專利名稱：烴圈閉層的機(jī)械和毛細(xì)管密封分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本申請一般涉及烴勘探和生產(chǎn)(油氣勘探和生產(chǎn))領(lǐng)域，更具體而言，涉及烴系統(tǒng)(油氣系統(tǒng))分析領(lǐng)域。具體地，本申請是預(yù)測烴圈閉層(油氣圈閉層，hydrocarbon trap)中總烴柱高度(總油氣藏高度，total hydrocarbon column height)和接觸面(contact)的方法。

背景技術(shù)：

油氣沉積往往發(fā)生在被稱為圈閉層(trap)的地質(zhì)構(gòu)造中。浮力支撐油層位于較稠的地下水的上面，同樣地，氣層漂浮在油層的上面。圈閉層是將烴柱“密封”在適當(dāng)?shù)奈恢?、防止它們逃逸的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。這種逃逸可能因烴壓力引起的密封破裂所致或由穿過密封的毛細(xì)管滲出引起。這樣的圈閉層通常含有商業(yè)性油或氣沉積。在評價這類圈閉層時，無論是在勘測過程中的遠(yuǎn)景圈閉層還是油田開發(fā)過程中的目標(biāo)圈閉層，氣/油接觸面和油/水接觸面的深度是令人感興趣的關(guān)鍵量。這些接觸面深度將很大程度上取決于密封能力，即密封抵抗破裂和毛細(xì)管滲出的能力。

了解和預(yù)測烴圈閉層中的總烴柱高度(烴-水接觸面與烴柱頂端之間的深度差)和接觸面引起每一個烴勘測或生產(chǎn)公司的關(guān)注。密封能力——其是在泄漏之前密封可以維持的最大烴柱高度，通常在確定性基礎(chǔ)上進(jìn)行評價，而很少考慮大量與輸入?yún)?shù)有關(guān)的不確定性。此外，通常就機(jī)械密封能力或毛細(xì)管密封能力對密封進(jìn)行評價，而不同時考慮二者。同樣，密封毛細(xì)管進(jìn)入壓力——毛細(xì)管密封能力分析的必要輸入?yún)?shù)——通常通過在小片巖石上進(jìn)行的壓汞毛細(xì)管能力測試來直接測量。來自這些測試的結(jié)果并非在各處都容易獲得，它們也未必是密封中鄰近巖石的代表。


發(fā)明內(nèi)容

在一個實施方式中，本發(fā)明是用于評價密封能力以確定含有油、氣、或者油和氣二者的目標(biāo)烴圈閉層的烴柱高度(以及任選的相關(guān)概率誤差)的方法，所述方法包括(a)通過使毛細(xì)管進(jìn)入壓力等于經(jīng)由壓力數(shù)據(jù)與圈閉層幾何形狀換算而估算的烴浮力，估計一個或多個校準(zhǔn)位置處毛細(xì)管進(jìn)入壓力值的概率加權(quán)分布；(b)；從使用理論計算得到的計算值或者從由一個或多個校準(zhǔn)位置收集的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，估計水力破裂壓力值的概率加權(quán)分布；(c)獲得目標(biāo)烴圈閉層處的預(yù)期流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的概率加權(quán)分布，所述性質(zhì)和參數(shù)包括 (1)原地流體(氣、油和鹽水)密度； (2)儲層壓力； (3)儲層溫度； (4)圈閉層幾何形狀，包括圈閉層的最高點(頂部，crest)和溢出深度(spill depth)； (d)通過從它們各自的概率加權(quán)分布中隨機(jī)選擇，確定目標(biāo)圈閉層的每一流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的目前實現(xiàn)值(current realizationvalue)；(e)通過如下方法確定目標(biāo)圈閉層的毛細(xì)管進(jìn)入壓力的目前實現(xiàn)值從所確定的一個或多個校準(zhǔn)位置的概率加權(quán)分布隨機(jī)選擇毛細(xì)管進(jìn)入壓力值；并通過計算界面張力，調(diào)整所選擇的毛細(xì)管進(jìn)入壓力值，使其與選擇用于目前實現(xiàn)的目標(biāo)烴圈閉層的壓力、溫度和流體組成相一致；(f)通過如下方法確定目標(biāo)圈閉層的水力破裂壓力的目前實現(xiàn)值從通過一個或多個校準(zhǔn)位置的計算值或經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定的概率加權(quán)分布隨機(jī)選擇水力破裂壓力值，以及調(diào)整所選擇的水力破裂壓力值與選擇用于目前實現(xiàn)的圈閉層最高點深度相一致，從而產(chǎn)生調(diào)整的破裂壓力梯度；(g)利用針對目前實現(xiàn)的目標(biāo)圈閉層的隨機(jī)選擇的流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)，計算目標(biāo)圈閉層中存在的每一烴相(油和氣)的柱高，所述計算使烴浮力與總密封能力相等，所述總密封能力通過結(jié)合已調(diào)整的水力破裂壓力梯度與針對目前實現(xiàn)所確定的毛細(xì)管進(jìn)入壓力值來獲得；(h)重復(fù)步驟(d)-(g)預(yù)定次數(shù)；和(i)對結(jié)果取平均，并任選地從結(jié)果中數(shù)值之差(spread)計算每個柱高的不定性(度)。

在本發(fā)明的一個實施方式中，估算校準(zhǔn)位置處毛細(xì)管進(jìn)入壓力值的概率加權(quán)分布的上述步驟包括(a)獲得所述校準(zhǔn)位置處流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的概率加權(quán)分布；(b)從所述流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的概率加權(quán)分布中隨機(jī)選擇它們各自的目前實現(xiàn)值；(c)利用流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的目前實現(xiàn)值，從烴柱浮力估計氣體進(jìn)入壓力(gas entry pressure，GEP)；(d)利用流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的目前實現(xiàn)值并通過計算鹽水-氣體界面張力，任選地估計隱含的壓汞毛細(xì)管壓力(mercury injection capillary pressure，MICP)；(e)由氣體進(jìn)入壓力計算油進(jìn)入壓力(oil entry pressure，OEP)；和(f)重復(fù)步驟(b)-(e)預(yù)先選擇次數(shù)，對結(jié)果取平均，并估計GEP、OEP和任選地MICP的概率加權(quán)分布。

在本發(fā)明的一些實施方式中，用于估算水力破裂壓力值的概率加權(quán)分布的理論計算利用臨界態(tài)土壤力學(xué)，以解析最小應(yīng)力方程，其中水力破裂壓力用最小水平應(yīng)力近似。

用于確定毛細(xì)管進(jìn)入壓力的本發(fā)明方法本身可以用于根據(jù)烴接觸面深度和流體密度確定性地計算烴圈閉層的毛細(xì)管進(jìn)入壓力，該毛細(xì)管進(jìn)入壓力由氣體進(jìn)入壓力、油進(jìn)入壓力以及任選地由壓汞毛細(xì)管壓力表示，所述方法包括(a)由烴圈閉層的烴柱上的地下水含水層浮力壓力，估算氣體進(jìn)入壓力，所述浮力壓力由烴接觸面深度和流體密度確定；(b)計算氣-水界面和油水界面的界面張力，以及任選地計算汞-空氣界面的界面張力，所述界面張力針對圈閉層及其流體的代表性條件計算；和(c)由氣體進(jìn)入壓力和界面張力計算油進(jìn)入壓力和任選地計算壓汞毛細(xì)管壓力。在一些實施方式中，在估算氣體進(jìn)入壓力的過程中所需的烴柱的浮力通過下述步驟確定，該步驟包括(a)從測量的層段(interval)(校準(zhǔn)位置)獲得烴深度和流體密度數(shù)據(jù)；(b)展開烴流體性質(zhì)的黑油經(jīng)驗?zāi)Ｐ停?c)選擇含水層組成模型和氣體狀態(tài)方程，其可以被用于針對壓力和溫度的變化來糾正含水層和氣體密度；(d)調(diào)整黑油模型和含水層組成模型的輸入?yún)?shù)以匹配測量的原地井眼流體密度；(e)利用所述模型調(diào)整作為圈閉層內(nèi)壓力和溫度的函數(shù)的流體梯度，以從測量的層段外推至圈閉層，產(chǎn)生圈閉層結(jié)構(gòu)最高點處烴和含水層深度對壓力的曲線；和(f)從含水層深度-壓力曲線和烴深度-壓力曲線之間的差異推導(dǎo)出烴浮力壓力。
附圖簡述
本發(fā)明及其優(yōu)勢將通過參考下面的詳細(xì)描述及附圖而被更好地理解，在該附圖中


圖1圖解了靜水壓力僅依賴于深度和流體密度并且獨立于容器形狀；
圖2圖解了用于描述地下壓力的典型術(shù)語的含義；
圖3圖解了相對于水的低烴密度引起烴柱內(nèi)壓力伴隨著深度變淺較緩慢減??；
圖4圖解了孔喉中的毛細(xì)管濕潤角；
圖5A-F描繪了接觸面與毛細(xì)管/機(jī)械泄漏關(guān)系的各種可能的情況；
圖6圖解了顯示本發(fā)明方法的一個實施方式的基本步驟的流程圖；
圖7圖解了用于估算毛細(xì)管進(jìn)入壓力的概率加權(quán)分布的本發(fā)明方法的一個實施方式中的基本步驟的流程圖；
圖8圖解了由經(jīng)驗數(shù)據(jù)開發(fā)參數(shù)(破裂壓力)的概率加權(quán)分布；和
圖9圖解了由理論破裂壓力模型開發(fā)參數(shù)破裂壓力的概率加權(quán)分布。

