CN103493063A - 生成用于地质力学建模的数据 - Google Patents
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Abstract
本说明书描述了与建模地下区域有关的系统、方法、和软件。在一些方面接收有效差分(FD)网格数据和有限元(FE)网状结构数据。FD网格数据包括FD网格节点位置和FD网格值。FD网格值包括每个FD网格节点位置的地下地层属性的值。FE网状结构数据包括FE网状结构节点位置和每个FE网状结构节点位置的空间域。针对每个FE网状结构节点位置生成地下地层属性的值。每个FE网状结构节点位置的值是基于关于FE网状结构节点位置的空间域内的FD网格节点位置的FD网格值来生成的。将所生成的值指派给FE网状结构数据的FE网状结构节点位置以对地下地层进行地质力学建模。
Description
背景技术
本公开涉及生成用于地质力学建模的数据。
地质力学建模通常被用来分析地下地层。例如,地质力学建模可被用来模拟水力压裂、储层流体的生产、以及地层处理活动。地质力学建模可使用有限元技术来实现,该有限元技术将地下地层建模为有限元网状结构。有限元技术可例如通过在复杂的域和域改变上对偏微分方程求解来建模地下地层的地质力学属性和动力学。
发明内容
本说明书描述了用于建模地下区域的系统、方法、和软件。在一些实现中,本文中描述的技术可被用于生成输入数据以便对地下区域进行地质力学建模。例如,用于有限元方法地质力学建模的输入数据可基于有效差分网格数据来生成。
在一些方面,接收有效差分(FD)网格数据和有限元(FE)网状结构数据。FD网格数据包括FD网格节点位置和每个FD网格节点位置的FD网格值。FD网格节点位置是地下区域中的位置,并且FD网格值是地下区域属性的值。FE网状结构数据包括FE网状结构节点位置和每个FE网状结构节点位置的空间域。FE网状结构节点位置是地下区域中的位置,并且空间域是关于每个FE网状结构节点位置的体积。针对每个FE网状结构节点位置生成地下地层属性的FE网状结构值。每个FE网状结构节点位置的FE网状结构值是基于关于FE网状结构节点位置的空间域内的FD网格节点位置的FD网格值来生成的。将FE网状结构值指派给FE网状结构节点位置以对地下地层进行地质力学建模。
各实现可包括以下特征中的一个或多个。接收FD网格数据和FE网状结构数据包括接收参考数据。参考数据包括FD网格数据的第一参考位置以及FE网状结构数据的第二参考位置。通过将第一参考位置与第二参考位置对准来将FD网格数据与FE网状结构数据对准。
作为补充或替代,实现可包括以下特征中的一项或多项。针对每个FE网状结构节点位置计算空间域。计算FE网状结构节点位置的空间域包括计算FE网状结构节点位置的域半径。生成FE网状结构节点位置的FE网状结构值包括标识关于FE网状结构节点位置的空间域内的FD网格节点位置。基于FD网格节点位置与FE网状结构节点位置之间的距离来对给定FE网状结构节点位置的空间域内的每个FD网格值加权。通过对距离加权FD网格值求平均来计算FE网状结构节点位置的FE网状结构值。所得的FE网状结构节点值被用于地质力学建模以分析生成活动和/或压裂活动。
附图和下面的描述阐述了本说明书中所描述的主题的一个或多个实施例的细节。本主题的其它特征、方面和优点将从该描述、附图和权利要求书中变得明了。
附图说明
图1是示出了地质力学建模的示例系统的示意图。
图2A是示出示例有限差分网格和网格节点值的示意图。
图2B是示出示例有限元网状结构的示意图。
图2C是示出用于地质力学建模的示例有限元网状结构和网状结构节点值的示意图。
图3是示出用于生成FE网状结构以便进行地质力学建模的示例技术的流程图。
图4是示例计算子系统的示意表示。
在各附图中相似的附图标记指示相似的部件。
详细描述
可在地下地层的不同类型的表示之间传递地下地层属性的值。例如,这些值可从有限差分(FD)网格适应至有限元(FE)网状结构。地下地层属性的值可被适应至特定类型的数据结构,例如,以便与特定类型的地质力学建模技术联用。例如,FD网格值可被适应至FE网状结构以生成基于FE方法的地质力学建模的输入模型。
FD网格将地下区域的物理和机械属性(例如,孔隙度、密度、孔隙压力等)表示为离散数据点的阵列。FD网格包括FD网格节点,这些网格节点各自表示地下区域中的位置。FD网格节点位置可以跨地下区域的全部或部分的有规律或周期性模式来组织。地下地层属性的值可与每个FD网格节点位置相关联。例如,可针对每个FD网格节点位置计算孔隙度、密度或孔隙压力的值并将它们指派给相应的FD网格节点。在一些情形中,FD网格计算利用例如f(x+b)-f(x+a)形式或另一形式的有限差分表达式。此类有限差分方程可被用来近似差分方程的解,并且这些解可提供对每个FD网格节点位置处地下地层属性的值的估计。
