CN105378799A - 用于离散网络网格划分的放样算法 - Google Patents

Abstract

公开的实施方案包括出于储层模拟目的而在复杂且离散的裂缝周围产生混合计算网格的方法、设备和计算机程序产品。举例来说，一个公开的实施方案包括一种方法，所述方法包括接收3D裂缝表面的集合，所述3D裂缝表面具有在2D流形中已通过一系列多边形而离散化的几何结构。所述方法限定用于将3D裂缝表面的集合切片的一系列非交叉的2D切片表面。所述方法接着使用2D切片表面与限定裂缝表面的2D流形的交叉点来在每一切片表面上产生2D裂缝集合。在一系列步骤之后，所述方法产生三维壳体，所述三维壳体将对应于每一2D切片表面上的每一裂缝的视距集合连接至相邻的2D切片表面上的对应的视距集合以创建三维模型。

Description

用于离散网络网格划分的放样算法

发明背景

1.发明领域

本发明一般来说涉及用于产生可用以建构地下储层的模拟模型的网格的系统和方法，且更具体来说，涉及被配置用于模型化地质裂缝的系统和方法。

2.现有技术的论述

在石油和天然气行业中，储层模型化涉及建构石油储层的计算机模型以用于改进对储量的估计和做出关于该领域的发展的决定的目的。举例来说，可创建地质模型以在生产之前提供对储层的静态描述。相比之下，可创建储层模拟模型来模拟储层生产寿命内的储层内的流体的流动。

关于储层模拟模型的一项挑战是模型化储层内的裂缝，这需要对基质流动特性、裂缝网络连接性和裂缝-基质交互的透彻理解。可将裂缝描述为地层内的张开的裂纹或空隙，且裂缝可自然地发生或从井筒人为地产生。裂缝的正确的模型化是重要的，这是因为裂缝的性质(诸如空间分布、孔径、长度、高度、传导率和连接性)显著影响储层流体到井筒的流动。

因此，公开的实施方案提供出于储层模拟的目的而在复杂且离散的裂缝周围产生混合计算网格的系统、方法和计算机程序产品。

附图简述

下文参考附图详细描述了本发明的说明性实施方案，附图通过引用的方式并入本文中，且其中：

图1说明根据公开的实施方案模型化的三维裂缝的图像；

图2是说明用于根据公开的实施方案模型化三维裂缝的方法的流程图；

图3说明根据公开的实施方案的非交叉2D切片表面的集合与离散化二维裂缝/流形的集合交叉的实例；

图3A说明根据公开的实施方案的非交叉2D切片表面的集合与单个垂直的2D裂缝/流形交叉的实例；

图3B说明根据公开的实施方案的非交叉2D切片表面的集合与单个成角度的2D裂缝/流形交叉的实例；

图4说明用于根据公开的实施方案在裂缝线段周围产生计算网格的实例；以及

图5说明用于根据公开的实施方案在交叉的裂缝线段周围产生计算网格的实例；

图6说明根据公开的实施方案的裂缝线段的复杂阵列周围的计算网格的实例；

图7是说明用于实现公开的实施方案的系统的一个实施方案的框图；以及

图8说明根据公开的实施方案的在包括多个交叉的裂缝线段的复杂的几何结构周围产生的非结构化网格的另一实例；以及

图9说明根据公开的实施方案的描绘3D壳体的透视图的图的实例，所述3D壳体将与交叉的裂缝线群组相关联的视距集合连接至与位于相邻切片表面上的交叉的裂缝线群组相关联的第二视距集合；以及

图9A说明用于图9的视距集合的连续3D壳体的俯视图。

详细描述

公开的实施方案包括用于模型化三维(3D)对象(诸如，但不限于地质裂缝)的系统和方法。通过参看附图的图1至图8来最好地理解公开的实施方案和其优点，相似数字用于各图的相似和对应部件。在研究以下图式和详细描述后，公开的实施方案的其它特征和优点对于本领域技术人员来说将是或将变成显而易见的。希望所有此类额外特征和优点将包括在公开的实施方案的范围内。另外，说明的图式仅仅是示例性的，且无意宣称或暗示关于可实现不同实施方案的环境、架构、设计或过程的任何限制。

图1说明根据公开的实施方案模型化的三维裂缝的图像。如图像100中可见，地层的层包括地层内的裂缝。如上所述，可将这些裂缝描述为地层内的张开的裂纹或空隙，且裂缝可自然地发生或从井筒人为地产生。理解并模型化这些裂缝的恰当特性是重要的，这是因为裂缝实现并影响储层流体到井筒的流动。可使用成像测井获得或产生图像(诸如图像100)。成像测井使用旋转换能器来测量整个井眼壁上的声阻抗，以识别岩石裂缝的存在和方向，以及理解地层的倾斜方向。

