用于离散裂隙建模的网格生成系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了生成精确网格的计算机实现系统和方法，该精确网格可以用于模拟像有裂缝地下储层那样的高度复杂的地下储层。提供有裂缝地下储层和被表示在有裂缝地下储层内的裂缝的表示。有裂缝地下储层的表示被分解成多面体单元。选择多面体单元之间的界面来近似被显性表示在有裂缝地下储层内的离散裂缝。所选界面用于生成可以用于构建有裂缝地下储层的模拟模型的网格。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及生成可以用于构建地下储层的模拟模型(simulation model)的网格的系统和方法，更具体地说，涉及生成可以用于构建高度复杂的地下储层(例如有裂缝地下储层)的模拟模型的网格的系统和方法。
技术介绍
烃生产领域旨在取得陷在地下储层中的烃。通常，这些储层由各自通过不同的沉积学和流体性质表征的岩石和流体物质的平行层组成。烃积聚在非多孔或低渗透率岩石层下面或之间，形成储层。这些烃可以通过将井钻到储层中来开采。于是，烃能够从储层流到井中并向上流到地面。烃流到井中的生产率对于石油工业来说是至关重要的，因此，人们把大量心血花在开发技术上，以便更好地预测地下储层的流体流动和地质力学特性。这些技术之一涉及本文后面将更详细讨论的储层的网格化。高度复杂的地质地下储层(例如具有裂缝网络的储层)对储层模拟提出了独特和专业挑战。具有裂缝网络的地下储层通常具有低渗透率岩石基体(rock matrix)，使烃难以通过地层。裂缝可以被描述成地层内的裂口和空洞，可以是自然产生的或从井筒中人工生成的。因此，裂缝的存在可能在使流体流过地层到达井方面起重要作用。例如，取决于油井是否遇到大裂缝，井的烃生产率往往差别很大。有时，将诸如水、化学物品、气体或它们的组合物的流体注入储层中，以帮助烃流入生产井。在裂缝允许生产井与流体注入井之间的直接连通的情况下，注入流体可能流过裂缝，绕过注入流体本来要帮助生产的地层内的大部分烃。因此，期望表征烃储层中裂缝的范围和取向，以便适当预测通过地下地层的地质力学和流体流动特性。为了计算这些特性，必须首先应用网格化技术。储层网格化技术可以描述成将3D储层体(3D reservoir volume)分解成通常是凸3D体的多个更小和更简单的3D体的过程。于是，这些技术将连续模拟域分解成随后可以用于通过离散化描述流体流动、热传递、地质力学性质或它们的组合的控制方程来构建模拟模型的离散对应物。在储层模拟领域内，取决于正在使用的离散化和模拟技术，离散体通常被称为单元(cell)、有限体(finite volume)、控制体(control volume)、或有限元。对于有裂缝地下储层，由于裂缝网络的几何复杂性和随机性质，网格化提出了独特的挑战。例如，传统储层模拟的网格化策略通常未设计用来管理像裂缝那样的大量内部几何特征。许多网格化策略只适用于通常称为“不漏水”几何结构的、连通良好但不包括裂纹或重叠的几何结构。例如，这些网格化策略通常预先计算所有几何特征的相交部分。其它网格化策略在捕捉诸如稍微穿过另一个裂缝的平面的一个裂缝、相互接近但没有相交的两个裂缝、或以小夹角相交的两个裂缝的特定几何复杂体的时候不能取得良好网格质量。一般说来，包括内部特征的网格必须平衡精确地近似(approximate)特征和保持良好质量的相反目标。如果储层网格化技术不能在保持良好网格质量的同时适应这些细节，模型的模拟就可以导致精度下降、运行时间延长、收敛问题、或兼而有之。现有技术试图通过预处理裂缝组以消除最有问题的构造来提高网格质量。但是本领域技术人员应该理解，由于消除一个问题往往引起另一个问题，所以这不是直截了当的手段。另外，由于在计算裂缝相交部分时需要考虑浮点运算，所以这些过去的尝试的实现是不容易的。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，公开了一种生成可以用于构建有裂缝地下储层的模拟模型的网格的方法。该方法包括提供有裂缝地下储层(fractured subsurface reservoir) 和被表示在有裂缝地下储层内的裂缝的表示。构建具有在多面体单元的边界上定义单元间界面(cell-to-cell interface)的多个多面体单元的网格。选择与裂缝相邻的界面，以形成近似裂缝的几何形状的连续界面路径。