在一些情形中,将FD网格形式的值适应至其中节点对应于地层区域中的不同或附加位置的另一类型的数据结构(例如,FE网状结构)是必须的、有用的、或另外有益的。例如,FE网状结构节点的位置可具有与FD网格节点的位置不同的地层区域中的几何学布置或间隔。结果,FE网状结构可包括FE网状结构节点位置,其不由FD网格中的任何特定位置来表示。在一些情形中,FE网状结构节点位置具有地层区域中的不规则或非周期性布置,或者FE网状结构节点位置可按照与FD网格节点位置的模式不同的模式来组织。而且,FD网格节点位置可以在地层区域中比FE网状结构节点位置更密集地分隔。FE方法可用于地层区域的地质力学建模。例如,FE方法可被用于针对注入活动、生成活动、钻孔活动、和/或其他类型的活动来建模地层区域的机械或其他方面。FE方法计算可寻找偏微分方程和常微分方程、差分方程系统、积分方程、和其他类型的数学模型的近似解。在一些实现中,FE方法可例如通过在复杂的域和域改变上对偏微分方程求解来建模地下地层的地质力学行为和动力学。
FD网格值可通过标识每个FE网状结构节点位置的空间域并在随后基于FE网状结构节点的空间域内的FD网格值计算每个FE网状结构节点位置的地下地层属性的值来适应至FE网状结构。例如,FE网状结构节点的空间域可以是所指定的关于相应的FE网状结构节点位置的半径内的体积。每个FE网状结构节点位置可具有其自己的空间域半径,例如,基于FE网状结构或另一属性的特征半长度(characteristic half length)。给定FE网状结构节点位置的空间域内的FD网格值可被求平均或以其他方式被组合,以生成给定FE网状结构节点位置的地下地层属性的值。在高层处,将FD网格数据适应至FE网状结构可包括基于相应数据集的参考位置对准FD网格和FE网状结构,计算每个FE网状结构节点位置的空间域,以及基于关于FE网状结构节点位置的空间域中的FD网格值计算每个FE网状结构节点位置的地层属性的值。
图1是示出了地质力学建模的示例系统100的示意图。图1中的示例地质力学建模系统100包括井子系统101和计算子系统103。在一些实现中,地质力学建模系统可包括附加和/或不同特征、组件和/或子系统。在高层处,地质力学建模系统100可被用于地质力学分析,例如,示例系统可被用于分析地层下沉、水力压裂操作、井眼稳定性、生产活动、处理活动和/或其他。井系统可包括测量子系统,该测量子系统执行对地理区域102的测量以获取地质数据。测量子系统可获取关于地理区域102中的地下地层的属性的信息。地下地层属性可包括地下物质的孔隙压力、密度、孔隙度和、或其他特性。由测量子系统获取的信息可由计算子系统103处理以评估、分析和/或建模地理区域102的诸方面。在一些实例中,地质力学建模系统100的组件和子系统可执行附加和/或不同类型的功能。
地理区域102包括地理表面111和该表面111之下的地下区域104。地下区域104可包括各种类型的结构,其可包括地质层、储层、或其他结构。出于例示的目的,两个示例层106、108在图1中示出。地下区域104可包括任何数目个层和/或其他类型的地质特征,这些地质特征可具有任何地形形状、厚度、和/或几何形状。例如,地下区域104可包括一个或多个岩石层,该岩石层具有各种程度的孔隙度、渗透性、和/或传导性,并且地下结构可包括断层、断裂层、裂缝和/或其他类型的天然或导致的不连续。在一些实现中,地下区域104可包含烃资源(例如,天然气、油、煤等)、盐水、和/或储层中其他类型的资源。例如,地下储层可包括常规和/或非常规储层。
图1中所示的示例井系统101包括井眼116。井眼116可以是一个或多个发现井、监视井、注入井、生产井、和/或其他类型的井的部分。图1中示出了单个井眼116。在一些实现中,地理区域102不包括井眼。井系统可包括单个井眼或多个井眼,这些井眼可包括具有垂直、水平、倾斜、弯曲、和/或其他类型的几何形状的井眼。地下区域104可包括通过一个或个注入井注入的流体和/或由流体注入生成的导致断层(fracture)。在一些实例中,一个或多个传感器或其他测量设备可被安装到井眼116中。由此,测量子系统可包括表面111处的组件、表面111之下的井眼中的组件和/或附加或不同的本地或远程位置处的组件。
在一些实现中,计算子系统103可计算地下区域104的地质力学变量的值。这些值可基于来自从地理区域102获取数据的测量子系统的信息。这些值可基于井日志、露头(outcropphg)、历史数据、模拟场(analogheld)、和/或其他资源。计算子系统103可包括数据处理系统、设备和/或可存储和处理由测量子系统获取的信息和/或来自其他源的信息的组件。例如,计算子系统103可包括图4中所示的示例计算系统400和/或附加或不同类型的系统和设备。以下将参照图4更详细地描述示例计算系统400的结构和操作。计算子系统103可包括单个位置处和/或多个不同位置处的多个组件。计算子系统103的一些或所有组件可位于地理区域102的远程和/或计算子系统103可包括位于地理区域102处或靠近该地理区域102的组件。