图2是说明用于根据公开的实施方案模型化三维裂缝的方法/过程200的流程图。在描绘的实施方案中，所述方法通过接收3D裂缝表面的集合开始，所述3D裂缝表面具有在2D流形中已通过一系列多边形而离散化的几何结构(步骤201)。在替代实施方案中，所述过程200可通过执行3D裂缝的集合的离散化以产生一系列2D流形/裂缝表面而开始。

所述方法限定或包括非交叉2D切片表面的限定的集合/系列，其用以将2D裂缝表面的集合切片(步骤202)。在某些实施方案中，用于将2D流形的集合切片的系列中的切片表面的数目可以是用户可修改的。另外，在一些实施方案中，切片表面的尺寸可以是用户可修改的。

所述方法使用2D切片表面与限定裂缝表面的2D流形的交叉点来在每一切片表面上产生2D裂缝线集合(步骤203)。作为说明性实例，图3描绘说明用以将2D裂缝/流形310的集合切片的非交叉2D切片表面320的集合的实例的图，图3A提供说明根据公开的实施方案的非交叉2D切片表面的集合与单个垂直的2D流形交叉的实例的更详细的视图，且图3B说明根据公开的实施方案的非交叉2D切片表面的集合与成角度的2D流形交叉的实例。

如上所述，在每一切片表面上在切片表面与2D流形集合的交叉点处产生2D裂缝集合。每一2D裂缝由一个或多个裂缝线段组成。根据公开的实施方案，针对切片表面中的每一裂缝(步骤204)，所述方法在与裂缝相关联的每一裂缝线段周围的指定半径处产生视距集合(步骤206)。方法接着针对每一裂缝在与裂缝相关联的所有线段周围产生闭合环路(步骤208)。在某些实施方案中，在与裂缝相关联的线段周围产生闭合环路的过程可包括针对裂缝的每一线段针对每一指定半径计算所有视距边的交叉点(步骤208A)，以及丢弃与裂缝相关联的每一线段的完全为与裂缝相关联的其它线段的视距所含有的含有段(步骤208B)。

在步骤208之后，所述方法在与裂缝相关联的闭合环路内产生形状元素(步骤210)。举例来说，在一个实施方案中，所述过程沿着每一直线段的长度和半径产生参数段(步骤210A)。所述过程接着在结构化区域内可能的话形成四边形元素(步骤210B)且在闭合环路的剩余区域内形成多边形(步骤210C)。

一旦产生形状元素，所述过程就在裂缝集合的闭合环路周围产生约束网格以填充二维表面的剩余部分(步骤212)。在一个实施方案中，Delaunay三角剖分算法用以在裂缝线段集合的闭合环路周围产生约束网格。因此，二维表面中的每一者现在完全由裂缝集合或约束网格中含有的二维单元元素组成。

在步骤214处，所述过程通过使用放样算法将对应于每一裂缝的视距集合从每一切片表面连接至其上方/下方相邻切片表面来产生三维壳体。放样(也称作剥皮和表面重构)是模型化技术，其通过一系列曲线来配合表面且为所得主体/体积区域建立所需拓扑。放样算法包括用于确定相邻切片表面上的哪个视距对应于第一切片表面上的视距的指令。一旦确定，放样算法就使用一对一点对应来连接第一切片表面上的视距的参数与相邻切片表面上的对应视距的参数。对对应于每一裂缝的视距集合中的每一视距执行此步骤，以产生对应于视距集合的三维连续壳体的集合。举例来说，按其最简单的形式，所述过程将产生围封单个直裂缝的视距集合的圆柱形三维壳体的集合。三维壳体集合的角度对应于和2D切片表面交叉的2D裂缝表面的角度。

放样算法还包括用于处置交叉的裂缝并使用围封交叉的裂缝的视距来产生三维壳体的指令。举例来说，放样算法可产生T、X或其它各种形状的三维壳体，其连接对应的切片表面上的两个或两个以上交叉的裂缝的视距。举例来说，图9说明根据公开的实施方案的描绘3D壳体的透视图的图的实例，3D壳体将与交叉的裂缝线群组相关联的视距集合连接至与位于相邻切片表面上的交叉的裂缝线群组相关联的第二视距集合。在所说明的实例中，3D壳体基于交叉的裂缝线群组的配置被塑形成类似于简笔画。如上所述，尽管仅最外部的3D壳体可见，但放样算法也产生许多连续的3D内部壳体。所产生的3D壳体的数目是基于围封裂缝线段的视距的数目。

图9A说明示出用于图9中指示的视距集合的连续3D壳体的俯视图。图9A中说明的俯视图可取决于相邻的切片表面之间的交叉的裂缝线群组的角度而变化。在所描绘的实例中，假设裂缝垂直于两个相邻的切片表面。

在产生视距3D壳体之后，所述过程产生单元(诸如但不限于多面体单元)以填充连续壳体之间的区域(步骤215)。从此处，所述过程可将储层性质(诸如但不限于多孔性和渗透性)指派给二维单元中的每一者以用于模型化储层的流体流动(步骤216)。这些性质值可由用户手动键入或可从钻井日志或从含有相关地质信息的数据库自动提取。

