DE112013007368T5

DE112013007368T5 - Geostatistische Vorgehensweise zur Simulation der 3D-Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes, bedingt durch Beobachtungen in einem Bohrloch

Info

Publication number: DE112013007368T5
Application number: DE112013007368.4T
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Marc Yarus; Rae Mohan Srivastava
Original assignee: Landmark Graphics Corp
Current assignee: Landmark Graphics Corp
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2016-05-12
Also published as: CA2919871C; CA2919871A1; WO2015030809A8; GB201601200D0; US20160209545A1; BR112016001586A2; US9645281B2; AU2013399054A1; SG11201600642XA; MX2016000791A; CN105659113A; GB2537004B; AR097499A1; AU2013399054B2; WO2015030809A1; GB2537004A

Abstract

Die offenbarten Ausführungsformen umfassen ein Verfahren, eine Apparatur und ein Computerprogrammprodukt zum Bereitstellen einer geostatistischen Vorgehensweise zur Simulation der 3D-Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes, die durch Beobachtungen in einem Bohrloch bedingt wird.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen den Bereich der computergestützten Reservoirmodellierung und insbesondere ein System und ein Verfahren, konfiguriert, um eine geostatistische Vorgehensweise für eine bedingte Simulation der dreidimensionalen (3D) Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes bereitzustellen.
2. Erläuterung der verwandten Technik
In der Öl- und Gasindustrie beinhaltet die Reservoirmodellierung die Erstellung eines Computermodells eines Erdölreservoirs zur Verbesserung der Schätzung von Reserven und dem Treffen von Entscheidungen im Hinblick auf die Entwicklung des Felds. Zum Beispiel können geologische Modelle erstellt werden, um eine statische Beschreibung des Reservoirs vor der Produktion bereitzustellen. Im Gegensatz dazu können Modelle für die Reservoirsimulation erstellt werden, um den Strom von Fluiden in dem Reservoir während seiner Produktionslebensdauer zu simulieren.
Eine Herausforderung bei der Reservoirmodellierung stellt die Modellierung von Frakturen in einem Reservoir dar, welche ein umfassendes Verständnis von Strömungseigenschaften, der Konnektivität des Frakturnetzes und der Interaktion zwischen Fraktur und Matrix erfordert. Die korrekte Modellierung der Frakturen ist wichtig, da die Eigenschaften von Frakturen wie etwa die räumliche Verteilung, Öffnung, Länge, Höhe, Leitfähigkeit und Konnektivität den Strom von Reservoirfluiden zu dem Bohrloch erheblich beeinflussen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Veranschaulichende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten in Bezug auf die beigefügten Zeichnungsfiguren ausführlich beschrieben, welche durch Bezugnahme hier aufgenommen sind, und wobei:
1A–1C ein Ablaufdiagramm sind, das ein Verfahren für die bedingte Simulation der 3D-Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes gemäß den offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht;
2 ein Schaubild ist, das einen Algorithmus zur Bestimmung der simulierten Frakturparameter durch eine Datenanalyse und geologische Analoga zur Durchführung der bedingten Simulation der 3D-Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes gemäß den offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht;
3 ein Schaubild ist, das einen Algorithmus zur Bestimmung der tatsächlichen Frakturparameter durch Bildprotokolle in Bohrlöchern zur Durchführung der bedingten Simulation der 3D-Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes gemäß den offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht; und
4 ein Blockdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Systems zur Implementierung der offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die offenbarten Ausführungsformen und deren Vorteile werden am besten mit Verweis auf die 1–4 der Zeichnungen verstanden, wobei gleiche Bezugsziffern für gleiche und sich entsprechende Teile der verschiedenen Zeichnungen verwendet werden. Andere Merkmale und Vorteile der offenbarten Ausführungsformen sind oder werden für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet nach der Durchsicht der folgenden Figuren und der detaillierten Beschreibung ersichtlich. Es wird beabsichtigt, dass alle derartigen zusätzlichen Merkmale und Vorteile in dem Umfang der offenbarten Ausführungsformen eingeschlossen sind. Ferner sind die veranschaulichten Figuren lediglich beispielhaft und nicht dazu beabsichtigt, Einschränkungen irgendeiner Art im Hinblick auf die Umgebung, Architektur, Gestaltung oder den Vorgang geltend zu machen oder zu implizieren, in denen unterschiedliche Ausführungsformen umsetzbar sind.
1A–1C sind ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 100 zum Bereitstellen einer bedingten Simulation der 3D-Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes gemäß den offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht. Das Verfahren 100 beginnt bei Schritt 102, indem simulierte Frakturparameter festgelegt werden, die durch eine Datenanalyse und geologische Analoga bestimmt werden. Zum Beispiel veranschaulicht 2 einen Algorithmus 200 zur Bestimmung der simulierten Frakturparameter durch eine Datenanalyse und geologische Analoga zur Durchführung der bedingten Simulation der 3D-Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes gemäß den offenbarten Ausführungsformen. Wie in 2 veranschaulicht, schließt der Algorithmus 200 zum Festlegen der simulierten Frakturparameter in einer Ausführungsform das Bestimmen der minimalen Größe der zu simulierenden Frakturen (M) und außerdem das Bestimmen der Anzahl von Fraktursätzen (NS) ein.
