，它们可以用在储层评价工具中以确定与前景相关联的风险和不确定性。通过例子的方式，不是为了限制，储层评价工具可以确定与深海储层存在的可能性相关联的风险和不确定性。此外，本发明的集成环境还可以包括与评价前景和/或储层相关联的相关分析工具，诸如柱高计算器、容量估计工具和深海储层的类似目录。

如本领域的技术人员能够理解的，通过收集和分析地质数据，对诸如幅度、封闭能力和/或容量和可视性的储层特性或属性进行量化。两种主要的数据类型来自钻井日志和地震数据。地震数据在本领域中被认为是“软”数据。在地震数据可以被用于解释前景或储层的属性之前，地震数据必须经过多个高度解释和分析的步骤。即使在数据被处理和成像之后，有经验的地质学家仍然需要解释各种二维和三维地质模型以潜在地识别储有油气的地下构造。钻井数据被认为是“硬”数据，因为实际的地质构造被采样和记录以提供对地下构造更加真实的测定。然而，探井是花费巨大的，并且在勘探的初始阶段对于特定地区是不能进行探井的。即使可得到针对特定前景或储层的钻井日志，它们通常提供的针对整个前景的或储层的地质状况的信息很少，因为钻井日志仅仅对于在钻孔附近的地质状况是精确的。石油公司不断地对于给定前景或储层评价质量和数据的风险和不确定性，以确定勘探前景和生产储层的商业可行性。本发明提供了一个集成环境，其中确定多个风险和不确定性要素的储层评价工具有效地分析给定前景或储层的相同的数据、特性和参数。

一个前景被指定为具有潜在的可开发油气。针对在该前景中的潜在储层的地下特性收集地质数据和地球物理数据。包含该前景的储层可以被单独地解决，或者可以在前景层面上使用顾问工作流程作为整体被解决。在这两种情况下，程序用户回答与在每个储层评价工具中的每个风险特征的地下特性化数据的可用性和质量相关的问题。

顾问工作流程链接并综合创建公共界面和公共输出格式的储层评价工具，以访问和使用所有储层评价工具的能力允许用户了解一个工具。通过使用加权系统，顾问工作流程使用来自储层评价工具的结果为地下属性或特性生成风险和不确定性记分卡，以及关于前景和储层特性的信息。每个储层评价工具可以被应用到在该前景内所识别的每个储层。顾问工作流程将为应用到在前景中的储层的每个储层评价工具提供风险和不确定性记分卡。

如以上描述的，每个储层评价工具使用一系列问题分析特定的前景或储层属性。用户使用一组已经由有经验的地质学家、石油工程师、地球物理学家和其它分析人员所生成并经过加权的答案来回答那些问题。经过加权的答案然后被用于生成风险和不确定性记分卡。因此，没有经验的人员可以从公司的更加有经验的人员的经验获益。如以上提到的，这在石油工业中是非常重要的；许多解释、处理甚至在某些情形中的获取数据都是需要高度解释性的。成功的石油公司在发现和生产商业可行的油气储层方面已经经历了许多试验和挫折。有经验的人员的经验和分析技能是非常宝贵的。本发明提供了一种方法，其中公司的有经验的人员的经验和分析技能可以被保留，并且由没有经验的人员利用。因此本发明提供了一种分析工具，这种分析工具提供了公司的资产计划中关于前景和储层的一致的评价。

石油公司通常以各种格式从多个卖主接收数据，本发明还提供了一种用于有效地收集和处理数据以提供商业可行性前景的完整分析的方法。每个储层的顾问工作流程结果对于在储层层面上和前景层面上的评价和比较是可用的，该结果提供了对整个前景的有效和完整的分析。计算出的记分卡被用作前景产量预测和储层评估的基础，并且可以在投资钻井和收集诸如钻井日志的硬数据之前执行。随着前景评价过程的成熟和更多信息变得可用，初始顾问工作流程结果可以被用于比较性的回顾和更新。这提供了一种连续地调整前景评价过程的机制，以精确地预测前线风险和不确定性要素，并且提高了油气获取和开发的成功率。

现在将在图1中更加详细地描述本发明的一个实施例中的以上每个步骤。图1示出了本发明的一个实施例的工作流程。前景被定义为多个油气开发储层的潜能。顾问工作流程过程中的第一个步骤是使用地理和地质信息定义开发前景10。用户在顾问工作流程的集成环境中输入诸如前景名称、所在国家、断块、纬度和经度的信息以定义该前景。其它还可以输入的前景信息是希望的油气类型：石油、天然气和/或混合物；盆地和地质类型，诸如4路圈闭、地层圈闭、压缩洪水、盐相关构造、U/T或D/T断层圈闭以及河道/河滩。在一个优选实施例中，顾问工作流程是一个允许用户识别成员和访问特权的安全环境。