本發(fā)明將結(jié)合其優(yōu)選的實施方式予以描述。然而，就下面的詳細(xì)描述特定于本發(fā)明的具體實施方式
或具體用途的方面來說，其意欲僅僅是示例性的，并且并不被解釋為限制本發(fā)明的范圍。相反，其意欲覆蓋可包括在本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)的所有選擇、修改和等價物，如通過所附權(quán)利要求書所定義的。
優(yōu)選實施方式詳述
本發(fā)明是用于相繼預(yù)測機(jī)械和毛細(xì)管密封能力以及傳播(propagate)輸入?yún)?shù)不定性以預(yù)測結(jié)果的概率誤差的方法。本發(fā)明也公開了基于易于觀測的圈閉層和烴柱高度參數(shù)的換算并結(jié)合從普遍可得的流體和物理性質(zhì)數(shù)據(jù)而估算的流體梯度來預(yù)測頂部-密封毛細(xì)管進(jìn)入壓力的方法。

本發(fā)明意識到，對烴圈閉層中的總烴柱高度和接觸面的預(yù)測需要對毛細(xì)管和機(jī)械密封性能的結(jié)合評價、對不定性的仔細(xì)評價和量化以及通過分析傳播這些不定性。本發(fā)明的前提是密封應(yīng)當(dāng)是同時針對機(jī)械密封能力和毛細(xì)管密封能力而進(jìn)行評價，并且這是有效的烴柱高度和流體接觸預(yù)測的必要條件。

在本發(fā)明方法中，注意力集中在對烴接觸面的圈閉層規(guī)模控制上。因此，烴接觸面預(yù)測對圈閉層幾何形狀(其包括由結(jié)構(gòu)和地層控制產(chǎn)生的砂連通性(sand connectivity))和烴泄漏潛力是敏感的。本發(fā)明方法涉及利用已知的幾何形狀評價圈閉層的烴泄漏。其可以有效地用作幫助迅速評價圈閉層幾何形狀和連接性情況的工具，通過統(tǒng)計計算傳播不定性。因此，利用本發(fā)明的方法評價圈閉層幾何學(xué)情況的烴接觸面的有效性、探測直接烴指示器或提議的鉆探前流體接觸的結(jié)果、或者計算接觸面和圈閉層幾何形狀被相當(dāng)充分約束的儲層中的隱含密封能力以及其它應(yīng)用是適當(dāng)?shù)摹Ｏ旅媸菍Ρ景l(fā)明方法的理論基礎(chǔ)的簡要敘述。
流體壓力
未提供地下水動力學(xué)的完整描述，原因在于該細(xì)節(jié)的深度是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的或者通過熟悉參考文獻(xiàn)將是容易可得的，例如下述兩篇文章Chapman的Studies in Abnormal Pressure，F(xiàn)ertl，W.H.，Chapman，R.E.和HoIz，R.F.，Eds.，Elsevier，Amsterdam，Developments inPetroleum Science 38(1994)“The Geology of Abnormal Pore Pressures，”19-49；和“Abnormal pore pressuresEssential theory，possible causes，andsliding，”187-240。幾個關(guān)鍵的基本概念和定義有助于下面的討論。常壓或靜水壓力被定義為由從表面到目標(biāo)深度的水靜態(tài)柱施加的壓力。圖1圖解了這種壓力僅取決于垂直深度(和流體密度)而與容器的形狀無關(guān)。壓力隨深度的變化率或者壓力梯度是流體密度的函數(shù)。在地下鹽水的情況中，靜水壓力梯度在0.42至0.47psi/ft的范圍內(nèi)，這取決于鹽水鹽度和壓力(因為鹽水是輕微可壓縮的)。

覆蓋的沉積物的重量產(chǎn)生的任何深度處的壓力稱為巖石靜態(tài)壓 力或應(yīng)力或者蓋層壓力或應(yīng)力。典型的巖石靜態(tài)壓力梯度在0.7-1.2psi/ft的范圍內(nèi)。在靜水系統(tǒng)中，蓋層應(yīng)力通過沉積中的粒-粒接觸來傳遞，而靜水應(yīng)力通過互連的孔隙網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的鹽水來傳遞。蓋層應(yīng)力引起沉積物緊湊，使孔隙網(wǎng)絡(luò)坍塌并從孔隙空間排出鹽水。在低滲透率沉積物中，鹽水噴濺被阻止，因此孔隙流體可以開始支撐一些蓋層應(yīng)力，從而導(dǎo)致孔隙壓力被升高到靜水壓之上。由巖石中的粒-粒接觸支撐的蓋層應(yīng)力部分被稱為有效應(yīng)力，而由孔隙流體支撐的部分被稱為過壓(或過剩壓力)。圖2是蓋層應(yīng)力21相對于靜水(標(biāo)準(zhǔn))壓力22的圖。孔隙壓力由23表示。因此，有效應(yīng)力24和過壓(過剩壓力)25可以從該圖表中讀取。

實踐上，孔隙壓力接近機(jī)械極限值，該機(jī)械極限值稍微小于巖石靜態(tài)壓力或應(yīng)力(σL)，其被稱為破裂壓力(Pf)，或者流體壓力，在該壓力處水力破裂開始在巖石中形成。這可以從圖2中看出。σL超過Pf的量級取決于最大壓縮應(yīng)力(σ1)的方向。在拉伸或靜止環(huán)境中，σL＝σ1并且Pf＝σL，然而在收縮設(shè)置中，σL≠σ1并且Pf≈σL。

認(rèn)識到過壓系統(tǒng)是動態(tài)的并且高過壓意味著鹽水流動的高勢能是重要的。孔隙壓力的量級將取決于掩埋速率(增加蓋層應(yīng)力)、地層學(xué)和鹽水排出的速率。因此具有高掩埋速率和/或低滲透率的系統(tǒng)將傾向于產(chǎn)生較高的過剩壓力和較低的有效應(yīng)力。

在多相流體系統(tǒng)中，相之間的密度差導(dǎo)致流體相的浮力分離(圖3)。在烴系統(tǒng)中，烴液體和氣體不如地層鹽水濃稠，它們將具有比含水層低的壓力梯度和高的絕對壓力。這種壓差是烴密度和柱高(圈閉層中不同的烴流體相的垂直高度)的函數(shù)并且是二次烴遷移的流體勢的量度。典型的烴壓力梯度對于油是～0.3psi/ft，而對于氣是～0.1psi/ft。在圖3中，油-水截止面(cutoff)(界面)是31，氣-油截止面是32。與由線35——其表示單獨的靜水壓力——和線34——其顯示由于蓋層的重量引起的增加的壓力，被稱為過壓37——表示的假設(shè)的水柱相比，線33顯示出在烴柱36內(nèi)壓力隨著深度的降低愈加緩和地下降。線38表示浮力壓力。每種介質(zhì)中的壓力梯度是其各自壓力對深度線的斜率。
機(jī)械密封能力
機(jī)械密封能力是指達(dá)到等于或超過覆蓋密封的水力破裂壓力的柱頂部水壓的烴柱尺寸。在機(jī)械密封能力下，烴遷移經(jīng)過柱頂部的密封。未提供對地下機(jī)械密封能力的完整描述，原因在于該細(xì)節(jié)的深度是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的或易得的。對于巖石破裂機(jī)械學(xué)模型的描述，例如參見Simmons和Rau，“Predicting Deepwater Fracture PressuresAProposal，”paper SPE 18025，1988 SPE Annual Technical Conference andExhibition，Houston，Oct.2-5；或者Rocha和Bourgoyne，“A new simplemethod to estimate fracture pressure gradient，”Pore pressure and fracturegradients[Serial]SPE Reprint Series，101-107(1999)。下面是幾個關(guān)鍵的基本概念和定義。

水力密封失敗(失效)通常與三種地質(zhì)環(huán)境有關(guān) 淺位儲層 超高壓力儲層 非常大的烴柱
控制水力密封失效的關(guān)鍵參數(shù)是最小有效應(yīng)力。有效應(yīng)力被定義為最小主壓縮應(yīng)力與孔隙流體壓力之間的差異。最小壓縮應(yīng)力通常是水平的，但是可以根據(jù)地質(zhì)環(huán)境以不同的方向定向。當(dāng)?shù)貙悠拭娴奶囟ú糠种械挠行?yīng)力接近零時(接近拉伸特性(tensile regime))，水力密封失效發(fā)生。垂直壓縮應(yīng)力(源于蓋層)總是隨沉積盆地的深度增加，但是有效應(yīng)力由于其它因素可隨該深度而增加或減小。