计算子系统103可包括通信系统和架构和/或与之交互。例如,计算子系统103可与一个或多个数据网络(例如,因特网、私有数据网络等)、电信网络、有线或无线通信链路、和/或用于接受与地理区域102有关的信息和/或其他类型的信息的其他类型的接口。在一些实现中,信息可在计算机可读介质(诸如,例如盘、盘驱动、便携式存储器设备和/或另一类型的设备)上被递送给计算子系统103。
计算子系统103可包括计算机软件、应用、模块、代码、功能和/或执行与地质力学建模有关的操作的其他类型的计算机程序。例如,计算子系统103可通过执行图3中所示的过程300中的操作中的一个或多个来分析地质力学数据。在一些实例中,计算子系统103可生成和/或接收FD网格数据并将FD网格数据适应至FE网状结构。
图2A-2C示出了将FD网格数据适应至FE网状结构以进行地质力学建模的示例。图2A是示出示例FD网格200a的示意图。图2B是示出示例FE网状结构202a的示意图。图2C是示出示例FE网状结构202b的示意图。关于图2A-2C描述的技术可结合其他类型地质力学建模技术和/或其他类型的数据结构来使用。在图2A-2C中,示例FD网格200a、示例FE网状结构202a、202b全都表示同一地下区域。例如,示例FD网格200a和示例FE网状结构202a、202b可全都表示图1中所示的地下区域104的部分。图2A-2C中所示的示意图是用于地质力学建模的数据结构的图形表示。由此,附图中所示的FD网格200a和FE网状结构202a、202b表示在存储器中定义的数据结构。相应的数据结构可通过数据处理装置来生成、修改、存储和转换。
FD网格200a在图2A中被示为三维笛卡尔网格,且FD网格节点在FD网格200a中均匀地分隔开。FD网格节点表示地下区域内的个体位置。图2A中示出了三个示例FD网格节点210a、210b、210c。FD网格200a可包括每个FD网格节点的地下地层属性的离散值。出于清楚例示起见,图2A示出了每个FD网格节点的孔隙压力值范围。如图例205a所指示的,图2A中的每种类型的阴影表示以帕斯卡(Pa)为单位的孔隙压力值的不同范围。负值孔隙压力指示压缩压力。根据图例205a,FD网格节点210a附近的阴影指示FD网格节点210a处的孔隙压力在-7.986(10)6pa与-8.722(10)6pa之间,FD网格节点210b附近的阴影指示FD网格节点210b处的孔隙压力在-8.772(10)6pa与-9.458(10)6pa之间,FD网格节点210a附近的阴影指示FD网格节点210a处的孔隙压力在-9.458(10)6pa与-1.019(10)7pa之间。虽然图2A和2C中的示例仅示出了孔隙压力值,但是附加和/或不同类型的地下地层属性可被包括在FD网格或FE网状结构中。
FE网状结构202a在图2B中被示为三维网状结构,且FE网状结构节点位于FE网状结构202a中的各个位置处。FE网格节点表示地下区域内的个体位置。在图2B中示出了两个示例FE网状结构节点212a、212b。每个FE网状结构节点具有相关联空间域。空间域可具有任意几何形状。图2B中的示例FE网状结构202a中示出了两个示例空间域214a、214b。空间域214a表示地下区域中FE网状结构节点212a周围的球形体积,而空间域214b表示地下区域中FE网状结构节点212b周围的球形体积。每个FE网状结构节点可具有离散空间域。例如,每个FE网状结构节点的空间域可取决于相距毗邻FE网状结构节点的距离。每个FE网状结构节点的空间域可被表示为域半径或者一个或多个其他特征值。在一些实例中,每个FE网状结构节点的空间域是具有等于FE网状结构节点的特征半长度的半径的球形。FE网状结构节点的特征半长度可以是相距FE网状结构节点的最接近邻元节点的距离的一半。在一些情形中,空间域可具有非球形或不规则几何形状。FE网状结构节点的空间域可重叠。例如,两个或更多个毗邻FE网状结构节点可具有重叠空间域。
在图2A和2B中所示的示例中,FE网状结构节点的位置和FD网格节点的位置彼此独立。FD网格200a用于FD建模技术,并且因此FD网格节点位置可基于特定FD建模技术的约束、特征或要求。例如,图2A中所示的FD网格节点位置被布置成立方体模式。FE网状结构202a用于FE建模技术,并且因此FE网格节点位置可基于特定FE建模技术的约束、特征或要求。例如,FE网状结构202a包括基本圆柱几何形状的区域(其可对应于例如井眼附近的区域)和基本矩形几何形状的区域(其可对应于远离井眼的大块区域)。由此,在任一个FE网状结构节点位置与任一个FD网格节点位置之间不必有直接对应性。在一些实现中,比起FE网状结构节点位置,FD网格节点位置可以更密集地位于地层区域中。