最后，所述过程可将三维蜂窝式模型输入至模拟程序(诸如但不限于储层模拟软件)中以用于执行数值模拟和用于评估流体流动(步骤218)，之后过程200终止。

图4提供根据公开的实施方案在单个裂缝线段周围产生计算网格的说明图。以图表402开始，在线段400周围产生视距集合。如图表402可见，视距集合中的每一视距由通过两个圆弧连接的两条直线边组成以完全围封直线段。从每一边到直线段的距离是恒定半径。在某些实施方案中，半径距离可以是用户可修改的可变值。

在图表404中，根据过程200的步骤210A沿着每一直线段的长度和半径产生参数段。四边形元素接着在结构化区域内可能的地方形成，如过程200的步骤210B中所提到。图表408说明在线段400的闭合环路周围产生的约束网格。

图5提供根据公开的实施方案在交叉的裂缝线段周围产生计算网格的另一说明图。举例来说，图表502说明在三个交叉的裂缝线段周围产生的视距集合。图表502的结果要求过程针对交叉的裂缝线段中的每一者针对每一指定半径计算所有视距边的交叉点，如步骤208A中所提到，且丢弃每一裂缝线段的完全为其它裂缝线段的视距所含有的含有段，如步骤208B中所提到。

图表504说明如步骤210中所提到在裂缝线段的闭合环路内产生形状元素的结果。如可见，根据步骤210A沿着每一裂缝线段的长度和半径产生参数段。在图表506中，四边形元素形成在结构化区域内可能的地方，如步骤210B中所提到。另外，多边形形成在裂缝线段的闭合环路的剩余区域内，如步骤210C所述。图表508说明在交叉的裂缝线段的闭合环路周围产生的约束网格，如过程200的步骤212中所提到。

作为另一实例，图6说明根据公开的实施方案在裂缝线段的复杂阵列周围产生非结构化网格。图表602指示裂缝集合，其具有在二维表面中已通过一系列线段离散化的几何结构。图表604说明在裂缝线段中的每一者周围产生的视距集合的结果。图表606说明因为执行图2中描述的剩余过程而导致的裂缝线段的分解图。

如从图6可见，公开的算法可在复杂的几何结构周围使用结构化元素而迅速产生非结构化网格。如先前所述，裂缝的二维单元可被指派体积属性值以用于用逻辑方式使邻近的二维表面上的裂缝的二维单元能够连通。

图7是说明用于实现公开的实施方案的特征和功能的系统700的一个实施方案的框图。系统700除了其它组件之外包括处理器700、主存储器702、第二存储单元704、输入/输出接口模块706，和通信接口模块708。处理器700可以是能够执行用于执行公开的实施方案的特征和功能的指令的任何类型或任何数目的单核或多核处理器。

输入/输出接口模块706使系统700能够(例如，从键盘和鼠标)接收用户输入且将信息输出至一个或多个装置，诸如但不限于打印机、外部数据存储装置和音频扬声器。系统700可任选地包括单独的显示模块710以使得信息能够显示在集成的或外部显示装置上。举例来说，显示模块710可包括用于提供与一个或多个显示装置相关联的增强的图形、触摸屏和/或多点触摸功能性的指令或硬件(例如，图形卡或芯片)。

主存储器702是易失性存储器，其存储当前执行的指令/数据，或被预取以用于执行的指令/数据。第二存储单元704是用于存储持久数据的非易失性存储器。第二存储单元704可以是或可包括任何类型的数据存储组件，诸如硬盘驱动器、闪存驱动器，或存储卡。在一个实施方案中，第二存储单元704存储计算机可执行代码/指令和其它相关数据以用于使用户能够执行公开的实施方案的特征和功能。

举例来说，根据公开的实施方案，第二存储单元704可永久地存储上述视距网格划分算法720的可执行代码/指令以用于模型化三维(3D)对象，诸如但不限于地质裂缝。接着在通过如图7中说明的处理器700进行的执行期间将与视距网格划分算法720相关联的指令从第二存储单元704加载至主存储器702。

通信接口模块708使系统700能够与通信网络730进行通信。举例来说，网络接口模块708可包括网络接口卡和/或无线收发器以用于使系统700能够通过通信网络730发送和接收数据和/或直接与其它装置通信。

通信网络730可以是任何类型的网络，包括以下网络中的一个或多个的组合：广域网、局域网、一个或多个专用网络、因特网、电话网络(诸如公共交换电话网络(PSTN))、一个或多个蜂窝式网络，和无线数据网络。通信网络730可包括多个网络节点(未描绘)，诸如路由器、网络接入点/网关、交换机、DNS服务器、代理服务器，和用于辅助装置之间的数据的路由/通信的其它网络节点。

举例来说，在一个实施方案中，系统700可与一个或多个服务器734或数据库732交互以用于执行本发明的特征。举例来说，系统700可向数据库732询问地质信息以用于将储层性质指派给用于执行模拟的单元。系统700可向数据库732询问钻井日志信息以用于确定裂缝定向或密度以使得能够根据公开的实施方案模型化裂缝。另外，在某些实施方案中，系统700可充当一个或多个客户端装置的服务器系统或对等系统以用于进行对等通信或借助一个或多个装置进行并行处理。

