用于离散网络网格划分的放样算法
【专利说明】用于离散网络网格划分的放样算法
[0001] 发明背景 1.发明领域
[0002] 本发明一般来说涉及用于产生可用以建构地下储层的模拟模型的网格的系统和 方法，且更具体来说，涉及被配置用于模型化地质裂缝的系统和方法。
[0003] 2.现有技术的论述
[0004] 在石油和天然气行业中，储层模型化涉及建构石油储层的计算机模型以用于改进 对储量的估计和做出关于该领域的发展的决定的目的。举例来说，可创建地质模型以在生 产之前提供对储层的静态描述。相比之下，可创建储层模拟模型来模拟储层生产寿命内的 储层内的流体的流动。
[0005] 关于储层模拟模型的一项挑战是模型化储层内的裂缝，这需要对基质流动特性、 裂缝网络连接性和裂缝-基质交互的透彻理解。可将裂缝描述为地层内的张开的裂纹或空 隙，且裂缝可自然地发生或从井筒人为地产生。裂缝的正确的模型化是重要的，这是因为裂 缝的性质（诸如空间分布、孔径、长度、高度、传导率和连接性）显著影响储层流体到井筒的 流动。
[0006] 因此，公开的实施方案提供出于储层模拟的目的而在复杂且离散的裂缝周围产生 混合计算网格的系统、方法和计算机程序产品。
[0007] 附图简述
[0008] 下文参考附图详细描述了本发明的说明性实施方案，附图通过引用的方式并入本 文中，且其中：
[0009] 图1说明根据公开的实施方案模型化的三维裂缝的图像；
[0010] 图2是说明用于根据公开的实施方案模型化三维裂缝的方法的流程图；
[0011] 图3说明根据公开的实施方案的非交叉2D切片表面的集合与离散化二维裂缝/ 流形的集合交叉的实例；
[0012] 图3A说明根据公开的实施方案的非交叉2D切片表面的集合与单个垂直的2D裂 缝/流形交叉的实例；
[0013] 图3B说明根据公开的实施方案的非交叉2D切片表面的集合与单个成角度的2D 裂缝/流形交叉的实例；
[0014] 图4说明用于根据公开的实施方案在裂缝线段周围产生计算网格的实例；以及
[0015] 图5说明用于根据公开的实施方案在交叉的裂缝线段周围产生计算网格的实例；
[0016] 图6说明根据公开的实施方案的裂缝线段的复杂阵列周围的计算网格的实例；
[0017] 图7是说明用于实现公开的实施方案的系统的一个实施方案的框图；以及
[0018] 图8说明根据公开的实施方案的在包括多个交叉的裂缝线段的复杂的几何结构 周围产生的非结构化网格的另一实例；以及
[0019] 图9说明根据公开的实施方案的描绘3D壳体的透视图的图的实例，所述3D壳体 将与交叉的裂缝线群组相关联的视距集合连接至与位于相邻切片表面上的交叉的裂缝线 群组相关联的第二视距集合；以及
[0020] 图9A说明用于图9的视距集合的连续3D壳体的俯视图。
[0021] 详细描述
[0022] 公开的实施方案包括用于模型化三维（3D)对象（诸如，但不限于地质裂缝）的系 统和方法。通过参看附图的图1至图8来最好地理解公开的实施方案和其优点，相似数字 用于各图的相似和对应部件。在研究以下图式和详细描述后，公开的实施方案的其它特征 和优点对于本领域技术人员来说将是或将变成显而易见的。希望所有此类额外特征和优点 将包括在公开的实施方案的范围内。另外，说明的图式仅仅是示例性的，且无意宣称或暗示 关于可实现不同实施方案的环境、架构、设计或过程的任何限制。
[0023] 图1说明根据公开的实施方案模型化的三维裂缝的图像。如图像100中可见，地 层的层包括地层内的裂缝。如上所述，可将这些裂缝描述为地层内的张开的裂纹或空隙，且 裂缝可自然地发生或从井筒人为地产生。理解并模型化这些裂缝的恰当特性是重要的，这 是因为裂缝实现并影响储层流体到井筒的流动。可使用成像测井获得或产生图像（诸如图 像100)。成像测井使用旋转换能器来测量整个井眼壁上的声阻抗，以识别岩石裂缝的存在 和方向，以及理解地层的倾斜方向。
