CN102057368A - 利用最大连续场在三维体积模型中分布性质 - Google Patents

Abstract

通过在无网格的情况下使多个点分布在地球的体积中而创建了该体积中的地质性质的模型。每个点具有一位置。将第一矢量分配给所述多个点中的第一点。第一矢量具有根据第一点的位置的邻域中的地质性质得出的长度、大小以及方向。该第一矢量的大小表示该第一点的邻域中的地质性质的值。该第一矢量的方向表示最大连续性方向。最大连续性方向是当背离该第一点移动时，该体积中的地质性质的大小保持基本相同达最远距离的方向。该第一矢量的长度表示从该第一点沿地质性质的大小和最大连续性方向保持基本相同的该第一矢量的方向穿过该体积的距离。

Description

利用最大连续场在三维体积模型中分布性质

背景技术

地质模型通常用于表示地球的地下体积。在许多现有的地质建模系统中，地下体积被分成由单元或块组成的网格，并针对这些单元或块定义或预测地质性质。

附图简述

图1是示出建立地质模型的过程的一部分的一个实施例的流程图。

图2-4示出在感兴趣的体积中分布多个点的实施例。

图5示出一矢量。

图6示出点的分布和所分配的矢量的示例。

图7-8示出网格化的实施例。

图9示出包括断层的实施例。

图10示出变形单元的实施例。

图11示出环境的实施例。

详细描述

在本文所描述的技术的一个实施例中，如图1所示，在模型中定义感兴趣的体积(框105)。将点分布在感兴趣的体积中(框110)。将代表性质的最大连续性的矢量分配给这些点(框115)。然后在感兴趣的体积内构造网格(框120)。将网格分配给感兴趣的体积不在过程开始时执行。替代地，过程被推迟直到将与感兴趣体积的地质概况有关的信息插入模型中之后。

框105中提及的且在图2中示出的感兴趣的体积的示例205是二维(2D)的。在一个实施例中，感兴趣的体积205是三维(3D)的。在一个实施例中，感兴趣的体积205是N维(ND)的。

在将点分布在感兴趣的体积中的一个实施例中(框110)，由实心圆表示的一些点(例如210)表示与地质性质有关的至少一些信息已知的空间位置。已知信息可通过地震勘探、测井或获取地质信息的其他技术来获取。例如，在一个实施例中，此类点可等同于已经钻井的位置或地震爆炸点(地震检波器的位置)或共深度点(波从源传播至反射器再至接收器时的半程点，包括在地层不平坦情况下的倾角时差处理之类的校正)或已经进行定量或定性测量的地理位置的任何点。在一个实施例中，由空心圆表示的其他点(例如215)表示已对与地质性质有关的信息进行了估计的空间位置。该信息利用常规地质和/或地理统计技术以及内插和/或解释方法进行了估计。

在一个实施例中，一位置可能具有表示第一地质性质的空心圆和表示第二地质性质的实心圆，这表明与第一地质性质有关的信息是已知的，而与第二地质性质有关的信息已进行了估计。在一个实施例中，这样的位置(例如220)由部分填充的圆形表示。

在一个实施例中，这些点随机分布，如图2所示。例如，在一个实施例中，每个点的坐标是由随机数生成器产生的。在一个实施例中，这些点均匀或规则地分布。例如，在一个实施例中，这些点分布在规则的方形网格中。在图4所示的一个实施例中，使这些点以较大浓度分布在感兴趣的体积205内的感兴趣区域405中。例如，在一个实施例中，定义了感兴趣区域405，且点随机或均匀地分布在感兴趣区域405中。在一个实施例中，使点分布在感兴趣体积205中，定义了感兴趣区域405，且使新的点分布在感兴趣区域405中，或将已被定义在感兴趣区域405之外的点移动到感兴趣区域405中。

