Способ и системы историко-геологического моделирования для получения оценочного распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах

Способ и системы историко-геологического моделирования для получения оценочного распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Данное раскрытие изобретения относится, в основном, к оценке наличия клатратов в подземной среде. В частности, данное раскрытие изобретения относится к использованию историко-геологического моделирования для представления предполагаемого распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] "Клатраты", как правило, означают нестехиометрические метастабильные вещества, в которых решетчатые структуры, состоящие из первых молекулярных компонентов (молекулы-хозяева), удерживают или заключают в себе один или более других молекулярных компонентов (примесных молекул) в том, что напоминает кристаллообразную структуру. Клатраты иногда называются соединениями включения, гидратами, газовыми гидратами, гидратами метана, природными газовыми гидратами, гидратами CO₂ и тому подобным. Приведенные в качестве примера характеристики таких клатратов описаны, например, в Sloan, E.D., 2008, Clathrate Hydrates of Natural Gases, 3^rd Edition, Taylor & Francis, а также в Daigle, H., Dugan, B., 2011, Capillary controls on methane hydrate distribution and fracturing in advective systems, Geochem. Geophys. Geosyst., V.12, No.1.

[0003] В области разведки и разработки залежей углеводородов клатраты представляют особый интерес. Например, существуют клатраты, в которых решетки молекул-хозяев воды заключают в себе один или более типов примесной молекулы (молекул) углеводорода. Такие захватывающие углеводороды клатраты встречаются в природе в условиях относительно низкой температуры и высокого давления, когда имеются в наличии молекулы воды и углеводорода, например в глубоководных и многолетнемерзлых отложениях. При более низких температурах клатраты остаются в стабильном состоянии при более низком давлении, и наоборот, при более высоких температурах клатратам требуется более высокое давление, чтобы оставаться в стабильном состоянии. В основном и как отмечено выше в труде Sloan, клатратное образование представляет собой сложный динамический процесс, происходящий в конкретных геологических условиях и условиях давления/температуры (Д/Т) в течение геологического периода времени.

[0004] Углеводороды и другие газы, заключенные в клатратах, имеют биогенное и/или термогенное происхождение. Образование термогенных и биогенных газов описано во многочисленных статьях и учебных пособиях. Примеры такой литературы включают: Rice, D. D., Claypool, G. E., Generation, Accumulation, and Resource Potential of Biogenic Gas, AAPG Bulletin, January 1981, v. 65, p. 5-25; Fjellanger, E., et al., Charging the giant gas fields of the NW Siberia basin, The Geological Society of London, Petroleum Geology Conference series, 2010, v.7, p659-668; и Hantschel, Th., Kauerauf, A.,I., Fundamental of Basin and petroleum Systems Modeling, Springer Verlag Berlin Heidelberg, 2009, p.151-340. Клатраты, имеющие биогенный изотопный состав, образованы из газов, которые мигрируют на относительно короткие расстояния в зону, где условия температуры и давления поддерживают образование клатратов, называемую зоной стабильности клатратов ("ЗСК"). Клатраты, имеющие термогенный изотопный состав, образованы из образуемых термогенным путем газов, которые, как правило, мигрируют вверх в ЗСК из зрелых материнских пород в течение геологического периода времени. Клатраты смешанного происхождения имеют изотопные составы как биогенных, так и термогенных газов.

[0005] Помимо углеводородных газов, клатраты могут инкапсулировать неуглеводородные газы, такие как CO₂ и H₂S. Образование CO₂, H₂S в подповерхностных зонах более подробно описано в ряде публикаций, например во Fleet, A. J., et al., 1998, Large volumes of CO₂ in sedimentary basins, Goldschmidt Conference Toulouse 1998, Mineralogical Magazine, V.62A, p.460-461.

