在储层仿真中对交叉故障和复杂井眼进行建模制造技术

为具有两种类型的内部边界(复杂井和故障、或者其它不连续性)的现场或储层模型自动地构造正交非结构化网格。所述方法用于为包含复杂故障平面和多侧向井两者的储层或现场构造仿真网格。提供了分层次的网格点生成、优先级赋予、冲突点去除系统，使得能够使用无约束Delaunay三角化。为储层仿真产生了具有良好的收敛性质的高质量正交非结构化网格。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请涉及用于储层仿真的建模，与以下两个申请一样：申请人的基于2013年2月18日提交的题为“Systems,Methods,and Computer-Readable Media for Modeling Complex Wellbores in Field-Scale Reservoir Simulation”的美国临时专利申请第61/766,056号(SA 5125)、在2014年2月4日提交的题为“Systems,Methods,and Computer-Readable Media for Modeling Complex Wellbores in Field-Scale Reservoir Simulation”的在先同时待审的美国专利申请第14/171,815号；以及与本申请同日提交的题为“Generating Unconstrained Voronoi Grids In A Domain Containing Complex Internal Boundaries”的申请人的同伴美国专利申请第14/215,851号(SA 5263)。这些相关申请中的每一个通过引用合并于此用于所有目的。
本专利技术涉及储层仿真中的建模，更具体地，涉及在在储层仿真中对交叉故障和复杂井眼进行建模。
技术介绍
储层仿真是石油工业为地下油气储层的规划和开发而使用的主要工具。随着钻井技术的进步，为了改善这些储层中的产量和注入过程，越来越多地部署具有多个分支和复杂几何形状的井眼。大多数储层和现场具有仿真模型需要表示的内部不连续性，例如故障、大断裂、液压单元边界。同时，广泛地打钻复杂多分支井眼以更加优化地开采这些油气资源。使用结构化网格或CPG网格的现有仿真技术无法充分表示这些复杂的内部几何结构和边界。上面提及的申请人的相关在先同时待审的美国专利申请序列号14/171,815涉及对复杂井的近井眼流进行准确建模以改善对这些井的性能预测。该建模允许储层分析师和工程师得到关于井和储层的改进的数据用于决策过程以开采可用资源。所应用的储层仿真使用角点几何(corner-point geometry，CPG)网格来表示储层或域中的故障。CPG网格在部分储层网格中表示复杂交叉几何结构的故障时具有严重的困难。CPG网格的使用可导致难以对付的挤压区域，并且所产生的网格可以是高度非正交的。这会进而带来使用用于多相流仿真的多点流动近似的需要。不幸的是，所产生的线性系统更加难以求解和/或求解更加耗时。在图2A中示出了用于表示故障的现有技术CPG网格的示例。图2A中实际故障线示为实线并且近似故障线示为虚线。现有技术仿真也使用了结构化笛卡尔网格的锯齿形边界来表示故障。这是对故障几何结构的非常粗糙的近似。虽然故障几何表示是粗糙的，但是该网格将具有良好的数值收敛性质。在图2B中示出了结构化笛卡尔网格的锯齿形边界的示例。也已经进行了内部边界周围的非结构化网格化。就目前所知，大部分的非结构化网格化使用所谓的Delaunay三角化，其中所谓Voronoi网格为所生成的三角网格的双网格。传统上，为了保持内部边界几何结构，所应用的Delaunay三角化必须受约束以将内部边界线作为所生成的三角形的边。在Branets等人的美国专利第8,212,814号“Generation of a Constrained Voronoi Grid in a Plane”中描述了该技术。在该技术的受约束Delaunay三角化期间，必须调整、重新定位或去除非结构化网格点，或者必须将新网格点明确地插入于内部边界附近，以满足约束标准以使得所生成的近内部边界三角形的边在内部边界上。