在低有效應(yīng)力下，應(yīng)力場的小干擾可以水力破裂或重新打開頂部密封的裂縫并導(dǎo)致烴泄漏。由烴遷移進(jìn)入圈閉層中所引起的流體壓力的增加可能足以破裂頂部或斷層密封。當(dāng)破裂發(fā)生時，烴將從圈閉層中泄漏，直到流體壓力降低到最小主壓縮應(yīng)力之下，其然后引起裂縫閉合并且泄漏停止。一般而言，水力頂部或斷層密封失效不是嚴(yán)重的，圈閉層不會失去所有的烴。

為了評價水力泄漏風(fēng)險，需要對烴柱高度、烴密度、含水層壓力和破裂壓力進(jìn)行一些測量。存在幾種用于估計破裂壓力或破裂梯度的方法，包括 ·最小應(yīng)力法這些是常用的方法，在這些方法中，破裂壓力近似為最小水平應(yīng)力(σh min)。
·最小應(yīng)力法假定在水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力之間存在穩(wěn)定的關(guān)系，其取決于巖石性質(zhì)； ·在沉積物的掩埋和壓實期間(在最大值下的垂直有效應(yīng)力期間) σh min＝k0(σ1-P孔)+P孔＝k0σeff+P孔 其中 σh min＝最小水平應(yīng)力，

(針對單軸壓縮狀態(tài)，其中壓實是在一個方向，沒有橫向應(yīng)變)＝最小和最大有效應(yīng)力之比，從對于堅固材料的0.4至對于頁巖/粘土的＞0.8。
σ1＝垂直應(yīng)力，取值為目標(biāo)深度處的沉積蓋層壓力，和 P孔＝孔隙壓力。
·環(huán)向應(yīng)力法這些方法基于具有圓形孔(例如井眼)的板中的應(yīng)力的分析方案。它們預(yù)測當(dāng)井眼壓力使得沿著井眼壁的環(huán)向應(yīng)力(或與井眼正切的應(yīng)力)等于巖石的拉伸強(qiáng)度時損失的返回(returns)。
·斷裂力學(xué)法這些方法采納關(guān)于斷裂韌性、初始裂紋長度和沿著裂紋的流體壓力分布方面的詳細(xì)信息，并使用該信息確定裂縫延伸開始和結(jié)束的條件。它們用于設(shè)計水力破裂處理。
·經(jīng)驗方法最小水平應(yīng)力有時通過最佳擬合壓縮應(yīng)力的經(jīng)驗量值(地層完整性試驗，F(xiàn)IT；漏失試驗，LOT；壓力完整性試驗，PIT，或生產(chǎn)數(shù)據(jù))來近似取值。

在復(fù)雜的構(gòu)造環(huán)境中，對破裂梯度的詳細(xì)估計可能要求應(yīng)用多種方法。然而，在許多情況中，最小水平應(yīng)力法提供了適當(dāng)?shù)墓浪?，并且其所需的輸入?yún)?shù)是普遍可得的。因此，其為兩種破裂梯度估算方法之一，另一種為經(jīng)驗方法，它們被用于本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，如在下面詳細(xì)描述。
毛細(xì)管密封能力
未提供對地下毛細(xì)管密封能力的完整描述(除本發(fā)明的創(chuàng)新之外)，原因在于該細(xì)節(jié)的深度是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的或者易得的。下面是幾個關(guān)鍵的基本概念和定義。

由于浮力作用，烴移動經(jīng)過水飽和的多孔巖石。所需做的功(work)是增加烴流線(hydrocarbon filament)的表面積，使得其可以替代細(xì)粒巖石的孔隙空間中的水。這產(chǎn)生對烴遷移的抵抗。這種抵抗的量級是連接通道中的最小孔喉尺寸、濕潤性和烴與鹽水之間的界面張力的函數(shù)。例如，參見Berg，R.R.，“Capillary pressure in stratigraphictraps，”AAPG Bulletin 59，939-956(1975)；和Schowalter，T.T.，“Mechanics of secondary hydrocarbon migration and entrapment，”AAPGBulletin 63，723-760(1979)?！懊?xì)管進(jìn)入壓力”(Pc)也被稱為“排替”壓力或“閾”壓力，其量化對低流速的阻力的量級。例如，參見Smith，D.A.，“Theoretical considerations of sealing and non-sealing faults，”AAPG Bulletin 50，363-374(1966)。

相關(guān)物理學(xué)描繪在圖4中。位于細(xì)粒密封單元42中的小孔喉41阻止烴流動，使得下面的烴柱43增加。隨著烴柱增加，烴柱的浮力增加了濕潤和非濕潤相之間的壓差，迫使烴進(jìn)入水飽和的孔喉中。平衡的烴-鹽水-固體接觸位于濕潤角處。當(dāng)烴柱高度對于浮力而言足以等于密封的毛細(xì)管進(jìn)入壓力時，烴可以進(jìn)入孔喉41，使相間的不溶混邊界變形為適合位于密封單元的孔喉之間的形狀。

當(dāng)兩種不溶混流體接觸固體表面時，一個相優(yōu)先被吸引至該固體。濕潤性在數(shù)學(xué)上通過油-水界面對巖石的接觸角(濕潤角)來表達(dá)。該角取決于優(yōu)先吸引的程度，或者換言之，取決于從該固體分離濕潤流體所需的功。在本發(fā)明的一些實施方式中，假定自然系統(tǒng)中的巖石顆粒是水濕性的，這意味著顆粒被薄水膜覆蓋。

界面張力是擴(kuò)大兩種不混溶流體之間界面的單位面積所需的功的表達(dá)。該張力由各流體內(nèi)同類分子的相互吸引與流體界面上不同分子的吸引之間的差異產(chǎn)生。

由烴上的浮力產(chǎn)生的向上壓力Pc由下式給出 其中η是烴-水界面張力，θ是突破處的濕潤角，以及R是孔喉半徑。接觸面升高(接觸面高度，contact elevation)的預(yù)測模型
圈閉層結(jié)構(gòu)結(jié)合毛細(xì)管進(jìn)入壓力和水力破裂壓力足以確定目前烴接觸面的位置，條件是滿足包括下列各項的各種假設(shè) (a)目前的“地質(zhì)學(xué)”(幾何形狀、巖石性質(zhì)等)足以解決該問題。這暗示著充填速率(charge rate)相比沉積速率通常是高的。這種假設(shè)并非總是有效的，但是經(jīng)驗表明，這種假設(shè)通常不會導(dǎo)致重大的誤差。這種假設(shè)對陳舊圈閉層和/或具有近期烴充填的系統(tǒng)最有可能有效。
(b)足以填充積聚處的油和氣體積已經(jīng)從來源產(chǎn)生并遷移到圈閉層(即，圈閉層對于油或氣沒有充填限制)。
(c)烴分布處于準(zhǔn)穩(wěn)定態(tài)平衡狀態(tài)。根據(jù)該假設(shè)，遷移在地質(zhì)年代表上是快速的，并且最終的烴分布不是總充填體積的函數(shù)(除圈閉層如上所述沒有充填限制的情況外)。流體分布受毛細(xì)管力的控制并獨立于滲透率。(毛細(xì)管力和滲透率不全部是獨立的，但是在該模型中，僅需要毛細(xì)管力。)該假設(shè)意味著在目前，流體進(jìn)入圈閉層的充填速率等于從圈閉層泄漏和溢出速率之和。
(d)毛細(xì)管泄漏出現(xiàn)在泄漏段的最高浮力點處。(如果圈閉層泄漏氣體，其在最高點泄漏；如果圈閉層泄漏油，其在氣-油接觸處泄漏。)這與密封具有均勻的毛細(xì)性質(zhì)這一稍微更嚴(yán)格的假設(shè)具有相同的效果。
(e)水力破裂泄漏出現(xiàn)在烴柱頂部(圈閉層最高點)。
(f)密封的毛細(xì)管(進(jìn)入)壓力不是密封中流體飽和度或者經(jīng)過密封的流體流通速率的函數(shù)。密封毛管容量僅由于鹽水-烴界面張力的改變而改變。這種假設(shè)意味著烴分布不是系統(tǒng)充填速率的函數(shù)。
(g)對于油-水和氣-水系統(tǒng)而言，接觸角是零(即密封是完全水濕性的)。
(h)密封和圈閉層中的水相具有類似的過剩壓力。密封中較高的過剩壓力增加了有效密封能力，原因在于烴柱的浮力必須超過過剩壓力以及毛細(xì)管進(jìn)入壓力。密封中較低的過剩壓力通過為烴遷移提高額外的推動力而降低了有效密封性能。參見例如，Heum，O.R.，“A fluid dyamicclassification of hydrocarbon entrapment，”Petroleum Geoscience 2，145-158(1996)。

如果烴位于兩相區(qū)中(在P-T空間中)并且根據(jù)上述假設(shè)，存在六種可能的泄漏情況。這六種情況圖解在圖5A-F中，在Sales分類系統(tǒng)的術(shù)語中，情況6(圖5F)相當(dāng)于Sales類別1圈閉層，情況4(圖5D)相當(dāng)于Sales類別2圈閉層，而情況2(圖5B)相當(dāng)于Sales類別3圈閉層。情況1(圖5A)在單獨毛細(xì)管泄漏的情況下不可能實現(xiàn)，因此在Sales分類系統(tǒng)中不存在等價物。參見Sales，J.K.，“Seal strengthvs.trap closure-A fundamental control on the distribution of oil and gas，”在Seals，Traps，and the Petroleum System，R.C.Surdam，ed.，AAPGMemoir 67，57-83(1997)。情況2和3(圖5C)和情況4和5(圖5E)在單獨的烴柱高的情況下無法區(qū)分。