[0006] В общем, клатраты образуются в условиях от слабопроницаемых до среднепроницаемых пород, покрывающих пласт, в мелководных отложениях. Кроме того, после образования клатраты выступают в качестве дополнительной непроницаемой породы, покрывающей пласт, которая заключает в себе свободные углеводороды, тем самым предотвращая подъем дополнительных свободных углеводородов через образовавшиеся клатраты. Это может способствовать либо дальнейшему образованию клатратов, либо заключению свободного газа в или под ЗСК, либо может вызывать перемещение свободных углеводородных газов для их последующего подъема через проницаемый участок ЗСК. Кроме того, газы, заключенные в клатратах, выделяются после дальнейшего погружения закупоренного места, тем самым оставляя ЗСК из-за повышенной температуры и/или давления. Эти выделенные газы могут снова мигрировать по направлению к поверхности и либо (1) утеряться, либо (2) способствовать образованию новых гидратов в мелководных местах внутри ЗСК. Таким образом, наличие и распределение клатратов и, в частности, клатратов, которые инкапсулируют углеводороды, является динамическим в течение времени, когда происходят изменения расположений клатратов, свободного газа и ЗСК.

[0007] Типичный анализ клатратов сосредоточивается на образованных в наше время зонах стабильности клатратов (например, как описано выше в Sloan), которые соответствуют текущим подповерхностным расположениям, где условия температуры и давления поддерживают клатратное образование. Однако такой анализ имеет свои недостатки. Например, если основываться на текущих условиях температуры и давления, это не учитывает описанный выше динамический аспект образования и насыщения углеводородов, а также образование и разрушение клатратов в зависимости от изменения условий ДОТ (давление/объем/температура) из-за геологических изменений, таких как заглубление или взброс. Это может привести к неправильной оценке типа, расположения и насыщенности различных углеводородных или неуглеводородных газов в ЗСК. Неточная оценка типов и расположений углеводородов, заключенных в клатратах, может привести к неполному анализу и неудавшемуся выявлению экономически привлекательных, богатых углеводородами клатратных залежей. Это также может привести к попытке добычи клатратов из мест, которые, кажется, обладают высокими концентрациями углеводородов, но на самом деле содержат клатраты, заключающие в себе неуглеводородные газы, такие как CO₂ или H₂S. Это может привести к выбору тех расположений для добычи клатратов, которые в лучшем случае непродуктивны, а в худшем опасны.

[0008] Соответственно, требуются улучшения в таких существующих анализах.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] В соответствии со следующим раскрытием изобретения все вышеперечисленные и другие проблемные вопросы решаются посредством изложенного далее.

[0010] В первом аспекте раскрыты способы и системы историко-геологического моделирования для представления предполагаемого распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах. Способ включает создание экземпляра модели бассейна исследуемой геологической области и для каждого из множества заранее определенных геологических периодов и вплоть до настоящего геологического времени: определение одного или более изменений в модели бассейна, вычисление, в каждом из множества расположений в пределах модели бассейна, температуры и давления, определение существования и расположения зоны стабильности клатратов на основании вычисленных значений температуры и давления, и оценку одного или более клатратных скоплений и объемов углеводородов в зоне стабильности клатратов. Данный способ дополнительно включает калибровку клатратного скопления в настоящее время и объема углеводородов, полученных на основании модели бассейна по калибровочным данным, полученным из одного или более расположений в пределах исследуемой геологической области, и тем самым обеспечение модели клатратного скопления в настоящее время и объема углеводородов для каждого из множества расположений.

[0011] Во втором аспекте раскрыта система историко-геологического моделирования для представления предполагаемого распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах. Система содержит компонент моделирования бассейна, сконфигурированный для моделирования одного или более изменений в исследуемой геологической области для каждого из множества заранее определенных геологических периодов вплоть до настоящего геологического времени в модели бассейна. Система также содержит компонент вычисления клатратов, связанный с помощью интерфейса с компонентом моделирования бассейна и сконфигурированный, по каждому из множества заранее определенных геологических периодов, для: вычисления температуры и давления в каждом из множества расположений в пределах модели бассейна, определения существования и расположения зоны стабильности клатратов на основании вычисленных значений температуры и давления, и оценки одного или более клатратных скоплений и объемов углеводородов в зоне стабильности клатратов. Система дополнительно содержит компонент калибровки, сконфигурированный для калибровки клатратного скопления в настоящее время и объема углеводородов, полученных посредством компонента вычисления клатратов на основании модели бассейна с учетом калибровочных данных, полученных из одного или более расположений в пределах исследуемой геологической области, что тем самым обеспечивает модель клатратного скопления в настоящее время и объема углеводородов для каждого из множества расположений.