Für jeden des Fraktursatzes (i) bestimmt der Algorithmus 200 die kumulative Frequenzverteilung der Streichlänge (l) für Frakturen in dem Satz (f_l,i). Zusätzlich bestimmt der Algorithmus 200 die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Verhältnisses der Streichlänge zu der Eintauchlänge (r) für Frakturen in dem Satz (f_r,i). Der Algorithmus 200 bestimmt außerdem die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Streichwinkels (θ) für Frakturen in dem Satz (f_θ,i) und die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Eintauchwinkels (δ) für Frakturen in dem Satz (f_δ,i). Zusätzlich bestimmt der Algorithmus 200 für jeden des Fraktursatzes (i) den Grad der Clusterbildung der Frakturen für Frakturen in dem Satz (C_i) und den Grad der Glattheit der Frakturoberflächen für Frakturen in dem Satz (S_i). In einer Ausführungsform wird dem Grad der Clusterbildung der Frakturen ein Wert zugewiesen, der von 0 bis 1 reicht, wobei 1 den höchsten Grad der Clusterbildung der Frakturen in dem Satz anzeigt. Gleichermaßen kann dem Grad der Glattheit der Frakturoberflächen in einer Ausführungsform ein Wert zugewiesen werden, der von 0 bis 1 reicht, wobei 1 den höchsten Grad der Glattheit für die Frakturoberflächen in dem Satz anzeigt.
Zusätzlich bestimmt der Algorithmus 200 für jedes Paar von Fraktursätzen (i, j) die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich eine Fraktur aus Satz i gegen eine Fraktur aus Satz j verkürzt (Prob{T_ij}). Alternativ kann der Algorithmus 200 in bestimmten Ausführungsformen (nicht abgebildet) einen Korrelationskoeffizienten r_s zwischen einem gerasterten sekundären Attribut und einer lokalen Frakturdichte bestimmen.
Zurückverweisend auf 1 bestimmt das Verfahren 100 im Anschluss an Schritt 102 bei Schritt 104 tatsächliche Frakturparameter durch die Bildprotokolle in Bohrlöchern. Zum Beispiel kann das Verfahren 100 in einer Ausführungsform, wie in 3 veranschaulicht, einen Algorithmus 300 zum Bestimmen der tatsächlichen Frakturparameter ausführen. Der Algorithmus 300 kann als Eingabe ein oder mehrere Bildprotokolle nehmen, die von einem oder mehreren Bohrlöchern genommen werden. Durch die Bildprotokolle bestimmt der Algorithmus 300 die Anzahl beobachteter Frakturen, die mit den einen oder mehreren Bohrlöchern verknüpft sind. Für jede beobachtete Fraktur bestimmt der Algorithmus die Positionskoordinaten (x_i, y_i, z_i), wo die Fraktur das Bohrloch schneidet und bestimmt außerdem die Streichlänge (θ_i) und die Eintauchlänge (δ_i) der Fraktur an dem Schnittpunkt der Fraktur und des Bohrlochs. Zusätzlich schließt der Algorithmus 300 Anweisungen zum Bestimmen der Anzahl abgebildeter Intervalle ein, in denen das Bildprotokoll Daten bereitstellt. Für jedes Bildintervall bestimmt der Algorithmus 300 die Koordinaten der Endpunkte (x_1,i, y_1,i, z_1,i) und (x_2,i, y_2,i, z_2,i) der abgebildeten Intervalle. Sobald all die Parameter bestimmt sind, bestimmt das Verfahren 100 bei Schritt 106 die Positionen von Ausgangspunkten für Frakturen. Zum Beispiel beginnt das Verfahren in einer Ausführungsform mit den Positionen beobachteter Frakturen und fügt probabilistisch ausgewählte Positionen für zusätzliche nicht beobachtete Frakturen hinzu, um die Zielfrequenz von F_L,i(M) in jedem Fraktursatz zu erreichen. In einer Ausführungsform wird die Auswahl von Positionen durch den Parameter C_i (den Grad der Clusterbildung der Frakturen in dem Fraktursatz) gesteuert. In bestimmten Ausführungsformen kann die Auswahl von Positionen außerdem durch ein Raster sekundärer Daten, falls bereitgestellt, gesteuert werden.
Bei Schritt 108 weist das Verfahren 100 jedem Ausgangspunkt eine Zielstreichlänge (SL) und eine Zieleintauchlänge (DL) zu. In einer Ausführungsform weist das Verfahren 100 die Zielstreichlänge und die Zieleintauchlänge zu, indem Zufallswerte aus der kumulativen Frequenzverteilung der Streichlänge (l) für Frakturen in dem Satz (F_l,i) und aus der Wahrscheinlichkeitsverteilung des Verhältnisses der Streichlänge zu der Eintauchlänge (r) für Frakturen in dem Satz (f_r,i) entnommen werden. Das Verfahren 100 weist bei Schritt 110 jedem Ausgangspunkt unter der Verwendung bekannter Ausrichtungen an beobachteten Positionen und durch die zufällige Entnahme aus der Wahrscheinlichkeitsverteilung des Streichwinkels für Frakturen in dem Satz (f_θ) und der Wahrscheinlichkeitsverteilung des Eintauchwinkels für Frakturen in dem Satz (f_δ) einen Anfangsstreich (θ) und -eintauch (δ) zu.