因此，如上所述，公开的实施方案的优点包括(但不限于)提供在复杂几何结构周围借助结构化元素快速地产生非结构化网格。另外，在用户方面只需要低专业知识便能够利用公开的实施方案来产生适合用于许多数值模拟器的高质量的网格单元。举例来说，公开的实施方案实现使非专家针对复杂的几何结构使用高级数值模型化技术的工作流程，复杂的几何结构先前本将需要用户进行总近似和/或需要来自数值模型化专家的按照使用的辅助。作为另一实例，图8说明根据公开的实施方案的涉及多个交叉的裂缝线段的复杂几何结构的另一实例，其中公开的实施方案可迅速地产生二维网格单元，二维网格单元可挤压至三维元素中以用于执行数值模拟。

尽管已描述关于以上实施方案的特定细节，但以上硬件和软件描述仅希望作为实例实施方案，且无意限制公开的实施方案的结构或实现方式。举例来说，尽管系统700的许多其它内部组件未示出，但本领域技术人员将了解，此类组件和其互连是众所周知的。

另外，如上所述的公开的实施方案的某些方面可在使用一个或多个处理单元/组件执行的软件中体现。技术的程序方面可以被认为是“产品”或“制造物品”，其通常呈携载在或体现在机器可读介质类型中的可执行代码和/或相关联的数据的形式。有形的非暂时性“存储”型介质包括计算机、处理器或类似物的存储器或其它存储装置，或其相关联的模块中的任一者或全部，诸如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器、光盘或磁盘，和类似物，其可在任何时间提供软件编程的存储。

本领域技术人员将认识到，本教导可具有多种修改和/或增强。尽管上述内容已描述被视为最佳模式的内容和/或其它实例，但应理解，可在其中进行各种修改，且本文中公开的标的可用各种形式和实例实现，且教导可适用于许多应用，本文中仅描述了其中一些。此类修改希望涵盖在本教导的真实范围内。

另外，图式中的流程图和框图说明根据本发明的各种实施方案的系统、方法和计算机程序产品的架构、功能性和可能的实现方式的操作。还应注意，在一些替代实现方式中，方框中指出的功能可不按照图式中指出的顺序发生。举例来说，连续示出的两个方框实际上可基本上同时执行，或方框有时可按相反顺序执行，这取决于所涉及的功能性。还应注意，框图和/或流程图说明的每一方框以及框图和/或流程图说明中的方框的组合可由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统，或专用硬件和计算机指令的组合实现。

公开的实施方案包括出于储层模拟的目的而在复杂且离散的裂缝周围产生混合计算网格的方法、设备和计算机程序产品。举例来说，一个公开的实施方案是用于模型化三维(3D)地质裂缝的计算机实现的方法。方法包括接收3D裂缝表面的集合的步骤，所述3D裂缝表面具有在二维(2D)流形中已通过一系列多边形而离散化的几何结构。方法限定用于将3D裂缝表面的集合切片的一系列非交叉的2D切片表面。方法接着使用2D切片表面与限定裂缝表面的2D流形的交叉点来在每一切片表面上产生2D裂缝集合。方法使用视距集合在每一切片表面上在与每一裂缝相关联的所有线段周围产生闭合环路，且在闭合环路内进一步产生形状元素。在裂缝的集合的闭合环路周围产生约束网格以填入每一切片表面上的剩余空间中。方法接着使用放样算法将对应于每一裂缝的视距集合从每一切片表面连接至其上方/下方相邻切片表面。接着可将储层性质或属性指派给3D单元中的每一者以用于执行储层模拟。

在另一实施方案中，方法进一步包括使用一个或多个直线段取代裂缝线段的一个或多个段来近似裂缝线段的曲率。在裂缝线段的所有直线段周围产生闭合环路可包括针对每一裂缝线段中的每一直线段，针对每一指定半径计算所有视距边的交叉点，识别每一裂缝线段中的每一直线段的完全为裂缝线段中的其它线段的视距所含有的含有段，且丢弃裂缝线段中的每一线段的含有段，从而导致裂缝线段中的线段周围的闭合环路。在直线段的闭合环路内产生各种形状单元可包括：在直线段的闭合环路内沿着直线段的长度和半径产生参数段，在直线段的闭合环路内可能的地方产生四边形元素，以及在直线段的闭合环路内的剩余区域中产生多边形。在另一实施方案中，使用Delaunay三角剖分算法来实现在裂缝线段集合的闭合环路周围产生约束单元网格以填入2D切片表面的剩余空间中。在又一实施方案中，裂缝线段可包括对应于至少两个交叉的裂缝的至少两条交叉的线段。在再一实施方案中，计算机实现的方法可进一步包括将3D模型输入至数值模拟程序中，且数值模拟程序可以是储层模拟软件。在另一实施方案中，形状单元元素可以是多面体。将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面中的第二视距上的对应点以形成3D壳体可使用放样技术算法。在另一实施方案中，将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面中的第二视距上的对应点以形成3D壳体可包括确定相邻的2D切片表面中的第二视距是否为与第一视距相同的裂缝的一部分。