[0012] В третьем аспекте раскрыто машиночитаемое средство хранения, содержащее выполняемые компьютером команды, хранящиеся на нем. Выполняемые компьютером инструкции при их выполнении посредством вычислительной системы приводят вычислительную систему к выполнению способа историко-геологического моделирования для представления предполагаемого распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах. Данный способ включает создание экземпляра модели бассейна исследуемой геологической области, при этом модель бассейна содержит набор трехмерных карт, определяющих внедрение известной информации об определенной географической области. Данный способ дополнительно включает, для каждого из множества заранее определенных геологических периодов и вплоть до настоящего геологического времени: определение одного или более изменений в модели бассейна; вычисление, в каждом из множества расположений в пределах модели бассейна, температуры и давления; определение существования и расположения зоны стабильности клатратов на основании вычисленных значений температуры и давления, оценку одного или более клатратных скоплений и объемов углеводородов в зоне стабильности клатратов; и вычисление существования неуглеводородных газов, заключенных в клатратах в зоне стабильности клатратов. Данный способ также включает калибровку клатратного скопления в настоящее время и объема углеводородов, полученную на основании модели бассейна с учетом калибровочных данных, полученных из одного или более расположений в пределах исследуемой геологической области и тем самым обеспечение модели клатратного скопления в настоящее время и объема углеводородов для каждого из множества расположений. Данный способ включает вывод независимого показателя существования и процента насыщенности клатратов в одном или более расположений в пределах исследуемой геологической области в настоящее геологическое время.

[0013] Эта сущность изобретения предложена для представления в упрощенном виде выбора концепций, которые дополнительно описаны дальше в подробном описании изобретения. Эта сущность изобретения не предназначена для идентификации ключевых признаков или основных признаков заявленного объекта изобретения, а также не предназначена для использования с целью ограничения объема заявленного объекта изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0014] Фиг. 1 представляет собой схематическую иллюстрацию шельфовой системы добычи углеводородного сырья, содержащей производственный объект, который получает и обрабатывает углеводороды из одного или более клатратных бассейнов;

[0015] Фиг. 2 представляет собой схематическую иллюстрацию системы добычи углеводородного сырья, содержащей производственный объект, который получает и обрабатывает углеводороды из одного или более клатратных бассейнов;

[0016] Фиг. 3 представляет собой схематическую иллюстрацию вычислительной системы, в которой может выполняться историко-геологическое моделирование для представления предполагаемого распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах, в соответствии с приведенным в качестве примера вариантом реализации изобретения;

[0017] Фиг. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ историко-геологического моделирования, который может выполняться для представления предполагаемого распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах, в приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения;

[0018] Фиг. 5 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую подробно изложенный способ историко-геологического моделирования, который может выполняться для представления предполагаемого распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах, в приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения; и

[0019] Фиг. 6 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ калибровки смоделированного наличия и насыщенности клатратов, как проиллюстрировано на Фиг. 5, в приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0020] Как кратко описано выше, варианты реализации данного изобретения направлены на способы и системы обнаружения наличия и насыщенности клатратов, таких как гидраты метана, в подземном, или подповерхностном, расположении. В частности, способы и системы, рассмотренные в настоящем документе, предлагают общие способы и системы, которые обеспечивают более полный анализ клатратного образования путем учета как термогенного, так и биогенного газообразования в течение геологического периода времени.