Bei Schritt 112 bestimmt das Verfahren 100, ob beliebige nicht beobachtete Frakturen unbeständig beliebige abgebildete Intervalle schneiden. Wenn das Verfahren 100 bestimmt, dass eine nicht beobachtete Fraktur ein abgebildetes Intervall unbeständig schneidet, ändert das Verfahren 100 bei Schritt 114 die zugewiesenen Werte von SL, DL, θ und δ. In einer Ausführungsform kann jeder der Werte durch einen anderen zufällig entnommenen Wert aus der entsprechenden Wahrscheinlichkeitsverteilung ersetzt werden. Alternativ kann das Verfahren 100 in einigen Ausführungsformen bestimmen, dass nur bestimmte Werte geändert werden. Zum Beispiel kann das Verfahren 100 in einer Ausführungsform bestimmen, dass nur der Anfangseintauch (δ) geändert wird. Weiterhin kann das Verfahren 100 in einigen Ausführungsformen einen Algorithmus ausführen, um eine Anpassung an einen oder mehrere der Werte anstatt des Ersetzens der einen oder mehreren Werte mit einem zufällig ausgewählten Wert zu bestimmen. Das Verfahren 100 wiederholt dann Schritt 112 und bestimmt, ob beliebige nicht beobachte Frakturen unbeständig beliebige abgebildete Intervalle auf der Grundlage der geänderten Werte schneiden.
Wenn das Verfahren 100 bei Schritt 112 bestimmt, dass keine nicht beobachteten Frakturen vorliegen, die beliebige der abgebildeten Intervalle unbeständig schneiden, lokalisiert das Verfahren 100 bei Schritt 120, wie in 1B veranschaulicht, ein Dreieck mit der Größe M (d. h. die minimale Größe der zu simulierenden Frakturen) an jedem Ausgangspunkt, der die vorgeschriebene Ausrichtung aufweist. Das Verfahren 100 markiert bei Schritt 122 alle Dreieckskanten als für ein Wachstum offen. Bei Schritt 124 wählt das Verfahren 100 zufällig eine offene Kante aus und fügt ein neues Dreieck mit der Größe M zu der ausgewählten offenen Kante hinzu. In einer Ausführungsform verwendet das Verfahren 100 ein Kriging-Verfahren, um die Ausrichtung des neuen Dreiecks unter der Verwendung angrenzender Dreiecke als Aufbereitungsdaten zu stimulieren.
Während der Durchführung des Kriging-Verfahrens prüft das Verfahren 100 im Hinblick auf eines von drei möglichen Szenarien, die eintreten können. Eins, wenn die Streichlänge der Fraktur bei Schritt 128 die Zielstreichlänge (SL) erreicht, markiert das Verfahren 100 bei Schritt 136 alle horizontalen Kanten als gegenüber einem Wachstum geschlossen. Zwei, wenn die Eintauchlänge bei Schritt 132 die Zieleintauchlänge (DL) erreicht, markiert das Verfahren 100 bei Schritt 138 alle vertikalen Kanten als gegenüber einem Wachstum geschlossen. Das dritte Szenario ist, wenn ein Dreieck bei Schritt 134 eine andere Fraktur berührt. Wenn dies eintritt, verwendet das Verfahren 100 in einer Ausführungsform die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich eine Fraktur aus dem derzeitigen Fraktursatz gegen einen anderen Fraktursatz verkürzt (Prob{T_ij}), um zu entscheiden, ob die sich ausbreitende Fraktur verkürzt werden soll. Wenn das Verfahren 100 bestimmt, dass die sich ausbreitende Fraktur verkürzt werden soll, verschließt das Verfahren 100 alle Kanten, welche die Fraktur erreichen, an der sie endet.
Sobald das Verfahren 100 eine offene Kante auf der Grundlage des Auftretens des einen der oben genannten Szenarien verschließt, bestimmt das Verfahren 100 bei Schritt 142, ob beliebige offene Kanten zurückbleiben und wenn dies der Fall ist, wiederholt das Verfahren 100 den Vorgang bei Schritt 124 für eine zurückbleibende offene Kante. Sobald alle Kanten geschlossen sind, schreibt das Verfahren 100 die Triangulierung in eine Ausgabedatei. Das Verfahren 100 kann eine zusätzliche Nachbearbeitung durchführen, um bei Schritt 152 eine Öffnung, ϕ und k hinzuzufügen.
Bei Schritt 154 bestimmt das Verfahren 100, ob eine andere Umsetzung durchgeführt werden soll. Wenn zusätzliche Umsetzungen benötigt werden, wiederholt das Verfahren 100 den oben genannten Vorgang, indem es bei Schritt 106 beginnt. Wenn keine zusätzlichen Umsetzungen benötigt werden, endet das Verfahren 100.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Systems 400 zur Implementierung der Merkmale und Funktionen der offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht. Das System 400 schließt, neben anderen Komponenten, einen Prozessor 400, einen Hauptspeicher 402, eine sekundäre Speichereinheit 404, ein Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellenmodul 406 und ein Kommunikationsschnittstellenmodul 408 ein. Der Prozessor 400 kann ein Einzelkern- oder Mehrkernprozessor von jeder Art oder jeder Anzahl sein, welcher in der Lage ist, Anweisungen zum Umsetzen der Merkmale und Funktionen der offenbarten Ausführungsformen auszuführen.