圖5A-F所顯示的類似于圖3。每副圖具有一條顯示水壓對深度的線和顯示壓力隨烴柱深度更緩慢增加的第二條線。在烴柱包括氣相和油相時，第二條線由兩條具有不同斜率的線段組成(圖5B、5C、5D和5E)。在圖5A中，烴柱都是油(窄條)，而在圖5F中，其都是氣(寬條)。

在情況1中(圖5A)，烴柱的浮力壓力超過密封破裂壓力。油和氣均在最高點處由于水力破裂泄漏并且圈閉層全部充滿油。在最高點處的含水層壓力接近破裂壓力(Pf)時的極限下，油柱高接近零。

在情況2中(圖5B)，烴柱的浮力壓力超過最高點處的氣體進(jìn)入壓力(“GEP”)，并且油立柱的浮力超過氣-油接觸(“GOC”)處的油進(jìn)入壓力(“OEP”)。由于毛細(xì)突破，氣和油分別在最高點和GOC高度處泄漏。

在情況3中(圖5C)，烴柱的浮力壓力超過最高點處的Pf，并且油立柱的浮力超過GOC處的OEP。氣體水力泄漏發(fā)生在最高點，而油毛細(xì)管泄漏穿過頂部密封發(fā)生在GOC高度處。漏失和OEP壓力控制GOC和油-水接觸面(“OWC”)。圖5B和5C中烴柱頂部處的小氣柱由51表示。

在情況4中(圖5D)，烴柱的浮力壓力超過最高點處的GEP，但是油柱的浮力未超過GOC處的OEP。氣體毛細(xì)管泄漏發(fā)生在最高點處，而油從圈閉層溢出。GEP和閉合高度控制COG和OWC。

在情況5中(圖5E)，烴柱的浮力壓力超過最高點處的Pf，但是油立柱的浮力未超過GOC處的OEP。氣體水力泄漏發(fā)生在最高點處，而油從圈閉層溢出。Pf和閉合高度控制COG和OWC。

在情況6中(圖5F)，全氣體柱的浮力壓力小于Pf或GEP。不存在泄漏，氣和油都從圈閉層中溢出，并且圈閉層內(nèi)唯一的流體相是氣體。
基本方法
圖6是顯示本發(fā)明方法一個實施方式的基本步驟。首先給出對該方法的步驟的簡要描述，之后是一些步驟更詳細(xì)的處理。

在步驟61中，估計校準(zhǔn)位置處毛細(xì)管進(jìn)入壓力值的概率加權(quán)分布(與作為評價對象的遠(yuǎn)景圈閉層的位置對比)。進(jìn)行該步驟的可能的選擇包括a)在來自校準(zhǔn)位置的密封巖石的代表性樣品上進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)實驗室壓汞毛細(xì)管進(jìn)入壓力(MICP)實驗，或b)計算由校準(zhǔn)位置處的烴柱高度表示的MICP的值(該優(yōu)選的方法在下面更詳細(xì)地描述)。

步驟62是估計校準(zhǔn)位置處的水力破裂壓力值(即破裂梯度)的概率加權(quán)分布。進(jìn)行該步驟的可能的可選方案包括 (a)與漏失測試數(shù)據(jù)最佳擬合。通過利用線性回歸算法(在下面進(jìn)一步描述)推導(dǎo)與漏失壓力測試數(shù)據(jù)的最佳擬合，估算水力破裂梯度。
(b)地質(zhì)力學(xué)理論。利用臨界態(tài)土壤力學(xué)方法估算水力破裂梯度，該方法引入外部推導(dǎo)的蓋層和孔隙壓力估算值，以及引入了從區(qū)域經(jīng)歷和/或巖石類型和/或掩埋歷史估計的ko值(巖性學(xué)依賴性的水平應(yīng)力與垂直應(yīng)力之比)(在下面進(jìn)一步描述)。

步驟63是估計勘測位置處圈閉層和流體參數(shù)的概率加權(quán)分布，最有可能基于專家意見。
(a)圈閉層參數(shù)(最佳估計加上相關(guān)的不定性范圍) i)圈閉層最高點的深度 ii)圈閉層溢出的深度和/或控制斷層并置泄漏 iii)圈閉層溫度 (b)流體參數(shù) i)原地流體(烴、鹽水)密度。
ii)地層含水層壓力
剩余的步驟涉及概率分析，前面步驟為其提供輸入數(shù)據(jù)。該概率分析也在下面進(jìn)行更詳細(xì)地討論。步驟64從來自步驟61-63的三個概率加權(quán)分布中隨機(jī)選擇毛細(xì)管進(jìn)入壓力值、水力破裂壓力值和每個圈閉層和流體性質(zhì)的值。毛細(xì)管進(jìn)入壓力產(chǎn)生自烴接觸面是已知的校準(zhǔn)位置處。在步驟65，針對界面張力調(diào)整所選擇的毛細(xì)管進(jìn)入壓力值，使其與壓力、溫度和選擇為目標(biāo)(勘探或開發(fā))圈閉層代表的流體性質(zhì)相一致。在步驟66，針對被認(rèn)為是目標(biāo)圈閉層代表的選擇的最高點深度調(diào)整所選擇的水力破裂壓力。在步驟67，計算烴柱高度，與所選擇的圈閉層參數(shù)、流體參數(shù)和機(jī)械密封容量參數(shù)一致。一個隨機(jī)實現(xiàn)(random realization)此刻完成。在步驟68，重復(fù)步驟64-67預(yù)定次數(shù)，因此產(chǎn)生期望數(shù)目的隨機(jī)實現(xiàn)。在步驟69，隨機(jī)結(jié)果易于通過數(shù)據(jù)解釋器進(jìn)行分析。
估計毛細(xì)管進(jìn)入壓力(步驟61)
圖6流程圖中的步驟61和62要求基于在一個或多個校準(zhǔn)位置獲得的觀察值計算毛細(xì)管和機(jī)械密封能力的概率加權(quán)分布。這些分布被調(diào)整為符合目標(biāo)位置的預(yù)期條件。下面的討論公開了用于確定校準(zhǔn)位置毛細(xì)管密封能力的概率加權(quán)分布的優(yōu)選方法。如果可以利用多個校準(zhǔn)位置，則該方法可以重復(fù)數(shù)次。毛細(xì)管密封能力分析的有利校準(zhǔn)位置優(yōu)選地基于下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇 (a)校準(zhǔn)位置和目標(biāo)位置應(yīng)當(dāng)處于相同的地質(zhì)區(qū)域。
(b)下面所列的、作為所需輸入量的校準(zhǔn)位置的圈閉層構(gòu)造的組成應(yīng)當(dāng)被充分限制。
(c)校準(zhǔn)位置的頂部密封(烴從中泄漏的巖石類型)在巖性學(xué)、結(jié)構(gòu)和有效應(yīng)力方面應(yīng)當(dāng)類似于目標(biāo)頂部密封。

在本發(fā)明方法的上述優(yōu)選實施方式中，通過通?？傻玫臒N圈閉層和流體性質(zhì)數(shù)據(jù)的換算來估計密封毛細(xì)管進(jìn)入壓力。該技術(shù)顯著不同于現(xiàn)有的石油工業(yè)實踐，后者通過壓汞(MICP)或其它技術(shù)直接測量毛細(xì)管進(jìn)入壓力。這些現(xiàn)有技術(shù)取決于巖石樣品的可用性，這些巖石樣品代表密封或與全球數(shù)據(jù)庫比較的最弱元素。在此所公開的方法產(chǎn)生對該密封最弱元素的密封毛細(xì)管進(jìn)入壓力的估計，而無需該元素的具體身份。

本方法擴(kuò)展了由Sales所公開的烴泄漏模型，該模型基于已知的地下流體接觸面、圈閉層參數(shù)和應(yīng)用于勘測規(guī)模的流體組成。參見SalesJ.K.，“Seal strength vs.trap closure-A fundamental control on thedistribution of oil and gas，”在Seals，Traps，and the Petroleum System，R.C.Surdam，ed.，AAPG Memoir 67，57-83(1997)。該經(jīng)驗?zāi)Ｐ涂梢杂糜卺槍木哂薪o定閉合高度的圈閉層所發(fā)生的烴泄漏，估計毛細(xì)管密封能力(所謂的“隱含”MICP)。

用于估計毛細(xì)管密封能力的本發(fā)明方法的前提是密封能力的最可靠估計值是來自壓力數(shù)據(jù)的隱含值(implied value)。隱含氣體進(jìn)入壓力(GEP)假設(shè)該GEP等于正在泄露氣或氣和油的圈閉層中的烴的浮力。如果圈閉層不泄露，則計算值將是最小隱含GEP，而不是最可能的隱含GEP。