在图1中示出的下一个步骤是定义已经收集用于在前景中的潜在储层的地下特性的地质和地球物理数据20。储层包括在前景层面上使用顾问工作流程可以单独地解决或可以整体上解决的前景。顾问工作流程用户输入在前景中感兴趣的每个储层的总体储层信息。与储层相关的信息，诸如储层名称、状态、结构圈闭类型、真实垂直深度(TDDss)、泥线以下深度、年代、期望油气类型、地层圈闭类型和水深，定义和表征每个储层的信息。存储状态信息对储层评价过程的级别进行关联，例如：概念、导向、前景、发现、干燥，或者进行评价和开发。储层结构圈闭类型例如为3路、盐接、组合、断层/盐接、断层4路或无圈闭。TDDss是测得的到储层结构的脊部的深度，包括水深和泥线以下的深度。年代输入诸如更新世、上新世、中新世、渐新世、始新世、三叠纪和/或二叠纪的储层年代。期望的油气类型包括石油、天然气、冷凝物和/或油气混合物。地层圈闭类型项可包括：无圈闭、削截、侧面尖灭、侧面变化、河道和/或其它。

在勘探前景中每个感兴趣的储层如上所述使用可用的地质和地球物理数据和信息来定义。随着前景评价过程成熟和其它储层的识别，其它的储层可以被添加到顾问工作流程内的前景中。

在顾问工作流程中定义储层之后，用户确定感兴趣的地下特性，并选择相应的储层评价工具来确定与感兴趣的地下特性相关联的风险和不确定性。储层评价工具可以包括用于确定与储层幅度、储层封闭能力或质量、储层容量和可视性和/或油气充注相关联的风险和不确定性的工具。用户为所选择的储层评价工具定义要使用的储层评价工具参数30，如在图1中示出的。应该理解，可以使用其它类型的储层评价工具，并且其被认为是在本发明的范围内。

每个储层评价工具的参数已经被设计成获取有经验的地质学家和地球物理学家已知的信息和假设，以影响与感兴趣的地下特性相关联的风险和不确定性。储层幅度评价工具的参数可以包括与解释者相关的信息，以便考虑解释偏差、期望幅度和偏差之比(AVO)、过压TVDss深度最大值、及地震数据类型和范围。而储层封闭评价工具参数可以包括与解释者、断层名称、顶部封闭类似盆地、流体接触封闭类型、断层封闭计算类型、顶部封闭名称、断层封闭类似盆地、顶部封闭岩性和孔隙压力相关的信息。

然后将所选择的储层评价工具应用到参数。用户可以输入针对一个或多个储层评价工具的参数并将每个储层评价工具应用到在前景中定义的一个或多个储层。用户选择和应用对应于输入的参数的储层评价工具。如以上描述的，储层评价工具利用所选择的储层评价工具针对与每个过程相关的一系列问题提供一组答案。针对每个储层评价工具的问题已经被设计为获取有经验的地质学家和地球物理学家已知的信息和假设，以影响与感兴趣的地下特性相关联的风险和不确定性。

在一个优选实施例中，在每个储层评价工具中提问的问题重叠，提供了过程检验并确保了在集成的顾问工作流程中所考虑的数据中的数据完整性。

在图1示出的本发明的一个实施例中，所示的储层评价工具是储层幅度评价工具100、储层封闭能力评价工具200、储层容量和可视性评价工具300、以及油气充注评价工具400。随后在说明书中将更加详细地描述储层评价工具。

在顾问工作流程中的最后一个步骤是为应用到储层的每个储层评价工具生成一个风险和不确定性记分卡40。储层评价工具计算相关的风险和不确定性的静态和动态特性的记分卡，并且提供了所建议的开发计划可靠或技术一致地给出计划和储层定义中的复杂性和不确定性的程度的衡量标准。记分卡允许与其它开发计划和其它项目进行比较，通过突出表明可能影响结果的关键不确定性，有助于规划附加的地下技术作业，并且在为油田确定概率产量示估计的相对信心时是有价值的。