Dank des Eingabe-/Ausgabeschnittstellenmoduls 406 kann das System 400 Anwendereingaben (z. B. von einer Tastatur und einer Maus) empfangen und Informationen an eine oder mehrere Vorrichtungen wie etwa unter anderem Drucker, externe Datenspeichervorrichtungen und Lautsprecher ausgeben. Das System 400 kann gegebenenfalls ein separates Anzeigemodul 410 einschließen, damit Informationen auf einer integrierten oder externen Anzeigevorrichtung angezeigt werden können. Zum Beispiel kann das Anzeigemodul 410 Anweisungen oder Hardware (z. B. eine Grafikkarte oder einen Grafikchip) zum Bereitstellen von Enhanced Graphics, einem berührungsempfindlichen Bildschirm und/oder Multitouchfunktionalitäten einschließen, welche mit einer oder mehreren Anzeigevorrichtungen verbunden sind. Zum Beispiel ist das Anzeigemodul 410 in einer Ausführungsform eine NVIDIA^® QuadroFX Grafikkarte, welche die Ansicht und Manipulation dreidimensionaler Objekte ermöglicht.
Der Hauptspeicher 402 ist ein flüchtiger Speicher, welcher Anweisungen/Daten, die aktuell ausgeführt werden oder Anweisungen/Daten speichert, die zur Ausführung vorabgerufen werden. Die sekundäre Speichereinheit 404 ist ein nicht flüchtiger Speicher zum Speichern von Permanentdaten. Die sekundäre Speichereinheit 404 kann jede Art einer Datenspeicherkomponente wie etwa ein Festplattenspeicher, ein Flash-Laufwerk oder eine Speicherkarte sein oder diese einschließen. In einer Ausführungsform speichert die sekundäre Speichereinheit 404 den bzw. die computerausführbaren Code/Anweisungen und weitere relevante Daten, damit ein Anwender die Merkmale und Funktionen der offenbarten Ausführungsformen durchführen kann.
Zum Beispiel kann die sekundäre Speichereinheit 404 gemäß den offenbarten Ausführungsformen den bzw. die ausführbaren Code/Anweisungen eines Algorithmus 420 dauerhaft speichern, um eine geostatistische Vorgehensweise für eine bedingte Simulation der 3D-Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes bereitzustellen, die durch Beobachtungen in einem Bohrloch, wie zuvor beschrieben, bedingt wird. Die mit dem Algorithmus 420 verknüpften Anweisungen werden dann während der Ausführung durch den Prozessor 400 zur Durchführung der offenbarten Ausführungsformen aus der sekundären Speichereinheit 404 in den Hauptspeicher 402 geladen. Zusätzlich kann die sekundäre Speichereinheit 1104 einen anderen bzw. andere ausführbare(n) Code/Anweisungen und Daten 422 wie etwa unter anderem eine Reservoirsimulationsanwendung zur Verwendung mit den offenbarten Ausführungsformen speichern.
Das Kommunikationsschnittstellenmodul 408 versetzt das System 400 in die Lage, mit dem Kommunikationsnetz 430 zu kommunizieren. Zum Beispiel kann das Netzwerkschnittstellenmodul 408 eine Netzwerkschnittstellenkarte und/oder ein drahtloses Sende-Empfänger-Gerät einschließen, um das System 400 in die Lage zu versetzen, Daten über das Kommunikationsnetz 430 und/oder direkt mittels anderer Vorrichtungen zu senden und zu empfangen.
Das Kommunikationsnetz 430 kann jede Art eines Netzwerks sein, einschließend eine Kombination von einem oder mehreren der folgenden Netzwerke: ein Weitverkehrsnetzwerk, ein lokales Netzwerk, ein oder mehrere private Netzwerke, das Internet, ein Telefonnetz wie etwa das öffentliche Fernsprechwählnetz (PSTN), ein oder mehrere Mobilfunknetze und drahtlose Datennetze. Das Kommunikationsnetz 430 kann eine Vielzahl von Netzwerkknoten (nicht abgebildet) wie etwa Router, Netzwerkzugriffspunkte/-gateways, Switches, DNS-Server, Proxy-Server und andere Netzwerknoten zur Unterstützung beim Routen von Daten/Kommunikationen zwischen Vorrichtungen einschließen.
Zum Beispiel kann das System 400 in einer Ausführungsform zum Umsetzen der Merkmale der vorliegenden Erfindung mit einem oder mehreren Servern 434 oder Datenbanken 432 interagieren. Zum Beispiel kann das System 400 die Datenbank 432 im Hinblick auf Bohrloch-Loginformationen gemäß den offenbarten Ausführungsformen abfragen. In einer Ausführungsform kann die Datenbank 432 eine OpenWorks^®-Software verwenden, die von Landmark Graphics Corporation erhältlich ist, um ein breites Spektrum von Ölfeld-Projektdaten in einer einzigen Datenbank effektiv zu verwalten, abzurufen und zu analysieren. Ferner kann das System 400 in bestimmten Ausführungsformen als ein Serversystem für eine oder mehrere Client-Vorrichtungen oder als ein Peer-System für Peer-to-Peer-Kommunikationen oder eine parallele Verarbeitung mit einer bzw. einem oder mehreren Vorrichtungen/Rechensystemen (z. B. Cluster, Raster) fungieren.