在分配表示性质的最大连续性的矢量(框115)的一个实施例中，如图2所示，将矢量225分配给空间位置处的点230。该矢量具有位置、大小、方向以及长度。位置、大小以及方向被表示为如矢量常规表示以及如图5所示。该矢量具有称为长度的附加维度，其在图5中由虚线表示。该虚线被示为比表示矢量大小的实线长，但这仅仅是为了进行方便和简单的说明。长度的实际值不限于该方式。

最大连续性的方向可根据各种输入来定义：层段(由两个地质表面约束的垂直空间)中的特定分层类型，从通道界限的地图视图的投影、或由矢量的地质用户在感兴趣体积的特定部分中的手绘。

在一个实施例中，该矢量的大小表示在分配了矢量的点的位置的邻域中的地质性质的值。在一个实施例中，邻域的大小是可变的，且会取决于多种因素，包括感兴趣体积的大小、地质性质在该体积或该体积的一部分中的变化迅速程度以及其他因素。

在一个实施例中，该矢量的方向表示最大连续性的方向，当远离矢量位置移动时，感兴趣体积中的地质性质的大小沿着该方向保持基本相同达到最大距离。在一个实施例中，“基本相同”表示在10％以内。在一个实施例中，“基本相同”在不同情况下具有不同含义。例如，在地质性质在感兴趣体积的大部分上高度变化的一些情况下，“基本相同”可以更高，例如15％。在地质性质在感兴趣体积的大部分上稳定的其他情况下，“基本相同”可以更低，例如5％。在一个实施例中，本文中所描述技术的用户调节决定“基本相同”的含义的变量。

在一个实施例中，该矢量的长度表示从分配矢量的点的位置沿地质性质的最大连续性的大小和方向保持基本相同的矢量方向穿过感兴趣体积的距离。长度的示例在图2和3中示出。矢量225具有由源于点230的实心箭头的长度和方向表示的大小和方向，且被标记为225。该矢量的长度由从矢量225的头部延伸至点305的虚线表示，在点305处定义了新的矢量310。这表明最大连续性从点230到点305基本具有矢量225的方向和大小，在点305处最大连续性的方向和大小变为矢量310的方向和大小。表明矢量310的长度的虚线延伸至感兴趣体积205的边缘，且可能超过该边缘。

在一个实施例中，表明矢量的长度的虚线在另一矢量的起点或该体积的边缘处结束。在一个实施例中，矢量的长度不限于这种方式，且表明矢量长度的虚线可在感兴趣体积中的任意点处结束，而不论是否有另一矢量起始于该点。

在一个实施例中，如图3所示，一个点可以是一个以上矢量的起点。例如，在图3中，点230作为矢量225和矢量315的起点。在一个实施例中，矢量225表示一个地质性质，而矢量315表示另一个地质性质。

图6示出已经完成一些上述分析的模型。如图所示，已假设了由曲线602和604表示的通道。该通道内的三个点606、608以及610已被标识为有可用的硬数据。该模型还包括在通道内的点612、614、616、618、620、622、624、626以及628，这些点的数据已进行了估计。已在该通道内的所有点处分配了矢量。所有这些矢量具有延伸至另一点的长度。在一些情况下，一个以上矢量在单个点(例如608)处结束，这表明由图6中所示矢量表示的地质性质在点608、610、612以及614的区域中基本相同。一些矢量起始于例如620和626的点，这些点不是其他矢量的终点。一些矢量具有在感兴趣体积205的边缘处结束的长度，诸如起始于点606、626以及628的矢量。

图6中的示例模型包括在通道外的存在可用硬数据的两个点630、632，表示起始于该点的矢量的长度的虚线不在另一点处结束。图6中的示例模型包括在通道外的两个点634、636，这两个点存在可用的硬数据。表示矢量634的长度的虚线在点636处结束。表示起始于点636的矢量的长度的虚线在感兴趣体积205的边缘处结束。

