地质单元建模的制作方法
【专利摘要】公开了用于对用于构造整个地质单元网格或点的阵列的地质单元模型的地质单元网格的子集或点的阵列进行地质单元建模的系统和方法。在一个实施方案中，本公开包括用于地质单元建模的方法，其包括：使用来自地质单元网格和点的阵列中的一个的所有数据用内插特性值和模拟特性值中的一个填充每个单元和每个点中的一个而无需从地质单元网格和点的阵列中的相应的一个选择的每个子集中的真实特性值；使用计算机处理器将在每个选定子集中的单元和点中的每一个中的内插特性值和模拟特性值中的一个转换成点集；以及使用与每个相应的选定子集相关的数据和点集用内插特性值和模拟特性值中的一个填充每个单元和每个点中的一个而无需只在每个选定子集之外的地质单元网格和点的阵列中的相应的一个中的真实特性值。
【专利说明】地质单元建模
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 2013年11月27日提交的美国临时专利申请号61/909，843的优先权特此被主张且 其说明书通过引用被并入本文。
[0003] 关于联邦政府资助研究的声明
[0004] 不适用。
[0005] 本公开的领域
[0006] 本公开通常涉及用于地质单元建模的系统和方法。更具体地，本公开涉及对用于 构造整个地质单元网格或点的阵列的地质单元模型的地质单元网格的子集或点的阵列进 行地质单元建模。
[0007] 背景
[0008] 高分辨率地质模型在传统上建立于提供用于建立结构地层构架的数字体系结构 的3D数学网格上。通常通过软件产品来构造并参数化在这些模型，软件产品允许专业地理 学家通过在储层体积内内插或模拟地质相及其岩石地理特性来大致估计储层的静止状态。 通过概念地址模型的使用来促进这个过程。用于填充井间空间的内插和模拟算法使用基于 概念模型的工作流程而被执行并试图将结果绑定到从基本地质原理得到的地质规则。虽然 工作流程可基于数据的单独内插而改变，但是结果通常对尊重所观察的数据负有责任。内 插算法负责在每个网格位置处提供最佳估计，而模拟算法负责捕获内在可变性，提供对不 确定性分析的基础。
[0009] 常规地质单元建模的很多方面涉及未被很好地理解的技术，例如网格设计和容积 支持、包括空间建模和算法选择的随机原理、用于捕获不确定性的空间和如何将"人为"因 素集成在模型中的适当方法。此外，当只有储层体积的一部分是有益的时，很多常规地质单 元建模技术或工作流程基于对储层体积建模。其它常规地质单元建模技术或工作流程基于 使用共同覆盖整个储层体积的多个子集以零碎的方式对整个储层体积建模。在任一情况 下，技术和工作流程是不必要地耗费时间的，且常常产生不太令人满意的结果。这些问题中 的每个可通过它们对动态建模和风险评估的影响来明显影响储藏量估计。
[0010] 附图简述
[0011] 下面参考附图描述了本公开，其中相似的元件用相似的参考数字标注，以及其中：
[0012] 图1是示出用于实现本公开的方法的一个实施方案的流程图。
[0013] 图2是示出图1中的步骤102、104和106的地质单元网格的平面图。
[0014] 图3A是示出具有内插或模拟值的子集的图1中的步骤108的在图2中的地质单元网 格。
[0015] 图3B是示出在子集上使用地质统计模拟技术的图1中的步骤108的在图2中的地质 单元网格。
[0016] 图4是示出图1中的步骤110的在图3A中的地质单元网格。
[0017] 图5A是示出具有内插或模拟值的子集的图1中的步骤112的在图4中的地质单元网 格。
[0018] 图5B是示出在子集上使用地质统计模拟技术的图1中的步骤112的在图4中的地质 单元网格。
[0019] 图6是示出用于实现本公开的计算机系统的一个实施方案的方框图。
[0020] 优选实施方案的详细描述
[0021] 本公开通过提供用于对用于构造整个地质单元网格或点的阵列的地质单元模型 的地质单元网格的子集或点的阵列进行地质单元建模的系统和方法克服了在现有技术中 的一个或多个不足。
