CN103902758A - 多段裂缝 - Google Patents
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Abstract
一种方法,包括识别三维环境中的离散天然裂缝,该三维环境包含了通过三维网格模型模拟的储层;通过该三维网格模型中的二维区域的多段模型,表示所述离散的天然裂缝;定义至少一个连接,用于所述多段模型和所述三维网格模型之间的流体连通;定义多段模型的边界条件;以及求解受限于所述至少一个连接和所述边界条件的多段模型,以提供二维区域中流体流动的值。还公开了多个其它的装置、系统、方法等等。
Description
技术领域
天然裂缝可以用于流体存储、流体流动等等。对天然裂缝的建模可以有助于理解流体存储、流体流动等等。这里描述的各种技术属于对裂缝进行建模。
发明内容
一种方法可以包括经由三维网格模型内的二维区域中的多段模型表示离散的天然裂缝,定义多段模型和三维网格模型之间流体连通的至少一个连接,定义多段模型的边界条件,并且求解(solving)受限于所述至少一个连接和边界条件的多段模型,以提供用于二维区域中的流体流动的值。一种系统可以包括用于处理信息的处理器以及用于存储模块的存储器,所述模块为例如储层模块,其用于经由三维网格模型对地下三维环境下的储层进行建模;天然裂缝模块,用于经由二维区域中的多段模型对天然裂缝进行建模;以及求解器模块,用于至少部分地基于经由多段模型对天然裂缝进行建模来求解裂缝网络中流体流动的值。计算机可读存储介质可以包括计算机可执行的指令,其用于指示计算系统使用相对于三维网格模型定位的多个段对天然裂缝区域划分网格,求解与多段相关的方程组,以提供解,将所述解作为输入引入与三维网格模型相关的方程组并求解与该三维网格模型相关的该方程组。
提供本发明内容以引入一些概念,将在下面描述中进一步进行描述。本发明内容不旨在确定要求保护的主题的关键或必要特征,也不旨在用作要求保护的主题范围的限制。
附图说明
通过参考结合附图给出的以下描述,将更加容易理解所描述的实施方式的特征和优势。
图1示出了示例性系统,其包括用于对地质环境进行建模的多个部件;
图2示出了包括用于求解方程组的求解器的示例性流程图和示例性多段井模型;
图3示出了用于对裂缝进行建模的示例性方法;
图4示出了用于对环境下的裂缝进行建模的示例性方法;
图5示出了用于对环境下的裂缝和井进行建模的示例性方法;
图6示出了示例性系统、示例性模块和示例性裂缝网络;
图7示出了示例性环境,其包括一个或多个天然裂缝;
图8示出了示例性图形用户接口;
图9示出了示例性方法;
图10示出了示例性求解方案和示例性方法;
图11示出了示例性求解方案和示例性方法;以及
图12示出了系统的示例性部件和网络系统。
具体实施方式
下面的描述包括了当前实施的用于实践所描述的实施方式的最佳模式。该说明不应认为是限制的意义,而仅仅是用于描述实施方式普遍原理的目的。描述的实施方式的范围应该参考提出的权利要求来确定。
天然裂缝可用于流体存储、流体流动等等。作为示例,流体储层可能存在于包括有天然裂缝的岩层。流体可以从流体储层延伸至与流体储层相交的天然裂缝中。在一些情况下,对于地下岩层,更多的流体可能存在于与储层相交的天然裂缝中,而不在储层本身(例如,考虑油存储在大型碳酸盐场中)。
作为示例,天然裂缝的储层可以包括具有一组天然裂缝的岩体。在这样的示例中,岩体可以通过多种特性来描述(例如,岩性特性,流体特性等等)。天然裂缝可以包括那些由于压力、张力等等形成的,例如由于与板块构造活动相关的力形成的。当多个天然裂缝在岩层中蔓延时,它们可以形成天然裂缝网络,这例如,可以贡献存储(例如,通过多孔性)和流体流动(例如,经由渗透性、可透性等等)。对于从这样的储层产生的流体,天然裂缝可以提供相当快速的流体流动,并可呈现多个长度范围,从相当小(例如,大约数米或更少的数量级)至相当于一个或多个储层尺寸的范围。作为示例,更大的裂缝可以形成“裂缝走廊”,其可以例如识别并映射岩层(例如,基于地震数据、解读地震数据等等)。
相对于更短长度的天然裂缝(例如,天然裂缝的分布),作为示例,那些低于储层仿真分辨率值的裂缝,可以采用连续方法(例如,采用一种或多种孔隙模型,例如双孔模型)进行仿真。对于更大的天然裂缝(例如,天然裂缝的分布),例如,那些具有比储层模型的尺寸更大的尺寸的裂缝,这样的天然裂缝可以采用能够在数学上链接至储层模型的裂缝表示进行建模。例如,工作流可以包括将天然裂缝表示加入与求解技术耦合的现有的岩体模型中,以有效地求解由此带来的用于对流动进行建模的耦合方程组,等等。在这样的示例中,裂缝表示在相对于现有地质模型中的尺寸的尺寸上可以是无量纲的。作为示例,工作流可以包括参数化一个或多个天然裂缝表示,不在地质尺度上对所述一个或多个天然裂缝划分网格(例如,不修改现有的地质模型网格)。这样的方法可以减少地质模型的条件要求,同时提供了精确表示一个或多个天然裂缝特性的机会,例如存储、流动等等。
作为示例,天然裂缝至少可部分地用方位和尺寸(例如,可选的两个尺寸和无量纲的第三尺寸)来表征。作为示例,天然裂缝可部分地用长度/宽度比来表征,其可大于100:1。天然裂缝可族存在,例如,沿着总方向(例如,方位)间隔数百英尺远。这样的天然裂缝可加强区域的渗透性,并有利于或者有损增加采收的技术。例如,天然裂缝可用于释放井眼水力压裂过程中施加的压力,其目的是创造人工裂缝。在这样的示例中,创造的人工裂缝更少,创造的人工裂缝的体积更小,等等。此外,可创建混合网络,同时包括人工裂缝和天然裂缝。作为示例,当天然裂缝“干”时,流体可从人工裂缝流至天然裂缝,这将是有利的或是有害的,取决于流动流体的类型、天然裂缝的位置等等。作为示例,水力压裂步骤可“重新激活”一个天然裂缝(或多个天然裂缝)。当重新激活促进了不需要流体的流动(例如,水)时,所需流体的采收将受影响(例如,采收、处理等)。作为示例,天然裂缝的重新激活是有利的,并提高压裂步骤的效率。
作为示例,对天然裂缝进行建模可加强根据测定做出天然裂缝是否有利于或有损特定对象的决定。例如,如果天然裂缝存储一定数量的所需流体(例如,足够的量),建模能够加强在哪里布置生产井和注射井来采收天然裂缝中至少一部分所需流体的决定(例如,考虑建立受施加的压力、穿透、所需流体的采收等等影响的流动模型)。作为另一示例,如果天然裂缝大致上没有所需的流体,采收步骤可致力于避免创建任何使得所需流体从另一存储(例如,流体储层、充填的裂缝等等)流动到这个天然裂缝的通道。作为再一示例,如果天然裂缝存储不需要的流体,采收需要流体的步骤可致力于避免创建任何可导致不需要流体和需要流体混合的通道。
作为示例,天然裂缝可从储层的方面来表征(例如,从如水力压裂的采收步骤的方面)。作为另一示例,天然裂缝可从例如酸化处理的化学处理方面来表征(例如,包括将酸性物质引入碳酸盐场的天然裂缝中,扩大、延伸天然裂缝等)。天然裂缝的表征可以包括有利于、有损于或中性于一个或多个对象的表征。