在另一实施方案中，提供一种非暂时性计算机可读介质，其包括用于模型化三维(3D)结构的计算机可执行指令。计算机可执行指令在被执行时使一个或多个机器执行操作，所述操作包括：接收包括3D裂缝表面的集合的3D域，所述3D裂缝表面具有在2D流形中已通过一系列多边形离散化的几何结构。使3D域与非交叉的2D切片表面的集合交叉以在每一2D切片表面上在相应切片表面与限定3D裂缝表面的2D流形的交叉点处产生2D裂缝线段的集合。针对每一2D切片表面，且针对裂缝线段的集合的每一裂缝线段中的每一直线段，在离直线段的指定半径处产生视距集合，在裂缝线段的所有直线段周围产生闭合环路，且在直线段的闭合环路内产生各种形状单元。针对每一2D切片表面，在裂缝线段的集合的闭合环路周围产生约束单元网格以填入2D切片表面的剩余空间中。针对每一2D切片表面，且针对每一裂缝线段的每一视距，将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面中的第二视距上的对应点以形成3D壳体。针对每一2D切片表面，在连续的3D壳体之间产生形状单元元素以填充连续的3D壳体之间的区域，且将储层性质指派给每一单元以产生3D模型。

在另一实施方案中，计算机可读介质进一步包括用于使用一个或多个直线段取代裂缝线段的一个或多个段来近似裂缝线段的曲率的计算机可执行指令。用于在裂缝线段的所有直线段周围产生闭合环路的计算机可执行指令可包括针对每一裂缝线段中的每一直线段，针对每一指定半径计算所有视距边的交叉点，识别每一裂缝线段中的每一直线段的完全为裂缝线段中的其它线段的视距所含有的含有段，且丢弃裂缝线段中的每一线段的含有段，从而导致裂缝线段中的线段周围的闭合环路。在另一实施方案中，用于在直线段的闭合环路内产生各种形状单元的计算机可执行指令可包括用于执行以下操作的指令：在直线段的闭合环路内沿着直线段的长度和半径产生参数段，在直线段的闭合环路内可能的地方产生四边形元素，以及在直线段的闭合环路内的剩余区域中产生多边形。用于将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面中的第二视距上的对应点以形成3D壳体的计算机可执行指令可使用放样技术算法。用于将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面中的第二视距上的对应点以形成3D壳体的计算机可执行指令可包括用于确定相邻的2D切片表面中的第二视距是否为与第一视距相同的裂缝的一部分的指令。

在又一实施方案中，一种系统包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述存储器耦合至至少一个处理器且存储计算机可执行指令，计算机可执行指令在由至少一个处理器执行时执行操作，所述操作包括接收包括3D裂缝表面的集合的3D域，所述3D裂缝表面具有在2D流形中已通过一系列多边形而离散化的几何结构。使3D域与非交叉的2D切片表面的集合交叉以在每一2D切片表面上在相应切片表面与限定3D裂缝表面的2D流形的交叉点处产生2D裂缝线段的集合。针对每一2D切片表面，且针对裂缝线段的集合的每一裂缝线段中的每一直线段，在离直线段的指定半径处产生视距集合，在裂缝线段的所有直线段周围产生闭合环路，且在直线段的闭合环路内产生各种形状单元。针对每一2D切片表面，在裂缝线段的集合的闭合环路周围产生约束单元网格以填入2D切片表面的剩余空间中，且针对每一裂缝线段的每一视距，将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面中的第二视距上的对应点以形成3D壳体。针对每一2D切片表面，在连续的3D壳体之间产生形状单元元素以填充连续的3D壳体之间的区域，且将储层性质指派给每一单元以产生3D模型。

在另一实施方案中，用于在直线段的闭合环路内产生各种形状单元的计算机可执行指令包括用于执行以下操作的指令：在直线段的闭合环路内沿着直线段的长度和半径产生参数段，在直线段的闭合环路内可能的地方产生四边形元素，以及在直线段的闭合环路内的剩余区域中产生多边形。用于将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面中的第二视距上的对应点以形成3D壳体的计算机可执行指令可包括用于确定相邻的2D切片表面中的第二视距是否为与第一视距相同的裂缝的一部分的指令。

