利用用于深度剖绘的参数化模板的沉积物运移模拟制造技术

针对模拟中的至少一个步长，本文所提供的深度平均流动模拟系统和方法采用参数化模板用于动态深度剖绘。在一个说明性的基于计算机的实施例中，模拟方法包括，对于一个给定时间步处的每个地图点：基于所述地图点的不同粒度等级的深度平均沉积物浓度和深度平均流速确定流动模板和沉积物浓度模板；采用模板来构建所述地图点的相关联的粒度等级的垂直分布沉积物浓度剖面和垂直分布流速剖面，从而获得3D流速和3D沉积物浓度场；使用3D场计算流体和沉积物通量；基于所述通量的散度更新流速和沉积物浓度剖面；对剖面求积分来计算更新的深度平均流速和沉积物浓度以及重心；以及为下一时间步长求解深度平均流动方程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
当今的许多油气藏通过在古盆地中的流体流动沉积矿床而形成。流体流动运移沉积物、分选和选择性地沉积不同大小的颗粒，以形成具有可预测的几何形状和性质的沉积体。如果这样过程可以以足够的精度来切实模拟，则地下储层的实际建模成为可能。石油和天然气工业期望地质模型作为储层动态模拟的输入，这用来选择新井的位置、估计油气储量和计划储层开发策略。地质模型指定用于表征储层动态和确定储层的可生产性的关键参数(诸如流体性质和渗透率的空间分布)。(对于砂岩储层，渗透率的空间分布是组成该储层的砂的粒度分布、由细粒物质对那些砂的划分以及该储层的矿物学和埋藏历史的函数。)更实际的模型使得业界能够制订更优化的生产策略地质建模过程可以使用许多不同类型的测量数据，包括但不限于从岩心、测井日志、地震数据、试井和生产数据获得的岩石性质数据，以及限定模型空间内的不同区的结构和地层面。通常情况下，可用的测量数据的分辨率或空间覆盖不足以唯一地确定地质模型空间中的每个点处的岩石性质。因此，该行业已制定了若干方法来填充丢失的数据，包括对沉积物运移和沉积过程的模拟。这样的过程模拟已经以各种方式进行尝试，包括：求解全3D流体流动方程；使用物理还原策略和求解一组更简单的唯象方程，以及求解一组2D深度平均流动方程。当对整个储层和/或盆地规模的有用空间和时间分辨率进行尝试时，全3D流体流动模拟在计算上费用过高。该物理还原策略采用启发式规则或随机游走过程来模拟沉积物运移，但却遭受限制其实用性的伪影和数值噪声水平。现有的深度平均流动模拟可以采用经典的圣维南浅水方程(St.Venantshallowwaterequations)或帕克的三或四方程浊流模型来获得相对于全3D流体流动模拟的显著计算优势。因此，使用2D深度平均流动方程的模拟广泛用于许多工程应用。然而，在储层和/或盆地建模的情况下，许多的自然流动是高度分层的，并且分层程度在时间和空间上动态地变化。而且，这种分层是对沉积物质的最终几何结构和性质的关键影响。例如，悬浮混浊物质在流动中的分层与堤坝泥质沉积的特征密切相关联。在现有的储层和/或盆地的深度平均流动模拟中，流动的损失和沉积物浓度在垂直方向上的可变性，以及其在时间和空间上的对应变化预计导致显著的误差。
技术实现思路
因此，这里公开了采用动态参数化模板用于深度剖绘(profiling)的动态深度平均流动模拟系统和方法。这种基于模板的动态剖绘使得能够保持深度平均流动模拟方法的计算优势，尤其是在它们的计算速度方面，同时提供流速和沉积物浓度的足够的代表性垂直变化及其在时间和空间上的变化。在一个说明性的基于计算机的实施例中，该模拟方法包括，对于一个给定时间步长处的每个地图点：基于所述地图点的深度平均流速和深度平均沉积物浓度确定流动模板和至少一个沉积物浓度模板；采用该模板来通过使用模板构建所述地图点的垂直分布流速剖面和垂直分布沉积物浓度剖面来重建3D流动和3D沉积物浓度场；在每个地图点处使用重建的3D流动场来计算每个不同粒度等级的沉积物通量和流动通量；通过计算每个地图点处的沉积通量的散度来更新沉积物浓度剖面；求积分以更新深度平均沉积物浓度和重心；以及使用这些动态更新的值来针对流动场和下一时间步长求解深度平均流动方程。沉积物浓度剖面更新操作可能考虑流速剖面、床面剪切应力、侵蚀、沉积物沉积、清水夹带/卷出以及湍流扩散。在模型中的每个点处，可以在每个时间步长确定净沉积物沉积并将其记录以供随后分析。在另一实施例中，用于模拟沉积盆地的演化的基于计算机的方法包括：在每个地图点处，基于深度平均流速和针对相关联的粒度等级的一个或多个深度平均沉积物浓度来确定流动模板和至少一个沉积物浓度模板，所述深度平均流速和所述一个或多个深度平均沉积物浓度中的每个针对给定时间步长处的所述地图点。该方法还包括：在每个地图点处，将所述流动模板应用到所述深度平均流速并将所述至少一个沉积物浓度模板应用到所述一个或多个深度平均沉积物浓度以获得针对所述地图点的垂直分布流速剖面和一个或多个垂直分布沉积物浓度剖面，从而在所述给定时间步处重建针对相关联的粒度等级的一个或多个3D沉积物浓度场和3D流速场。该方法还包括：在每个地图点处，使用所述3D流速场和所述一个或多个3D沉积物浓度场来计算针对相关联的粒度等级的一个或多个沉积物通量和流体通量。此外，该方法包括：在每个地图点处，基于给定时间步长处的所述地图点处的所述流体通量的散度和所述一个或多个沉积物通量的一个或多个散度更新所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面。该方法还包括：在每个地图点处，通过对给定时间步长处的所述地图点的所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面求积分来计算所述深度平均流速和所述一个或多个深度平均沉积物浓度，从而获得更新的2D流速场和更新的一个或多个2D沉积物浓度场。此外，该方法包括：从所述一个或多个沉积物浓度剖面导出每个地图点的重心；以及基于更新的2D流速场、更新的一个或多个2D沉积物浓度场、重心和流动高度来对一组二维流动方程求解，以在每个地图点处计算下一时间步长处的深度平均流速。在又一实施例中，一种沉积盆地演化模拟器系统包括：具有模拟器软件的存储器；耦合到所述存储器以执行所述模拟器软件的一个或多个处理器，所述软件使所述一个或多个处理器在多个时间步长中的每个中执行如下操作，包括：在每个地图点处，基于针对相关联的粒度等级的一个或多个深度平均沉积物浓度和深度平均流速确定流动模板和至少一个沉积物浓度模板，所述深度平均流速和所述一个或多个深度平均沉积物浓度中的每个针对给定时间步长处的所述地图点。所述操作还包括在每个地图点处，将所述流动模板应用到所述深度平均流速并将所述至少一个沉积物浓度模板应用到所述一个或多个深度平均沉积物浓度以获得针对所述地图点的垂直分布流速剖面和一个或多个垂直分布沉积物浓度剖面，从而在所述给定时间步处重建针对相关联的粒度等级的一个或多个3D沉积物浓度场和3D流速场。所述操作还包括：在每个地图点处，使用所述3D流速场和所述一个或多个3D沉积物浓度场来计算针对相关联的粒度等级的一个或多个沉积物通量和流体通量。所述操作包括：至少部分基于给定时间步长处的所述地图点处的所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面来在非暂时性信息存储介质中记录每个地图点处作为深度的函数的净沉积物沉积。此外，所述操作包括：在每个地图点处，基于给定时间步长处的所述地图点处的所述流体通量的散度和所述一个或多个沉积物通量的一个或多个散度更新所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面。所述操作还包括：在每个地图点处，通过对给定时间步长处的所述地图点的所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面求积分来计算所述深度平均流速和所述一个或多个深度平均沉积物浓度，从而获得更新的2D流速场和更新的一个或多个2D沉积物浓度场。所述操作还包括：从所述一个或多个沉积物浓度剖面导出每个地图点的重心。所述操作还包括：基于更新的2D流速场、更新的一个或多个2D沉积物浓度场、重心和流动高度来对一组二维流动方程求解，以在每个地图点处计算下一时间步长处的深度平均流速，将下一时间步长作为所述给定时间步长并重复所述确定、应用、使用、记录、更新、计算、导出和求解操作。附图说明在附图中：图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于模拟沉积盆地的演变的基于计算机的方法，包括：(a)在每个地图点处，基于如下确定流动模板和至少一个沉积物浓度模板：深度平均流速和针对相关联的粒度等级的一个或多个深度平均沉积物浓度，所述深度平均流速和所述一个或多个深度平均沉积物浓度中的每个针对给定时间步长处的所述地图点；(b)在每个地图点处，将所述流动模板应用到所述深度平均流速并将所述至少一个沉积物浓度模板应用到所述一个或多个深度平均沉积物浓度以获得针对所述地图点的垂直分布流速剖面和一个或多个垂直分布沉积物浓度剖面，从而在所述给定时间步处重建针对相关联的粒度等级的一个或多个3D沉积物浓度场和3D流速场；(c)在每个地图点处，使用所述3D流速场和所述一个或多个3D沉积物浓度场来计算针对相关联的粒度等级的一个或多个沉积物通量和流体通量；(d)在每个地图点处，基于给定时间步长处的所述地图点处的所述流体通量的散度和所述一个或多个沉积物通量的一个或多个散度更新所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面；(e)在每个地图点处，通过对给定时间步长处的所述地图点处的所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面求积分来计算所述深度平均流速和所述一个或多个深度平均沉积物浓度，从而获得更新的2D流速场和更新的一个或多个2D沉积物浓度场；(f)从所述一个或多个沉积物浓度剖面导出每个地图点的重心；以及(g)基于更新的2D流速场、更新的一个或多个2D沉积物浓度场、重心和流动高度来对一组二维流动方程求解，以在每个地图点处计算下一时间步长的深度平均流速。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.05 US 14/478,8051.一种用于模拟沉积盆地的演变的基于计算机的方法，包括：(a)在每个地图点处，基于如下确定流动模板和至少一个沉积物浓度模板：深度平均流速和针对相关联的粒度等级的一个或多个深度平均沉积物浓度，所述深度平均流速和所述一个或多个深度平均沉积物浓度中的每个针对给定时间步长处的所述地图点；(b)在每个地图点处，将所述流动模板应用到所述深度平均流速并将所述至少一个沉积物浓度模板应用到所述一个或多个深度平均沉积物浓度以获得针对所述地图点的垂直分布流速剖面和一个或多个垂直分布沉积物浓度剖面，从而在所述给定时间步处重建针对相关联的粒度等级的一个或多个3D沉积物浓度场和3D流速场；(c)在每个地图点处，使用所述3D流速场和所述一个或多个3D沉积物浓度场来计算针对相关联的粒度等级的一个或多个沉积物通量和流体通量；(d)在每个地图点处，基于给定时间步长处的所述地图点处的所述流体通量的散度和所述一个或多个沉积物通量的一个或多个散度更新所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面；(e)在每个地图点处，通过对给定时间步长处的所述地图点处的所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面求积分来计算所述深度平均流速和所述一个或多个深度平均沉积物浓度，从而获得更新的2D流速场和更新的一个或多个2D沉积物浓度场；(f)从所述一个或多个沉积物浓度剖面导出每个地图点的重心；以及(g)基于更新的2D流速场、更新的一个或多个2D沉积物浓度场、重心和流动高度来对一组二维流动方程求解，以在每个地图点处计算下一时间步长的深度平均流速。2.如权利要求1所述的方法，还包括将下一时间步长作为所述给定时间步长并重复所述确定、应用、使用、更新、计算、导出和求解操作。3.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个沉积物浓度模板是为所述地图点确定并应用到所述地图点处不同粒度等级的相应深度平均沉积物浓度的多个粒度特定沉积物浓度模板之一。4.如权利要求1所述的方法，其中所述计算一个或多个沉积物通量考虑流速剖面、床面剪切应力、侵蚀、沉积物沉积、清水夹带/卷出、湍流动能耗散以及扩散。5.如权利要求1所述的方法：在每个地图点处，基于针对给定时间步长处的所述地图点的至少一个粒度等级的沉积物浓度剖面和流速剖面来估计侵蚀或沉积速率；以及在每个地图点处，至少部分地基于针对给定时间步长处的所述地图点估计侵蚀或沉积速率更新流动高度。6.如权利要求5所述的方法，其中所述模板还基于给定时间步长处的所述地图点的流动高度来确定。7.如权利要求1所述的方法，其中所述确定还基于所述地图点处的深度平均湍流动能和深度平均湍流耗散。8.如权利要求1所述的方法，其中所述更新还基于给定时间步长处的所述地图点的海底地形，包括底坡。9.如权利要求1所述的方法，还包括：在每个地图点处，基于给定时间步长处的所述地图点的所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面估计净沉积物沉积；以及作为时间的函数为每个地图点和深度，记录如下组中的至少一种性质：一个或多个粒度频段中的每个的净沉积速率、一个或多个粒度频段中的每个的沉积的沉积物体积、粒度分布、沉积物类型和层理面。10.如权利要求9所述的方法，其中所述估计还基于相邻地图点的所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面。11.如权利要求9所述的方法，其中所述估计还基于给定时间步长处的地图点的所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面的时间变化率。12.如权利要求9所述的方法，其中所述估计还基于给定时间步长处的地图点的所述流速剖面和所述一个或多个沉积物浓度剖面的时间和空间变化率。13.如权利要求1所述的方法，其中所述对一组二维流动方程求解还在每个地图点处计算下一时间步长处的一个或多个深度平均沉积物浓度。14.如权利要求1所述的方法，其中每个流动和浓度模板能够表示为f(U(x,y),V(x,y),Ci(x,y),zh(x,y)),]]>与约束1h(x,y)∫0h(x,y)f...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙韬，M·沙利文，M·J·派兹，M·珀尔马特，J·科沃尔特，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：美国;US