图2C中所示的FE网状结构202b包括每个FE网状结构位置的孔隙压力值,因此孔隙压力信息可被结合到地下区域的FE方法地质力学建模中。图2C中所示的FE网状结构202b是图2B的FE网状结构202a,且具有适应自图2A的FD网格200a的孔隙压力值。例如,图3中所示的过程300可被用于基于FD网格200a和FE网状结构202a计算每个FE网状结构节点位置的孔隙压力值。根据图2C中的图例205c,FE网状结构节点212a附近的阴影指示FE网状结构节点212a处的孔隙压力在-7.986(10)6pa与-8.722(10)6pa之间,而FE网状结构节点210b附近的阴影指示FE网状结构节点210b处的孔隙压力在-8.772(10)6pa与-9.458(10)6pa之间。FE网状结构202b可包括每个FE网状结构节点的地下地层属性的离散值。出于清楚例示起见,图2C示出了每个FE网状结构节点的孔隙压力值范围。
孔隙压力值是通过对来自对应于每个FE网状结构节点位置的多个FD网格节点位置的孔隙压力值求平均而从FD网格200a适应的。具体地,FD网格200a和FE网状结构202a被对准,对每个FE网状结构节点位置的空间域内的FD网格节点位置的孔隙压力值求平均,且所得平均值被指派给FE网状结构节点位置。该平均值可以是距离加权平均值,例如,按FD网格节点位置与FE网状结构节点位置之间的距离对每个孔隙压力值进行加权。在其中FD网格节点位置的密度高于或相当于FE网状结构节点位置的密度的情形中,多个FE网格节点位置的孔隙压力值可用于计算每个FD网状结构节点位置处的孔隙压力。在FE网状结构节点的空间域重叠的情形中,给定FD网格节点位置可被用来计算多个不同FE网状结构节点的孔隙压力值。
图3是示出用于生成FE网状结构以便进行地质力学建模的示例过程30C的流程图。过程300可被用于将值指派给FE网状结构的节点。例如,过程30C可被用于基于图2A的FD网格200a和图2B的FE网状结构202a生成图2C的FE网状结构202b。过程300可被用于生成附加和/或不同类型的数据结构以进行地质力学建模。在一些实现中,过程300可包括以所示次序或以不同次序执行的附加、更少、和/或不同操作。此外,过程300中的个体操作和/或操作子集中的一个或多个可被分离地和/或在不同上下文中执行以达成类似或不同的结果。在一些实现中,过程300中的操作中的一个或多个可被迭代、重复、省去、更改、和/或通过多个子操作来执行。过程300中的一些或所有方面可通过数据处理装置执行计算机可读指令来实现,该计算机可读指令可被包括在配置成提供所描述的功能的一个或多个软件程序、模块、或应用中。
在302,接收FD网格数据。FD网格数据包括FD网格节点位置和FD网格值。FD网格位置是FD网格的节点的地质位置。一个或多个FD网格值可与FD节点位置中的每一个相关联。一个或多个FD网格值可包括与地下地层属性相关联的地质力学变量的值。地下地层属性可包括例如孔隙压力、密度、孔隙度和/或其他。
在304,接收FE网状结构数据。FE网状结构数据包括FE网状结构节点位置和与每个FE网状结构节点位置相关联的空间域。在306,将FD数据和FE数据对准。数据可基于参考数据来对准。例如,尽管个体FE网状结构节点位置一般不与个体FD网格节点位置对准,但是FD网格和FE网状结构可被对准,以标识FD网格节点相对于FE网状结构节点的位置的位置。FE网状结构数据和FD网格数据可各自包括可被用来对准数据集的一个或多个参考点或轴。
在308,针对每个FE网状结构节点位置标识空间域。在一些实现中,每个FE网状结构节点位置的空间域与域半径相关联。每个FE网状结构节点位置的域半径可基于FE网状结构数据来确定。例如,每个FE网状结构节点的域半径可基于与FE网状结构节点的特征半长度来计算。在一些实现中,半径可基于来自用户的输入和/或基于信息的类型来确定。空间域被用来将多个FD网格节点位置与每个FE网状结构节点位置相关联。在310,标识每个FE网状结构节点的空间域内的FD网格节点位置。
在312,可对每个空间域内的FD网格值加权。FD网格值的加权系数可以基于FD网格节点位置与FE网状结构节点位置之间的距离。在一些实现中,加权系数可通过幂定律、指数、或其它类型的加权函数来确定。可使用附加或不同类型的加权算法,并且在一些情形中,不加权FD网格值。驻留在多个不同空间域中的单个FD网格值可针对不同的空间域而被不同地加权。