公开的实施方案的一个优点是其使得能够在复杂几何结构周围借助结构化元素快速地产生非结构化网格。

本文中使用的术语仅为了描述特定实施方案，且无意限制本发明。如本文中所使用，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式“一”和“所述”希望同样包括复数形式。应进一步理解，术语“包括”在本说明书和/或权利要求书中使用时规定存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。所附权利要求书中的所有构件或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等效物希望包括用于结合如具体地要求的其它要求的元件来执行功能的任何结构、材料或动作。本发明的描述已被呈现用于说明和描述的目的，但无意为详尽的或按公开的形式限于本发明。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域技术人员来说将为显而易见的。选择和描述实施方案以解释本发明的原理和实际应用，且使得本领域其它技术人员能够理解本发明以用于具有各种修改的各种实施方案，所述修改适合于预期的特定用途。权利要求书的范围希望广泛地涵盖公开的实施方案和任何此类修改。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于模型化三维(3D)地质裂缝的计算机实现的方法，所述方法包括：

接收包括3D裂缝表面的集合的3D域，所述3D裂缝表面具有在2D流形中已通过一系列多边形离散化的几何结构；

使所述3D域与非交叉的2D切片表面的集合交叉以在每一2D切片表面上在相应切片表面与限定所述3D裂缝表面的所述2D流形的交叉点处产生2D裂缝线段的集合；

针对每一2D切片表面：

针对裂缝线段的所述集合的每一裂缝线段中的每一直线段：在离直线段的指定半径处产生视距集合，在所述裂缝线段的所有所述直线段周围产生闭合环路，且在所述直线段的所述闭合环路内产生各种形状单元；

在裂缝线段的所述集合的所述闭合环路周围产生约束单元网格以填入所述2D切片表面的剩余空间中；

针对每一裂缝线段的每一视距，将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面上的第二视距上的对应点以形成3D壳体；

在连续的3D壳体之间产生形状单元元素以填充所述连续的3D壳体之间的区域；以及

将储层性质指派给每一单元以产生3D模型。

2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其进一步包括使用一个或多个直线段取代裂缝线段的一个或多个段来近似所述裂缝线段的曲率。

3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中在所述裂缝线段的所有所述直线段周围产生所述闭合环路包括针对每一裂缝线段中的每一直线段：

针对每一指定半径计算所有视距边的交叉点；

识别每一裂缝线段中的每一直线段的完全为所述裂缝线段中的其它线段的视距所含有的含有段；以及

丢弃所述裂缝线段中的每一线段的所述含有段，从而导致在所述裂缝线段中的线段周围的闭合环路。

4.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中在所述直线段的所述闭合环路内产生所述各种形状单元包括：

在所述直线段的所述闭合环路内沿着所述直线段的长度和半径产生参数段，

在所述直线段的所述闭合环路内可能的地方产生四边形元素；以及

在所述直线段的所述闭合环路内的剩余区域中产生多边形。

5.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中使用Delaunay三角剖分算法来实现在裂缝线段的所述集合的所述闭合环路周围产生所述约束单元网格以填入所述2D切片表面的所述剩余空间中。

6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述裂缝线段包括对应于至少两个交叉的裂缝的至少两条交叉的线段。

7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其进一步包括将所述3D模型输入至数值模拟程序中。

8.如权利要求7所述的计算机实现的方法，其中所述数值模拟程序是用于模型化储层地层内的流体流动的储层模拟程序。

9.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述形状单元元素是多面体。

10.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中将所述第一视距上的点连接至所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距上的所述对应点以形成所述3D壳体使用放样技术算法。

11.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中将所述第一视距上的点连接至所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距上的所述对应点以形成3D壳体包括确定所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距是否为与所述第一视距相同的裂缝的一部分。

12.一种非暂时性计算机可读介质，其包括用于模型化三维(3D)结构的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使一个或多个机器执行操作，所述操作包括：

接收包括3D裂缝表面的集合的3D域，所述3D裂缝表面具有在2D流形中已通过一系列多边形离散化的几何结构；

使所述3D域与非交叉的2D切片表面的集合交叉以在每一2D切片表面上在相应切片表面与限定所述3D裂缝表面的所述2D流形的交叉点处产生2D裂缝线段的集合；

针对每一2D切片表面：

针对裂缝线段的所述集合的每一裂缝线段中的每一直线段：在离直线段的指定半径处产生视距集合，在所述裂缝线段的所有所述直线段周围产生闭合环路，且在所述直线段的所述闭合环路内产生各种形状单元；

在裂缝线段的所述集合的所述闭合环路周围产生约束单元网格以填入所述2D切片表面的剩余空间中；

针对每一裂缝线段的每一视距，将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面中的第二视距上的对应点以形成3D壳体；

在连续的3D壳体之间产生形状单元元素以填充所述连续的3D壳体之间的区域；以及

将储层性质指派给每一单元以产生3D模型。

13.如权利要求12所述的计算机可读介质，其进一步包括用于使用一个或多个直线段取代裂缝线段的一个或多个段来近似所述裂缝线段的曲率的计算机可执行指令。

14.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于在所述裂缝线段的所有所述直线段周围产生所述闭合环路的所述计算机可执行指令包括：