根據(jù)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)平衡模型，毛細(xì)管密封強(qiáng)度與烴柱施加于頂部密封的浮力壓力直接相關(guān)。最高點處的浮力壓力小于情況6圈閉層的密封能力，并且等于情況2或4圈閉層的氣體進(jìn)入壓力或閾壓力(參見圖5A-F)。由油柱在氣-油接觸面處施加的浮力壓力等于情況2或3圈閉層的油進(jìn)入壓力或閾壓力。如果油-鹽水和氣-鹽水界面張力是已知的話，則氣體進(jìn)入壓力或油進(jìn)入壓力可以與密封能力相關(guān)。

對于本發(fā)明方法的該實施方式中氣體進(jìn)入壓力(GEP)估算，獲得并利用下列概率加權(quán)分布 ●到烴柱頂部的深度(DCTOC)。
●到氣-油接觸面的深度(DCGOC)。
●到油-水接觸面的深度(DCOWC)。
●原地氣體密度(ρG)。
●原地油密度(ρO)。
●原地鹽水密度(ρB)。

對于本發(fā)明方法的本實施方式中油進(jìn)入壓力(OEP)估算，獲得并利用下列概率加權(quán)分布 ●在DCGOC處的儲層溫度(TCGOC)。
●在DCGOC處的氣體壓力(PGCGOC)。
●Z因子(Z)的概率加權(quán)分布(參見，例如Standing，M.B.和Katz，D.L.，“Density of natural gases，”Trans.AIME 146，140-149(1942))。

圖7的流程圖顯示了實施本發(fā)明方法的該實施方式的圖6進(jìn)行步驟61的基本步驟 步驟71輸入?yún)?shù)的隨機(jī)選擇
從這類參數(shù)的概率加權(quán)分布隨機(jī)選擇每個所需輸入量的單個值，以產(chǎn)生用于目前實現(xiàn)的輸入值。
步驟72估計用于目前實現(xiàn)的氣體進(jìn)入壓力(GEP)
GEP(氣體進(jìn)入壓力)僅由接觸面高度、圈閉層幾何形狀和壓力梯度來確定，并且可以用于在具有相似壓力和溫度(P-T)條件的位置處進(jìn)行預(yù)測。

為估計由結(jié)構(gòu)內(nèi)俘獲的烴施加的浮力壓力，黑油模型(一種烴流體性質(zhì)的公知經(jīng)驗?zāi)Ｐ?可用于(1)針對遠(yuǎn)離已測量層段的壓力和溫度變化，糾正流體梯度(黑油模型的非典型應(yīng)用)，和(2)糾正在偏移鉆井(offset drilling)中所測量的測量流體梯度，以補(bǔ)償感興趣勘探處的溫度和壓力變化(標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用)。含水層組成模型(鹽度)和氣體狀態(tài)方程式可以被用于針對壓力和溫度變化來糾正含水層和氣體的密度。非理想性(non-ideality)(在氣體狀態(tài)方程式中)由Z因子說明，其可以迭代確定。糾正壓力、溫度和流體組成方面的流體性質(zhì)的可選方法是EOS(狀態(tài)方程式)模型的方法。這些模型是本領(lǐng)域?qū)嵺`者易于得到的，并且它們提供了一種方法實例——所述方法可以用作在下面展現(xiàn)的黑油模型或者用于實施該步驟的另一經(jīng)驗方法或其它方法的可選方案。

本發(fā)明的該優(yōu)選實施方式首先通過手動調(diào)整黑油模型和含水層組成模型的輸入?yún)?shù)以匹配來自井眼的已測量的原位流體密度來運作。接下來，利用校準(zhǔn)模型將流體梯度作為圈閉層內(nèi)的絕對壓力和溫度的函數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以從測量層段外推，測量層段即在其上收集壓力數(shù)據(jù)的深度范圍。該結(jié)果是可以用于估計結(jié)構(gòu)最高點處的烴和含水層壓力的曲線。圈閉層最高點處的外推含水層深度-壓力曲線與外推烴深度-壓力曲線之間的差異是在結(jié)構(gòu)最高點處由烴施加的浮力壓力的量度。

在校準(zhǔn)位置處的烴柱頂部深度(DCTOC)處的氣體進(jìn)入壓力因此可以通過下式由烴柱的浮力估計 GEPCTOC＝ρBg(DCOWC-DCTOC)-[ρOg(DCOWC-DCGOC)+ρGg(DCGOC-DCTOC)]。

油進(jìn)入壓力(“OEP”)然后可以由GEP和烴-鹽水界面張力計算。MICP可以以相似的方式計算。該計算需要估計氣-鹽水界面張力。界面張力由Firoozabadi Tau計算，其為烴-鹽水密度差與界面張力之間的經(jīng)驗關(guān)系 其中Δρ是烴-鹽水密度差。
Firoozabadi Tau可用于通過下面的關(guān)系式來估計烴-鹽水界面張力。
其中TprHC是偽對比溫度(由黑油相關(guān)性計算-參見下面)。在該等式中，密度以g/cc表達(dá)，偽對比溫度是無量綱的，而界面張力為達(dá)因/厘米。變量之間的相同關(guān)系對任何兩種物質(zhì)之間的界面都成立，例如水銀和空氣。界面張力表達(dá)式中的因子τ也可以被認(rèn)為具有指數(shù)，原因在于上述關(guān)于τ的表達(dá)式中的密度差Δρ是指正被計算界面張力的兩種特定流體之間的密度差。一旦烴-鹽水界面張力和進(jìn)入壓力是已知的，密封能力可以根據(jù)下述關(guān)系式估計
其中MICP＝PHg-P空氣 OEP＝Po-Pw GEP＝Pg-Pw，和 θij是i和j流體系統(tǒng)的接觸角。
本發(fā)明方法一些實施方式的輸入數(shù)據(jù) ·圈閉層參數(shù)(最高點深度、溢出深度(向斜層、斷層并置泄漏或取樣沙(thief sand))、最高點的溫度) ·流體梯度(來自RFT數(shù)據(jù)或由上面概括的技術(shù)導(dǎo)出的油、氣、水梯度) ·烴柱高度或接觸面深度(例如，直接烴指示器、AVO、井滲透)現(xiàn)在將更詳細(xì)地解釋這些步驟。(注意在界面張力的討論中術(shù)語水和鹽水互換使用。) 步驟73估計目前實現(xiàn)的隱含壓汞毛細(xì)管壓力(MICP)
(注意烴帽密封的毛細(xì)管進(jìn)入壓力通常由氣體進(jìn)入壓力(GEP)和油進(jìn)入壓力(OEP)指定，或者如果該圈閉層僅含有一個烴相時由這些中的一個指定。然而，MICP通常是期望的并且也是有用的，主要是能與試驗室試驗進(jìn)行比較。) (1)利用黑油模型(從該情況采納的現(xiàn)場數(shù)據(jù)確定儲層流體性質(zhì)的經(jīng)驗相關(guān)性，來自McCain Jr.，W.D.，“Reservoir-fluid property correlations-state of the art，”SPE Reservoir Engineering 6，266-272(1991))，發(fā)現(xiàn)DCTOC處的氣體比重與觀測的氣體力柱(gas leg)壓力匹配。
(a)估計DCTOCγGCTOC處的氣體比重(γGCTOC)的值。
(b)通過下式計算DCTOC處的偽臨界壓力(PpcCTOC) (c)通過下式計算DCTOC處的偽臨界溫度(TpcCTOC) (d)通過下式計算DCTOC處的偽對比溫度(TprCTOC) (e)通過下式計算DCTOC處的偽對比壓力(pprCTOC) (f)計算氣體地層體積因子(Bg) (g)計算氣體原地密度(ρg) (h)將預(yù)測的原地氣體密度與觀測的原地氣體密度比較。
(i)利用觀測原地密度與預(yù)測原地密度之間的差異更正(更新，update)步驟73的第一亞步驟中DCGOC處的氣體比重推測值(γGCGOC)。
(j)重復(fù)，直到答案收斂(converge)，得到氣體比重，其與觀測的壓力梯度在可接受的容許偏差內(nèi)匹配。
(2)估計頂部密封MICP。
(a)計算GOC處的鹽水-油密度差(ΔρB-G)。
ΔρB-G＝(ρB-ρO) (b)利用鹽水-氣體密度差，計算Firoozabadi Tau(τ-參見Firoozabadi& Ramey，“Surface tension of water-hydrocarbon systems at reservoirconditions，”paper no.87-38-30，發(fā)表于第38屆CIM石油學(xué)會年度技術(shù)大會(the 38th Annual Technical Meeting of the Petroleum Society of CIM)，Calgary (June 7-10 1987))。
(c)利用Firoozabadi Tau(τ)計算鹽水-氣體界面張力。
(d)計算目前實現(xiàn)的當(dāng)量MICP。
步驟74估計目前實現(xiàn)的油進(jìn)入壓力(OEP) (1)利用黑油模型(從該情況中，來自McCain(1991)的相關(guān)性)，發(fā)現(xiàn)DCGOC處的氣體比重，以匹配觀測的氣體力柱壓力。
(a)推測DCGOC處的氣體比重(γGCGOC)的值。
(b)通過下式計算DCGOC處的偽臨界壓力(PpcCGOC) (c)通過下式計算DCGOC處的偽臨界溫度(TpcCGOC) (d)通過下式計算DCGOC處的偽對比溫度(TprCGOC) (e)通過下式計算DCGOC處的偽對比壓力(pprCGOC) (f)計算氣體地層體積因子(Bg) (g)計算氣體原地密度(ρg) (h)將預(yù)測的原地氣體密度與觀測的原地氣體密度比較。
(i)利用觀測原地密度與預(yù)測原地密度之間的差異更正步驟74的第一亞步驟中DCGOC處的氣體比重推測值(γGCGOC)。
(j)重復(fù)，直到答案收斂，得到氣體比重，其與觀測的壓力梯度在可接受的容許偏差內(nèi)匹配。
(2)利用黑油模型(來自McCain(1991)的相關(guān)性，在該情況中假定飽和)，發(fā)現(xiàn)油API重量(γAPICGOC)，以匹配觀測的油立柱壓力。
(a)推測DCGOC處的油API重力(γAPICGOC)的值。
(b)通過下式計算DCGOC處的油比重(γOCGOC)。
(c)假定飽和，計算DCGOC處的溶解氣-油比(Rs)。
(d)計算泡點處的飽和原油地層體積因子(Bob)。
(e)計算油原地密度(ρo) (f)利用觀測原地密度與預(yù)測原地密度之間的差異更正亞步驟(a)中DCGOC處的油API重力推測值(γAPIGOC)。
(g)重復(fù)，直到答案收斂，得到與觀測壓力梯度匹配的γAPICGOC。
(3)由GEP計算OEP。
(a)計算靜止原油(脫氣原油，dead oil)的分子量(MOSTP)。
(b)計算靜止原油的臨界溫度(TCSTP)。
(c)計算溶解氣的重量分?jǐn)?shù)(率)(fGGOC)。
(d)計算DCGOC處新采原油(含氣原油，live oil)的臨界溫度(TCCGOC)。
(e)計算DCGOC處新采原油的偽對比溫度(TprCGOC)。
(f)計算GOC處的鹽水-油密度差(ΔρO-BCGOC)。
ΔρB-O＝(ρB-ρO) (g)利用鹽水-油密度差計算Firoozabadi Tau(τ)。
(h)利用Firoozabadi Tau(τ)，計算鹽水-油界面張力。
(i)計算油進(jìn)入壓力。
步驟75獲得校準(zhǔn)位置的密封能力估計值的統(tǒng)計學(xué)分布
重復(fù)步驟71-74預(yù)定次數(shù)，對結(jié)果取平均，并計算MICP、GEPCTOC、OEPCGOC的不定性差(uncertainty spread)。
步驟76組合任何其它校準(zhǔn)位置的密封能力估計值的分布
對于每個校準(zhǔn)位置重復(fù)步驟71-75，總計MICP、GEPCTOC和OEPCGOC的概率分布。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，與傳統(tǒng)方法相比，前述實施方式作為用于估計毛細(xì)管密封能力的獨立方法具有價值，其或者具有不確定性的估計，或者如果期望，不具有不確定性估計。在后一種情況中，以其最直接的方式，輸入?yún)?shù)值將需要在步驟71中選擇，但是用于勘探位置。然后，步驟72-74將如上述進(jìn)行。
估計水力破裂壓力(步驟62)
下面詳細(xì)的討論是關(guān)于估計校準(zhǔn)位置處機(jī)械密封能力及相關(guān)不定性的優(yōu)選實施方式。