在314,可对FE网状结构节点位置生成FE网状结构值。FE网状结构值可通过对每个空间域内的FD网格值求平均来计算。在诸情形中,使用FD网格值的距离加权平均值。距离加权平均值可基于在312计算的距离加权FD网格值来计算。在316,可将FE网状结构值指派给FE网状结构节点位置。例如,从给定空间域内的FD网格值生成的FE网状结构值可被指派给与该给定空间域相关联的FE网状结构节点位置。
图4是示例计算系统400的示意表示。图1中的计算子系统103的一个或多个方面可由示例计算系统400来实现,该示例计算系统400可配合附加和/或不同位置处的一个或多个其他计算系统来操作。在一些实例中,示例计算系统400可执行图3中所示的示例过程300的一个或多个操作。在一些实例中,计算系统400可生成、处理、转换和/操纵图2A-2C中表示的数据。计算子系统400可包括附加和/或不同组件,并且可被配置成以不同的方式操作。
示例计算系统400包括通过总线411通信地耦合的处理器412、存储器410、和输入/输出控制器414。存储器410可包括例如随机存取存储器(RAM)、存储设备(例如,可写入只读存储器(ROM)和/或其他)、硬盘、和/或另一类型的存储介质。计算系统400可被预编程和/或其可通过从另一源(例如,从CD-ROM、通过数据网络从另一计算机设备、和/或以另一方式)加载程序而被编程(和预编程)。输入/输出控制器414被耦合至输入/输出设备(例如,监视器418、鼠标、键盘、和/或其他输入/输出设备)和耦合至网络416。输入/输出设备通过诸如串行链路、无线链路(例如,红外线、射频、和/或其他)、并行链路和和/或另一类型的链路来接收和传送模拟或数字形式的数据。网络416可包括任何类型的数据通信网络。例如,网络416可包括无线和/或有线网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、私有网络、公共网络(诸如因特网)、WiFi网络、包括卫星链路、和/或另一类型的数据通信网络的网络。
存储器410可存储与操作系统、计算机应用和程序、和/或其他资源相关联的指令(例如,计算机代码)。存储器410还可存储应用数据和数据对象,该应用数据和数据对象可由在计算系统400上运行的一个或多个应用和/或虚拟机来解释。如图4中所示的,示例存储器410包括数据430和程序440。在一些实现中,计算设备的存储器可包括示例存储器410中所示的信息的一些或全部。存储器410可存储附加信息,例如与操作系统、设备驱动程序、档案数据、和/或其他类型的信息相关联的文件和指令。
存储在存储器410中的文件和数据包括与地质力学建模有关的信息。在所示示例中,存储器410存储FD网格数据432和FE网状结构数据434。存储器410可存储与地质力学建模有关的附加和/或不同类型的信息。FD网格数据432和FE网状结构数据434可包括与图1中的地理区域102有关的地质数据和/或机械。例如,FD网格数据432可包括FD网格节点的地质位置信息和/或地下地层属性的值;FE网状结构数据434可包括FE网状结构的地质位置信息和/或地下地层属性的值。
程序440可包括软件应用、脚本、程序、函数、可执行件、和/或由处理器412解释和/或执行的其他模块。在所示示例中/程序440包括FD建模模块442、FE建模模块444和数据转移模块446。程序440可包括用于执行图3中所示的操作中的一个或多个的机器可读指令。一般而言,地质力学分析程序44C可包括高级代码、低级代码、源代码、对象代码、机器代码或这些和/或其它类型代码的组合。程序440可以用C、C++、Perl、MATLAB和/或其他类型的编译、解释或可执行编程语言编写。FD建模模块442可基于有限差分技术来执行地质力学建模。FD建模模块442可生成和处理FD网格数据,诸如图2A中所示的示例FD网格200a。FE建模模块444可基于有限元技术来执行地质力学建模。FE建模模块444可生成和处理FE网状结构数据,诸如图2B和2C中所示的示例FE网状结构数据202a、202b。数据转移模块446可基于FD网格生成FE网状结构的地下地层属性的值。例如,数据转移模块446可执行图3中所示的操作中的一个或多个,以生成图2C中所示的FE网状结构202b。
处理器412可执行指令例如以基于数据输入生成输出数据。例如,处理器412可通过执行和/或解释软件、脚本、函数、可执行文件、和/或程序440中包含的其他模块来运行程序440。例如,处理器412可执行图3中所示的操作中的一个或多个。由处理器412接收的输入数据和/或由处理器412生成的输出数据可包括FD网格数据、FE网状结构数据和/或其它类型的数据中的任一个,这些数据可被存储在计算机可读介质中。
本说明书中公开的主题和操作的一些方面可在包括本说明书中公开的结构及其结构性等效物的数字电子电路、或计算机软件、固件、或硬件或者它们中的一个或多个的组合中实现。在本说明书中所描述的主题的一些方面可以被实现成一个或多个计算机程序即计算机程序指令的一个或多个模块,这些程序被编码在计算机存储介质上,以便于数据处理装置来执行,或者用于控制数据处理装置的操作。或者,程序指令可以被编码到人工产生的传播信号上,例如,机器产生的电、光、或电磁信号,产生这些信号是为了编码信息从而传播至合适的接收机装置以便于数据处理装置来执行。计算机存储介质可以是或者可以被包括在计算机可读存储设备、计算机可读存储基板、随机或串行存取存储器阵列或设备、或前述中的一个或多个的组合。此外,尽管计算机存储介质不是传播信号,但是计算机存储介质可以是在人工产生的传播信号中所编码的计算机程序指令的源或目的地。计算机存储介质也可以是或者被包括在一个或多个单独的物理部件或介质中(比如多个CD、盘片、或其它存储设备)。
本说明书中所描述的操作可以被实现成由数据处理装置对一个或多个计算机可读存储设备上所存储的数据或从其它源接收到的数据执行的操作。
术语“数据处理装置”包括用于处理数据的所有类型的装置、设备和机器,例如,包括可编程处理器、计算机、芯片上的系统、或前述的组合。该装置可以包括专用逻辑电路,比如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件之外,该装置也可以包括为所讨论的计算机程序创建执行环境的代码,例如,用于构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、交叉平台运行时间环境、虚拟机、或它们中的一个或多个的组合的代码。该装置和执行环境可实现各种不同计算模型基础结构,诸如web服务、分布式计算和网格计算基础结构。
计算机程序(也被称为程序、软件、软件应用、脚本、或代码)可用任何形式的编程语言编写,包括汇编或解释语言、声明或过程语言,并且其可以任何形式部署,包括作为独立程序或者作为模块、组件、子例程、对象、或其他适合在计算机环境中使用的单元。计算机程序可以但不需要对应于文件系统中的文件。程序可以被存储在保持其它程序或数据(比如在标记语言文本中所有储的一个或多个脚本)的文件的一部分中,或者被存储在专用于所讨论的该程序的单个文件中,或者被存储在多个协作的文件(比如用于存储一个或多个模块、子程序、或代码部分的文件)中。计算机程序可被部署成在一个计算机上或在一个站点或跨多个站点分布的多个计算机上执行,并且通过通信网络互连。
本说明书所描述的过程和逻辑流程的诸方面可以被一个或多个可编程处理器执行,从而执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并产生输出来执行多种动作。这些过程和逻辑流程还可由装置执行,并且该装置可被实现为专用逻辑电路,例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。
作为示例,适于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器两者,以及任何类型的数字计算机中的任何一个或多个处理器。一般而言,处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于根据指令执行多种动作的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储设备。一般而言,计算机还将包括或可用于耦合以从和/或向用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如,磁盘、磁光盘或光盘)接收数据和/或传输数据。然而,计算机不需要具有这种设备。此外,计算机可被嵌入到另一设备中,例如全球定位系统(GPS)接收机、或便携式存储设备(例如,通用串行总线(USB)闪速驱动器)、以及其他类型的设备。适于存储计算机程序指令和数据的装置包括所有形式的非易失性存储器,作为示例该非易失性存储器包括:储存设备(例如,EPROM、EEPROM)和闪存设备;磁盘(例如,内部硬盘或可移动盘);磁光盘;以及CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路系统补充和/或被纳入该专用逻辑电路系统。
为了提供与用户的交互,本说明书中描述的主题的诸方面可在具有用于向用户显示信息的显示设备(如,CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)显示器)与用户可通过它向计算机提供输入的键盘和定位设备(如,鼠标或跟踪球)的计算机上实现特征。其他类型的设备也可用于提供与用户的交互;例如,提供给用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈,例如,视觉反馈、听觉反馈、或触觉反馈;以及来自用户的输入可按任何形式接收,包括声音、语音和/或触觉输入。此外,通过发送文件给用户所使用的设备并且从中接收文件,计算机可以与用户交互作用;例如,响应于从网页测览器接收到的请求,将网页发送给用户的客户机设备上的网页测览器。