[0021] Как более подробно рассматривается дальше, способы и системы в соответствии с данным изобретением объединяют анализ клатратов с моделированием бассейнов. Соответственно, этот анализ учитывает как термогенное, так и биогенное газообразование и миграцию газа, крекинг нефти и газа, а также временной аспект изменений в распределениях углеводородов, которые могут оказаться заключенными в клатратах в течение геологического периода времени. Кроме того, способы и системы в соответствии с данным изобретением относятся к изменению характеристик породы в связи с клатратным образованием, таких как образование клатратной непроницаемой породы, покрывающей пласт, изменения пористости и/или проницаемости или изменения капиллярного давления.

[0022] В контексте данного раскрытия изобретения термин "клатрат" включает любые и все типы решетчатой молекулы (молекул) (молекулы-хозяина) и любые типы заключенной (примесной) молекулы (молекул) во всех возможных комбинациях. Клатраты могут включать, например, переходы между различными типами клатратной структуры кристаллической решетки; образованием, стабильным состоянием и распадом, а также заменой одного или более типов молекулы одним или более других типов молекулы.

[0023] Фиг. 1 представляет собой схематическое отображение приведенного в качестве примера варианта реализации шельфовой или глубоководной системы добычи углеводородного сырья 100. Система 100 содержит клатратный бассейн 102, расположенный под морскими водами 104 и морским дном 106. Этот клатратный бассейн 102 производит воду и углеводороды и прежде всего природный газ. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения буровая морская платформа 108 поддерживает производственный объект 110, который используется по меньшей мере частично для отделения жидкостей, воды и/или нефти от природного газа.

[0024] В этом приведенном в качестве примера варианте реализации изобретения клатратный бассейн 102 проиллюстрирован как находящийся в жидкостном сообщении с подводной скважиной 112, которая, в свою очередь, соединена с производственным объектом 110 посредством привязки 114. Клатратный бассейн 102 в основном производит смесь природного газа и воды, которая доставляется на производственный объект 110 для разделения природного газа и воды, а также нефти, если имеются значительные количества нефти, содержащейся в смеси.

[0025] В варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 1, система образования и обнаружения волн 116 может использоваться перед установкой всей системы добычи углеводородного сырья 100 и может быть использована для расположения системы 100 в конкретном расположении вдоль морского дна 106. Система образования и обнаружения волн 116 может представлять собой, например, систему образования сейсмических или других акустических волн или другу систему, выполненную с возможностью образовывать волны, которые могут проникать через морские воды 104 и морское дно 106, улавливать отраженные волны и тем самым обнаруживать различия в среде, через которую волны распространяются, на основании скорости распространения. Соответственно, потенциальное наличие клатратов может быть обнаружено путем непосредственного наблюдения (например, на буровой) или путем наблюдения за проявляющимися в настоящее время неявными характеристиками, такими как сейсмические или акустические данные.

[0026] Следует отметить, что система добычи 100, проиллюстрированная на Фиг. 1, представляет собой лишь приведенную в качестве примера иллюстрацию системы добычи углеводородного сырья. Специалистам в данной области техники будет понятно, что объем настоящего изобретения включает системы добычи углеводородного сырья, которая объединяет множество таких клатратных бассейнов и соединенных с ними скважин или комбинацию такого клатратного бассейна и соединенной с ним скважины с традиционным углеводородным углеводородным бассейном и скважинными системами.

[0027] Фиг. 2 представляет собой схематическое изображение другого приведенного в качестве примера варианта реализации системы добычи углеводородного сырья 200, которая в данном случае находится на суше, а не основывается на шельфе. Система добычи 200 содержит клатратный бассейн 202. На слое вечной мерзлоты 204 размещена платформа арктического исполнения 206. Производственный объект 208, в основном аналогичный системе добычи 110, расположен на платформе арктического исполнения 206. Производственный объект 208 используется для разделения и переработки природного газа, нефти и воды, добытых из клатратного бассейна 202. Насосно-компрессорная колонна 210 используется для жидкостной передачи смеси клатратов и воды из клатратного бассейна 202 на платформу арктического исполнения 206 и производственный объект 208. Смесь может содержать, в некоторых случаях, небольшую долю нефти.