確定性機(jī)械密封能力計算的基礎(chǔ)在于對烴柱頂部儲層有效應(yīng)力的評價。隨著儲層流體壓力增加(即烴柱高頂部的破裂水力增加)，有效應(yīng)力減小，并且儲層流體壓力可能打開頂部密封中的拉伸破裂的風(fēng)險增加(在該點處，儲層流體壓力等于或超過水力破裂壓力，或Pf)，從而使得烴逃逸。兩種常見事件的發(fā)生增加了烴柱頂部的水力壓力1)烴柱高度的增加；和2)與現(xiàn)有烴柱相關(guān)的儲層含水層壓力的增加。

所述的本實施方式的技術(shù)有助于利用接觸面信息來計算相對于最小壓縮應(yīng)力的機(jī)械密封能力。該優(yōu)選的實施方式基于Mandl和Harkness的研究工作，“Hydrocarbon migration by hydraulic fracturing”，Deformation of Sediments and Sedimentary Rocks，Geological SpecialPublication 29，39-54，Jones and Preston，Ed′s(1987)和Miller，T.W.的研究工作，“New insights on natural hydraulic fractures induced byabnormally high pore pressures，”AAPG Bulletin 79，1005-1018(1995)。這些研究者建立了純確定性方法，用于估計水力破裂圈閉層頂部密封所需的烴柱大小，以及鑒定對單相烴柱高度的可能控制。

水力破裂壓力規(guī)定為壓力與深度之間的函數(shù)關(guān)系。該關(guān)系可以由用戶基于先前知識人工確定。在本發(fā)明的其它實施方式中，該關(guān)系可以通過至少兩種方法計算LOT(漏失測試)數(shù)據(jù)的線性“最小二乘方”回歸或通過本文如上所述對σh min的測定。
輸入量
對于經(jīng)驗水力破裂壓力估計，在本發(fā)明的一些實施方式中使用下面的輸入 ·來自校準(zhǔn)位置(一個或多個)的漏失測試數(shù)據(jù)。
·來自校準(zhǔn)位置(一個或多個)的操作數(shù)據(jù)，如返回?fù)p失事件(lostreturns incident)。

對于理論水力破裂壓力估計，在本發(fā)明的一些實施方式中使用下面的輸入 ·作為深度函數(shù)具有不定性范圍的巖石靜態(tài)壓力(PLith)。
·作為深度函數(shù)具有不定性范圍的孔隙壓力(P孔隙)。
·具有不定性范圍的最小與最大有效應(yīng)力之比(Ko)。

經(jīng)驗水力破裂壓力估計可以遵循下面的基本步驟進(jìn)行 (1)對作為深度函數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖。
(2)計算簡單最佳擬合線性回歸線(一條或多條)，通過如在Davis，Statistics and Data Analysis in Geology，2nd Edition，John Wiley andSons，Inc.，USA，176-204(1986)中概述的技術(shù)最小化點與線(一條或多條)之間的垂直距離的平方和。
(3)計算標(biāo)準(zhǔn)置信區(qū)間，通過如在Davis(1986)中所概括的技術(shù)導(dǎo)出深度與破裂壓力之間的關(guān)系以及相關(guān)的不確定性。

理論水力破裂壓力估計可以遵循下面的基本步驟進(jìn)行 (1)對作為深度函數(shù)的PLith和P孔隙與相關(guān)不定性范圍作圖。
(2)計算垂直有效應(yīng)力(σeff＝PLith-P孔隙)和相關(guān)的不定性范圍。
(3)通過下式計算最小水平應(yīng)力(σh min)和相關(guān)的不定性范圍 σh min＝k0σeff+P孔隙 其中

(針對單軸壓縮狀態(tài)，其中壓實是在一個沒有橫向應(yīng)變的方向)＝最小有效應(yīng)力與最大有效應(yīng)力之比；從對于堅固材料為大約0.4至對于頁巖/粘土為＞0.8。
(4)重復(fù)以確定作為深度函數(shù)的σhmin的最小值，以及最有可能確定其最大值。
柱高的概率計算(步驟64-67)
優(yōu)選實施方式的步驟61和62已被詳細(xì)描述，以及進(jìn)行這描述的還有步驟63。這些步驟產(chǎn)生在勘探位置的圈閉層和流體參數(shù)的概率加權(quán)分布、來自校準(zhǔn)位置(一個或多個)的毛細(xì)管進(jìn)入壓力和來自校準(zhǔn)位置(一個或多個)的水力破裂壓力。接下來是概率步驟。該分析的關(guān)鍵是認(rèn)識到機(jī)械和毛細(xì)管密封能力的概率加權(quán)分布必須被調(diào)整，以考慮校準(zhǔn)位置處的圈閉層和流體參數(shù)與勘探參數(shù)分布的每個實現(xiàn)中所選擇的那些圈閉層和流體參數(shù)之間的差異。在本發(fā)明優(yōu)選的實施方式中，不確定性分布被分配給所有的輸入?yún)?shù)。不確定性遍及整個分析，使得能夠?qū)︼L(fēng)險和評估的概率模擬進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。

概率計算步驟的輸入量包括下列。
遠(yuǎn)景圈閉層參數(shù)的概率加權(quán)分布(來自步驟63) ·柱頂部(DPTOC)。
·溢出(DW)。
·DPTOC處的勘探溫度(TPTOC) ·勘探水深(DW)。
勘探流體參數(shù)的概率加權(quán)分布(來自步驟63) ·原地油密度(ρO)。
·原地氣體密度(ρG)。
·原地鹽水密度(ρB) ·地層孔隙過剩壓力(PE)。
毛細(xì)管進(jìn)入壓力的概率加權(quán)分布(來自步驟61) ·MICP 多個破裂壓力對深度的曲線以及相關(guān)的置信區(qū)間(來自步驟62)。