[0024] 图2是说明用于根据公开的实施方案模型化三维裂缝的方法/过程200的流程 图。在描绘的实施方案中，所述方法通过接收3D裂缝表面的集合开始，所述3D裂缝表面具 有在2D流形中已通过一系列多边形而离散化的几何结构（步骤201)。在替代实施方案中， 所述过程200可通过执行3D裂缝的集合的离散化以产生一系列2D流形/裂缝表面而开始。
[0025] 所述方法限定或包括非交叉2D切片表面的限定的集合/系列，其用以将2D裂缝 表面的集合切片（步骤202)。在某些实施方案中，用于将2D流形的集合切片的系列中的切 片表面的数目可以是用户可修改的。另外，在一些实施方案中，切片表面的尺寸可以是用户 可修改的。
[0026] 所述方法使用2D切片表面与限定裂缝表面的2D流形的交叉点来在每一切片表面 上产生2D裂缝线集合（步骤203)。作为说明性实例，图3描绘说明用以将2D裂缝/流形 310的集合切片的非交叉2D切片表面320的集合的实例的图，图3A提供说明根据公开的实 施方案的非交叉2D切片表面的集合与单个垂直的2D流形交叉的实例的更详细的视图，且 图3B说明根据公开的实施方案的非交叉2D切片表面的集合与成角度的2D流形交叉的实 例。
[0027] 如上所述，在每一切片表面上在切片表面与2D流形集合的交叉点处产生2D裂缝 集合。每一 2D裂缝由一个或多个裂缝线段组成。根据公开的实施方案，针对切片表面中的 每一裂缝（步骤204)，所述方法在与裂缝相关联的每一裂缝线段周围的指定半径处产生视 距集合（步骤206)。方法接着针对每一裂缝在与裂缝相关联的所有线段周围产生闭合环路 (步骤208)。在某些实施方案中，在与裂缝相关联的线段周围产生闭合环路的过程可包括 针对裂缝的每一线段针对每一指定半径计算所有视距边的交叉点（步骤208A)，以及丢弃 与裂缝相关联的每一线段的完全为与裂缝相关联的其它线段的视距所含有的含有段（步 骤 208B)。
[0028] 在步骤208之后，所述方法在与裂缝相关联的闭合环路内产生形状元素（步骤 210)。举例来说，在一个实施方案中，所述过程沿着每一直线段的长度和半径产生参数段 (步骤210A)。所述过程接着在结构化区域内可能的话形成四边形元素（步骤210B)且在 闭合环路的剩余区域内形成多边形（步骤210C)。
[0029] -旦产生形状元素，所述过程就在裂缝集合的闭合环路周围产生约束网格以填充 二维表面的剩余部分（步骤212)。在一个实施方案中，Delaunay三角剖分算法用以在裂缝 线段集合的闭合环路周围产生约束网格。因此，二维表面中的每一者现在完全由裂缝集合 或约束网格中含有的二维单元元素组成。
[0030] 在步骤214处，所述过程通过使用放样算法将对应于每一裂缝的视距集合从每一 切片表面连接至其上方/下方相邻切片表面来产生三维壳体。放样（也称作剥皮和表面重 构）是模型化技术，其通过一系列曲线来配合表面且为所得主体/体积区域建立所需拓扑。 放样算法包括用于确定相邻切片表面上的哪个视距对应于第一切片表面上的视距的指令。 一旦确定，放样算法就使用一对一点对应来连接第一切片表面上的视距的参数与相邻切片 表面上的对应视距的参数。对对应于每一裂缝的视距集合中的每一视距执行此步骤，以产 生对应于视距集合的三维连续壳体的集合。举例来说，按其最简单的形式，所述过程将产生 围封单个直裂缝的视距集合的圆柱形三维壳体的集合。三维壳体集合的角度对应于和2D 切片表面交叉的2D裂缝表面的角度。
[0031] 放样算法还包括用于处置交叉的裂缝并使用围封交叉的裂缝的视距来产生三维 壳体的指令。举例来说，放样算法可产生τ、χ或其它各种形状的三维壳体，其连接对应的切 片表面上的两个或两个以上交叉的裂缝的视距。举例来说，图9说明根据公开的实施方案 的描绘3D壳体的透视图的图的实例，3D壳体将与交叉的裂缝线群组相关联的视距集合连 接至与位于相邻切片表面上的交叉的裂缝线群组相关联的第二视距集合。在所说明的实例 中，3D壳体基于交叉的裂缝线群组的配置被塑形成类似于简笔画。如上所述，尽管仅最外部 的3D壳体可见，但放样算法也产生许多连续的3D内部壳体。所产生的3D壳体的数目是基 于围封裂缝线段的视距的数目。
[0032] 图9Α说明示出用于图