[0028] Как в случае с системой добычи углеводородного сырья 100 по Фиг. 1, следует отметить, что в контексте наземной схемы размещения по Фиг. 2 система образования и обнаружения волн 216, аналогичная системе 116 по Фиг. 1, может быть использована до установки общей системы добычи углеводородного сырья 200 и может быть использована для размещения системы добычи 200 в определенном расположении. Система образования и обнаружения волн 216 может включать любой из множества типов сейсмических, акустических или других систем, выполненных с возможностью образовывать волны, которые могут проникать через слой вечной мерзлоты 204 и улавливать отраженные волны и тем самым обнаруживать различия в среде, через которую волны распространяются, на основании скорости распространения. Следует отметить, что в примере по Фиг. 2, вероятно, существует больше вариаций плотности на малых глубинах, на основании сравнительного единообразия морских вод по сравнению с вариациями, обнаруженными в находящихся на суше приповерхностных отложениях. В любом случае такие данные могут быть собраны для применения в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения, как описано более подробно дальше.

[0029] Как правило, расположения для установки систем добычи углеводородного сырья 100, 200, проиллюстрированных на Фиг. 1-2, выбираются на основании по меньшей мере частично оперативных, известных данных. Они могут включать, например, данные, полученные при работах по добыче углеводородов, а также данные, полученные при сейсмическом или акустическом каротаже, например таком, который может быть произведен посредством системы образования и обнаружения волн 116, 216, как проиллюстрировано выше. Как дополнительно обсуждается далее, эти наблюдавшиеся и интерпретированные данные могут быть использованы для проверки, или калибровки, геологической модели, которая оценивает наличие таких углеводородов путем рассмотрения различных источников таких углеводородов, а также изменений, происходящих в течение геологического периода времени в зоне стабильности гидратов, в которой могут возникать клатраты.

[0030] Кроме того, следует отметить, что клатратные бассейны 102, 202 по Фиг. 1-2 образуются в пределах имеющейся в настоящее время зоны стабильности клатратов ("ЗСК"), проиллюстрированной как ЗСК 120, 220 соответственно. Имеющаяся в настоящее время ЗСК соответствует текущей зоне, в которой температуры являются достаточно низкими, а значения давления достаточно высокими для образования клатратов. Выше ЗСК значения давления являются недостаточными для образования таких клатратов и температуры могут быть слишком высокими; ниже ЗСК температуры и значения давления продолжают возрастать, так что клатраты также не образуются в этих местах (например, из-за недостаточно низких температур). Соответственно, хотя ЗСК и дальше находится в основном на небольшой глубине геологической среды, следует отметить, что с учетом геологических изменений с течением времени (например, заглубление, взброс и т. д.) конкретные участки подповерхностных осадочных отложений, которые могут содержать клатраты и находиться в пределах ЗСК в конкретный геологический период времени, могут быть вне ЗСК и могут, следовательно, отпускать эти клатраты в иной геологический период времени.

[0031] В соответствии с данным раскрытием изобретения прогнозирование расположения клатратных бассейнов 102, 202 обеспечивается путем рассмотрения как термогенного, так и биогенного газообразования в течение геологического периода времени. Кроме того, изменения пористости и проницаемости также могут быть отслежены по отношению к существующим образованным клатратным структурам, тем самым обеспечивая более точное, полностью сформированное моделирование клатратного образования.

