2.75d网格划分算法
【专利说明】2.75D网格划分算法
[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。
【附图说明】
[0007] 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：
[0008] 图1说明根据公开的实施方案模型化的三维裂缝的图像；
[0009] 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；
[0010] 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；
[0011] 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；
[0012] 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；
[0013] 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
[0014] 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；
[0015] 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；
[0016] 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
[0017] 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。
【具体实施方式】
[0018] 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。
[0019] 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 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1〇〇)。 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。
[0020] 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。 在所描绘的实施方案中，方法通过接收3D裂缝表面的集合开始，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，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。
[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。
[0022]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。
[0023]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)，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)。所述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)。 [0024]在步骤208之后，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，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)。
[0025] 一旦产生形状元素，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。
[0026] 从此处，过程可将储层性质(诸如但不限于多孔性和渗透性)指派给二维单元中的 每一者以用于模型化储层的流体流动（步骤214)。这些性质值可由用户手动键入或可从钻 井日志或从含有相关地质信息的数据库自动提取。
[0027] 另外，根据公开的实施方案，裂缝内的二维单元被指派厚度属性值（即，拓扑二维 裂缝可被指派体积），其允许裂缝内的三维连通进行连通。因此，公开的实施方案不需要切 片表面上的二维单元挤压至第三维以用于创建三维单元，而是替代地将那个属性指派给二 维单元以实现与三维单元类似的计算/模拟。
[0028] 在步骤216处，过程将对应于同一裂缝的裂缝单元从每一切片表面逻辑地连接至 其上方/下方相邻切片表面。在一个实施方案中，裂缝内的流的物理性质和其与彼此之间的 交互在三维中通过使用被指派给裂缝内的每一二维单元的体积/厚度属性和计算其交互而 被完全捕获，然而在与层面垂直的渗透性极其低的假设下，基质内的流的物理性质受限制。 这有效地使那个方向的速度与和层面是切向的速度相比是可忽略的，即kz = 0、Vz = 0、kh> 0、Vh〈>0。换句话说，在这些条件下，模型可模拟裂缝外的无垂直流的情况。
[0029] 最后，过程可将三维蜂窝式模型输入至模拟程序(诸如但不限于Nexus?储层模 拟软件）中以用于执行数值模拟和用于评估流体流动(步骤218)，之后过程200终止。
[0030] 图4提供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说明图