由每个储层评价工具分析的信息是相互联系的，并且与在顾问工作流程的集成环境中由其它储层评价工具所分析的信息有关。这允许顾问工作流程用户在储层层面上并最终在前景层面上作为一个整体评价结果。在本发明的一个优选实施例中，储层评价工具还识别出工具已在其评价过程中使用的数据的麻烦和问题。储层评价工具还识别出前景或储层的数据是否完整，以及如果数据存在缺陷的话缺陷在哪里。用图形显示对每个储层评价工具中所分析的每个要素的长处和弱点的识别，以表明和每个要素相关的“优势”的级别和信心的级别。

应该理解，可以包括任何其它与商业可行性及前景和储层的成功相关的信息。可以重复在图1中示出的步骤20到40(包括储层评价工具100-400)，以在相同前景中对附加储层进行记分。

本发明允许：随着新的信息或数据变得可用，评价过程可以被连续地更新。来自相同储层评价工具的针对各储层的记分卡40在前景中可以相互比较，并且可以与不同前景中的其它储层进行比较。由于在每个储层评价工具中提问的问题是可比较的，所以由一个储层中的各储层评价工具所生成的记分卡被加以综合。

本发明解决的另一问题是具有提供有偏和不一致的评价的不同的输入、输出和分析过程的当前软件工具。现有技术要求用户单独地学习怎样使用每种不同的工具。本发明通过提供一个集成环境解决了该问题，在该集成环境中数据输入和输出具有类似格式，因此和已有的现有技术软件工具相比，用户只需花费较少的时间学习怎样使用顾问工作流程。在本发明的一个实施例中，储层工具的输出包括图形格式，诸如十字叉图形，表明缺少足够数据范围或质量的地区，以及与每个所分析的要素相关的信心级别。

图2示出储层幅度评价工具100的工作流程的一个实施例。该工作流程包括询问用户关于各种与储层幅度相关的主题，具体涉及关于数据的质量和类型的主题，以及从事确定储层幅度的分析。首先输入评价工具信息110，诸如日期、用户、版本、及勘探阶段或开发状态。储层幅度评价工具100然后生成一系列问题，每个问题具有一组相关的答案，以便用户从地震数据120、地震数据质量130、钻井日期140、正演模型150和地震数据到钻井数据校准160中选择。一旦这些步骤已经完成，生成关于定性的/定量的地震幅度分析和风险的记分卡170。

图3示出储层封闭能力评价工具200的工作流程的一个实施例。类似于储层评价工具100，该工作流程包括询问用户各种与储层封闭能力相关的主题，还涉及数据的质量和类型，以及从事确定储层封闭能力的分析。首先输入评价工具信息210，然后储层封闭能力评价工具200生成一系列问题，每个问题具有一组相关的答案，以便用户从地震数据220、岩石和压力数据230、顶部封闭数据质量240、储层的结构框架250和地层260中选择。一旦这些步骤已经完成，生成关于定性的/定量的地震幅度分析和风险的记分卡270。

图4示出储层容量和可视性评价工具300的工作流程的一个实施例。如以上描述的，该工作流程包括询问用户各种与储层容量和可视性相关的主题，涉及数据的质量和类型，以及从事确定储层和前景容量和可视性的分析。首先输入评价工具信息310，然后储层容量和可视性评价工具300生成一系列问题，每个问题具有一组相关的答案，以便用户从地质区域数据320、钻井数据330、地震数据覆盖和质量340、地震数据的净/毛估计350、沙子存在的地震指示360和地质分类370中选择。一旦这些步骤已经完成，生成关于定性的/定量的储层容量和可视性分析和风险的记分卡370。

图5示出油气充注评价工具400的工作流程的一个实施例。如以上描述的，该工作流程包括询问用户各种与油气充注相关的主题，涉及数据的质量和类型，以及从事确定油气充注的分析。首先输入评价工具信息410，然后油气充注评价工具400生成一系列问题，每个问题具有一组相关的答案，以便用户从源存在420、源特征430、成熟和生产440、迁移和圈闭450、质量改变460和油气容量470中选择。一旦这些步骤已经完成，生成关于定性的/定量的油气充注分析和风险的记分卡470。

图6表明每个风险和不确定性记分卡40利用定义的勘探前景信息510，针对储层评价工具的储层评价工具定性的/定量的分析和风险结果520，以及定义的储层信息530。

虽然在以上的描述中，已经对于其某些优选实施例描述了本发明，并且为了说明的目的已经阐述了许多细节，但是本领域的技术人员应该明了，本发明也可以加以改变，并且这里描述的某些其它细节可以做大幅度改动，而不偏离本发明的主旨。