[0032] Далее со ссылкой на Фиг. 3, на которой в качестве примера проиллюстрирована вычислительная система 300, в которой историко-геологическое моделирование может проводиться для того, чтобы создать предполагаемое распределение углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах, например, может использоваться для выбора зоны высокой насыщенности, в которой размещена система добычи, такая как системы, проиллюстрированные на Фиг. 1-2. Тщательный анализ на основании понимания процессов, которые приводят к углеводородному и неуглеводородному газообразованию и моделированию газообразования и миграции газов в течение геологического периода времени, выполняемых вычислительной системой 300 и более подробно рассматриваемых дополнительно дальше в связи с блок-схемами, проиллюстрированными на Фиг. 4-6, способствует выявлению термогенных, биогенных и неуглеводородных газов (или смесей), инкапсулированных в клатраты в конкретном подземном расположении.

[0033] В целом вычислительная система 300 содержит процессор 302, коммуникативно соединенный с запоминающим устройством 304 посредством шины передачи данных 306. Процессор 302 может представлять собой любой из множества типов программируемых микросхем, которые способны выполнять машиночитаемые команды для выполнения различных задач, таких как математические и коммуникационные задачи.

[0034] Запоминающее устройство 304 может включать любое из множества запоминающих устройств, например, использующих различные типы машиночитаемого или компьютерного запоминающего носителя. Компьютерный запоминающий носитель или машиночитаемый носитель может представлять собой любой носитель, который может содержать или хранить программу для использования или в связи с системой выполнения команд, аппаратным средством или устройством. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения запоминающее устройство 304 сохраняет приложение определения наличия и насыщенности клатратов 308. Приложение 308 содержит множество наборов данных, включая наблюдавшиеся данные 310 и интерпретированные данные 312, а также множество компонентов обработки, таких как компонент моделирования бассейна 314, компонент вычисления клатратов 316 и компонент калибровки 318.

[0035] наблюдавшиеся данные 310 и интерпретированные данные 312 соответствуют текущим знаниям о наличии или отсутствии клатратов в конкретной области. Например, наблюдавшиеся данные 310 могут включать каротажные диаграммы скважины, в том числе информацию о фактических клатратах и насыщении клатратов, которые встречаются, а также типы углеводородов или других газов, заключенных в таких клатратах. Интерпретированные данные 312 соответствует, аналогичным образом, данным, наблюдавшимся в геологическом "настоящем" (т. е. в настоящее время или в недалеком прошлом), и могут включать, например, сейсмические, акустические или другие данные, такие как данные, которые могут быть собраны с помощью систем образования и обнаружения волн 116, 216 по Фиг. 1-2. Также могут вычислять, отслеживать или наблюдать другие варианты реализации изобретения или типы данных.

[0036] В проиллюстрированном варианте реализации изобретения компонент моделирования бассейна 314 содержит модель бассейна для определенной исследуемой области и содержит информацию о промежуточных результатах модели бассейна. Эти промежуточные результаты могут включать, но не ограничиваться этим, глубину заглубления, пористость, проницаемость, поровое давление, температуру, насыщения газа и воды и т. д. в течение геологического периода времени. Например, компонент моделирования бассейна 314 может быть сконфигурирован для хранения данных, связанных с Мексиканским заливом, и содержит информацию об изменениях в воды и глубины заглубления с течением времени таким образом, что могут моделироваться изменения геометрии геологической среды, сообщаемость и подземное расположение исходных пород, каналы миграции, непроницаемые породы, покрывающие пласт, и потенциальные клатратные бассейны данного залива. Это включает, например, уровень или скорость биогенного газообразования и/или термогенного газообразования, а также заранее определенную скорость изменения различных аспектов модели бассейна. Это может также включать сжатие физических частиц, когда в каждом расположении изменяются давление и температура. Примеры пакетов программного обеспечения для традиционного моделирования бассейнов, которые могут быть включены или использованы в сочетании с приложением определения наличия и насыщенности клатратов 308, включают, но не ограничиваются этим: программное обеспечение Petromod Petroleum Systems Modeling, предоставляемое компанией Schlumberger Ltd. из Хьюстона, штат Техас, и в Париже, Франция; в программное обеспечение Temisflow или другое программное обеспечение в рамках набора OpenFlow Suite, предоставляемого компанией Beicip-Franlab из Руэль-Мальмезон, Франция, и программное обеспечение Permedia Petroleum Systems Software, предоставляемое компанией Halliburton Company из Хьюстона, штат Техас.