图6中的示例模型包括在通道外的点638，该点的数据已进行了估计。表示起始于点638的矢量的长度的虚线的长度在感兴趣体积205的边缘处结束。

参照图1，在一个实施例中，构造单元网格(框120)包括在模型内构造第一单元网格。第一单元网格中的每个单元覆盖感兴趣体积的一部分，且具有与其关联的值。该值根据具有在感兴趣体积的被该单元覆盖的那部分内的起点的矢量得出。图7中所示的单元705、710、715、720、730、735、740是2D感兴趣体积中的方块或3D感兴趣体积中的立方体。与每个单元相关联的值根据起始于单元内任何位置的矢量的值得出，这些矢量由空心三角形表示。为简单起见，在图7和8中仅示出这些矢量的起点。例如，与单元705相关联的值根据矢量745的值得出，而与单元740相关联的值根据矢量750、755以及760的值得出。诸如矢量765、770的示为空心方块的单元外的矢量未包括在单元值的推导中。

在一个实施例中，与单元相关联的值包括由每个单元中心处的空心圆表示的位置、以及方向、大小和长度。

在一个实施例中，每个单元具有一形状。如果感兴趣体积是三维的，则这些单元可以是立方体、规则多面体、不规则多面体、椭球体、不规则曲面体、贝比(pebi)网格或任何其他三维形状。如果感兴趣体积是二维的，则这些单元可以是正方形、规则多边形、不规则多边形、椭圆、不规则曲面、pebi网格或任何其他二维形状。例如，在图8中，单元805、810、815、820、825、830、835、840在二维中是椭圆，而在三维中是椭球体。

在一个实施例中，如果该单元不是三维球体或二维表面，则它具有与最大连续性方向对准的轴。例如，如果一单元是非圆形的椭圆，则该单元的长轴会与最大连续性的方向对准。

在一个实施例中，可构造覆盖相同的感兴趣体积的其他单元网格。新网格中的单元可具有相同形状和大小，或它们可具有不同形状和大小。此外，新网格中的单元的边界不需要与第一网格中单元的边界一致。

在一个实施例中，如图9中所示，除最大连续性的矢量场之外，还定义了另一系列矢量905、910，定义在感兴趣体积内的由虚线915表示的这一系列矢量指定了断层邻域的断距。在一个实施例中，断距矢量905、910是在没有来自输入结构框架的用户干预的情况下自动定义的。在一个实施例中，断距矢量905、910定义了适用于断层任一侧的两块岩石的位移，以使它们回归到断层出现之前的相邻状态。在一个实施例中，断距矢量905、910具有由矢量一端处的空心圆表示的位置、由与每个矢量相关联的箭头的长度和方向表示的方向和大小、以及由在图9所示示例中延伸超过矢量末端的虚线的长度所示的长度。在一个实施例中，断距矢量的方向和大小表示断距的方向和大小。在一个实施例中，断距矢量的长度表示距离断层位移的方向和大小基本相同的断距矢量位置的距离。与之前一样，术语“基本相同”的含义取决于具体情况。在一个实施例中，“基本相同”表示在10％以内。

图9还示出根据落在单元内的矢量得出的单元的值。单元920具有根据矢量935和940的值得出的由矢量925表示的值(为简单起见，仅示出矢量935和940的起点)。类似地，单元945具有根据矢量955、960和965的值得出的由矢量950表示的值(为简单起见，仅示出矢量955、960和965的起点)。注意，单元920和945的长轴与它们的最大连续性方向对准。

在一个实施例中，使用了最大连续性矢量来定义需要估计性质值的每个位置周围的搜索邻域。在一个实施例中，搜索邻域通过搜索椭球体定义。该搜索椭球体长轴与最大连续性矢量对准。然后从椭球体中心向四周扫描包围要估计的位置的体积，直到找出最少量的已知数据。那时，在一个实施例中，定义与最终搜索邻域等价的单元。然后将每个已知数据值及其在椭球体内部的相对位置转发给标准地理统计算法，以估计与该单元相关联的值。