作为示例,裂缝的渗透性可大于裂缝周围物质。如前所提及的,裂缝可以是天然的或人工的。人工的裂缝可通过,例如在井眼中注入流体,增加井眼中的压力,超过一个水平,足以导致周围岩层的压裂来制得。在这样的示例中,人工的裂缝与井眼流体连通。由此,人工裂缝通常被视为包括井眼的网络的一部分。对于例如酸化处理的化学处理,这样的处理可施加至天然裂缝或人工裂缝(例如,水力压裂)。酸化处理可认为是一种增产操作,其中,将酸(例如,盐酸)注射入岩层(例如,碳酸盐岩层),从而酸腐蚀裂缝表面,形成传导通道。作为示例,盐酸可引入石灰石岩层的裂缝中,与石灰石反应,形成氯化钙、二氧化碳和水。作为另一示例,考虑白云石岩层,其中还形成了氯化镁。除了盐酸外,其它的酸也可以使用(例如,氢氟酸)。作为示例,可以使用混合酸。
对于压裂,压裂岩层的压力可部分地根据岩层的破裂梯度来评估(例如,kPa/m或psi/foot)。作为示例,制造裂缝的技术可以包括燃烧或爆炸(例如,可燃气体、可燃物等)。对于水力压裂,注射流体(例如,水、其它流体、混合流体等)可用来打开并将裂缝从井眼延伸,以及用来输送支撑剂通过裂缝。支撑剂可以包括沙、陶瓷或其它微粒,能够在水力压裂处理以后,至少一定程度地维持裂缝打开(例如,维持,例如,不管是从井眼至储层或是从储层至井眼流动的路径)。
人工裂缝可定位在任意的方向上,至少一定程度上是可控制的(例如,根据井眼方向、大小和位置;根据相对于时间的压力和压力梯度;根据注射材料;根据支撑剂的使用;根据存在的压力等等)。
水力压裂对于生产天然气以及所谓的非常规天然气是特别有用的。世界范围很大一部分的非常规天然气储层可归类为未开发资源。缺乏对这些储层生产的原因包括行业关注于生产常规储层的气体以及难以从非常规气体储层生产气体。非常规气体储层可用低渗透性来表征,气体在没有一些辅助作用下难以流入井中。例如,辅助气体从非常规储层流动的一种方式是包括水力压裂,提高储层整体的渗透性。
地下岩层,以及相关的物理现象,可以采用多种技术进行建模。这样的技术包括对一个或多个组成岩层的地下体积划分网格,或者其它离散化。当岩层包括一种或多种流体(例如,气体、流体或两者)时,建模技术也可以包括形成考虑例如压力、饱和度和成分的物理现象的公式。作为示例,考虑体积跨度以千米计的油气田。这种田的一个模型可以包括数千网格单元或网格点,每个单元或点具有相关的压力、饱和度和成分值,其例如可选的是相对于时间的方程的未知数。给出初始值(例如,初始条件)以及边界值(例如,边界条件),模型方程式可以采用迭代求解技术,确定一个或多个时间点(例如,稳态或暂态)下的方程未知数。
如前所述,裂缝可根据长宽比来表征。作为示例,裂缝可以包括大于1000:1的长度/宽度比。作为示例,裂缝可以包括大约以厘米计的宽度和大约以百米计的长度。对于用网格单元或网格点建立这种裂缝的模型,由于该裂缝的比例,可涉及许多这样的网格单元或网格点。因此,对于仿真,未知数的数量会增加,而这反过来会增加计算的需求。
作为示例,裂缝可以采用多个相连的段来建模。作为示例,一个段可限定为包括表征一个天然裂缝的特性。例如,一个段可限定为包括相应于双孔模型或“达西(Darcy)”模型(例如,在压力梯度驱动下,在可渗透介质中流动)的特性。作为示例,储层(例如,天然裂缝的储层;缝洞型碳酸盐岩油藏等)可被分类为双孔储层(例如,包括高渗透性区域和低渗透性区域的储层)。
作为示例,裂缝模型可以采用段和相关的用于例如是至或从储层存储、流动等等的方程式来限定。在这样的示例中,储层模型可用代表多种地球物理学特征(例如,故障,水平线等等)的网格单元来限定。
作为示例,用于建立天然裂缝一部分模型的一段可以由一个段“管”和一个节点定义。作为示例,源、槽等等可以“连接”至一个或多个建立天然裂缝模型的段。例如,将储层考虑为源或槽,与天然裂缝流体连通。作为示例,天然裂缝的模型可以包括与储层模型的一个或多个网格单元的数学连接。作为示例,为了在裂缝中建立存储、流动等的模型,段可与方程式关联,建立多相流体在多孔介质中的模型。作为示例,这样的方程式可描述每相流动的达西流动模型(例如,(液)相压降的达西流动模型,具有额外的用于每个相摩尔比率的独立的变量)。
如前所述,储层模型可以包括三维网格(例如,空间网格),能随着时间迭代(例如,暂时的,提供四维模型)。作为示例,储层可跨度数百平方千米,并位于若干千米深。这种储层延伸的本质,使得多种类型的物理现象发挥作用。这样的现象可表现为宏观的、微观的或者宏观和微观现象的组合。试图通过增加储层网格密度来捕获微观现象会导致计算的增加以及其它的资源需求。例如,通过将网格块的间距从10米乘10米减少为5米乘5米来提高二维网格密度,会显著增加计算的需求(例如,增加四倍)。因此,一些折中方案存在于建立微观特征模型和资源需求之间。
用近似裂缝几何(例如,可能是少于大约两厘米)的网格块对裂缝进行建模可能导致网格块的厚度趋向于小于周围的网格单元。在这样的方法中,大小的差异会带来不准确的仿真、不稳定性和小的时间步长。作为示例,可以采用多段方法建立裂缝的模型,例如,不引入会出现大小差异问题的网格块。作为示例,采用多段方法建立一个或多个裂缝的模型后,使用网格方法,例如,将多段方法的结果为网格方法提供信息。这样的示例通过,例如采用多段方法改进天然裂缝的方位、位置等,可增强网格方法。
作为示例,一种方法可以包括建立两者之间的流体连通的多段模型:(i)一个或多个天然裂缝和储层;(ii)一个或多个天然裂缝和一个或多个人工裂缝;(iii)一个或多个天然裂缝和一个或多个井眼;(iv)一个或多个人工裂缝和储层;(v)一个或多个人工裂缝和一个或多个井眼。在这样的示例中,可以对组合进行建模,使得多段模型对流体在不同类型实体之间间接流通进行建模。例如,人工裂缝可经由多段模型进行建模,通过天然裂缝与储层流体连通。如前所述,根据创建人工裂缝所执行的步骤,其固有的是与井眼流体连通的(例如,通过在其上施加压力以创建该人工裂缝的井眼)。
作为示例,多段模型可以包括不同类型的段。例如,一个段可以提供为能够表征注射或生产性能的关系(例如,一个段与描述多相流体流动进入或排出井眼的方程式相关)。作为另一示例,一个段可以提供为能够表征多相流体在多孔介质中的流动(例如,描述每相流动的达西流动模型的方程式)。作为示例,一个段可以提供为能够表征作用在岩层上的化学处理、压力处理等(例如,酸化处理、压裂等等)。
作为示例,求解技术可以包括求解用于多段模型的非线性方程组,其对一个或多个天然裂缝进行建模。这种模型的解,反过来,可以是整个储层非线性求解程序的一个成分。例如,整个储层的求解程序可使用对一个或多个天然裂缝进行建模的多段模型的收敛解。
作为示例,多段模型可以包括相对于参考系统离散化和参数化一个或多个裂缝走廊,其可以加强表达式的灵活性以及场范围裂缝储层模型的计算效率。作为示例,多段模型可影响与仿真框架相关的井模型规格的能力。例如,INTERSECTTM框架(斯伦贝谢公司,德克萨斯州休斯顿)包括井模型规格,规定了创建多段井模型的段。在这样的示例中,“井”段可适用于对天然裂缝进行建模,例如,通过提供一个或多个合适的边界条件。作为示例,边界条件可施加于“井”段,避免该段通过井眼与地表直接连接,从而“井”段可用来对天然裂缝进行建模。此外,井模型规格可以包括一种类型的段,用于将井段与储层连接,该段对多孔体而不是导管(例如,井眼)进行建模。作为示例,天然裂缝可以采用多孔体段(例如,达西段)和合适的边界条件(例如,不直接流入地表,等)进行建模。
作为示例,单个天然裂缝、多个天然裂缝(例如,可选的是一个天然裂缝走廊)可表示为二维“网格”或多段网络。在这样的示例中,代表天然裂缝的2D网格可描述为根据多孔介质规定的多段(例如,达西段)。
作为示例,一种方法可以包括嵌套于储层模型网格求解单个天然裂缝的方程式,和与储层模型网格并行求解天然裂缝方程式的方法相比,这提供的解更具鲁棒性。
作为示例,一种方法可以包括相对于事先存在的网格(例如,储层模型网格)布置一个或多个2D网格。在这样的示例中,2D网格,例如,没有厚度(例如,在一个尺寸上没有量纲),可沿着网格线插入(例如,数学地)事先存在的网格中,或者可以使用包括为由2D网格分割的事先存在的网格单元划分的网格单元的方法插入。这样的方法,与旨在用厚度代表天然裂缝的方法相比,可置入更少的要求,其包括了将网格单元引入事先存在的网格中,而该引入的网格包括了尺寸小于网格插入区域的事先存在的网格的尺寸。
作为示例,适用于对天然裂缝进行建模的“井”模型可以零比率与流动边界条件运行,用于将多段天然裂缝的2D网格与储层网格连接。
作为示例,一种系统可以提供用于采用多段方法并使用连续双孔方法(例如,用于地下区域)对一个或多个裂缝走廊进行建模,以创建代表性的混合模型,例如,显然可以使用多段方法对主裂缝走廊进行建模,相关的微观裂缝系统可用双(多)孔特征模型表示。
对于工作流,储层工程师在具有一些超大规模裂缝特征(例如,从地震数据、井测试、测井得到的)信息时可开始对储层进行建模;然而,储层工程师可不具有信息并由此不确定裂缝或小到无法识别的微观裂缝,这对存储、流动等具有实质性的影响。由于裂缝系统会长期影响储层性能,在执行工作流时,储层工程师可试图使用多个仿真,理解储层不确定性的影响以及在生产测量公差内裂缝系统特性的变化以及田的采收性能。
作为示例,给定一个系统,包括执行用于一个或多个天然裂缝多段模型的模块,储层工程师可执行工作流,其包括使用可用的信息将天然裂缝映射到地图上,使用多段模型对地图的天然裂缝进行建模。此外,储层工程师可选地执行包括映射一个或多个替换的天然裂缝地图(例如,能够包含可能的替换特征的地图)的工作流。作为示例,工作流可以包括一个或多个底部未压裂的情况、压裂地图和它们合成的压裂表达式,加入仿真器允许仿真。在这样的示例中,可预测井的性能,并存在历史数据,预测的井的性能可与历史数据比较。
当储层网格模型存在计算稳定的底部未压裂情形时,一种方法包括引入代表天然裂缝的2D网格。在这样的示例中,2D网格串行或并行地引入,改变密度和裂缝的传导性。这样的一种方法避免了底部未压裂情形的储层网格模型的再次网格化,允许检查给定裂缝或裂缝组的效果,同时确保下面的底部情形维持稳定。作为示例,对天然裂缝进行建模的多段方法能够更加方便、灵活,提高裂缝存储、流动等对储层性能、采收等影响的求解和灵敏性。作为示例,对天然裂缝进行建模的多段方法增强了井布置、水力压裂、流体注射、化学处理等的理解,其与一个或多个对象(例如,所需流体的生产)有关。
图1示出了系统100的示例,其包括各种管理部件110,以管理地质环境150(例如,包括沉积盆地、储层151、一个或多个裂缝153等等的环境)的各个方面。例如,相对于地质环境150,管理部件110可以允许感测、钻孔、注射、提取等等的直接或间接管理。反过来,关于地质环境150的进一步的信息可以用作反馈160(例如,可选地作为一个或多个管理部件110的输入)。
在图1的示例中,管理部件110包括地震数据部件112、附加信息部件114(例如,井/测井数据)、处理部件116、仿真部件120、属性部件130、分析/可视化部件142和工作流部件144。操作中,可以分别由部件112和114提供的地震数据和其它信息输入仿真部件120。
在示例性实施例中,仿真部件120可以依赖于实体122。实体122可以包括地球实体或地质对象,例如井、地表、储层等。在系统100中,实体122可以包括实际物理实体的虚拟表示,对其进行重构以用于仿真。实体122可以包括基于感测、观测等获得的数据的实体(例如,地震数据112和其它信息114)。实体可以通过一个或多个特性(例如,地球模型的柱栅几何实体可以用孔隙特性进行表征)进行表征。这些特性可以代表一个或多个测量结果(例如,获得的数据)、计算结果等。
在示例性实施例中,仿真部件120可以依赖于软件框架,例如基于对象的框架。在这样的框架中,实体可以包括基于预定义类的实体,以有助于建模和仿真。基于对象框架的一种商业可用示例是.NETTM框架(Redmond,Washington),其提供一组可扩展的对象类。在.NETTM框架中,对象类压缩再利用代码和相关的数据结构模块。对象类可以使用程序、脚本用来示例对象的情况。例如,井孔类定义表示的对象是基于井数据的井孔。
在图1的示例中,仿真部件120可以处理信息,以确定一个或多个由属性部件130指定的属性,其可以包括多种属性。这样的处理在输入至仿真部件120之前发生(例如,考虑处理部件116)。作为示例,仿真部件120可以基于属性部件130指定的一个或多个属性对输入信息执行操作。在示例性实施例中,仿真部件120可以构建地质环境150的一个或多个模型,用来模拟地质环境150的行为(例如,响应于一个或多个动作,不管是天然的还是人工的)。在图1的示例中,分析/可视化部件142可以允许与模型或基于模型的结果进行交互。作为示例,来自仿真部件120的输出可以被输入至一个或多个其它的工作流,例如由工作流部件144所指示的。
作为示例,仿真部件120可以包括一个或多个仿真器的特征,例如ECLIPSETM储层仿真器(斯伦贝谢公司,德克萨斯州休斯顿)、INTERSECTTM储层仿真器(斯伦贝谢公司,德克萨斯州休斯顿)等等。作为示例,一个或多个储层可以相对于一种或多种增强的采收技术(例如,考虑诸如SAGD的热处理等)进行模拟。
在示例性实施例中,管理部件110可以包括商业可用仿真框架的特征,例如地震,以模拟软件框架(斯伦贝谢公司,德克萨斯州休斯顿)。框架提供了允许优化勘探和发展操作的部件。框架包括模拟软件部件的地震,能够输出信息,用于提高储层性能,例如,通过改善资产团队生产力。通过使用这样的框架,各种专业人士(例如,地球物理学者、地质学者以及储层工程师)可以发展协作的工作流,并将操作集成为流水线步骤。这样的框架可被认为是一种应用,可被认为是数据驱动的应用(例如,输出数据用于模拟地质环境)。
在示例性实施例中,管理部件110的各个方面可以包括附件或插件,根据框架环境的规定操作。例如,商业可用的框架环境,标为框架环境(斯伦贝谢公司,德克萨斯州休斯顿)允许附件(或插件)集成到框架工作流中。框架环境利用.NETTM工具(微软公司,华盛顿州雷德蒙德)并为有效的发展提供稳定的、用户友好的界面。在示例性实施例中,各种部件可实现为附件(或插件),其遵照框架环境的规定(例如,根据应用程序接口(API)、规定等)并依此操作。
图1还示出了框架170的示例,其包括模型仿真层180,还带有框架服务层190、框架核心层195和模块层175。框架170可以包括商业可用的框架,其中模型仿真层180是商业可用的以模型为中心的软件包,其寄存框架应用。在示例性实施例中,软件可以被认为是数据驱动的应用。软件可以包括用于建模和可视化的框架。这样的模型可以包括一个或多个网格。
模型仿真层180可以提供域对象182,用作数据源184,供给呈现186,并提供给各种用户接口188。呈现186可以提供图形环境,应用可在其中显示它们的数据,而用户接口188可以为应用用户接口部件提供普通的外观和感受。
在图1的示例中,域对象182包括实体对象、属性对象和可选的其它对象。实体对象可以用来几何表示井、地表、储层等等,而属性对象可以用来提供属性值以及数据版本和显示参数。例如,实体对象可以代表井,属性对象提供测井信息以及版本信息和显示信息(例如,将井显示为模型的一部分)。
在图1的示例中,数据可存储在一个或多个数据源(例如,数据存储器,通常是物理数据存储装置)中,其可以位于相同的或不同的物理地点,并可经由一个或多个网络访问。模型仿真层180可以被配置为对项目进行建模。如此,特定的项目可以被存储,存储的项目信息可以包括输入、模型、结果和情形。这样,在完成建模部分时,用户可存储项目。以后,项目可以被访问并使用模型仿真层180再次存储,这能再次创建相关域对象事件。
在图1的示例中,地质环境150可以被配备有多种传感器、检测器、激励器等等。例如,设备152可以包括通信电路,以相对于一个或多个网络155接收并发送信息。这样的信息可以包括与井下设备154相关的信息,井下设备154被配备为获取信息,以有助于辅助资源采收等。其它的设备156可与井场远程布置,并且包括感测、检测、发射或其它的电路。这样的设备可以包括存储和通信电路,以存储和发送数据、指令等等。
如前所述,图1中的仿真部件120可以包括一个或多个仿真器的特征,例如ECLIPSETM储层仿真器、INTERSECTTM储层仿真器等等。图2示出了用于仿真与岩层210相关的物理现象的示例性处理的流程图200,其可以是例如图1中的地质环境150或其它地质环境的一部分。图2还示出了多段井模型270的示例,所述多段井模型270提供对岩层210中的井进行建模。
在图2的示例中,提供网格块220为表面、体积等进行网格化,以表示地下岩层210,而模型块230提供用于对与地下岩层210相关的物理现象进行建模的方程式。模型块230的方程式可以是离散的或者为相对于网格块220提供的一个或多个网格(例如,结构化的,非结构化的,结构化的和非结构化的)所描述的。
作为示例,求解这些方程式,以描述取决于诸如压力(例如,包括毛细压力、温度、饱和度、摩尔分数(例如,流体摩尔分数、蒸汽摩尔分数、水摩尔分数等))和质量速率(例如,经由质量守恒公式)的变量的值如何随时间改变。方程式可以包括各种相关属性项,例如,与孔隙性、孔隙容积、粘性、质量密度、重力密度和渗透性相关的属性项。作为示例,方程式可表达为摩尔流动(例如,用于提供值,其易于示出例如转化反应和计量反应的现象)。
作为示例,储层模拟可以包括方程组的数个解,描述管理多个部件、多相流体在岩层储层的多孔介质中流动的特定行为的物理学。方程组可表达为耦合的非线性偏微分方程式(PDE)。这些PDE可以是空间离散的,并可选地相对于一个或多个网格是暂时的。方程组可通过迭代步骤求解未知数。作为示例,迭代可以持续一系列的时间步骤发生,直到达到规定的时间。
在图2的示例中,提供线性化块240为例如由模型块230提供的那些方程组进行线性化。例如,非线性方程组的线性化可以采用Newton-Raphson方法来进行,其包括了形成多个未知数衍生物的Jacobian矩阵。例如,岩层210可以是或计划为,用一个或多个井分割。在这样的示例中,方程组可以包括储层部分和井部分。对于描述这些部分的方程式的顺序,与仅考虑储层而没有一个或多个井的方程组相比,井部分的引入会影响一个或多个顺序、矩阵尺寸等。例如,储层部分可能导致对角线结构的Jacobian矩阵(例如,具有一些对角带宽),而井部分会给对角线结构的Jacobian矩阵添加边界。
作为示例,未知数可以包括压力“P”未知数和饱和度“S”未知数。例如,在储层模型中感兴趣的区域可利用一个或多个网格定义多个单元,每个具有一个或多个与之相关的未知属性。未知属性的示例包括压力、温度、饱和度、渗透性、孔隙性等等。
提供求解器块250来求解方程组的线性系统(例如,线性方程组),例如,针对特定的时间。作为示例,求解器块250可用CPR方法块260执行CPR方法(参见,例如Wallis“Incomplete Gaussian Elimination forPreconditioning of Generalized Conjugate Gradient Acceleration”,SPEReservoir Simulation Symposium,11月15-18日,1983,SPE12265)。在图2的示例中,求解器块250可以进行迭代以达到一个或多个收敛标准(例如,可接受的误差)。当涉及时间时,在收敛已经达到在先的时间后,可增加时间(例如,通过步长)。
作为示例,矩阵可以通过逐单元的方式进行排序,其中单元具有相应的未知数。这样的矩阵可以包括零实体和非零实体。块的大小或形状可通过相邻单元或其它关系式确定。此外,数值技术的特性对一个或多个块大小、形状等等具有影响(例如,有限差分技术的阶)。
对于多段井模型270,相对于储层和井眼的示例示出了节点和段管,以对井眼和储层之间的流动(例如,经由对储层进行建模的网格单元)进行建模。如图2中示例所示,提供多段井模型270以将井离散化为若干个一维的段(例如,线),其中每个段包括一个节点和一个段管。在多段井模型270中,段不包括与储层网格单元的连接或包括一个或多个与储层网格单元的连接。可以提供这样的模型模拟三相黑油,例如,通过质量守恒方程和与每个井段相关的压力降方程。作为示例,井的方程式可与储层方程式一起求解,给出每段的压力、流动速率(例如,质量流动速率、体积流动速率、速度等)和成分(例如,相成分,等)。
作为示例,多段井模型270可以是框架井模型规定的一部分,例如INTERSECTTM框架。作为示例,这样的井模型规定可适用于对一个或多个天然裂缝以及可选的一个或多个人工裂缝进行建模。在这样的示例中,除了一个或多个天然裂缝等以外,可对一个或多个井进行建模。例如,给出天然裂缝的多段表达式,一个段可被引入,数学地连接天然裂缝和井。在这样的示例中,边界条件或段的类型可存在以建立数学连接,例如,孔隙天然裂缝的达西段与井的井眼段的连接(例如,流体流动的打开的导管)。在这样的方式中,可对天然裂缝和多段模型中的另一实体之间的流体连通进行建模。作为示例,可引入段,形成裂缝的2D网格(例如,2D网格可数学地连接至用于模拟岩层的3D网格)。例如,段可以形成平面,其数学地代表一个裂缝,用于对从裂缝以及在该裂缝中至裂缝的流动进行建模。在这样的示例中,流动可以是一种或多种流体(例如,流体、气体、注射流体、生产流体等)。如前所述,流动可以根据质量流动速率、体积流动速率、速度等等。
图3示出了方法300的一个示例,其可以是,例如,用于储层工程师等执行的工作流。方法300包括分析块310,用于分析数据,以及决定块320,用于至少部分地根据数据分析决定是否存在一个或多个裂缝。当决定块320决定不存在裂缝时,方法300行进构建块330,构建模型,其可以是,例如,储层模型(例如,包括了对三维的地下区域的网格进行建模的模型)。在方法300中,当决定块320决定存在裂缝时,另一个决定块340决定至少一些裂缝是否存在为离散的裂缝。例如,决定块340可决定分析块310的数据分析对于一个或多个离散裂缝的存在是否提供了足够的信息,其可影响采用多段建模的模型。当决定块340决定不存在离散的裂缝时,方法300行进构建块350,构建模型,其可以包括用于模拟裂缝存在的连续方法(例如,小规模的裂缝根据一个或多个标准不能视为“离散”的)。
当决定块340决定存在一个或多个离散的裂缝时,方法300行进构建块360,构建离散裂缝模型。如图3中示例所示,方法300包括经由表达式块370构建离散裂缝模型,其通过段代表2D中的一个或多个离散裂缝,并可选地代表至少一个包括一个或多个连接的段。给定离散裂缝模型,方法300包括仿真块380,对一个或多个离散裂缝中的流动进行建模。在这样的示例中,流动的仿真可以包括达西流动的仿真(例如,多段模型中的一个或多个段包括描述达西流动的方程式)。
作为示例,仿真可模拟系统的状态。例如,相对稳定的状态可存在岩层存储储层流体的一个或多个天然裂缝中。在这样的示例中,仿真可模拟存储状态,提供一个或多个天然裂缝是否存储流体的信息。作为示例,这样的仿真可不包含达到稳态的中间步长。作为示例,给出稳态的解,井、人工裂缝等可引入多段模型和仿真中,执行,例如,从井至天然裂缝、从人工裂缝至天然裂缝、从储层至天然裂缝等的模拟流动。作为示例,井可以是生产井、注射井或其它类型的井。
图3中示出的方法300与多个计算机可读介质(CRM)块311、321、331、341、351、361、371和381关联。这些块通常包括适于一个或多个处理器(或处理器芯片)执行的指令,指示计算装置或系统执行一个或多个动作。尽管示出的是多个块,可构造单个介质,具有允许至少部分地执行方法300的多个动作的指令。作为示例,计算机可读介质(CRM)可以是计算机可读存储介质。
图4示出了方法400的一个示例,包括识别和表达式块410,用于识别和代表3D环境下2D区域的具有储层的天然裂缝;确定块420,用于定义流体在2D区域和3D环境下的储层之间流通的一个或多个连接;确定块430,用于定义至少2D区域的边界条件(例如,对于与储层关联的天然裂缝,考虑为零比率条件),求解块440,用于求解2D区域中的流动(例如,受限于边界条件),以及求解块450,用于至少部分地根据求解块440提供的2D区域流动的解,求解3D环境中的流动。
如图4中示例所指示的,求解块450的解可通知更新一个或多个区域的更新块412、更新一个或多个连接的更新块422以及更新一个或多个边界条件的更新块432。这样,可存在一个或多个循环,用于精炼一个解或多个解,例如,更加精确地对包括至少一个2D区域的3D环境下的流动进行建模,其可代表一个天然裂缝。
在图4的示例中,2D区域可以是多段区域,多个段代表一个天然裂缝。作为示例,方法400包括代表实体,例如井、人工裂缝等。在这样的示例中,块420和430可分别提供合适的连接和边界条件。
图4中示出的方法400与多个计算机可读介质(CRM)块411、421、431、441和451关联。这些块通常包括适于一个或多个处理器(或处理器芯片)执行的指令,指示计算装置或系统执行一个或多个动作。尽管示出的是多个块,可构造单个介质,具有允许至少部分地执行方法400的多个动作的指令。作为示例,计算机可读介质(CRM)可以是计算机可读存储介质。
作为示例,方法可以包括识别包括储层的三维环境中的离散天然裂缝,其,地下岩层和储层由三维网格模型进行建模;经由三维网格模型中的二维区域的多段模型表达离散天然裂缝;定义至少一个连接,用于多段模型和三维网格模型之间的流体连通;定义用于多段模型的边界条件;以及求解受限于该至少一个连接和边界条件的多段模型,提供流体在二维区域中流动的值。作为示例,这样的方法可以包括至少部分地根据二维区域中流体流动的值,求解流体流动的三维网格模型。
作为示例,一种方法可以包括定义至少一个连接,用于多段模型和井之间的流体连通,该井通过另一个多段模型模拟。这样的方法也可以包括求解多段模型,提供在至少一个二维区域中流体流动的值。
作为示例,一种方法可以包括至少部分地根据二维区域流体流动的值,其代表天然裂缝,用公式表达创建人工裂缝的计划。作为示例,一种方法可以包括经由三维网格模型中的二维区域的多段模型表达人工裂缝,求解多段模型,提供二维区域流体流动的值。
作为示例,一种方法可以包括通过定义离散天然裂缝和储层之间流体连通的连接,定义至少一个连接,用于多段模型和三维网格模型之间的流体连通。在这样的示例中,储层包括流体,二维区域中流体流动的值代表流体从储层至离散天然裂缝、从离散天然裂缝至储层或两者组合的流动。
作为示例,三维网格模型可代表使用连续模型的三维环境中的至少一些裂缝。在这样的示例中,其它裂缝可考虑为离散的,并由一个多段模型或多个模型模拟。
图5示出了方法500的一个示例,包括识别块510,用于识别3D环境下具有一个或多个储层的一个或多个2D区域;模拟块514,用于模拟3D环境下具有一个或多个储层的一个或多个井;定义块520,用于定义3D环境下的一个或多个实体连接(例如,井、裂缝、储层等);定义块530,用于定义3D环境下至少一些实体的边界条件;以及求解块540,用于求解流动(例如,受限于边界条件)。
作为示例,2D区域可以是多段区域,代表现有的裂缝(例如,天然或人工或混合的)、预期的裂缝等。对于模拟块514,模拟可用于现有的井、预期的井、现有井的修改等。作为示例,多段模型可以包括至少一个天然裂缝和至少一个井,不管是现有的还是预期的,等等。
在图5的示例中,方法500包括决定块550,用于决定是否有数据用于一个或多个现有的井。作为示例,当决定块550决定存在这样的数据时,方法500可行进历史匹配块560,用于执行历史匹配(例如,将求解块540的解与数据进行比较)。接着,方法500行进至继续块570,继续循环动作或其它动作。作为示例,当决定块550决定不存在足够的数据时(例如,用于历史匹配),方法500行进至连续块570。
图5中示出的方法500与多个计算机可读介质(CRM)块511、515、521、531、541、551和561关联。这些块通常包括适于一个或多个处理器(或处理器芯片)执行的指令,指示计算装置或系统执行一个或多个动作。尽管示出的是多个块,可构造单个介质,具有允许至少部分地执行方法500的多个动作的指令。作为示例,计算机可读介质(CRM)可以是计算机可读存储介质。
图6示出了系统600的一个示例、多个模块610的示例以及裂缝网络680的一个示例。在图6的示例中,系统600包括一个或多个处理器602,可操作地连接至存储器604。作为示例,存储器604存储例如一个或多个模块610的模块,提供地下环境存储、流动等的模拟。在图6的示例中,模块610包括流体储层模块612、干储层模块614、现有井模块622、预期井模块624、天然裂缝模块642、人工裂缝模块644以及一个或多个求解模块660。在图6的示例中,模块610可以包括适于一个或多个处理器(例如,处理器芯片)执行的指令,指示计算装置或系统执行一个或多个动作。例如,系统600可通过一个或多个模块610的指令指示。
作为示例,一种方法可以包括执行一个或多个模块610,代表例如裂缝网络680的网络。在图6的示例中,裂缝网络680包括天然裂缝和人工裂缝。作为示例,创建水力压裂受一个或多个天然裂缝的影响。例如,水力压裂等比级数可在东北-西南方向进行,重新激活伸向另外方向(参见,例如,指示水力压裂可能支撑的方向)的天然裂缝(虚线)。
作为示例,一种方法可以包括使用多段模型模拟在一环境中的自然压裂,求解用于存储、流动等的多段模型,例如,具有储层的。接着,为预期人工的裂缝分析一解。这样的分析,例如,可以包括相对于一个或多个天然裂缝定位一个或多个井,用于创建一个或多个预期人工的裂缝,以生成网络,用于重新激活天然裂缝,作为流体流动的管道。作为示例,这样的分析可致力于避免特定的天然裂缝和重新激活(例如,使用)其它的天然裂缝。在这样的示例中,天然裂缝位置、属性等等的精炼可使用多段模型发生,可选的是结合模拟一个或多个储层的3D网格模型。
作为示例,模拟可考虑压力和一个或多个其它与压裂相关的因素。作为示例,多段天然裂缝模型可数学地连接至3D环境的压力模型。作为示例,模型可考虑化学处理(例如,酸化处理)。作为示例,多段天然裂缝模型可数学地连接至用于模拟化学处理的化学反应模型(例如,相对于一个或多个裂缝特征)。当至少部分地根据多段天然裂缝模型的解,执行流动的历史匹配时,多段天然裂缝模型的精炼可用于更新与压力有关的一个或多个参数(例如,方向等等)。
作为示例,一种系统可以包括一个或多个处理器,用于处理信息;存储器,可操作地连接至一个或多个处理器;以及模块,包括可存储在存储器中且可由至少一个所述一个或多个处理器执行的指令。这样的模块可以包括储层模块,用于通过三维网格模型模拟地下三维环境中的储层;天然裂缝模块,用于通过二维区域中的多段模型模拟天然裂缝;井模块,用于通过多段模型模拟井;以及一个或多个求解器模块,用于至少部分地根据通过多段模型模拟的天然裂缝,求解裂缝网络中流体流动的值。作为示例,一种系统可以包括求解器模块,用于求解裂缝网络中流体流动的值,包括了至少一个天然裂缝和至少一个人工裂缝。
如前所述,边界条件可定义(例如,施加)在模拟一个或多个天然裂缝等等的多段模型的一个或多个段上。图7示出了环境710的一个示例,包括了多个岩层、井眼和天然裂缝。如图所示,岩层包括流体,例如油、气和/水,可定义多个区。对于边界条件,天然裂缝可以包括天然裂缝至天然裂缝边界条件、天然裂缝至油填岩层边界条件、天然裂缝至井眼边界条件、天然裂缝至气填岩层边界条件等等。作为示例,天然裂缝包括多个边界条件,例如,用于井眼和流体填充的岩层两者。
作为示例,基于流体的类型,岩层可考虑为流体填充或缺乏(例如,“干”)的。例如,当对象是产油时,气填岩层可考虑为缺乏油。如图7的示例性环境710所示,油和水可共存在岩层中,可以形成这样的战略,生产具有最少水质的油。作为示例,这样的战略可通过使用模拟一个环境下的一个或多个天然裂缝的多段变得完美(例如,避免重新激活天然裂缝,带来油中水质的增加)。
图8示出了用于显示网格812、井814和818以及裂缝815的图形用户接口(GUI)810的一个示例以及用于显示网格832、井834和838、裂缝835和比例836的GUI830的一个示例。
对于GUI810,也可用于浏览在另一视图下的多个视图,例如x\y平面的平面图。GUI810可以包括一个或多个数据场,例如,用于与裂缝815相关的参数的输入。例如,裂缝场深度可沿着深度尺寸规定,裂缝场方位可相对于一个方向规定(例如,可选的一个角度)。如前所述,天然裂缝可发生为族或走廊,定位在总方向上(例如,相应于过去的压力,等等)。在图8的示例中,GUI810可用于定位一个场作为族或走廊中的整体或单个裂缝。
对于GUI830,天然裂缝835表示为具有多个值的2D网格,其可以是分配给2D网格的属性、2D网格模型的解等等。例如,比例尺836指示的多个值可代表静属性(例如,渗透性,等等)、动态值(例如,来自仿真的,等等)。作为示例,GUI可显示压力值、饱和度值(例如,多相流体系统中一个相的百分比)、孔隙性值、流动值或其它与达西模型或其它模型相关的值。这些值可直接在2D网格上显示。作为示例,GUI可以包括图形控制,允许相对于代表裂缝的网格选择值的一种或多种类型以及这些值的显示(例如,使用颜色、阴影、轮廓等)。这样,用户可与GUI交互,值可视化,以确定战略、完善战略、更新模型等。作为示例,可视化可表示为一系列相对于时间的图像(例如,电影),例如,以示出一个或多个属性、相的成分等等相对于时间的流动、改变。
作为示例,2D网格包括25或更多的段,其可以是达西段,每个达西段包括属性值。在这样的示例中,边界条件可规定为至少一些段。例如,当井834连接至裂缝835,沿着那个边界的段可以包括合适的边界条件。作为另一示例,当井838连接裂缝835时,沿着那个边界的段可以包括合适的边界条件。
作为示例,井834可规定为生产井,而井838可规定为注射井。在这样的示例中,给定通过注射井838注射流体的条件,多段模型可模拟流体在裂缝835中的流动(例如,2D网格)。在这样的示例中,裂缝835可以包括边界条件,其避免流体移动至地表(例如,一个或多个边界)。
作为示例,天然裂缝835可以包括一个或多个边界条件,数学地将其连接至3D网格832模拟的储层。作为示例,当井838规定为注射井时,可注射流体,例如水,导致油从与天然裂缝835流体连通的油的储层移动值井834,其可规定为生产井。在这样的示例中,2D网格可显示在GUI830中,指示流体、流体相、流体压力、流体流动等等的存在。
图8中示出的GUI810和830与多个计算机可读介质(CRM)块811和831关联。这些块通常包括适于一个或多个处理器(或处理器芯片)执行的指令,指示计算装置或系统执行一个或多个动作。尽管示出的是多个块,可构造单个介质,具有允许至少部分地执行与表现GUI810和830相关的多个动作的指令。作为示例,计算机可读介质(CRM)可以是计算机可读存储介质。
图9示出了方法900的一个示例,其包括模型块910,至少用于模拟天然裂缝;生成块920,至少用于生成该天然裂缝的仿真结果;模型块930,至少部分地根据该仿真结果,模拟人工的裂缝;生成块940,用于生成仿真结果,至少用于该人工裂缝;以及计划块950,用于至少部分地根据该仿真结果计划或创建一个或多个人工裂缝(例如,至少用于天然裂缝、人工裂缝等等)。
图9中示出的方法900与多个计算机可读介质(CRM)块911、921、931、941和951关联。这些块通常包括适于一个或多个处理器(或处理器芯片)执行的指令,指示计算装置或系统执行一个或多个动作。尽管示出的是多个块,可构造单个介质,具有允许至少部分地执行方法900的多个动作的指令。作为示例,计算机可读介质(CRM)可以是计算机可读存储介质。
图10示出了求解方案1010的一个示例和方法1020的一个示例。求解方案1010包括为储层模型1012提供裂缝模型1018求解的结果。在图10的示例中,方法1020附属于解决方案1012。在网格块1030中,方法1020将一个或多个裂缝区域网格化(例如,形成一个或多个网络)。例如,块1030可用多个段1040将一个或多个区域网格化,其中每个段可以是达西(或裂缝)段1046或可选的其它类型的段(例如,井段1042、裂缝-井眼段1044等等)。
如图10中的示例所示,方法1020包括求解块1050,用于求解裂缝区域的方程组。方程组1060可以包括,例如,井方程式1062、裂缝/井方程式1064、达西方程式1066和裂缝/岩层方程式1068(例如,连接方程式)。作为示例,形成的用于裂缝系统各种现象的方程式可同时收敛求解。这种方程组的解可以是其自身,用于场管理或其它管理目的。
在图10的示例中,方法1020包括引入块1070,用于将裂缝模型的解引入综合的储层仿真(例如,根据求解方案1010)。方法1020也包括求解块1090,用于求解综合的储层仿真,例如,通过三维网格模拟的。
方法1020也示出了电路或计算机可读介质块1035、1055、1075和1095,可以是物理部件(例如,实际电路、存储装置、它们的组合等),构造为执行它们相应的方法块1030、1050、1070和1090的动作。
作为示例,一个或多个计算机可读存储介质可以包括计算机执行指令,指示计算系统:用包括储层的地下岩层的三维网格模型网格化一个或多个天然裂缝区域,一个或多个天然裂缝区域由多个段表示;求解与多个段相关的方程组,提供一个解;引入该解,作为与三维网格模型相关的方程组的输入;以及求解与三维网格模型相关的方程组。在这样的示例中,一个或多个计算机可读介质可以包括计算机执行的指令,指示计算系统将一个或多个天然裂缝区域网格化,用于天然裂缝走廊的个体天然裂缝。
作为示例,一个或多个计算机可读介质可以包括计算机可执行指令,指示计算系统将天然裂缝走廊的表达式表现给显示器。在这样的示例中,指令可包含于指示计算系统将图形控制表现给显示器以接收命令来相对于三维地下岩层定位天然裂缝走廊中。
图11示出了求解方案1100的一个示例和方法1110的一个示例。求解方案1100包括提供裂缝模型,模拟一个或多个裂缝1106,例如,作为一个网络或多个网络。方案1100用于求解裂缝模型,并将结果引入模拟储层1102的模型中。
在图11的示例中,一组裂缝方程式可一起求解,并且独立于一组用于每个储层和裂缝方程式组合系统非线性迭代的储层网格单元方程式。从储层网格求解的角度,这样的方法具有在给定与储层相关的至少一个裂缝系统和可选的多个裂缝系统的区域收敛解下求解储层系统的效果。
方法1110包括提供储层方程式的供给块1114和提供裂缝方程式的供给块1118。求解块1122包括(a)求解裂缝方程式,随后(b)求解储层方程式。一种执行块1122多个动作的方法的一个示例表示为块1126至1142。此后,方法1110为输出块1146提供时间“T”的解。
在图11的示例中,求解块1122可执行嵌套循环,用于多个方程式的收敛解。外部循环用于通过决定块1142收敛储层方程式的解;内部循环用于通过决定块1134收敛裂缝方程式的解,以及最内部循环用于通过决定块1130收敛特定裂缝系统的方程式的解。因此,块1126-1142以块1126的裂缝方程式初始化开始(例如,可选的基于储层模型仿真器的输出),随后收敛每个具体裂缝系统的解,接着全局地收敛多个裂缝系统的解。在裂缝系统收敛后,更新块1138更新储层方程式的未知数(例如,独立变量)。仿真器通过迭代未知数的值直至收敛的技术求解储层方程式。一旦收敛,结果从输出块1146输出。这样的结果用于包含包括了相关的裂缝系统的储层的全局的解。
图11也示出了多个计算机可读介质块(CRM)1116、1120、1124、1125和1148,分别相应于方法块1114、1118、1122和1146。尽管示出的块是单独的,单一的计算机可读可以包括块1116、1120、1124、1125和1148的指令。
图12示出了计算系统1200的一个示例和网络系统1210的一个示例的部件。系统1200包括一个或多个处理器1202、存储器和/存储部件1204、一个或多个输入和/或输出装置1206和总线1208。在示例的实施例中,指令可存储在一个或多个计算机可读介质(例如,存储器/存储部件1204)中。这些指令可通过通信总线(例如,总线1208)被一个或多个处理器(例如,处理器1202)读取,可以是有线的或无线的。一个或多个处理器可执行这些指令,以执行(全部或部分地)一个或多个属性(例如,一种方法的一部分)。用户可通过I/O装置(例如,装置1206)浏览输出且与一个进程交互。在示例的实施例中,计算机可读介质可以是存储部件,例如物理存储器存储装置,例如,芯片、成套装备中的芯片、存储卡等等(例如,计算机可读存储介质)。
在示例的实施例中,部件可以分配,例如在网络系统1210中分配。网络系统1210包括部件1222-1、1222-2、1222-3,……,1222-N。例如,部件1222-1可以包括处理器1202,而部件1222-3可以包括处理器1202可存取的存储器。此外,部件1202-2可以包括I/O装置,用于显示以及可选的与一种方法相互作用。网络可以是或者包括互联网、内联网、蜂窝网络、卫星网络等。
尽管上面仅详细描述了一些示例的实施例,但是本领域的技术人员将容易想到修改示例的实施例是可能的。因此,所有这些修改意欲包含在本公开的范围内,如下述权利要求所限定。在权利要求中,装置加功能的从句意欲覆盖这里描述的执行所述功能的结构,并且不仅是结构的等同物,还包括等同的结构。因此,尽管钉子和螺钉可能不是结构的等同物,其中钉子使用圆柱形的表面将木质的部件固定到一起,而螺钉使用螺旋的表面;在紧固木质部件的环境中,钉子和螺钉可以是等同的结构。申请人表达的意愿是不援引U.S.C§112,第6段,对这里的任何权利要求做任何的限制,除非是权利要求中使用了与相关的功能一起的词“用于……的装置”进行表达。
Claims (20)
1.一种方法,包括:
识别包括储层的三维环境中的离散天然裂缝,并且经由三维网格模型内的二维区域中的多段模型来表示所述离散天然裂缝,地下岩层和所述储层通过三维网格模型建模;
定义至少一个连接,用于所述多段模型和所述三维网格模型之间的流体连通;
定义所述多段模型的边界条件;以及
求解受限于所述至少一个连接和所述边界条件的所述多段模型,以提供用于所述二维区域中的流体流动的值。