[0037] В некоторых случаях, например, модель бассейна может быть настроена на заранее определенное изменение через каждые несколько миллионов лет или в других случаях модель бассейна может подвергаться изменению через каждые несколько сотен или тысяч лет. Особенности, относящиеся к срокам обновления модели бассейна, зависят от конкретной области, которая моделируется, скорости изменения данного моделируемого расположения и других факторов.

[0038] В проиллюстрированном варианте реализации изобретения компонент вычисления клатратов 316 сконфигурирован для взаимодействия с компонентом моделирования бассейна 314 и получения доступа к модели бассейна по каждому геологическому отрезку времени, а также для вычисления (часто с интервалом короче, чем геологические отрезки времени). Компонент вычисления клатратов 316 может в таких вариантах реализации изобретения вычислять значения давления и температуры в каждой точке в пределах геологической модели в определенный момент времени и таким образом может вычислять расположение и толщину зоны стабильности клатратов для этого времени. Кроме того, компонент вычисления клатратов в некоторых вариантах реализации изобретения может на основании описанной выше модели бассейна определять объем углеводородов из биогенного или термогенного источника, который находится в пределах зоны стабильности клатратов и, следовательно, потенциально образует источник углеводородов, заключенных в клатратных образованиях в ЗСК. Дальше более подробно описаны вычисления, которые производятся компонентом вычисления 316.

[0039] В некоторых вариантах реализации изобретения компонент вычисления клатратов 316 может быть дополнительно сконфигурирован для вычисления уровней неуглеводородных газов, имеющихся в наличии в ЗСК, например, таким образом, что может быть определено, удерживают ли клатраты в ЗСК неуглеводородные газы в пределах ЗСК. Кроме того, компонент вычисления клатратов 316 может быть сконфигурирован для моделирования образования клатратов из свободного газа в текущий или прошедший геологический период времени. После выполнения моделирования компонент вычисления клатратов 316 может также вычислять объем углеводородов, удерживаемых в клатратах, для определения целесообразности работ по добыче в определенном расположении в модели бассейна.

[0040] В проиллюстрированном варианте реализации изобретения компонент калибровки 318 сопоставляет окончательные вычисления, полученные от компонента вычисления клатратов 316 (т. е. вычисление посредством компонента вычисления клатратов 316 в настоящий геологический период времени) с наблюдавшимся данными 310 и интерпретированными данными 312 для калибровки вычислений, выполненных компонентом вычисления клатратов 316. Это может включать сопоставление с калибровочными данными, которые могут включать наблюдавшиеся данные 310 и могут необязательно включать сопоставление с интерпретированными данными 312 в качестве дальнейшей оценки точности распределений клатратов, вычисленных компонентом вычисления клатратов 316 по отношению к модели бассейна, управляемой компонентом моделирования бассейна 314.

[0041] В некоторых вариантах реализации изобретения компонент моделирования бассейна 314 компонент вычисления клатратов 316 и компонент калибровки 318 могут взаимодействовать для выполнения способа, в котором может производиться историко-геологическое моделирование для представления предполагаемого распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах, примеры чего проиллюстрированы на Фиг. 4-6, рассматриваемых дальше. Кроме того, в некоторых вариантах реализации изобретения компонент моделирования бассейна 314, компонент вычисления клатратов 316 и компонент калибровки 318 могут выполняться объединенными программными модулями или отдельными программными модулями, распределенными по одной или более чем одной компьютерной системе. В дальнейших вариантах реализации изобретения операции компонента моделирования бассейна 314, компонента вычисления клатратов 316 и компонента калибровки 318 могут быть объединены между собой внутри приложения, тем самым обеспечивая любым из различных компонентов выполнение процессов, описанных в данном документе.