针对每一裂缝线段中的每一直线段：

针对每一指定半径计算所有视距边的交叉点；

识别每一裂缝线段中的每一直线段的完全为所述裂缝线段中的其它线段的视距所含有的含有段；以及

丢弃所述裂缝线段中的每一线段的所述含有段，从而导致在所述裂缝线段中的线段周围的闭合环路。

15.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于在所述直线段的所述闭合环路内产生所述各种形状单元的所述计算机可执行指令包括用于执行以下操作的指令：

在所述直线段的所述闭合环路内沿着所述直线段的长度和半径产生参数段

在所述直线段的所述闭合环路内可能的地方产生四边形元素；以及

在所述直线段的所述闭合环路内的剩余区域中产生多边形。

16.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于将所述第一视距上的点连接至所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距上的所述对应点以形成所述3D壳体的所述计算机可执行指令使用放样技术算法。

17.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于将所述第一视距上的点连接至所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距上的所述对应点以形成3D壳体的所述计算机可执行指令包括用于确定所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距是否为与所述第一视距相同的裂缝的一部分的指令。

18.一种系统，其包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，其耦合至所述至少一个处理器且存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由所述至少一个处理器执行时执行操作，所述操作包括：

接收包括3D裂缝表面的集合的3D域，所述3D裂缝表面具有在2D流形中已通过一系列多边形离散化的几何结构；

使所述3D域与非交叉的2D切片表面的集合交叉以在每一2D切片表面上在相应切片表面与限定所述3D裂缝表面的所述2D流形的交叉点处产生2D裂缝线段的集合；

针对每一2D切片表面：

针对裂缝线段的所述集合的每一裂缝线段中的每一直线段：在离直线段的指定半径处产生视距集合，在所述裂缝线段的所有所述直线段周围产生闭合环路，且在所述直线段的所述闭合环路内产生各种形状单元；

在裂缝线段的所述集合的所述闭合环路周围产生约束单元网格以填入所述2D切片表面的剩余空间中；

针对每一裂缝线段的每一视距，将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面中的第二视距上的对应点以形成3D壳体；

在连续的3D壳体之间产生形状单元元素以填充所述连续的3D壳体之间的区域；以及

将储层性质指派给每一单元以产生3D模型。

19.如权利要求18所述的系统，其中用于在所述直线段的所述闭合环路内产生所述各种形状单元的所述计算机可执行指令包括用于执行以下操作的指令：

在所述直线段的所述闭合环路内沿着所述直线段的长度和半径产生参数段

在所述直线段的所述闭合环路内可能的地方产生四边形元素；以及

在所述直线段的所述闭合环路内的剩余区域中产生多边形。

20.如权利要求18所述的系统，其中用于将所述第一视距上的点连接至所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距上的所述对应点以形成3D壳体的所述计算机可执行指令包括用于确定所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距是否为与所述第一视距相同的裂缝的一部分的指令。

Claims (20)

1.一种用于模型化三维(3D)地质裂缝的计算机实现的方法，所述方法包括：

接收包括3D裂缝表面的集合的3D域，所述3D裂缝表面具有在2D流形中已通过一系列多边形离散化的几何结构；

使所述3D域与非交叉的2D切片表面的集合交叉以在每一2D切片表面上在相应切片表面与限定所述3D裂缝表面的所述2D流形的交叉点处产生2D裂缝线段的集合；

针对每一2D切片表面：

针对裂缝线段的所述集合的每一裂缝线段中的每一直线段：在离直线段的指定半径处产生视距集合，在所述裂缝线段的所有所述直线段周围产生闭合环路，且在所述直线段的所述闭合环路内产生各种形状单元；

在裂缝线段的所述集合的所述闭合环路周围产生约束单元网格以填入所述2D切片表面的剩余空间中；

针对每一裂缝线段的每一视距，将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面上的第二视距上的对应点以形成3D壳体；

在连续的3D壳体之间产生形状单元元素以填充所述连续的3D壳体之间的区域；以及

将储层性质指派给每一单元以产生3D模型。

2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其进一步包括使用一个或多个直线段取代裂缝线段的一个或多个段来近似所述裂缝线段的曲率。

3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中在所述裂缝线段的所有所述直线段周围产生所述闭合环路包括针对每一裂缝线段中的每一直线段：

针对每一指定半径计算所有视距边的交叉点；

识别每一裂缝线段中的每一直线段的完全为所述裂缝线段中的其它线段的视距所含有的含有段；以及

丢弃所述裂缝线段中的每一线段的所述含有段，从而导致在所述裂缝线段中的线段周围的闭合环路。

4.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中在所述直线段的所述闭合环路内产生所述各种形状单元包括：

在所述直线段的所述闭合环路内沿着所述直线段的长度和半径产生参数段，

在所述直线段的所述闭合环路内可能的地方产生四边形元素；以及

在所述直线段的所述闭合环路内的剩余区域中产生多边形。

5.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中使用Delaunay三角剖分算法来实现在裂缝线段的所述集合的所述闭合环路周围产生所述约束单元网格以填入所述2D切片表面的所述剩余空间中。

6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述裂缝线段包括对应于至少两个交叉的裂缝的至少两条交叉的线段。

7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其进一步包括将所述3D模型输入至数值模拟程序中。

8.如权利要求7所述的计算机实现的方法，其中所述数值模拟程序是储层模拟软件。

9.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述形状单元元素是多面体。

10.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中将所述第一视距上的点连接至所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距上的所述对应点以形成所述3D壳体使用放样技术算法。

11.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中将所述第一视距上的点连接至所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距上的所述对应点以形成3D壳体包括确定所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距是否为与所述第一视距相同的裂缝的一部分。

12.一种非暂时性计算机可读介质，其包括用于模型化三维(3D)结构的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时使一个或多个机器执行操作，所述操作包括：

接收包括3D裂缝表面的集合的3D域，所述3D裂缝表面具有在2D流形中已通过一系列多边形离散化的几何结构；

使所述3D域与非交叉的2D切片表面的集合交叉以在每一2D切片表面上在相应切片表面与限定所述3D裂缝表面的所述2D流形的交叉点处产生2D裂缝线段的集合；

针对每一2D切片表面：

针对裂缝线段的所述集合的每一裂缝线段中的每一直线段：在离直线段的指定半径处产生视距集合，在所述裂缝线段的所有所述直线段周围产生闭合环路，且在所述直线段的所述闭合环路内产生各种形状单元；

在裂缝线段的所述集合的所述闭合环路周围产生约束单元网格以填入所述2D切片表面的剩余空间中；

针对每一裂缝线段的每一视距，将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面中的第二视距上的对应点以形成3D壳体；

在连续的3D壳体之间产生形状单元元素以填充所述连续的3D壳体之间的区域；以及

将储层性质指派给每一单元以产生3D模型。

13.如权利要求12所述的计算机可读介质，其进一步包括用于使用一个或多个直线段取代裂缝线段的一个或多个段来近似所述裂缝线段的曲率的计算机可执行指令。

14.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于在所述裂缝线段的所有所述直线段周围产生所述闭合环路的所述计算机可执行指令包括：

针对每一裂缝线段中的每一直线段：

针对每一指定半径计算所有视距边的交叉点；

识别每一裂缝线段中的每一直线段的完全为所述裂缝线段中的其它线段的视距所含有的含有段；以及

丢弃所述裂缝线段中的每一线段的所述含有段，从而导致在所述裂缝线段中的线段周围的闭合环路。

15.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于在所述直线段的所述闭合环路内产生所述各种形状单元的所述计算机可执行指令包括用于执行以下操作的指令：

在所述直线段的所述闭合环路内沿着所述直线段的长度和半径产生参数段

在所述直线段的所述闭合环路内可能的地方产生四边形元素；以及

在所述直线段的所述闭合环路内的剩余区域中产生多边形。

16.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于将所述第一视距上的点连接至所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距上的所述对应点以形成所述3D壳体的所述计算机可执行指令使用放样技术算法。

17.如权利要求12所述的计算机可读介质，其中用于将所述第一视距上的点连接至所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距上的所述对应点以形成3D壳体的所述计算机可执行指令包括用于确定所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距是否为与所述第一视距相同的裂缝的一部分的指令。

18.一种系统，其包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，其耦合至所述至少一个处理器且存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由所述至少一个处理器执行时执行操作，所述操作包括：

接收包括3D裂缝表面的集合的3D域，所述3D裂缝表面具有在2D流形中已通过一系列多边形离散化的几何结构；

使所述3D域与非交叉的2D切片表面的集合交叉以在每一2D切片表面上在相应切片表面与限定所述3D裂缝表面的所述2D流形的交叉点处产生2D裂缝线段的集合；

针对每一2D切片表面：

针对裂缝线段的所述集合的每一裂缝线段中的每一直线段：在离直线段的指定半径处产生视距集合，在所述裂缝线段的所有所述直线段周围产生闭合环路，且在所述直线段的所述闭合环路内产生各种形状单元；

在裂缝线段的所述集合的所述闭合环路周围产生约束单元网格以填入所述2D切片表面的剩余空间中；

针对每一裂缝线段的每一视距，将第一视距上的点连接至相邻的2D切片表面中的第二视距上的对应点以形成3D壳体；

在连续的3D壳体之间产生形状单元元素以填充所述连续的3D壳体之间的区域；以及

将储层性质指派给每一单元以产生3D模型。

19.如权利要求18所述的系统，其中用于在所述直线段的所述闭合环路内产生所述各种形状单元的所述计算机可执行指令包括用于执行以下操作的指令：

在所述直线段的所述闭合环路内沿着所述直线段的长度和半径产生参数段

在所述直线段的所述闭合环路内可能的地方产生四边形元素；以及

在所述直线段的所述闭合环路内的剩余区域中产生多边形。

20.如权利要求18所述的系统，其中用于将所述第一视距上的点连接至所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距上的所述对应点以形成3D壳体的所述计算机可执行指令包括用于确定所述相邻的2D切片表面中的所述第二视距是否为与所述第一视距相同的裂缝的一部分的指令。