这样的网格点调整程序被称为网格平滑化。这在计算上通常是昂贵的，特别是对于大仿真模型更是如此。此外，为满足边界会导致拥挤的网格区，但其代价是离散化的减弱、以及更加不令人满意的对储层仿真的收敛。在现有技术中，在近交叉区域中，在Delaunay三角化期间保持来自内部边界中每一个的网格点，其进而会生成很多具有小角度的形状不好的三角形。在Heinemann等人的“Modeling Heavily Faulted Reservoirs,”SPE paper 48998,SPE Annual Technical Conference and Exhibition,New Orleans,Louisiana,USA,Sept.27-30,1998中对此进行了讨论。结果，这样的不希望的三角形增大了建模复杂度并且引入了数值错误，其最终导致了流动仿真期间的离散化较差以及计算效率较差。
技术实现思路
简要地，本专利技术提供了新型改进计算机实施的方法，用于基于限定储层模型的内部边界几何结构和内部边界描述的输入数据以及基于储层模型中的井的井轨迹和竣工资料来生成地下储层的模型的非结构化网格。提炼内部边界几何数据以产生用于网格的网格单元点。通过连接相邻网格单元点来构建内部边界线以形成边界线段，并且在网格单元点处构造内部边界交叉圆。在相邻网格单元点的内部边界交叉圆的交叉点之间构造内部边界网格点。按优先级排序所生成的内部边界网格点。生成储层模型中的井点，并且按优先级排序所生成的井点。解决所生成的内部边界网格点与所生成的井网格点之间的冲突网格点。对解决后的网格点进行无约束Delaunay三角化，并且形成解决后的网格点的垂直平分网格以形成用于储层单元的数据的Voronoi网格。然后形成用于Voronoi网格的非结构化网格数据描述。本专利技术还提供了新型改进数据处理系统，用于基于限定储层模型的内部边界几何结构和内部边界描述的输入数据以及基于储层模型中的井的井轨迹和竣工资料来生成地下储层的模型的非结构化网格。数据处理系统包括处理器，其提炼内部边界几何数据以产生用于网格的网格单元点，并且构建连接相邻网格单元点的内部边界线以形成边界线段。处理器在网格单元点处构造内部边界交叉圆，并且在相邻网格单元点的内部边界交叉圆的交叉点之间生成内部边界网格点。处理器按优先级排序所生成的内部边界网格点。处理器还生成储层模型中的井点，并且按优先级排序所生成的井点。然后处理器解决所生成的内部边界网格点与所生成的井网格点之间的冲突网格点。处理器对解决后的网格点进行无约束Delaunay三角化，并且形成解决后的网格点的垂直平分网格以形成用于储层单元的数据的Voronoi网格。然后处理器形成用于Voronoi网格的非结构化网格数据描述。本专利技术还提供了新型改进数据存储装置，其在非暂时性计算机可读介质中存储有计算机可操作指令，用于使得数据处理系统基于限定储层模型的内部边界几何结构和内部边界描述的输入数据以及基于储层模型中的井的井轨迹和竣工资料来生成地下储层的模型的非结构化网格。存储在数据存储装置中的指令使得数据处理系统提炼内部边界几何数据以产生用于网格的网格单元点，并且构建连接相邻网格单元点的内部边界线以形成边界线段。指令还使得数据处理系统在网格单元点处构造内部边界交叉圆，并且在相邻网格单元点的内部边界交叉圆的交叉点之间生成内部边界网格点，并且按优先级排序所生成的内部边界网格点。指令还使得数据处理系统生成储层模型中的井点，并且按优先级排序生成的井点。然后指令使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机实施的方法，用于基于限定储层模型的内部边界几何结构和内部边界描述的输入数据、以及基于针对储层模型中的井的井轨迹和竣工资料，来生成地下储层的模型的非结构化网格，所述方法包括如下计算机实施的步骤：(a)提炼内部边界几何数据以产生用于网格的网格单元点；(b)构建连接相邻网格单元点的内部边界线以形成边界线段；(c)在网格单元点处构造内部边界交叉圆；(d)在相邻网格单元点的内部边界交叉圆的交叉点之间生成内部边界网格点；(e)按优先级顺序排列所生成的内部边界网格点；(f)生成储层模型中的井点；(g)按优先级顺序排列所生成的井点；(h)解决所生成的内部边界网格点与所生成的井网格点之间的冲突的网格点；(i)对解决后的网格点执行无约束Delaunay三角化；(j)形成解决后的网格点的垂直平分网格以形成用于储层单元的数据的Voronoi网格；以及(k)形成用于Voronoi网格的非结构化网格数据描述。