[0042] Далее со ссылкой на Фиг. 4 проиллюстрирован способ 400, в котором историко-геологическое моделирование может выполняться для того, чтобы создать предполагаемое распределение углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах, в приведенном в качестве примера варианте реализации данного изобретения. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения способ 400 включает операцию моделирования бассейнов 402, операцию вычисления клатратов 404 и операцию калибровки 406.

[0043] Операция моделирования бассейнов 402, в некоторых вариантах реализации изобретения, может выполняться компонентом моделирования бассейна 314 в программном приложении 308 и может быть сконфигурирована для моделирования геологических изменений конкретного бассейна с течением времени. Аналогичным образом, операция вычисления клатратов 404 в некоторых вариантах реализации изобретения может выполняться компонентом вычисления клатратов 316 и может включать вычисление различных особенностей клатратных скоплений, как отмечалось выше, в каждой из множества точек данных в рамках конкретной модели бассейна, в том числе в пределах ЗСК, которая вычисляется и обнаруживается для каждого последующего геологического периода времени (например, от около 100 лет до около 10 млн лет). Кроме того, операция калибровки 406 может быть сконфигурирована для обеспечения сопоставления вычисленных клатратных скоплений и характеристик (например, пористости и проницаемости, уровня углеводородов в сравнении с другими газами, заключенными в клатратах, и других характеристик) с известными или интерпретированными данными, например, для обеспечения того, чтобы смоделированные данные наилучшим образом соответствовали известным данным в расположениях, для которых имеются в наличии известные данные; соответственно, в отношении расположений, для которых нет известных данных, можно предположить, что эти расположения точно описаны посредством смоделированных и вычисленных данных, поскольку модель была проверена на соответствие калибровочным данным в других расположениях.

[0044] Далее со ссылкой на Фиг. 5-6 проиллюстрированы способы, в которых может быть выполнено историко-геологическое моделирование для представления предполагаемого распределения углеводородов, заключенных в подповерхностных клатратах. Способы 500, 600 по Фиг. 5-6 соответственно соответствуют в основном подробно описанным, приведенным в качестве примера вариантам реализации операции моделирования бассейнов 402, операции вычисления клатратов 404 и операции калибровки 406, проиллюстрированным выше в Фиг. 4.

[0045] В проиллюстрированном варианте реализации изобретения способ 500 по Фиг. 5 включает операцию построения модели бассейна 502 для конкретной географической исследуемой области. Модель бассейна может включать, например, набор двухмерных или трехмерных карт и/или другие данные, полученные посредством разведки данной географической области или полученные из существующей или осуществляемой в прошлом добычи традиционных или нетрадиционных ресурсов (например, таких как газовый сланец, сланцевая нефть и т. д.). Операция построения модели бассейна 502, в некоторых вариантах реализации изобретения, может воспринимать сведения путем сбора прямых наблюдавшихся данных (например, каротажные диаграммы скважин, геохимия и т. д.) или замеренных/полученных данных, таких как сейсмические или акустические данные, данные о горизонтах, геомеханике, литологических составах, измерения или моделирование теплового потока или другие эффекты. Операция модификации модели бассейна 504 может включать наложение того или иного слоя в верхней части модели, уплотнение, деформация геометрии, модификация потока/непроницаемой породы, покрывающей пласт, механические и/или термические характеристики пород или осадочных отложений, включенных в модель бассейна в качестве пород или осадочных отложений, могут изменить пространственное расположение внутри модели между временными шагами в связи со взбросом, заглублением или не вертикальным перемещением. Эти изменения могут происходить в характеристиках исходных пород, реакциях, тепловом потоке, градиентах теплового потока, глубинах палеовод, границах и начальных условиях или других эффектах.

[0046] Операция модификации модели бассейна 504 также соответствует определению на основании понимания геологии конкретной области, а также того, как различные аспекты модели бассейна будут изменяться по временным шагам заранее определенной продолжительн