Während spezifische Details zu den oben stehenden Ausführungsformen beschrieben wurden, sind die obigen Hardware- und Softwarebeschreibungen lediglich als Ausführungsbeispiele gemeint und sollen die Struktur oder Umsetzung der offenbarten Ausführungsformen nicht einschränken. Wenngleich zum Beispiel viele andere interne Komponenten des Systems 400 nicht gezeigt werden, werden Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet anerkennen, dass solche Komponenten und ihre Zusammenschaltung wohlbekannt sind.
Zusätzlich sind bestimmte Aspekte der offenbarten Ausführungsformen, wie oben beschrieben, in einer Software umsetzbar, welche unter der Verwendung von einer oder mehreren Verarbeitungseinheiten/-komponenten ausgeführt wird. Programmaspekte der Technologie können als „Produkte“ oder „Produktionsartikel“ angesehen werden, üblicherweise in Form von ausführbarem Code und/oder verknüpften Daten, welche auf einer Art eines maschinenlesbaren Mediums getragen oder darin ausgeführt werden. Medien des Typs mit einem greifbaren nicht transitorischen „Speicher“ (d. h. ein Computerprogrammprodukt) schließen beliebige oder sämtliche der Datenträger oder anderen Speicher für die Computer, Prozessoren oder Ähnliches oder deren verbundene Module, wie etwa verschiedene Halbleiterspeicher, Bandlaufwerke, Plattenlaufwerke, optische oder magnetische Platten und Ähnliches ein, welche jederzeit eine Speicherung für die Softwareprogrammierung bereitstellen können.
Zusätzlich veranschaulichen die Ablauf- und Blockdiagramme in den Figuren die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Ausführungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass die bzw. der in einem Blockdiagramm oder veranschaulichtem Pseudocode vermerkte(n) Funktionen, Anweisungen, Code in einigen alternativen Ausführungen in einer anderen Reihenfolge als der in den Figuren vermerkten auftreten können. Zum Beispiel können zwei aufeinanderfolgend gezeigte Blöcke tatsächlich im Wesentlichen zeitgleich ausgeführt werden oder die Blöcke können gelegentlich in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden, in Abhängigkeit von der betreffenden Funktionalität. Es wird außerdem vermerkt, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder der Ablaufdarstellung und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder der Ablaufdarstellung durch Hardware-basierte Systeme für spezielle Zwecke, welche die spezifizierten Funktionen oder Aktionen durchführen oder Kombinationen von Hardware für spezielle Zwecke und Computeranweisungen ausgeführt werden können.
Dementsprechend stellen die offenbarten Ausführungsformen ein System, ein Computerprogrammprodukt und ein Verfahren zum Bereitstellen einer geostatistischen Vorgehensweise zur bedingten Simulation der 3D-Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes bereit, die durch Beobachtungen in einem Bohrloch bedingt wird. Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen liegen viele Beispiele spezifischer Kombinationen in dem Umfang der Offenbarung, von denen einige nachfolgend ausführlicher beschrieben werden.
Ein Ausführungsbeispiel ist ein computerimplementiertes Verfahren zum Generieren einer Simulation einer dreidimensionalen (3D) Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes, wobei das Verfahren das Bestimmen von Parametern zur Durchführung der Simulation der 3D-Geometrie des natürlichen Frakturnetzes; das Bestimmen von Positionen von Ausgangspunkten für Frakturen umfasst. Das Verfahren weist jedem Ausgangspunkt eine Zielstreichlänge und eine Zieleintauchlänge zu. Das Verfahren weist außerdem jedem Ausgangspunkt eine Anfangsstreichlänge und eine Anfangseintauchlänge zu. Das Verfahren hat ein Dreieck mit einer minimalen Größe der zu simulierenden Frakturen an jedem Ausgangspunkt lokalisiert und markiert alle Kanten des Dreiecks als für ein Wachstum offen. Während das Dreieck mindestens eine offene Kante aufweist, wählt das Verfahren eine offene Kante des Dreiecks aus und fügt neue Dreiecke mit der minimalen Größe der zu simulierenden Frakturen zu der offenen Kante hinzu, bis eine Bedingung einer Reihe von Bedingungen erfüllt wird.
In einer Ausführungsform umfasst die Reihe von Bedingungen eine Streichlänge der Fraktur, welche die Zielstreichlänge erreicht, eine Eintauchlänge der Fraktur, welche die Zieleintauchlänge erreicht und das Berühren einer anderen Fraktur durch das neue Dreieck. Als Reaktion darauf, dass die eine Bedingung erfüllt wird, verschließt das Verfahren mindestens eine offene Kante des Dreiecks. Zum Beispiel verschließt das computerimplementierte Verfahren in einer Ausführungsform alle horizontalen Kanten des Dreiecks als Reaktion auf eine Bestimmung, dass die eine Bedingung der Reihe von Bedingungen, die erfüllt wird, die Streichlänge der Fraktur ist, welche die Zielstreichlänge erreicht. In der gleichen Ausführungsform kann das Verfahren alle vertikalen Kanten des Dreiecks als Reaktion auf eine Bestimmung verschließen, dass die eine Bedingung der Reihe von Bedingungen, die erfüllt wird, die Eintauchlänge der Fraktur ist, welche die Zieleintauchlänge erreicht.
In bestimmten Ausführungsformen des oben stehenden Ausführungsbeispiels werden die Parameter durch eine Datenanalyse und geologische Analoga bestimmt. In einigen Ausführungsformen können die Parameter eines oder mehrere des Folgenden einschließen: eine minimale Größe der zu simulierenden Frakturen, eine Anzahl von Fraktursätzen, eine kumulative Frequenzverteilung der Streichlänge für die Frakturen in jedem Fraktursatz, eine Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Verhältnisses der Streichlänge zu der Eintauchlänge für die Frakturen in dem Fraktursatz, eine Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Streichwinkels und eine Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Eintauchwinkels für die Frakturen in dem Fraktursatz, einen Grad der Clusterbildung der Frakturen in dem Fraktursatz und einen Grad der Glattheit der Frakturen in dem Fraktursatz. In einigen Ausführungsformen kann das oben stehende Ausführungsbeispiel eines computerimplementierten Verfahrens ferner das Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit dafür einschließen, dass sich eine Fraktur aus einem ersten Satz gegen eine Fraktur aus einem zweiten Satz verkürzt.
Zusätzlich werden die Parameter in einigen Ausführungsformen des oben stehenden exemplarischen computerimplementierten Verfahrens durch mindestens ein Bildprotokoll von mindestens einem Bohrloch bestimmt. Zusätzlich kann das oben stehende computerimplementierte Verfahren das Bestimmen einer Anzahl von beobachteten Frakturen aus dem mindestens einen Bildprotokoll von dem mindestens einen Bohrloch einschließen. Für jede beobachtete Fraktur bestimmt das computerimplementierte Verfahren Positionskoordinaten, wo eine beobachtete Fraktur ein Bohrloch schneidet und bestimmt außerdem die Streichlänge und die Eintauchlänge der beobachteten Fraktur an dem Schnittpunkt der beobachteten Fraktur und des Bohrlochs. Weiterhin kann das computerimplementierte Verfahren in bestimmten Ausführungsformen die Schritte des Bestimmens einer Anzahl abgebildeter Intervalle, in denen ein Bildprotokoll Daten bereitstellt; und für jedes Bildintervall, das Bestimmen der Koordinaten von Endpunkten einschließen, die dem abgebildeten Intervall entsprechen.
Als Teil des Vorgangs der Bestimmung der Positionen der Ausgangspunkte für die Frakturen beginnt das computerimplementierte Verfahren in bestimmten Ausführungsformen an Positionen beobachteter Frakturen und fügt probabilistisch ausgewählte Positionen für zusätzliche nicht beobachtete Frakturen hinzu, bis eine Zielfrequenz für einen Fraktursatz erreicht wird.
In einigen Ausführungsformen weist das computerimplementierte Verfahren jedem Ausgangspunkt die Zielstreichlänge und die Zieleintauchlänge zu, indem jeweils Zufallswerte aus einer kumulativen Frequenzverteilung der Streichlänge für die Frakturen in einem Fraktursatz und aus einer Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Verhältnisses der Streichlänge zu der Eintauchlänge für die Frakturen in dem Fraktursatz entnommen werden.
Eine andere Ausführungsform des zuvor offenbarten computerimplementierten Verfahrens kann das Bestimmen umfassen, ob beliebige nicht beobachtete Frakturen unbeständig beliebige abgebildete Intervalle schneiden; und das Ändern mindestens einer der Zielstreichlänge, der Zieleintauchlänge, der Anfangsstreichlänge und der Anfangseintauchlänge als Reaktion auf eine Bestimmung, dass eine unbeobachtete Fraktur unbeständig ein abgebildetes Intervall schneidet.
Ein zweites Ausführungsbeispiel auf der Grundlage der oben stehenden Offenbarung ist ein System, umfassend: mindestens einen Prozessor; und mindestens einen Speicher, der mit dem mindestens einen Prozessor gekoppelt ist und computerausführbare Anweisungen zum Generieren einer Simulation einer dreidimensionalen (3D) Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes speichert, wobei die computerausführbaren Anweisungen Anweisungen für Folgendes umfassen: Bestimmen von Parametern zur Durchführung der Simulation der 3D-Geometrie des natürlichen Frakturnetzes; Bestimmen von Positionen von Ausgangspunkten für Frakturen; Zuweisen einer Zielstreichlänge und einer Zieleintauchlänge zu jedem Ausgangspunkt; Zuweisen einer Anfangsstreichlänge und einer Anfangseintauchlänge zu jedem Ausgangspunkt; Lokalisieren eines Dreiecks mit einer minimalen Größe der an jedem Ausgangspunkt zu simulierenden Frakturen; Markieren aller Kanten des Dreiecks als für ein Wachstum offen; und während das Dreieck mindestens eine offene Kante aufweist, Auswählen einer offenen Kante des Dreiecks, Wiederholen eines Schritts zum Hinzufügen eines neuen Dreiecks mit der minimalen Größe der zu simulierenden Frakturen zu der offenen Kante, bis eine Bedingung einer Reihe von Bedingungen erfüllt wird, wobei die Reihe von Bedingungen eine Streichlänge der Fraktur, welche die Zielstreichlänge erreicht, eine Eintauchlänge der Fraktur, welche die Zieleintauchlänge erreicht und das Berühren einer anderen Fraktur durch das neue Dreieck und das Verschließen mindestens einer Kante des Dreiecks als Reaktion darauf, dass die eine Bedingung erfüllt wird, umfasst.
Weiterhin ist ein anderes Beispiel ein nicht transitorisches computerlesbares Medium, umfassend computerausführbare Anweisungen zum Generieren einer Simulation einer dreidimensionalen (3D) Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes, wobei die computerausführbaren Anweisungen bei der Ausführung veranlassen, dass eine oder mehrere Maschinen Operationen ausführen, umfassend: Bestimmen von Parametern zur Durchführung der Simulation der 3D-Geometrie des natürlichen Frakturnetzes; Bestimmen von Positionen von Ausgangspunkten für Frakturen; Zuweisen einer Zielstreichlänge und einer Zieleintauchlänge zu jedem Ausgangspunkt; Zuweisen einer Anfangsstreichlänge und einer Anfangseintauchlänge zu jedem Ausgangspunkt; Lokalisieren eines Dreiecks mit einer minimalen Größe der an jedem Ausgangspunkt zu simulierenden Frakturen; Markieren aller Kanten des Dreiecks als für ein Wachstum offen; und während das Dreieck mindestens eine offene Kante aufweist, Auswählen einer offenen Kante des Dreiecks, Wiederholen eines Schritts zum Hinzufügen eines neuen Dreiecks mit der minimalen Größe der zu simulierenden Frakturen zu der offenen Kante, bis eine Bedingung einer Reihe von Bedingungen erfüllt wird, wobei die Reihe von Bedingungen eine Streichlänge der Fraktur, welche die Zielstreichlänge erreicht, eine Eintauchlänge der Fraktur, welche die Zieleintauchlänge erreicht und das Berühren einer anderen Fraktur durch das neue Dreieck und das Verschließen mindestens einer Kante des Dreiecks als Reaktion darauf, dass die eine Bedingung erfüllt wird, umfasst.
Die oben stehenden zweiten und dritten Ausführungsbeispiele können gleichermaßen in verschiedenen Ausführungsformen modifiziert werden, wie zuvor in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben. Die oben stehenden spezifischen Ausführungsbeispiele und Modifikationen sollen jedoch nicht den Umfang der Patentansprüche einschränken. Zum Beispiel können die Ausführungsbeispiele modifiziert werden, indem sie ein(e) oder mehrere Merkmale oder Funktionen, die in der Offenbarung beschrieben werden, einschließen, ausschließen oder kombinieren.
Wie hier verwendet, sollen die Singularformen „ein(e)“ und „der/die/das“ ebenfalls die Pluralformen einschließen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt. Ferner versteht es sich, dass die Begriffe „umfassen“ und/oder „umfassend“, wenn sie in dieser Patentschrift und/oder den Ansprüchen verwendet werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren weiteren Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Die entsprechenden Strukturen, Materialien, Aktionen und Äquivalente sämtlicher Mittel oder Schritt-plus-Funktionselemente in den unten stehenden Ansprüchen sollen jedwede(s) Struktur, Material oder Aktion zum Durchführen der Funktion in Kombination mit anderen beanspruchten Elementen, wie ausdrücklich beansprucht, einschließen. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde aus Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, jedoch nicht mit der Absicht, erschöpfend oder auf die Erfindung in der offenbarten Form begrenzt zu sein. Viele Modifikationen und Varianten werden für Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet ersichtlich sein, ohne dass von Umfang und Geist der Erfindung abgewichen wird. Die Ausführungsform wurde ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und die praktische Anwendung zu erläutern und um anderen Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet ein Verständnis der Erfindung für verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Modifikationen zu ermöglichen, wie sie für die bestimmte vorgesehene Verwendung geeignet sind. Der Umfang der Patentansprüche soll die offenbarten Ausführungsformen und jedwede derartige Modifikation weitgehend abdecken.

Claims

Computerimplementiertes Verfahren zum Generieren einer Simulation einer dreidimensionalen (3D) Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bestimmen von Parametern zur Durchführung der Simulation der 3D-Geometrie des natürlichen Netzes; Bestimmen von Positionen von Ausgangspunkten für Frakturen; Zuweisen einer Zielstreichlänge und einer Zieleintauchlänge zu jedem Ausgangspunkt; Zuweisen einer Anfangsstreichlänge und einer Anfangseintauchlänge zu jedem Ausgangspunkt; Lokalisieren eines Dreiecks mit einer minimalen Größe der an jedem Ausgangspunkt zu simulierenden Frakturen; Markieren aller Kanten des Dreiecks als für ein Wachstum offen; und während das Dreieck mindestens eine offene Kante aufweist, Auswählen einer offenen Kante des Dreiecks, Wiederholen eines Schritts zum Hinzufügen eines neuen Dreiecks mit der minimalen Größe der zu simulierenden Frakturen zu der offenen Kante, bis eine Bedingung einer Reihe von Bedingungen erfüllt wird, wobei die Reihe von Bedingungen eine Streichlänge der Fraktur, welche die Zielstreichlänge erreicht, eine Eintauchlänge der Fraktur, welche die Zieleintauchlänge erreicht und das Berühren einer anderen Fraktur durch das neue Dreieck und das Verschließen mindestens einer Kante des Dreiecks als Reaktion darauf, dass die eine Bedingung erfüllt wird, umfasst.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Parameter durch eine Datenanalyse und geologische Analoga bestimmt werden.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Parameter die minimale Größe der zu simulierenden Frakturen und eine Anzahl von Fraktursätzen einschließen.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend das Bestimmen einer kumulativen Frequenzverteilung der Streichlänge für die Frakturen in jedem Fraktursatz und einer Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Verhältnisses der Streichlänge zu der Eintauchlänge für die Frakturen in dem Fraktursatz.