2.75d網格劃分算法
【專利說明】2.75D網格劃分算法
[0001] 發明背景 1 .發明領域
[0002] 本發明一般來說涉及用于產生可用以建構地下儲層的模擬模型的網格的系統和 方法，且更具體來說，涉及被配置用于模型化地質裂縫的系統和方法。
[0003] 2.現有技術的論述
[0004] 在石油和天然氣行業中，儲層模型化涉及建構石油儲層的計算機模型以用于改進 對儲量的估計和做出關于該領域的發展的決定的目的。舉例來說，可創建地質模型以在生 產之前提供對儲層的靜態描述。相比之下，可創建儲層模擬模型來模擬儲層生產壽命內的 儲層內的流體的流動。
[0005] 關于儲層模擬模型的一項挑戰是模型化儲層內的裂縫，這需要對基質流動特性、 裂縫網絡連接性和裂縫-基質交互的透徹理解。可將裂縫描述為地層內的張開的裂紋或空 隙，且裂縫可自然地發生或從井筒人為地產生。裂縫的正確的模型化是重要的，這是因為裂 縫的性質(諸如空間分布、孔徑、長度、高度、傳導率和連接性）顯著影響儲層流體到井筒的 流動。
[0006] 因此，公開的實施方案提供出于儲層模擬的目的而在復雜且離散的裂縫周圍產生 混合計算網格的系統、方法和計算機程序產品。
【附圖說明】
[0007] 下文參考附圖詳細描述了本發明的說明性實施方案，附圖通過引用的方式并入本 文中，且其中：
[0008] 圖1說明根據公開的實施方案模型化的三維裂縫的圖像；
[0009] 圖2是說明用于根據公開的實施方案模型化三維裂縫的方法的流程圖；
[0010] 圖3說明根據公開的實施方案的非交叉2D切片表面的集合與離散化二維裂縫/流 形的集合交叉的實例；
[0011] 圖3A說明根據公開的實施方案的非交叉2D切片表面的集合與單個垂直的2D裂縫/ 流形交叉的實例；
[0012] 圖3B說明根據公開的實施方案的非交叉2D切片表面的集合與單個成角度的2D裂 縫/流形交叉的實例；
[0013] 圖4說明用于根據公開的實施方案在裂縫線段周圍產生計算網格的實例；以及
[0014] 圖5說明用于根據公開的實施方案在交叉的裂縫線段周圍產生計算網格的實例；
[0015] 圖6說明根據公開的實施方案的裂縫線段的復雜陣列周圍的計算網格的實例；
[0016] 圖7是說明用于實現公開的實施方案的系統的一個實施方案的框圖；以及
[0017] 圖8說明根據公開的實施方案的在包括多個交叉的裂縫線段的復雜的幾何結構周 圍產生的非結構化網格的另一實例。
【具體實施方式】
[0018] 公開的實施方案包括用于模型化三維(3D)對象(諸如，但不限于地質裂縫)的系統 和方法。通過參看附圖的圖1至圖8來最好地理解公開的實施方案和其優點，相似數字用于 各圖的相似和對應部件。在研究以下圖式和詳細描述后，公開的實施方案的其它特征和優 點對于本領域技術人員來說將是或將變成顯而易見的。希望所有此類額外特征和優點將包 括在公開的實施方案的范圍內。另外，說明的圖式僅僅是示例性的，且無意宣稱或暗示關于 可實現不同實施方案的環境、架構、設計或過程的任何限制。
[0019] 圖1說明根據公開的實施方案模型化的三維裂縫的圖像。如圖像100中可見，地層 包括地層內的裂縫。如上所述，可將這些裂縫描述為地層內的張開的裂紋或空隙，且裂縫可 自然地發生或從井筒人為地產生。理解并模型化這些裂縫的恰當特性是重要的，這是因為 裂縫實現并影響儲層流體到井筒的流動。可使用成像測井獲得或產生圖像(諸如圖像1〇〇)。 成像測井使用旋轉換能器來測量整個井眼壁上的聲阻抗，以識別巖石裂縫的存在和方向， 以及理解地層的傾斜方向。
[0020] 圖2是說明用于根據公開的實施方案模型化三維裂縫的方法/過程200的流程圖。 在所描繪的實施方案中，方法通過接收3D裂縫表面的集合開始，3D裂縫表面具有在2D流形 中已通過一系列多邊形而離散化的幾何結構（步驟201)。在替代實施方案中，過程200可通 過執行3D裂縫的集合的離散化以產生一系列2D流形/裂縫表面而開始。