2.如权利要求1所述的方法,包括至少部分基于用于所述二维区域中的流体流动的所述值,来求解用于流体流动的三维网格模型。
3.如权利要求1所述的方法,其中所述多段模型包括多个段,每个段包括节点和段管。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述多段模型包括多个段,所述多个段包括用于根据达西定律对流体流动进行建模的相关方程式。
5.如权利要求1所述的方法,其中用于流体流动的所述值包括用于多相流体流动的值。
6.如权利要求1所述的方法,包括定义用于所述多段模型和井之间的流体连通的至少一个连接,所述井通过多段模型进行建模。
7.如权利要求6所述的方法,包括求解所述多段模型,以提供用于至少在所述二维区域中的流体流动的值。
8.如权利要求1所述的方法,包括至少部分基于用于在所述二维区域中的所述流体流动的所述值,来制定创建人工裂缝的计划。
9.如权利要求1所述的方法,包括经由所述三维网格模型内的二维区域中的多段模型来表示人工裂缝,并且求解所述多段模型以提供用于所述二维区域中的流体流动的值。
10.如权利要求1所述的方法,其中定义用于所述多段模型和所述三维网格模型之间的流体连通的至少一个连接包括定义用于所述离散天然裂缝和所述储层之间的流体连通的连接。
11.如权利要求10所述的方法,其中所述储层包括流体,并且其中用于所述二维区域中的流体流动的所述值代表流体从所述储层至所述离散天然裂缝的流动。
12.如权利要求10所述的方法,其中所述储层包括流体,并且其中用于所述二维区域中的流体流动的所述值代表流体从所述离散天然裂缝至所述储层的流动。
13.如权利要求1所述的方法,其中所述三维网格模型使用连续模型来考虑所述三维环境中的至少一些裂缝。
14.一种系统,包括:
一个或多个处理器,其用于处理信息;
存储器,其可操作地耦合至所述一个或多个处理器;以及
模块,其包括存储在所述存储器中并且能够由所述一个或多个处理器中的至少一个执行的指令,其中所述模块包括:
储层模块,其用于经由三维网格模型对地下三维环境中的储层进行建模;
天然裂缝模块,其用于经由二维区域中的多段模型对天然裂缝进行建模;
井模块,其用于经由多段模型对井进行建模;以及
一个或多个求解器模块,其用于至少部分基于经由多段模型对天然裂缝进行建模来求解裂缝网络中的流体流动的值。
15.如权利要求14所述的系统,包括人工裂缝模块,其用于经由二维区域中的多段模型对人工裂缝进行建模。
16.如权利要求15所述的系统,其中所述一个或多个求解器模块用于求解裂缝网络中的流体流动的值,所述裂缝网络包括至少一个天然裂缝和至少一个人工裂缝。
17.一种或多种计算机可读存储介质,包括计算机可执行指令,所述指令指示计算系统:
相对于包括储层的地下岩层的三维网格模型对一个或多个天然裂缝区域划分网格,所述一个或多个天然裂缝区域由多个段表示;
求解与所述多个段相关联的方程组,以提供解;
引入所述解,作为与所述三维网格模型相关联的方程组的输入;以及
求解与所述三维网格模型相关联的所述方程组。
18.如权利要求17所述的一种或多种计算机可读介质,进一步包括计算机可执行指令,其用于指示计算系统针对天然裂缝通道的个体天然裂缝来对所述一个或多个天然裂缝区域划分网格。
19.如权利要求18所述的一种或多种计算机可读介质,进一步包括计算机可执行指令,其用于指示计算系统将所述天然裂缝通道的表示呈现给显示器。
20.如权利要求19所述的一种或多种计算机可读介质,进一步包括计算机可执行指令,其用于指示计算系统绘制图形控制至所述显示器,以用于接收相对于三维的地下岩层来对所述天然裂缝通道进行定向的命令。
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---|---|---|---|---|
WO2016032489A1 (en) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | Landmark Graphics Corporation | Optimizing multistage hydraulic fracturing design based on three-dimensional (3d) continuum damage mechanics |
CN106897544A (zh) * | 2015-12-10 | 2017-06-27 | 王香增 | 对来自压裂的非常规地层的油气生产进行建模的方法 |
CN109973068A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-07-05 | 中国石油大学(北京) | 油藏注水诱导裂缝的识别方法及装置 |
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Families Citing this family (3)
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016032489A1 (en) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | Landmark Graphics Corporation | Optimizing multistage hydraulic fracturing design based on three-dimensional (3d) continuum damage mechanics |
US9836561B2 (en) | 2014-08-28 | 2017-12-05 | Landmark Graphics Corporation | Optimizing multistage hydraulic fracturing design based on three-dimensional (3D) continuum damage mechanics |
CN106897544A (zh) * | 2015-12-10 | 2017-06-27 | 王香增 | 对来自压裂的非常规地层的油气生产进行建模的方法 |
CN106897544B (zh) * | 2015-12-10 | 2020-11-03 | 王香增 | 对来自压裂的非常规地层的油气生产进行建模的方法 |
CN111094694A (zh) * | 2017-09-08 | 2020-05-01 | 罗克斯软件解决方案有限公司 | 井裂缝建模 |
US20220027534A1 (en) * | 2018-10-01 | 2022-01-27 | King Abdullah University Of Science And Technology | Physics-preserving impes scheme and system |
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