将连续界面路径与预定裂缝性质相关联。输出具有与预定裂缝性质相关联的连续界面路径的网格，以便构建有裂缝地下储层的模拟模型。在一个或多个实施例中，提供一个井，并选择与该井相邻的单元间界面，以形成近似该井的几何形状的界面井区域。将该界面井区域与预定井性质相关联，使得输出网格包括与预定井性质相关联的界面井区域。在一个或多个实施例中，在选择与裂缝相邻的多个单元间界面，以形成近似裂缝的几何形状的连续界面路径之前，细化至少一个多面体单元。在一个或多个实施例中，使用自适应网格细化技术来细化至少一个多面体单元。在一个或多个实施例中，使用迫近函数细化至少一个多面体单元。在一个或多个实施例中，该迫近函数确定每个多面体单元与诸如裂缝、注入井、和生产井的与每个多面体单元相邻的特征之间的距离。在一个或多个实施例中，多面体单元是具有最长边和与最长边相对的边的四面体。至少一个多面体单元通过用在最长边的中点和与最长边相对的边之间延伸的切面(planar cut)来分割四面体来细化。在一个或多个实施例中，在输出网格之前合并两个或更多个多面体单元。在一个或多个实施例中，优化节点的位置。在一个或多个实施例中，通过在输出网格上执行控制方程的离散化构建模拟模型，并且利用储层模拟器模拟该模拟模型，以便直观显示有裂缝地下储层内的流体流动。在一个或多个实施例中，预定裂缝性质定义网格内的裂缝-裂缝、裂缝-基体、和基体-基体连接。本专利技术的另一个方面包括生成可以用于构建有裂缝地下储层的模拟模型的网格的系统。该系统包括用户控制接口、数据库、计算机处理器、和软件程序。该用户控制接口用于向系统输入例如有裂缝地下储层的表示的信息。该数据库为系统存储例如通过用户控制接口输入的有裂缝地下储层的表示的信息。该处理器为系统执行操作。该软件程序包括多个模块，包括分解模块和界面选择模块。该分解模块将有裂缝地下储层的表示分解成在多面体单元之间的边界上定义单元间界面的多面体单元。该界面选择模块选择与裂缝相邻的界面，以形成近似被表示在有裂缝地下储层内的裂缝的连续界面路径。将连续界面路径与预定裂缝性质相关联。输出具有与预定裂缝性质相关联的连续界面路径的网格，以便构建有裂缝地下储层的模拟模型。在一个或多个实施例中，该软件程序包括使用迫近函数自适应地细化至少一个多面体单元的细化模块。在一个或多个实施例中，该软件程序包括合并两个或更多个多面体单元的合并模块。在一个或多个实施例中，该软件程序包括优化网格内节点的位置的网格调整模块。在一个或多个实施例中，该界面选择模块选择与井相邻的界面，以形成近似井的几何形状的界面井区域。 本专利技术的另一个方面包括存储在处理器可读媒体中，用于生成可以用于构建有裂缝地下储层的模拟模型的网格的软件程序。该软件程序被配置成构建具有在多面体单元的边界上定义单元间界面的多个多面体单元的网格，和选择与裂缝相邻的界面，以形成近似裂缝的几何形状的连续界面路径。将连续界面路径与预定裂缝性质相关联。输出具有与预定裂缝性质相关联的连续界面路径的网格，以便构建有裂缝地下储层的模拟模型。附图说明图1是例示根据本专利技术生成可以用于构建有裂缝地下储层的模拟模型的网格的方法的步骤的流程图。图2是例示根据本专利技术生成可以用于构建有裂缝地下储层的模拟模型的网格的方法的步骤的流程图。图3A-C是例示根据本专利技术生成可以用于构建有裂缝地下储层的模拟模型的网格的如图1和2所示的方法的步骤的区域的示意图。图4是例示根据本专利技术的四面本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种生成用于构建有裂缝地下储层的模拟模型的网格的计算机实现的方法，该方法包括：（ａ）提供有裂缝地下储层和被表示在该有裂缝地下储层内的裂缝的表示；（ｂ）构建包括多个多面体单元的网格，所述多面体单元定义多面体单元之间的边界上的单元间界面；（ｃ）选择与裂缝相邻的多个单元间界面，以形成近似裂缝的几何形状的连续界面路径；（ｄ）将近似裂缝的几何形状的连续界面路径与预定裂缝性质相关联；以及（ｅ）输出包括与预定裂缝性质相关联的连续界面路径的网格，以便用于构建有裂缝地下储层的模拟模型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·T·马里森，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：US