本说明书中所描述的主题的一些方面可被实现为计算机系统,包括后端组件(如,作为数据服务器)或者包括中间件组件(如,应用服务器)或者可包括前端组件(如,具有用户通过它与此处描述的系统和技术的实现进行交互的图形用户界面或web浏览器),或者这些后端、中间件或前端组件的任意组合。系统的组件可通过任何形式或介质的数字数据通信(例如,通信网络)来互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)、互联网络(例如,因特网)、和对等网络(例如,adhoc对等网络)。
计算系统可包括客户机和服务器。客户机和服务器一般相距甚远且通常通过通信网络交互。客户机和服务器的关系根据在相应计算机上运行且彼此具有客户机-服务器关系的计算机程序来产生。在一些实施例中,服务器将数据(比如HTML页面)发送到客户机设备(比如,为了向用户显示数据并且接收与客户机设备交互作用的用户的输入)。在客户机设备处产生的数据(比如用户交互作用的结果)可以是从服务器处的客户机设备中接收到的。
虽然此说明书包含许多特定实现细节,但是这些不应被解释为可要求保护的任何范围的限制,而是应当被解释成为特定实现所特有的特征的描述。本说明书在各分开实现的上下文中描述的某些特征也可以组合起来在单个实现中实现。相反,在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以在多个实现中分开地或者以任何合适的子组合的形式实现。此外,虽然特征在上文可被描述成以某些组合的形式起作用,并且甚至最初也如此要求保护,但来自要求保护的组合的一个或更多个特征在一些情形中可以从该组合中除去,并且可使要求保护的组合针对子组合或者子组合的变体。
类似地,尽管操作在附图中以特定次序描绘,但此不应被理解为要求此类操作以示出的特定次序或以顺序次序执行,或者要求所有解说了的操作均被执行以达成期望结果。在某些情形中,多任务处理和并行处理可以是有利的。而且,以上描述的实现中各种系统组件的分开不应理解为在所有实现中均要求此类分开,且应理解,所描述程序组件和系统可在单个产品中一般地集成在一起或封装到多个产品中。
在本公开中,“每一个”指代组中的多个项目或操作中的每一个,并且可包括组中项目或操作的子集和/或组中项目或操作的全部。在本公开中,术语“基于”指示项目或操作至少部分地基于其他项目或操作,并且可以排他地、部分地、主要地、次要地、直接地或间接地基于一个或多个其他项目或操作。
已经描述了本发明的多个实施例。然而,应当理解的是,在不背离本发明的精神和范围的情况下可作出多种修改。因此,其他实施例也在所附权利要求的范围之内。
Claims (20)
1.一种生成地质力学建模输入数据的方法,所述方法包括:
接收有限差分(FD)网格数据,所述有限差分(FD)网格数据标识:
地下区域中的FD网格节点位置;以及
所述FD网格节点位置的地下地层属性的FD网格值;
接收有限元(FE)网状结构数据,所述有限元(FE)网状结构数据标识:
地下区域中的FE网状结构节点位置;以及
关于所述FE网状结构节点位置的空间域,所述空间域中的每一个与所述FE网状结构节点位置中的一个相关联;
生成所述FE网状结构节点位置的所述地下地层属性的FE网状结构值,每个FE网状结构节点位置的所述FE网状结构值是基于关于所述FE网状结构节点位置的所述空间域内的多个FD网格节点位置的所述FD网格值来生成的;以及
将所述地下地层属性的所述FE网状结构值指派给所述FE网状结构节点位置以对所述地下区域进行地质力学建模。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
接收标识所述FD网格数据的第一参考位置以及所述FE网状结构数据的第二参考位置的参考数据;以及
基于将所述第一参考位置与所述第二参考位置对准来将所述FD网格数据与所述FE网状结构数据对准。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括计算与所述FE网状结构节点位置中的每一个相关联的所述空间域。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,计算FE网状结构节点位置的所述空间域包括计算所述FE网状结构节点位置的域半径。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,生成所述FE网状结构值包括,对于每个FE网状结构节点位置:
标识关于所述FE网状结构节点位置的所述空间域内的多个FD网格节点位置中的每一个;
基于所述FD网格节点位置与所述FE网状结构节点位置之间的距离对所述空间域内的所述多个FD网格节点位置中的每一个的FD网格值加权;以及
基于对所述距离加权FD网格值求平均来生成所述FE网状结构节点位置的所述FE网状结构值。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述地下地层属性包括孔隙压力、孔隙度或密度中的至少一个。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括执行所述地质力学建模来分析生产活动或压裂活动。
8.一种地质力学建模系统,包括:
存储器,其存储多个有限差分(FD)网格节点位置中的每一个的地下地层属性的FD网格值;以及
数据处理装置,其被配置成基于所述FD网格值生成多个有限元(FE)网状结构节点位置中的每一个的所述地下地层属性的FE网状结构值,每个FE网状结构节点位置的所述FE网状结构值是基于关于所述FE网状结构节点位置的空间域内的多个FD网格节点位置的所述FD网格值来生成的。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述数据处理装置还被配置成将FD网格的参考位置与FE网状结构的参考位置对准。
10.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述数据处理装置还被配置成通过计算所述FE网状结构节点位置中的每一个的域半径来计算与所述FE网状结构节点位置中的每一个相关联的所述空间域。
11.如权利要求8所述的系统,其特征在于,生成所述FE网状结构值包括,对于每个FE网状结构节点位置:
标识关于所述FE网状结构节点位置的所述空间域内的多个FD网格节点位置中的每一个;
基于所述FD网格节点位置与所述FE网状结构节点位置之间的距离对所述空间域内的所述多个FD网格节点位置中的每一个的FD网格值加权;以及
基于对所述距离加权FD网格值求平均来生成所述FE网状结构节点位置的所述FE网状结构值。
12.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述地下地层属性包括孔隙压力、孔隙度或密度中的至少一个。
13.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述数据处理装置还被配置成将所述FE网状结构值指派给所述FE网状结构节点位置。
14.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述数据处理装置还被配置成基于所述FE网状结构值建模所述地下地层中的生产活动的地质力学方面。
15.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述数据处理装置还被配置成基于所述FE网状结构值建模所述地下地层中的注入活动的地质力学方面。
16.一种编码有用于生成地质力学建模输入数据的指令的计算机可读介质,所述指令在被执行时执行包括以下各项的操作:
接收地下地层中多个有限差分(FD)网格节点位置中的每一个的地下地层属性的FD网格值;
标识所述地下地层中关于多个FE网状结构节点位置的空间域,所述空间域中的每一个与所述多个FE网状结构节点位置中的一个相关联;
生成所述FE网状结构节点位置的所述地下地层属性的FE网状结构值,每个FE网状结构节点位置的所述FE网状结构值是基于关于所述FE网状结构节点位置的所述空间域内的多个FD网格节点位置的所述FD网格值来生成的。
17.如权利要求16所述的计算机可读介质,其特征在于,所述操作还包括将FD网格与FE网状结构对准。
18.如权利要求16所述的计算机可读介质,其特征在于,生成所述FE网状结构值包括,对于每个FE网状结构节点位置:
标识关于所述FE网状结构节点位置的所述空间域内的多个FD网格节点位置中的每一个;
基于所述FD网格节点位置与所述FE网状结构节点位置之间的距离对所述空间域内的所述多个FD网格节点位置中的每一个的FD网格值加权;以及
基于对所述距离加权FD网格值求平均来生成所述FE网状结构节点位置的所述FE网状结构值。
19.如权利要求16所述的计算机可读介质,其特征在于,所述地下地层属性包括孔隙压力、孔隙度或密度中的至少一个。
20.如权利要求16所述的计算机可读介质,其特征在于,还包括:
将所述FE网状结构值指派给所述FE网状结构节点位置;以及
使用指派给所述FE网状结构节点位置的所述FE网状结构值来对所述地下地层进行地质力学建模。
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