[0021] 方法限定或包括非交叉2D切片表面的限定的集合/系列，其用以將2D裂縫表面的 集合切片(步驟202)。在某些實施方案中，用于將2D流形的集合切片的系列中的切片表面的 數目可以是用戶可修改的。另外，在一些實施方案中，切片表面的尺寸可以是用戶可修改 的。
[0022]方法使用2D切片表面與限定裂縫表面的2D流形的交叉點來在每一切片表面上產 生2D裂縫集合(步驟203)。作為說明性實例，圖3描繪說明用以將2D裂縫/流形310的集合切 片的非交叉2D切片表面320的集合的實例的圖，圖3A提供說明根據公開的實施方案的非交 叉2D切片表面的集合與單個垂直的2D流形交叉的實例的更詳細的視圖，且圖3B說明根據公 開的實施方案的非交叉2D切片表面的集合與成角度的2D流形交叉的實例。
[0023]如上所述，在每一切片表面上在切片表面與2D流形集合的交叉點處產生2D裂縫集 合。每一 2D裂縫由一個或多個裂縫線段組成。根據公開的實施方案，針對切片表面中的每一 裂縫(步驟204)，方法在與裂縫相關聯的每一裂縫線段周圍的指定半徑處產生視距集合(步 驟206)。所述方法接著針對每一裂縫在與裂縫相關聯的所有線段周圍產生閉合環路(步驟 208)。在某些實施方案中，在與裂縫相關聯的線段周圍產生閉合環路的過程可包括針對裂 縫的每一線段針對每一指定半徑計算所有視距邊的交叉點（步驟208A)，以及丟棄與裂縫相 關聯的每一線段的完全為與裂縫相關聯的其它線段的視距所含有的含有段(步驟208B)。 [0024]在步驟208之后，方法在與裂縫相關聯的閉合環路內產生形狀元素（步驟210)。舉 例來說，在一個實施方案中，過程沿著每一直線段的長度和半徑產生參數段(步驟210A)。所 述過程接著在結構化區域內可能的話形成四邊形元素（步驟210B)且在閉合環路的剩余區 域內形成多邊形(步驟210C)。
[0025] 一旦產生形狀元素，過程就在裂縫集合的閉合環路周圍產生約束網格以填充二維 表面的剩余部分(步驟212)。在一個實施方案中，Delaunay三角剖分算法用以在裂縫線段集 合的閉合環路周圍產生約束網格。因此，二維表面中的每一者現在完全由裂縫集合或約束 網格中含有的二維單元元素組成。
[0026] 從此處，過程可將儲層性質(諸如但不限于多孔性和滲透性)指派給二維單元中的 每一者以用于模型化儲層的流體流動（步驟214)。這些性質值可由用戶手動鍵入或可從鉆 井日志或從含有相關地質信息的數據庫自動提取。
[0027] 另外，根據公開的實施方案，裂縫內的二維單元被指派厚度屬性值（即，拓撲二維 裂縫可被指派體積），其允許裂縫內的三維連通進行連通。因此，公開的實施方案不需要切 片表面上的二維單元擠壓至第三維以用于創建三維單元，而是替代地將那個屬性指派給二 維單元以實現與三維單元類似的計算/模擬。
[0028] 在步驟216處，過程將對應于同一裂縫的裂縫單元從每一切片表面邏輯地連接至 其上方/下方相鄰切片表面。在一個實施方案中，裂縫內的流的物理性質和其與彼此之間的 交互在三維中通過使用被指派給裂縫內的每一二維單元的體積/厚度屬性和計算其交互而 被完全捕獲，然而在與層面垂直的滲透性極其低的假設下，基質內的流的物理性質受限制。 這有效地使那個方向的速度與和層面是切向的速度相比是可忽略的，即kz = 0、Vz = 0、kh> 0、Vh〈>0。換句話說，在這些條件下，模型可模擬裂縫外的無垂直流的情況。
[0029] 最后，過程可將三維蜂窩式模型輸入至模擬程序(諸如但不限于Nexus?儲層模 擬軟件）中以用于執行數值模擬和用于評估流體流動(步驟218)，之后過程200終止。
[0030] 圖4提供根據公開的實施方案在單個裂縫線段周圍產生計算網格的說明圖