[0022] 在一个实施方案中，本公开包括用于地质单元建模的方法，其包括:i)使用来自地 质单元网格和点的阵列中的一个的所有数据用内插特性值和模拟特性值中的一个填充每 个单元和每个点中的一个而无需从地质单元网格和点的阵列中的相应的一个选择的每个 子集中的真实特性值；ii)使用计算机处理器将在每个选定子集中的单元和点中的每一个 中的内插特性值和模拟特性值中的一个转换成点集；以及ii i)使用与每个相应的选定子集 相关的数据和点集用内插特性值和模拟特性值中的一个填充每个单元和每个点中的一个 而无需只在每个选定子集之外的地质单元网格和点的阵列中的相应的一个中的真实特性 值。
[0023] 在另一实施方案中，本公开包括有形地携带用于地质单元建模的计算机可执行指 令的非临时程序载体设备，指令可执行来实现：i)使用来自地质单元网格和点的阵列中的 一个的所有数据用内插特性值和模拟特性值中的一个填充每个单元和每个点中的一个而 无需从地质单元网格和点的阵列中的相应的一个选择的每个子集中的真实特性值；i i)将 在每个选定子集中的单元和点中的每一个中的内插特性值和模拟特性值中的一个转换成 点集；以及iii)使用与每个相应的选定子集相关的数据和点集用内插特性值和模拟特性值 中的一个填充每个单元和每个点中的一个而无需只在每个选定子集之外的地质单元网格 和点的阵列中的相应的一个中的真实特性值。
[0024] 在又一实施方案中，本公开包括有形地携带用于地质单元建模的计算机可执行指 令的非临时程序载体设备，指令可执行来实现：i)使用来自地质单元网格的所有数据用内 插特性值和模拟特性值中的一个填充每个单元而无需在从地质单元网格选择的每个子集 中的真实特性值，其中每个单元代表具有至少三个侧面的体积;ii)将在每个选定子集中的 每个单元中的内插特性值和模拟特性值中的一个转换成点集；以及iii)使用与每个相应的 选定子集相关的数据和点集用内插特性值和模拟特性值中的一个填充每个单元而无需只 在每个选定子集之外的地质单元网格中的真实特性值。
[0025] 方法描述
[0026] 现在参考图1，示出用于实现本公开的方法100的一个实施方案的流程图。方法100 例如在对具有地质、岩石物理或机械特性值的体积建模之前使用来自全体积的地质单元网 格(例如包括结构化和非结构化栅格)或点的阵列（例如包括规则和不规则间隔开的点）的 子集。子集特性值被维持，使得它们将在相同的位置处确切地匹配在随后的全体积地质单 元模型中的特性值，子集最初从该位置被选择。方法100因此是比如在本文演示的常规技术 更快、更有效的用于地质单元建模的方法。
[0027] 在步骤102中，使用在本领域中公知的预定网格设置或点集和技术来构造地质单 元网格或点的阵列。预定网格设置包括网格的原点，例如在网格中的单元的x、y、z尺寸和在 每个维度中的单元的数量。点的阵列的点集包括每个点的X、y、z位置。在图2中，例如，在包 括多个单元208的平面图中对感兴趣的三维体积202示出地质单元网格200。可选地，地质单 元网格200可由具有至少3个侧面的任何物体组成，只要它是闭合的并包括面积或体积。
[0028] 在步骤104中，为整个网格或阵列自动选择数据，或使用参考图6进一步描述的客 户端界面和/或视频界面来手动选择数据。在图2中，数据可包括来自被示为在地质单元网 格200中的圆圈的井204的井数据。井数据通常来自钻井记录，但也可来自地核、地震或来自 测量在X或y或z或t维度中的单个或多个位置处的特性的任何其它源。井数据可被记录在地 质单元网格200的单元208中的特定位置处。
[0029] 在步骤106中，网格或阵列的至少一个子集被自动选择，或它使用参考图6进一步 描述的客户端界面和/或视频界面被手动选择。在图2中，使用一个井204选择子集206。