接下來是概率計算的優(yōu)選實施方式中的步驟，附圖標(biāo)記參考圖6的流程圖。
從輸入?yún)?shù)分布中隨機(jī)選擇值(步驟64)。

從選擇的輸入，計算 a)在DPTOC處的鹽水壓力。
PB＝ρSWgDW+ρBgDPTOC+PE 修改從校準(zhǔn)位置(一個或多個)計算的油進(jìn)入壓力(OEP)和氣體進(jìn)入壓力(GEP)用于目前實現(xiàn)的勘探條件(步驟65)。
(1)由從校準(zhǔn)位置(一個或多個)確定的MICP值計算勘探氣體進(jìn)入壓力，評價DPTOC處的氣體性質(zhì)。
(a)發(fā)現(xiàn)氣體重量(γG)，其產(chǎn)生選擇的原地密度(ρG)，如圖7的步驟73。
(b)通過下式計算偽臨界氣體溫度(Tpc) Tpc＝169.2+γG(349.5-74γG) (c)通過下式計算偽對比氣體溫度(TprPTOC) (d)計算鹽水-氣體密度差(ΔρB-G) ΔρB-G＝(ρB-ρG) (e)利用鹽水-氣體密度差，計算Firoozabadi Tau(τ)。
(f)利用Firoozabadi Tau(τ)，計算鹽水-氣體界面張力。
(g)利用勘探DPTOC處的鹽水-氣體界面張力(ηB-GPTOC)，計算勘探DPTOC處的GEP (2)由從校準(zhǔn)位置(一個或多個)確定的MICP值計算勘探油進(jìn)入壓力，評價DPTOC處的油性質(zhì)。
(a)利用黑油模型，發(fā)現(xiàn)油API重力(γAPIPTOC)和油比重(γOPTOC)，匹配選擇的原地密度，如圖7的步驟74。
(b)假定飽和，計算DPTOC處的溶解氣/油比(RsPTOC) (c)計算有效分子量(MWeff)。
(d)計算靜止原油的臨界溫度(TCSTP) (e)計算溶解氣的重量分?jǐn)?shù)(fGPGOC) (f)計算DPTOC處新采原油的臨界溫度(TCPGOC)。
(g)計算DPTOC處新采原油的偽對比溫度(TprPTOC)。
(h)計算鹽水-油密度差(ΔρO-BPTOC)。
(i)利用鹽水-油密度差計算Firoozabadi Tau(τ)。
(j)利用Firoozabadi Tau(τ)，計算油-鹽水界面張力。
(k)計算油進(jìn)入壓力。
基于目前實現(xiàn)中選擇的圈閉層參數(shù)修改水力破裂壓力(步驟66) 1)對于經(jīng)驗水力破裂壓力模型(來自步驟62)，計算DPTOC處水力破裂壓力的概率加權(quán)分布 (i)參考圖8，使目標(biāo)圈閉層的估計最高點深度84即DPTOC處確定的最佳擬合(優(yōu)選最小二乘方方面(least-squaressense))回歸線81與68.27％標(biāo)準(zhǔn)置信區(qū)間82建立等式，以規(guī)定水力破裂壓力的正態(tài)(高斯)分布85的平均值86和一個標(biāo)準(zhǔn)偏差87。這確定了正態(tài)分布曲線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，隨機(jī)試驗將從中選擇出水力破裂壓力。例如從校準(zhǔn)位置(一個或多個)進(jìn)行的漏失測試可以獲得圖8中繪制的破裂壓力數(shù)據(jù)點83。例如從地震資料可以獲得目標(biāo)圈閉層最高點深度的估計。
(ii)從步驟(i)的概率加權(quán)分布中隨機(jī)選擇目前實現(xiàn)的水力破裂壓力值(Pf)。
2)對于理論水力破裂壓力模型(來自步驟62)，計算DPTOC處水力破裂壓力的概率加權(quán)分布 (i)參考圖9，使在目標(biāo)圈閉層的估計最高點深度95即DPTOC處確定的最可能91、最小92與最大93σhmin(即PFrac)建立等式，以規(guī)定破裂壓力的三角分布94上的最可能值、最小值和最大值。該理論破裂壓力模型用于產(chǎn)生曲線96、97和98。
(ii)從該概率加權(quán)分布隨機(jī)選擇目前實現(xiàn)的水力破裂壓力值(Pf)。
計算與目前實現(xiàn)的圈閉層參數(shù)、流體參數(shù)、水力破裂壓力、OEP和GEP一致的烴柱高度(步驟67)
可選的潛在情況描繪在圖5A-F中。所述步驟要求使計算OEP和GEP等于相對于毛細(xì)管密封能力的相關(guān)含水層壓力梯度的烴柱浮力，并且使烴柱頂部(圈閉層最高點)的絕對壓力等于機(jī)械密封能力的柱頂部(圈閉層最高點)處的Pf。實現(xiàn)必需的浮力或絕對壓力所需的烴柱(氣、油或者油氣組合)高度是該實現(xiàn)的密封能力。
重復(fù)步驟74-77以獲得更多的實現(xiàn)(步驟68)。(不言自明的) 結(jié)論
上述申請涉及本發(fā)明的具體實施方式
，目的是舉例說明本發(fā)明。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的是，可以對本文所述實施方式進(jìn)行許多修改和變化。例如，在本發(fā)明中隨機(jī)取樣的概率加權(quán)分布可以是被分配單一概率(probability of unity)的單個值。此外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)顯而易見的是，本文上面所提出對如何實施圖6和7的步驟的詳細(xì)解釋只是構(gòu)成了本發(fā)明方法的一個或幾個具體實施方式
，而并非意欲限制權(quán)利要求書中的更寬的描述，該更寬的描述被撰寫為包括所有的實施方式。在該相同的細(xì)節(jié)水平公開所有的實施方式將是(a)不可能且(b)對于技術(shù)人員的理解是不必要的。所有這些修改和變化意欲在本發(fā)明的范圍內(nèi)，如在所附權(quán)利要求書中所定義。熟悉本領(lǐng)域的讀者也將意識到，本發(fā)明將優(yōu)選借助計算機(jī)工具進(jìn)行實踐，這意味著所述方法的至少一些部分是在計算機(jī)上進(jìn)行的。
縮寫詞匯表

縮寫詞匯表-續(xù)

權(quán)利要求
1.一種用于評價密封能力以確定含有氣、油、或者油和氣二者的目標(biāo)烴圈閉層的烴柱高度(以及任選的相關(guān)概率誤差)的方法，所述方法包括
(a)通過使毛細(xì)管進(jìn)入壓力與經(jīng)由壓力數(shù)據(jù)與圈閉層幾何形狀換算而估算的烴浮力相等，估計一個或多個校準(zhǔn)位置處毛細(xì)管進(jìn)入壓力值的概率加權(quán)分布；
(b)由使用理論計算的計算值或者由從一個或多個校準(zhǔn)位置收集的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，估計水力破裂壓力值的概率加權(quán)分布；
(c)獲得所述目標(biāo)烴圈閉層處的預(yù)期流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的概率加權(quán)分布，所述性質(zhì)和參數(shù)包括
(1)原地流體(氣、油和鹽水)密度；
(2)儲層壓力；
(3)儲層溫度；
(4)圈閉層幾何形狀，包括最高點和溢出深度；
(d)通過從它們各自的概率加權(quán)分布中隨機(jī)選擇，確定所述目標(biāo)圈閉層的每一流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的目前實現(xiàn)值；
(e)通過如下方法確定所述目標(biāo)圈閉層的毛細(xì)管進(jìn)入壓力的目前實現(xiàn)值
從針對所述一個或多個校準(zhǔn)位置所確定的概率加權(quán)分布中隨機(jī)選擇毛細(xì)管進(jìn)入壓力值；并通過計算界面張力，調(diào)整所述選擇的毛細(xì)管進(jìn)入壓力與選擇用于目前實現(xiàn)的所述目標(biāo)烴圈閉層的壓力、溫度和流體組成相一致；
(f)通過如下方法確定所述目標(biāo)圈閉層的水力破裂壓力的目前實現(xiàn)值
從通過一個或多個校準(zhǔn)位置的計算值或經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定的所述概率加權(quán)分布隨機(jī)選擇水力破裂壓力值；以及
調(diào)整所述選擇的水力破裂壓力值與選擇用于所述目前實現(xiàn)的所述圈閉層最高點深度相一致，從而產(chǎn)生調(diào)整的破裂壓力梯度；
(g)利用用于所述目前實現(xiàn)的所述目標(biāo)圈閉層的所述隨機(jī)選擇的流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)，計算所述目標(biāo)圈閉層中存在的每一烴相(油和氣)的柱高，所述計算使烴浮力與總密封能力相等，所述總密封能力通過結(jié)合所述已調(diào)整的水力破裂壓力梯度與針對所述目前實現(xiàn)所確定的毛細(xì)管進(jìn)入壓力值來獲得；
(h)重復(fù)步驟(d)-(g)預(yù)定次數(shù)；和
(i)對所述結(jié)果取平均，并任選地從結(jié)果中數(shù)值之差計算每個柱高的不定性。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中估算校準(zhǔn)位置處毛細(xì)管進(jìn)入壓力值的概率加權(quán)分布的步驟包括
(a)獲得所述校準(zhǔn)位置處流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的概率加權(quán)分布；
(b)從所述流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的概率加權(quán)分布隨機(jī)選擇它們各自的目前實現(xiàn)值；
(c)利用所述流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的所述目前實現(xiàn)值，從烴柱浮力估計氣體進(jìn)入壓力(GEP)；
(d)利用所述流體性質(zhì)和圈閉層幾何學(xué)參數(shù)的目前實現(xiàn)值并通過計算鹽水-氣體界面張力，任選地估計隱含的壓汞毛細(xì)管壓力(MICP)；
(e)由所述氣體進(jìn)入壓力計算油進(jìn)入壓力(OEP)；和
(f)重復(fù)步驟(b)-(e)預(yù)先選擇次數(shù)，對所述結(jié)果取平均，并估計GEP、OEP和任選地MICP的概率加權(quán)分布。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中用于估計水力破裂壓力值的概率加權(quán)分布的經(jīng)驗數(shù)據(jù)是漏失測試數(shù)據(jù)。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中用于估計水力破裂壓力值的概率加權(quán)分布的理論計算使用臨界態(tài)土壤力學(xué)，以解析最小應(yīng)力方程，其中水力破裂壓力用最小水平應(yīng)力近似。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述最小水平應(yīng)力σh min由下式計算
σh min＝k0σeff+P孔隙
其中
和σeff＝PLith-P孔隙，
以及P孔隙是孔隙壓力，PLith是巖石靜態(tài)壓力，σ3是最小壓縮應(yīng)力以及σ1是最大壓縮應(yīng)力。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其中用于隨機(jī)選擇水力破裂壓力值的所述概率加權(quán)分布是通過下述步驟由水力破裂壓力數(shù)據(jù)獲得的
(a)在最小二乘方面確定的最佳擬合直線，以對所述經(jīng)驗破裂壓力數(shù)據(jù)與深度的繪(b)確定所述最佳擬合線的68.3％置信區(qū)間曲線；和
(c)利用所述圈閉層最高點深度處的所述最佳擬合線和所述置信區(qū)間曲線的值，確定破裂壓力值的高斯概率分布。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其中用于隨機(jī)選擇水力破裂壓力值的所述概率加權(quán)分布通過下述步驟計算
(a)選擇破裂壓力對深度的理論模型；
(b)利用所述模型確定所述目標(biāo)圈閉層最高點深度處破裂壓力的最可能值、最小值和最大值；
(c)由所述最可能、最小和最大破裂壓力值，產(chǎn)生破裂壓力值的三角概率分布。
8.一種由烴接觸面深度和流體密度確定烴圈閉層的毛細(xì)管進(jìn)入壓力的方法，所述毛細(xì)管進(jìn)入壓力由氣體進(jìn)入壓力、油進(jìn)入壓力以及任選地由壓汞毛細(xì)管壓力表示，所述方法包括
(a)由所述烴圈閉層的烴柱上的地下水含水層浮力壓力，估算氣體進(jìn)入壓力，所述浮力壓力由所述烴接觸面深度和流體密度確定；
(b)計算氣-水界面和油水界面的界面張力，以及任選地計算汞-空氣界面的界面張力，所述界面張力針對所述圈閉層及其流體的代表性條件計算；和
(c)由所述氣體進(jìn)入壓力和所述界面張力計算油進(jìn)入壓力和任選地計算壓汞毛細(xì)管壓力。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其中在估算氣體進(jìn)入壓力步驟的過程中確定所述烴柱的浮力包括
(a)從測量的層段(校準(zhǔn)位置)獲得烴深度和流體密度數(shù)據(jù)；
(b)展開烴流體性質(zhì)的黑油經(jīng)驗?zāi)Ｐ停?br> (c)選擇含水層組成模型和氣體狀態(tài)方程，其可以被用于針對壓力和溫度的變化來糾正含水層和氣體密度；
(d)調(diào)整所述黑油模型和所述含水層組成模型的輸入?yún)?shù)以匹配測量的原地井眼流體密度；
(e)利用所述模型調(diào)整作為所述圈閉層內(nèi)壓力和溫度的函數(shù)的流體梯度，以從測量的層段外推至圈閉層，產(chǎn)生所述圈閉層結(jié)構(gòu)最高點處烴和含水層深度對壓力的曲線；和
(f)從所述含水層深度-壓力曲線和所述烴深度-壓力曲線之間的差異推導(dǎo)出烴浮力壓力。
10.權(quán)利要求8所述的方法，其中物質(zhì)i與物質(zhì)j之間的界面處的所述界面張力(ηij)由下式計算
其中以及Δρ是物質(zhì)i與物質(zhì)j之間的密度差，并且其中i、j指氣-水、油-水或汞-空氣界面。
11.權(quán)利要求8所述的方法，其中所述油進(jìn)入壓力OEP以及任選地壓汞毛細(xì)管壓力MICP利用下面的方程式由所述氣體進(jìn)入壓力GEP和所述界面張力(η)計算
其中θij是界面流體i-j的接觸角，其中i和j指的是鹽水或水(B)、油(O)、氣(G)、汞(Hg)或空氣。
12.權(quán)利要求1所述的方法，其中地下水含水層中烴浮力由下述步驟估計
(a)從所述一個或多個校準(zhǔn)位置獲得烴深度和流體密度數(shù)據(jù)；
(b)展開烴流體性質(zhì)的黑油經(jīng)驗?zāi)Ｐ停?br> (c)選擇含水層組成模型和氣體狀態(tài)方程，其可以被用于針對壓力和溫度的變化來糾正含水層和氣體密度；
(d)調(diào)整所述黑油模型和所述含水層組成模型的輸入?yún)?shù)以匹配測量的原地井眼流體密度；
(e)利用所述模型調(diào)整作為所述圈閉層內(nèi)壓力和溫度的函數(shù)的流體梯度，以從所述一個或多個校準(zhǔn)位置外推至所述圈閉層，產(chǎn)生所述圈閉層結(jié)構(gòu)最高點處烴和含水層深度對壓力的曲線；和
(f)從所述含水層深度-壓力曲線和所述烴深度-壓力曲線之間的差異推導(dǎo)出烴浮力壓力。
13.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述毛細(xì)管進(jìn)入壓力由氣體進(jìn)入壓力、油進(jìn)入壓力(或者單烴相圈閉層的這些壓力中的一種)以及任選地壓汞毛細(xì)管壓力組成，所述氣體進(jìn)入壓力由烴柱浮力估算，以及所述油進(jìn)入壓力和任選地壓汞毛細(xì)管壓力利用如下關(guān)系式從所述氣體進(jìn)入壓力和界面張力(η)計算
其中θij是界面流體i-j的接觸角，其中在物質(zhì)i和物質(zhì)j之間界面處的界面張力(ηij)如下計算
其中Tpr是從黑油關(guān)聯(lián)式計算的偽對比溫度，以及Δρ是物質(zhì)i與物質(zhì)j之間的密度差，并且其中i、j是指氣-水(B-G)、油-水(B-O)或汞-空氣(Hg-空氣)界面。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其中氣體進(jìn)入壓力GEP是利用如下關(guān)系式由烴柱浮力估算的
GEP＝ρBg(DOWC-DTOC)-[ρOg(DOWC-DGOC)+ρGg(DGOC-DTOC)]
其中ρ是流體鹽水(鹽水(水)的下標(biāo)B)、油(下標(biāo)O)和氣(下標(biāo)G)的密度；g是重力加速度；以及D是至油-水接觸面(上標(biāo)OWC)、氣-油接觸面(上標(biāo)GOC)和烴柱頂部(上標(biāo)TOC)的深度。
15.一種用于從地下層生產(chǎn)烴的方法，包括
(a)獲得所述地下層中的一個或多個烴圈閉層的身份；
(b)獲得對所述一個或多個烴圈閉層的密封能力和烴柱高度的評價，所述評價利用了權(quán)利要求1所述的方法；
(c)基于上述步驟的評價，獲得對所述烴圈閉層的商業(yè)潛力評估；和
(d)從顯示出商業(yè)潛力的圈閉層生產(chǎn)烴。
全文摘要
對烴圈閉層的總密封能力進(jìn)行概率測定的方法，同時考慮毛細(xì)管進(jìn)入壓力和機(jī)械密封能力，其中毛細(xì)管進(jìn)入壓力通過使其直接與由烴柱施加于頂部密封的浮力壓力相關(guān)聯(lián)進(jìn)行估計。該方法因此考慮了大量與輸入?yún)?shù)有關(guān)的不確定性，所述不確定性限制了這些分析用于強(qiáng)有力的烴柱高度以及流體接觸預(yù)測的效用。所公開的方法通過換算圈閉層參數(shù)估計密封毛細(xì)管進(jìn)入壓力——毛細(xì)管密封能力分析的必要輸入?yún)?shù)，無需在小片巖石上通過壓汞毛細(xì)管能力測試進(jìn)行直接測量，所述壓汞毛細(xì)管能力測試的結(jié)果常常不是對于所有的期望位置可以利用，它們也不一定是密封中鄰近巖石的代表。
文檔編號E21B49/00GK101297097SQ200680039853
公開日2008年10月29日 申請日期2006年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者S·A·巴爾沃薩, J·S·戴維斯, W·R·詹姆斯, J·森佩雷, X·劉 申請人:埃克森美孚上游研究公司