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.17 US 14/215,7661.一种计算机实施的方法，用于基于限定储层模型的内部边界几何结构和内部边界描述的输入数据、以及基于针对储层模型中的井的井轨迹和竣工资料，来生成地下储层的模型的非结构化网格，所述方法包括如下计算机实施的步骤：(a)提炼内部边界几何数据以产生用于网格的网格单元点；(b)构建连接相邻网格单元点的内部边界线以形成边界线段；(c)在网格单元点处构造内部边界交叉圆；(d)在相邻网格单元点的内部边界交叉圆的交叉点之间生成内部边界网格点；(e)按优先级顺序排列所生成的内部边界网格点；(f)生成储层模型中的井点；(g)按优先级顺序排列所生成的井点；(h)解决所生成的内部边界网格点与所生成的井网格点之间的冲突的网格点；(i)对解决后的网格点执行无约束Delaunay三角化；(j)形成解决后的网格点的垂直平分网格以形成用于储层单元的数据的Voronoi网格；以及(k)形成用于Voronoi网格的非结构化网格数据描述。2.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中形成无约束网格数据描述的步骤包括如下步骤：形成无约束网格数据描述的输出显示。3.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中形成无约束网格数据描述的步骤包括如下步骤：将非结构化网格数据描述存储在存储器中。4.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中在提炼的步骤中产生的网格单元点对储层模型中的不规则内部边界几何结构进行几何表示。5.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中内部边界包括储层中的故障。6.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中内部边界包括储层中的不连续性。7.根据权利要求6所述的计算机实施的方法，其中储层中的不连续性是从由断裂、相的边界、和液压单元组成的集合中选择的。8.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其中所生成的井点对储层模型中的井眼进行几何表示。9.一种数据处理系统，用于基于限定储层模型的内部边界几何结构和内部边界描述的输入数据、以及基于针对储层模型中的井的井轨迹和竣工资料，来生成地下储层的模型的非结构化网格，所述数据处理系统包括执行如下步骤的处理器：(a)提炼内部边界几何数据以产生用于网格的网格单元点；(b)构建连接相邻网格单元点的内部边界线以形成边界线段；(c)在网格单元点处构造内部边界交叉圆；(d)在相邻网格单元点的内部边界交叉圆的交叉点之间生成内部边界网格点；(e)按优先级顺序排列所生成的内部边界网格点；(f)生成储层模型中的井点；(g)按优先级顺序排列所生成的井点；(h)解决所生成的内部边界网格点与所生成的井网格点之间的冲突的网格点；(i)对解决后的网格点执行无约束Delaunay三角化；(j)形成解决后的网格点的垂直平分网格以形成用于储层单元的数据的Voronoi网格；以及(k)形成用于Voronoi网格的非结构化网格数据描述。10.根据权利要求9所述的数据处理系统，其中数据处理系统包括输出显示器，输出的步骤包括：形成无约束网格数据描述的输出显示的步骤。11.