在一个实施例中，如果一个或多个断层与搜索邻域相交，则使用断距矢量来移动搜索邻域的一部分，以使其消除断层位移。例如，在图9中，搜索邻域椭球体970与断层915相交。使用断距矢量905移动搜索邻域椭球体，以使其不仅包含矢量975和980，还包含矢量985，其中如果未考虑移动则不会包含矢量985。

在另一实施例中，搜索邻域椭球体1005是诸如变形椭球体的变形形状，如图10所示。这会允许搜索邻域椭球体遵循最大连续性的轮廓，如图10中的矢量所示。

在一个实施例中，该建模系统以诸如CD或DVD的计算机可读介质1105上的计算机程序的形式来存储，如图11所示。在一个实施例中，计算机1110通过输入/输出设备1115从计算机可读介质1105读取计算机程序，并将其存储于存储器1120中，该计算机程序在必要时在存储器中通过编译和连接准备好，然后被执行。在一个实施例中，该系统通过诸如键盘的输入/输出设备1115接受输入，并通过诸如监视器或打印机的输入/输出设备1115提供输出。在一个实施例中，该系统在存储器1120中创建地球模型，或修改存储器1120中已存在的地球模型。

在一个实施例中，通过网络1125使驻留于存储器1120中的地球模型对于远程实时操作中心1130可用。在一个实施例中，远程实时操作中心通过网络1135使地球模型或来自地球模型的数据可用于帮助油井1140的规划或油井1140的钻井。

以上文本描述了更宽的发明的一个或更多个具体实施例。本发明还可在各种替代实施例中实现，从而不限于本文中描述的那些实施例。本发明的优选实施例的上述描述被呈现用于说明和描述的目的。它们不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。根据上述示教，许多修改和变化是可能的。本发明的范围不旨在受详细描述限制，而是由所附权利要求限定。

Claims (20)

1.一种用于创建地球的体积中的地质性质的模型的方法，所述方法包括：

在无网格的情况下使多个点分布在所述体积中，每个点具有一个位置；

将第一矢量分配给所述多个点中的第一点，所述第一矢量具有根据所述第一点的位置的邻域中的地质性质得出的长度、大小和方向；

所述第一矢量的大小表示所述第一点的邻域的地质性质的值；

所述第一矢量的方向表示所述体积中的最大连续性方向，所述最大连续性方向是当背离所述第一点移动时所述地质性质的大小沿所述最大连续性方向保持基本相同达到最远距离的方向；以及

所述第一矢量的长度表示从所述第一点沿所述地质性质的大小和最大连续性方向保持基本相同的所述第一矢量的方向穿过所述体积的距离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将第二矢量分配给所述多个点中的第二点，所述第二矢量具有根据所述第二点的位置处的地质性质得出的长度、大小和方向；

所述第一矢量的长度、大小以及方向与所述第二点处的矢量的所述长度、大小以及方向无关。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在无网格的情况下使多个点分布在所述体积中包括使所述点以较大的浓度分布在感兴趣区域中。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在无网格的情况下使多个点分布在所述体积中包括使所述点随机分布。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在无网格的情况下使多个点分布在所述体积中包括使所述点均匀分布。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将第三矢量分配给所述第一点，所述第三矢量具有根据所述第一点的位置的邻域的第二地质性质得出的长度、大小以及方向。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在无网格的情况下使第二多个点分布在所述体积中。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将矢量分配给所有所述多个点。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括构造第一单元网格，每个单元覆盖所述体积的一部分，每个单元具有与其相关联的值，所述值根据分配给所述体积中被所述单元覆盖的部分内的点的矢量而得出。

10.一种用于对地球的体积中的地质性质建模的方法，所述方法包括：

在无网格的情况下使点分布在所述体积中，每个点具有一个位置；

将矢量分配给所述点，每个矢量具有根据分配了所述矢量的点的位置处的地质性质得出的长度、大小以及方向；

每个矢量的大小表示分配了所述矢量的点的位置处的地质性质的值；

所述矢量的方向表示最大连续性方向，最大连续性方向是当背离分配了所述矢量的所述点的位置移动时所述地质性质的大小沿所述最大连续性方向保持基本相同达到最远距离的方向；

所述矢量的长度表示沿从分配了所述矢量的点的位置沿所述地质性质的最大连续性的大小和方向保持基本相同的所述矢量方向穿过所述体积的距离；

构造第一单元网格，每个单元覆盖所述体积的一部分，每个单元具有与其相关联的值，所述值根据分配给所述体积中被所述单元覆盖的部分内的点的矢量而得出。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，每个单元具有一形状，且至少一些单元的形状从由立方体、规则多面体、不规则多面体、椭球体、不规则曲面体以及贝比(pebi)网格组成的形状组中选择。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括构造与所述第一网格不同的第二网格。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一网格是N维的，且N＞2。

14.一种用于对地球的体积中的地质性质建模的方法，所述体积包括断层，所述方法包括：

在所述体积中在与所述断层的位置毗邻的断层点处定义断层矢量，所述断层矢量具有表示由所述断层在所述断层点处引起的体积的位移的长度、方向以及大小；

所述断层矢量的大小表示所述体积在所述断层点处的位移量；

所述断层矢量的方向表示所述体积在所述断层点处的位移方向；

所述断层矢量的长度表示沿所述位移的方向和大小基本相同的所述断层矢量方向的距离；

在所述断层上构造邻域区，所述邻域区具有由所述断层限定的两个部分，所述第一部分与所述第二部分沿所述断层矢量的方向移动所述断层矢量的长度。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：

在无网格的情况下使点分布在所述体积中，每个点具有一个位置；

将矢量分配给所述点，每个矢量具有根据分配了所述矢量的点的位置处的地质性质得出的长度、大小以及方向；

每个矢量的大小表示分配了所述矢量的点的位置处的地质性质的值；

所述矢量的方向表示最大连续性方向，所述最大连续性方向是当背离分配了所述矢量的所述点的位置移动时所述地质性质的大小沿所述最大连续性方向保持基本相同达到最远距离的方向；

所述矢量的长度表示沿从分配了所述矢量的点的位置沿所述地质性质的最大连续性的大小和方向保持基本相同的所述矢量方向穿过所述体积的距离；

使一值与所述邻域区相关联，所述值根据具有所述第一部分或所述第二部分中的位置的地质性质矢量得出。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述邻域区具有一形状，所述形状从由椭球体、变形椭球体组成的形状组中选择，所述椭球体的变形使得所述长轴或所述短轴之一与每个点处最接近该点的矢量平行。

17.一种存储于有形介质中的计算机程序，用于创建地球的体积中的地质性质的模型，所述程序包括可执行指令，所述指令使计算机：

在无网格的情况下使多个点分布在所述体积中，每个点具有一个位置；

将第一矢量分配给所述多个点中的第一点，所述第一矢量具有根据所述第一点的位置的邻域中的地质性质得出的长度、大小和方向；

所述第一矢量的大小表示所述第一点的邻域中的地质性质的值；

所述第一矢量的方向表示所述体积中的最大连续性方向，当背离所述第一点移动时，所述地质性质的大小沿所述最大连续性方向保持基本相同达到最远距离；以及

所述第一矢量的长度表示从所述第一点沿所述地质性质的大小和最大连续性方向保持基本相同的所述第一矢量的方向穿过所述体积的距离。

18.如权利要求17所述的计算机程序，其特征在于，进一步包括可执行指令，所述指令使所述计算机：

将第二矢量分配给所述多个点中的第二点，所述第二矢量具有根据所述第二点的位置处的地质性质得出的长度、大小和方向；

所述第一矢量的长度、大小以及方向与所述第二点处的矢量的所述长度、大小以及方向无关。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括使所述计算机将矢量分配给所有的所述多个点的可执行指令。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括可执行指令，所述可执行指令使所述计算机构造第一单元网格，每个单元覆盖所述体积的一部分，每个单元具有与其相关联的值，所述值根据分配给所述体积中被所述单元覆盖的部分中的点的矢量而得出。

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