[0030] 在步骤108中，使用选定数据和在内插或模拟的领域中公知的技术用内插或模拟 特性值来填充在每个选定子集中的每个单元或点而无需真实特性值。如果井数据对单元存 在，则井数据或井的高级版本(其中单元比真实井数据抽样更低级）用作那个单元和可能其 它单元的真实特性值，如果井(从其获取井数据)穿过多个连续的单元。在图3A中，地质单元 网格200示出用不同的内插或模拟特性值填充的子集206,内插或模拟特性值通过代表不同 特性值的交叉影线与在子集206之外的单元区分开。具有在子集206中的井204的单元尊重 井数据，并因此使用来自在单元中的井204的井数据的真实特性值且也通过其交叉影线与 在子集206之外的单元区分开。使用来自在地质单元网格200中的每个井204的所有井数据 和在内插或模拟的领域中公知的技术用内插或模拟特性值填充在子集206中的其余单元。 用于模拟的一种技术可包括使用随机游走的地质统计模拟。在图3B中，例如地质单元网格 200示出使用随机游走来填充子集206。地质统计模拟根据在通过随机游走建立的每个单元 中的数字顺序出现在子集206中。带圆圈的数字9表示具有井204的单元。这个单元因此使用 来自井204的井数据的真实特性值。
[0031] 在步骤110中，在每个选定子集的每个单元或点中的内插或模拟特性值使用本领 域中公知的技术转换成点集。点集是描述在每个相应单元中的所存储的特性值的位置、相 应特性值和每个相应单元的位置的x、y和z值的集合。存在于单元内部的内插或模拟特性值 位于在由X、y、z位置定义的空间中的特定点处。特定点可以是空间（2D或3D)中的任何点，只 要它在单元的几何边界内。通常，单元的重力中心用作特性值的位置。特性值的所存储的位 置因此是单元的中心，如果单元在其维度中是规则的。不考虑所存储的特性值的位置，特性 值被认为表示在它存在于的单元内的任何位置。单元位置通常被描述为关于由定义其几何 结构的角点组成的索引的集合。通常，索引由i、j、k坐标表示。因此，在每个选定子集的每个 单元或点中的内插或模拟特性值转换成包括每个相应单元中的每个所存储的特性值的x、y 和z位置的点集。在图4中，地质单元网格200示出在子集206中的所转换的点集，其像原始井 数据一样被使用并包括表示不同的特性值的与在图3A中的相同的交叉影线。
[0032] 在步骤112中，使用选定数据，与每个相应的选定子集相关的点集和在内插或模拟 的领域中公知的技术来用内插或模拟特性值仅在每个选定子集之外填充在网格或阵列中 的每个单元或点而无需真实特性值。如果井数据对单元存在，则井数据用作那个单元和可 能其它单元的真实特性值，如果井(从其获取井数据)穿过多个连续的单元。在图5A中，地质 单元网格200示出用与在图3A中相同的内插或模拟特性值填充的子集206。此外，具有井204 的每个单元尊重井数据，并因此使用来自在每个相应单元中的井204的井数据的真实特性 值并包括代表不同特性值的交叉影线。使用来自在地质单元网格200中的每个井204的所有 井数据、与子集206相关的在图4中的点集和在内插或模拟的领域中公知的技术用内插或模 拟特性值填充在子集206之外的地质单元网格200中的其余单元。用于模拟的一种技术可包 括使用随机游走的地质统计模拟。在图5B中，例如，地质单元网格200示出使用随机游走来 填充在子集206之外的地质单元网格200。在图3B中子集206的地质统计模拟遵循通过随机 游走建立的每个单元中的相同数字顺序，且在子集206之外的地质单元网格200中的单元的 其余部分的地质统计模拟遵循通过随机游走建立的每个单元中的数字顺序。圆圈数字表示 具有井204的单元。这些单元因此使用来自在每个相应单元中的井204的井数据的真实特性 值。
[0033]系统描述
[0034] 可通过指令的计算机可执行程序例如通常被称为由计算机执行的软件应用或应 用程序的程序模块来实现本公开。软件可包括例如执行特定的任务或实现特定的抽象数据 类型的例程、程序、对象、部件和数据结构。软件形成接口以允许计算机根据输入的源而做 出反应。DecisionSpacei)eskt〇p來地球建模(Landmark Graphics公司在市场上销售的商 业软件应用）可用作实现本公开的接口应用。该软件也可与其它代码程序段协作以结合所 接收的数据的源响应于所接收的数据来发起各种任务。软件可存储和/或携带在任何种类 的存储器例如CD-ROM、磁盘、磁泡存储器和半导体存储器(例如各种类型的RAM或ROM)上。此 外，可通过各种载体介质例如光纤、金属线和/或通过各种网络中的任一种例如互联网来传 输软件及其结果。
[0035] 而且，本领域中的技术人员将认识到，可以用各种计算机系统配置(包括手持设 备、多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子设备、微型计算机、大型计算机等)来实 施本公开。任何数量的计算机系统和计算机网络对用在本公开上是可接受的。可在分布式 环境中实施本公开，其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行。在分布式计算环 境中，程序模块可位于包括内存存储设备的本地和远程计算机存储介质中。本公开因此可 结合各种硬件、软件或其组合在计算机系统或其它处理系统中实现。
[0036] 现在参考图6,方框图示出用于在计算机上实现本公开的系统的一个实施方案。系 统包括有时被称为计算系统的计算单元，计算系统包含存储器、应用程序、客户端接口、视 频接口和处理单元。计算单元仅仅是适当的计算环境的一个例子，且并不打算建议关于本 公开的使用或功能的范围的任何限制。
[0037] 存储器主要存储应用程序，其也可被描述为包含计算机可执行指令的程序模块， 计算机可执行指令由用于实现本发明的在本文所述和在图1-5中所示的计算单元执行。存 储器因此包括实现关于图1所述的步骤112的地质单元建模模块。地质单元建模模块可集成 来自图6所示的其余应用程序的功能。特别是，Decisior;SpaceDesktop(?地球建模可用作 接口应用以执行图1中的其余步骤。虽然DecisionSpaceDesktop^地球?模可用作接口应 用，但是其它接口应用可替代地被使用，或地质单元建模模块可用作独立应用。
[0038] 虽然计算单元被示为具有一般化存储器，但是计算单元一般包括各种计算机可读 介质。作为例子而不是限制，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。计算系统 存储器可包括以易失性和/或非易失性存储器例如只读存储器(ROM)和随机存取存储器 (RAM)的形式的计算机存储介质。包含帮助例如在启动期间在计算单元内的元件之间转移 信息的基本例程的基本输入/输出系统(BIOS) -般存储在ROM中。RAM-般包含立即可访问 的和/或目前在处理单元上操作的数据和/或程序模块。作为例子而不是限制，计算单元包 括操作系统、应用程序、其它程序模块和程序数据。
[0039] 在存储器中所示的部件也可包括在其它可移动/不可移动、易失性/非易失性计算 机存储介质中，或它们可通过应用程序接口（ "API"）或云计算在计算单元中实现，应用编程 接口或云计算可存在于通过计算机系统或网络而连接的单独计算单元上。仅仅例如，硬盘 驱动器可从不可移动的非易失性磁性介质读取或写到不可移动的非易失性磁性介质，磁盘 驱动器可从可移动的非易失性磁盘读取或写到可移动的非易失性磁盘，以及光盘驱动器可 从可移动的非易失性光盘例如CD ROM或其它光学介质读取或写到可移动的非易失性光盘 例如CD ROM或其它光学介质。可在示例性操作环境中使用的其它可移动/不可移动、易失 性/非易失性计算机存储介质可包括但不限于盒式磁带、闪存卡、数字通用盘、数字视频磁 带、固态RAM、固态ROM等。上面讨论的驱动器及其相关计算机存储介质提供计算机可读指 令、数据结构、程序模块和计算单元的其它数据的存储。
[0040] 客户端可通过客户端接口将命令和信息输入到计算单元内，客户端接口可以是输 入设备例如键盘和通常被称为鼠标、轨迹球或触控板的指示设备。输入设备可包括麦克风、 操纵杆、微型圆盘、扫描仪等。这些和其它输入设备常常通过耦合到系统总线的客户端接口 连接到处理单元，但可由其它接口和总线结构例如并行端口或通用串行端口（USB)连接。
[0041] 监视器或其它类型的显示设备可经由接口例如视频接口连接到系统总线。图形用 户接口（ "GUI"）也可与视频接口一起使用以从客户端接口接收指令并将指令传输到处理单 元。除了监视器以外，计算机还可包括可通过输出外围接口来连接的其它外围输出设备，例 如扬声器和打印机。
[0042]虽然计算单元的很多其它内部部件不是已知的，但是本领域中的普通技术人员将 认识到，这样的部件及其互连是公知的。
[0043]虽然结合目前优选的实施方案描述了本公开，但是本领域中的技术人员将理解， 意图不是将本公开限制到那些实施方案。因此设想可对所公开的实施方案做出各种可选的 实施方案和修改而不偏离由所附权利要求及其等效形式限定的本公开的精神和范围。