根据权利要求9所述的数据处理系统，其中数据处理系统包括存储非结构化网格数据描述的数据存储器。12.根据权利要求9所述的数据处理系统，其中在提炼的步骤中产生的网格单元点对储层模型中的不规则内部边界几何结构进行几何表示。13.根据权利要求9所述的数据处理系统，其中内部边界包括储层中的故障。14.根据权利要求10所述的数据处理系统，其中内部边界包括储层中的不连续性。15.根据权利要求14所述的数据处理系统，其中储层中的不连续性是从由断裂、相的边界、和液压单元组成的集合中选择的。16.根据权利要求9所述的数据处理系统，其中所生成的井点对储层模型中的井眼进行几何表示。17.一种数据存储装置，其在非暂时性计算机可读介质中存储有计算机可操作指令，其用于使得数据处理系统基于限定储层模型的内部边界几何结构和内部边界描述的输入数据、以及基于针对储层模型中的井的井轨迹和竣工资料，来生成地下储层的模型的非结构化网格，存储在数据存储装置中的所述指令使得数据处理系统执行如下步骤：(a)提炼内部边界几何数据以产生用于网格的网格单元点；(b)构建连接相邻网格单元点的内部边界线以形成边界线段；(c)在网格单元点处构造内部边界交叉圆；(d)在相邻网格单元点的内部边界交叉圆的交叉点之间生成内部边界网格点；(e)按优先级顺序排列所生成的内部边界网格点；(f)生成储层模型中的井点；(g)按优先级顺序排列所生成的井点；(h)解决所生成的内部边界网格点与所生成的井网格点之间的冲突的网格点；(i)对解决后的网格点执行无约束Delaunay三角化；(j)形成解决后的网格点的垂直平分网格以形成用于储层单元的数据的Voronoi网格；以及(k)形成用于Voronoi网格的非结构化网格数据描述。18.根据权利要求17所述的数据存储装置，其中所述指令还包括使得数据处理系统执行如下步骤的指令：形成无约束网格数据描述的输出显示。19.根据权利要求17所述的数据存储装置，其中所述指令还包括使得数据处理系统执行如下步骤的指令：将非结构化网格数据描述存储在存储器中。20.根据权利要求17所述的数据存储装置，其中在提炼的步骤中产生的网格单元点对储层模型中的不规则内部边界几何结构进行几何表示。21.根据权利要求17所述的数据存储装置，其中内部边界包括储层中的故障。22.根据权利要求17所述的数据存储装置，其中内部边界包括储层中的不连续性。23.根据权利要求22所述的数据存储装置，其中储层中的不连续性是从由断裂、相的边界、和液压单元组成的集合中选择的。24.根据权利要求17所述的数据存储装置，其中所生成的井点对储层模型中的井眼进行几何表示。25.一种计算机实施的方法，用于为储层模型形成流动和传送过程的模型，所述储层模型由多个网格单元组成，并且基于限定储层模型的内部边界几何结构和内部边界描述的输入数据，并且基于储层模型中的井眼的井轨迹和竣工资料，并且基于储层的Voronoi单元模型，所述方法包括如下计算机实施的步骤：(a)接收针对一个网格单元和邻近网格单元的在储层中延伸的Voronoi单元列数据；(b)确定所述网格单元与邻近网格单元之间的连接的性质；以及(c)确定所述网格单元与邻近网格单元之间的流体流动和传送过程。26.根据权利要求25所述的计算机实施的方法，其中所确定的连接的性质是垂直的，并且其中确定流体流动和传送过程的步骤包括：确定针对单元之间的连接的面的面积和可透性。27.根据权利要求25所述的计算机实施的方法，其中所确定的连接的性质是横向的，并且还包括确定所述横向连接是否为故障边的步骤，并且：(a)如果是，则确定所述网格单元与邻近单元之间是否存在重叠，并且确定针对重叠的单元之间的连接的面的面积和可透性；(b)如果否，则确定针对单元之间的连接的面的面积和可透性。28.根据权利要求25所述的计算机实施的方法，其中所确定的连...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·Y·丁，拉里·SK·冯，阿里·H·多鲁，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA