2.5d围场网格化的制作方法
【专利说明】2. 5D围场网格化
[0001] 发明背景 1. 发明领域
[0002] 本发明一般涉及一种用于产生可用于建构地下储层的模拟模型的栅格的系统和 方法，且更特定来说，涉及一种被配置来用于对地质裂缝建模的系统和方法。 2.
【背景技术】
[0003] 在油气行业中，为了改善储量的估计且关于油田开发作出决定的目的，储层建模 涉及石油储层的计算机模型的建构。例如，可以创建地质模型以在生产之前提供储层的静 态描述。相比之下，可以创建储层模拟模型以在储层的生产生命周期内模拟储层内的流体 流动。
[0004] 储层模拟模型的一个挑战是储层内的裂缝的建模，此要求对基质流特性、裂缝网 络连接性和裂缝-基质相互作用的透彻理解。裂缝可以描述为地层内的张开裂纹或空孔且 可能自然地发生或因井筒人为地产生。因为裂缝的性质（诸如空间分布、孔径、长度、高度、 导电性和连接性）明显地影响储层流体至井筒的流动，所以裂缝的正确建模非常重要。
[0005] 相应地，公开的实施方案提供一种用于为了储层模拟的目的在复杂和离散的裂缝 周围产生混合计算网格的系统、方法和计算机程序产品。
[0006] 附图简述
[0007] 下文参考附图详细地描述本发明的说明性实施方案，所述附图以引用的方式并入 本文中且其中：
[0008] 图1图示根据公开的实施方案建模的三维裂缝的图像；
[0009] 图2是图示用于根据公开的实施方案对三维裂缝建模的方法的流程图；
[0010] 图3图示根据公开的实施方案的与二维平面相交的一组离散化三维裂缝的实例；
[0011] 图4图示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；和
[0012] 图5图示根据公开的实施方案在相交裂缝线段周围产生计算网格的实例；
[0013] 图6图示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；
[0014] 图7是图示用于实施公开的实施方案的系统的一个实施方案的方块图；和
[0015] 图8图示根据公开的实施方案在由多个相交裂缝线段组成的复杂几何形状周围 产生的非结构化栅格的另一实例。
【具体实施方式】
[0016] 公开的实施方案包括一种用于对三维（3D)物体（诸如，但不限于地质裂缝）建模 的系统和方法。通过参考附图的图1至图8最佳地理解公开的实施方案和其优点，相似数 字用于多种附图的相似和对应部分。公开的实施方案的其它特征和优点在所属领域一般技 术人员检查以下图和详细描述之后将是或将变得显而易见。旨在所有这样的额外特征和优 点包括于公开的实施方案的范围内。进一步来说，图示的图只具说明性且并非旨在声明或 意指对于其中可以实施不同实施方案的环境、架构、设计或过程的任何限制。
[0017] 图1图示根据公开的实施方案建模的三维裂缝的图像。如图像100中所见，地球地 层的层包括地层内的裂缝。如上文所述，这些裂缝可以描述为地层内的张开裂纹或空孔且 可能自然地发生或因井筒人为地产生。因为裂缝可使储层流体流动至井筒且影响此流动， 所以理解这些裂缝的适当特性且对其建模非常重要。使用图像测井获得或产生图像（诸如 图像100)。图像测井使用旋转传感器来跨越整个井壁测量声阻抗以识别岩石裂缝的存在和 方向以及理解地层学的倾向。
[0018] 图2是图示用于根据公开的实施方案对三维裂缝建模的方法/过程200的流程 图。在所描绘的实施方案中，方法以接收已通过线段集合在二维平面中离散化的具有几何 形状的一组裂缝开始（步骤202)。在替代实施方案中，过程200以通过线段集合在二维平 面中执行一组裂缝的离散化开始。如将进一步描述，线段集合表示二维平面与三维地质裂 缝之间的相交区域。各个裂缝由近似于裂缝曲率的直线段集合表示。
[0019] 根据公开的实施方案，对于二维平面中的各个裂缝线段（步骤204)，方法从各自 裂缝线段产生指定半径下的一组围场（步骤206)。接着方法在裂缝的所有线段周围产生闭 环（步骤208)。在某些实施方案中，在裂缝的线段周围产生闭环的过程可以包括对于裂缝 的各个线段计算各个指定半径的所有围场侧的相交区域（步骤208A)且丢弃由裂缝线段中 的其它线段的围场完全包含的各个裂缝线段中的各个直线段的包含段（步骤208B)。
[0020] 在步骤208之后，方法在直线段的闭环内产生形状元素（步骤210)。例如，在一个 实施方案中，过程产生沿着各个直线段的长度和半径的参数化段（步骤210A)。接着过程在 可能的情况下在结构化区域内形成四边形元素（步骤210B)且在闭环的剩余区域内形成多 边形（步骤210C)。
[0021] 一旦产生形状元素，过程在裂缝线段组的闭环周围产生约束网格来填充二维平面 的剩余部分（步骤212)。在一个实施方案中，利用德洛内三角剖分算法以在裂缝线段组的 闭环周围产生约束网格。因此，二维平面现在完全由裂缝线段和约束网格的元胞元素组成。 从此开始，过程可以将二维平面中的各个元胞拉伸至第三维度以用来产生三维元胞的一个 或多个层。
[0022] 裂缝线段的闭环内的元胞表示三维裂缝，而网格内的元胞表示包括裂缝的岩石 层。因此，过程可以将储层性质（诸如，但不限于孔隙度和渗透率）指派给各个三维元胞以 用于对储层的流体流动建模（步骤216)。最后，过程可以将三维元胞模型输入至模拟程序 (诸如，但不限于Nexus?储层模拟软件）以用于执行数值模拟和用于评估流体流动（步 骤 218)。
[0023] 只为了说明性目的，图3图示根据公开的实施方案的与二维平面300相交于线段 320的一组三维裂缝310的实例的广阔透视图。如可从图所见，如上文过程200所描述，在 各个线段320周围产生一组闭环围场且约束网格填充二维平面300的剩余空间。
[0024] 图4通过图示用于根据公开的实施方案在单个裂缝线段周围产生计算网格的实 例来提供过程200的较近视图。开始于图402,在线段400周围产生一组围场。如由图402 所见，围场组中的各个围场由通过两个圆弧连接的两个线性侧组成以完全封围直线段。从 各侧至直线段的距离是恒定半径。在某些实施方案中，半径距离可以是用户可修改的可变 值。
[0025] 在图404中，根据过程200的步骤210A产生沿着各个直线段的长度和半径的参数 化段。接着如过程200的步骤210B中参考，四边形元素在可能的情况下形成于结构化区域 内。图408图示在线段400的闭环周围产生的约束网格。
[0026] 图5通过图示根据公开的实施方案在相交裂缝线段周围产生计算网格的实例来 提供过程200的另一特写视图。例如，图502图示在三个相交裂缝线段周围产生的一组围 场。图502的结果要求过程如步骤208A中参考对于各个相交裂缝线段计算各个指定半径 的所有围场侧的相交区域且如步骤208B中参考丢弃由其它裂缝线段的围场完全包含的各 个裂缝线段的包含段。
[0027] 图504图示如步骤210中参考在裂缝线段的闭环内产生形状元素的结果。如可 见，根据步骤210A产生沿着各个裂缝线段的长度和半径的参数化段。接着如步骤210B中 参考，四边形元素在可能的情况下图506中所示形成于结构化区域内。此外，多边形如步骤 210C中所述形成于裂缝线段的闭环的剩余区域内。图508图示如过程200的步骤212中参 考在相交裂缝线段的闭环周围产生的约束网格。
[0028] 图6图示根据公开的实施方案在裂缝线段的复杂阵列周围产生的计算网格的实 例。图602指示已通过线段集合在二维平面中离散化的具有几何形状的一组裂缝。图604 图示在各个裂缝线段周围产生的一组围场的结果。图606图示作为执行图2中描述的剩余 过程的结果的裂缝线段的分解图。
[0029] 如可从图6所见，公开的算法可以使用复杂几何形状周围的结构化元素快速地产 生非结构化栅格。如先前所述，接着图6中所示的二维平面的元胞可以在第三维度中拉伸 以形成三维元胞的层。接着三维元胞可以指派给储层性质以用于实现数值模拟。
[0030] 图7是图示用于实施公开的实施方案的特征和功能的系统700的一个实施方案的 方块图。系统700包括除了其它组件之外的处理器700、主存储器702、次级存储单元704、 输入/输出接口模块706和通信接口模块708。处理器700可以是能够执行用于执行公开 的实施方案的特征和功能的指令的任何类型或任何数量的单核心或多核心处理器。
[0031] 输入/输出接口模块706可使系统700 (例如，从键盘和鼠标）接收用户输入且将 信息输出至一个或多个装置，诸如，但不限于打印机、外部数据存储装置和音频扬声器。系 统700可以视情况包括可使信息显示于整合或外部显示装置上的单独显示模块710。例如， 显示模块710可以包括用于提供与一个或多个显示装置关联的增强型图形、