【主权项】
1. 一种用于地质单元建模的方法，其包括： 使用来自地质单元网格和点的阵列中的一个的所有数据用内插特性值和模拟特性值 中的一个填充每个单元和每个点中的一个而无需从所述地质单元网格和所述点的阵列中 的相应的一个选择的每个子集中的真实特性值； 使用计算机处理器将在每个选定子集中的所述单元和所述点中的每一个中的所述内 插特性值和所述模拟特性值中的一个转换成点集;以及 使用与每个相应的选定子集相关的所述数据和所述点集用内插特性值和模拟特性值 中的一个填充每个单元和每个点中的一个而无需只在每个选定子集之外的所述地质单元 网格和所述点的阵列中的所述相应的一个中的真实特性值。2. 如权利要求1所述的方法，其中所述数据包括在每个单元中的位置和每个点的位置 中的一个处记录的井数据。3. 如权利要求2所述的方法，其中每个真实特性值由相应的井数据表示。4. 如权利要求1所述的方法，其中每个模拟特性值使用随机游走由地质统计模拟来模 拟。5. 如权利要求1所述的方法，其中被填充的地质单元网格和被填充的点的阵列中的一 个代表储层体积。6. 如权利要求1所述的方法，其中所述地质单元网格包括结构化和非结构化栅格。7. 如权利要求1所述的方法，其中所述点的阵列包括规则和不规则间隔开的点。8. 如权利要求1所述的方法，其中每个单元代表具有至少三个侧面的体积。9. 一种有形地携带用于地质单元建模的计算机可执行指令的非临时程序载体设备，所 述指令可执行来实现： 使用来自地质单元网格和点的阵列中的一个的所有数据用内插特性值和模拟特性值 中的一个填充每个单元和每个点中的一个而无需从所述地质单元网格和所述点的阵列中 的相应的一个选择的每个子集中的真实特性值； 将在每个选定子集中的所述单元和所述点中的每一个中的所述内插特性值和所述模 拟特性值中的一个转换成点集;以及 使用与每个相应的选定子集相关的所述数据和所述点集用内插特性值和模拟特性值 中的一个填充每个单元和每个点中的一个而无需只在每个选定子集之外的所述地质单元 网格和所述点的阵列中的所述相应的一个中的真实特性值。10. 如权利要求9所述的程序载体设备，其中所述数据包括在每个单元中的位置和每个 点的位置中的一个处记录的井数据。11. 如权利要求10所述的程序载体设备，其中每个真实特性值由相应的井数据表示。12. 如权利要求9所述的程序载体设备，其中每个模拟特性值使用随机游走由地质统计 模拟来模拟。13. 如权利要求9所述的程序载体设备，其中被填充的地质单元网格和被填充的点的阵 列中的一个代表储层体积。14. 如权利要求9所述的程序载体设备，其中所述地质单元网格包括结构化和非结构化 栅格。15. 如权利要求9所述的程序载体设备，其中所述点的阵列包括规则和不规则间隔开的 点。16. 如权利要求9所述的程序载体设备，其中每个单元代表具有至少三个侧面的体积。17. -种有形地携带用于地质单元建模的计算机可执行指令的非临时程序载体设备， 所述指令可执行来实现： 使用来自地质单元网格的所有数据用内插特性值和模拟特性值中的一个填充每个单 元而无需从所述地质单元网格选择的每个子集中的真实特性值，其中每个单元代表具有至 少三个侧面的体积； 将在每个选定子集中的每个单元中的所述内插特性值和所述模拟特性值中的一个转 换成点集;以及 使用与每个相应的选定子集相关的所述数据和所述点集用内插特性值和模拟特性值 中的一个填充每个单元而无需只在每个选定子集之外的所述地质单元网格中的真实特性 值。18. 如权利要求17所述的程序载体设备，其中每个模拟特性值使用随机游走由地质统 计模拟来模拟。19. 如权利要求17所述的程序载体设备，其中所述地质单元网格包括结构化和非结构 化栅格。20. 如权利要求17所述的程序载体设备，其中每个真实特性值由相应的井数据表示。
【文档编号】G06T17/05GK105917387SQ201380080536
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2013年12月13日
【发明人】J·M·亚鲁斯, 时根保, V·利塞拉斯
【申请人】界标制图有限公司