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend das Bestimmen einer Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Streichwinkels und einer Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Eintauchwinkels für die Frakturen in dem Fraktursatz.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 5, ferner umfassend das Bestimmen eines Grads der Clusterbildung und eines Grads der Glattheit für die Frakturen in dem Fraktursatz.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 6, ferner umfassend das Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich eine Fraktur aus einem ersten Satz gegen eine Fraktur aus einem zweiten Satz verkürzt.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Parameter ferner durch mindestens ein Bildprotokoll von mindestens einem Bohrloch bestimmt werden.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend: das Bestimmen einer Anzahl beobachteter Frakturen aus dem mindestens einen Bildprotokoll von dem mindestens einen Bohrloch; und für jede beobachtete Fraktur, Bestimmen von Positionskoordinaten, wo eine beobachtete Fraktur ein Bohrloch schneidet, Bestimmen der Streichlänge und der Eintauchlänge der beobachteten Fraktur an einem Schnittpunkt der beobachteten Fraktur und des Bohrlochs.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Bestimmen einer Anzahl abgebildeter Intervalle, in denen ein Bildprotokoll Daten bereitstellt; und für jedes Bildintervall, Bestimmen der Koordinaten von Endpunkten, die dem abgebildeten Intervall entsprechen.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen der Positionen von Ausgangspunkten für die Frakturen das Beginnen an Positionen von beobachteten Frakturen und das Hinzufügen probabilistisch ausgewählter Positionen für zusätzliche nicht beobachtete Frakturen umfasst, bis eine Zielfrequenz für einen Fraktursatz erreicht wird.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Zuweisen der Zielstreichlänge und der Zieleintauchlänge zu jedem Ausgangspunkt durchgeführt wird, indem Zufallswerte aus einer kumulativen Frequenzverteilung der Streichlänge für die Frakturen in einem Fraktursatz und aus einer Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Verhältnisses der Streichlänge zu der Eintauchlänge für die Frakturen in dem Fraktursatz entnommen werden.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bestimmen, ob beliebige nicht beobachtete Frakturen unbeständig beliebige abgebildete Intervalle schneiden; und Ändern der Zielstreichlänge, der Zieleintauchlänge, der Anfangsstreichlänge und der Anfangseintauchlänge als Reaktion auf eine Bestimmung, dass eine nicht beobachtete Fraktur unbeständig ein abgebildetes Intervall schneidet.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verschließen mindestens einer Kante des Dreiecks als Reaktion darauf, dass die eine Bedingung erfüllt wird, das Verschließen aller horizontalen Kanten des Dreiecks als Reaktion auf eine Bestimmung umfasst, dass die eine Bedingung der Reihe von Bedingungen, die erfüllt wird, die Streichlänge der Fraktur ist, welche die Zielstreichlänge erreicht.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verschließen mindestens einer Kante des Dreiecks als Reaktion darauf, dass die eine Bedingung erfüllt wird, das Verschließen aller vertikalen Kanten des Dreiecks als Reaktion auf eine Bestimmung umfasst, dass die eine Bedingung der Reihe von Bedingungen, die erfüllt wird, die Eintauchlänge der Fraktur ist, welche die Zieleintauchlänge erreicht.
System, Folgendes umfassend: mindestens einen Prozessor; und mindestens einen Speicher, der mit dem mindestens einen Prozessor gekoppelt ist und computerausführbare Anweisungen zum Generieren einer Simulation einer dreidimensionalen (3D) Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes speichert, wobei die computerausführbaren Anweisungen Anweisungen für Folgendes umfassen: Bestimmen von Parametern zur Durchführung der Simulation der 3D-Geometrie des natürlichen Frakturnetzes; Bestimmen von Positionen von Ausgangspunkten für Frakturen; Zuweisen einer Zielstreichlänge und einer Zieleintauchlänge zu jedem Ausgangspunkt; Zuweisen einer Anfangsstreichlänge und einer Anfangseintauchlänge zu jedem Ausgangspunkt; Lokalisieren eines Dreiecks mit einer minimalen Größe der an jedem Ausgangspunkt zu simulierenden Frakturen; Markieren aller Kanten des Dreiecks als für ein Wachstum offen; und während das Dreieck mindestens eine offene Kante aufweist, Auswählen einer offenen Kante des Dreiecks, Wiederholen eines Schritts zum Hinzufügen eines neuen Dreiecks mit der minimalen Größe der zu simulierenden Frakturen zu der offenen Kante, bis eine Bedingung einer Reihe von Bedingungen erfüllt wird, wobei die Reihe von Bedingungen eine Streichlänge der Fraktur, welche die Zielstreichlänge erreicht, eine Eintauchlänge der Fraktur, welche die Zieleintauchlänge erreicht und das Berühren einer anderen Fraktur durch das neue Dreieck und das Verschließen mindestens einer Kante des Dreiecks als Reaktion darauf, dass die eine Bedingung erfüllt wird, umfasst.
System nach Anspruch 16, wobei die Parameter durch mindestens ein Bildprotokoll von mindestens einem Bohrloch bestimmt werden und wobei die computerausführbaren Anweisungen ferner Anweisungen für Folgendes umfassen: das Bestimmen einer Anzahl beobachteter Frakturen aus dem mindestens einen Bildprotokoll von dem mindestens einen Bohrloch; und für jede beobachtete Fraktur, Bestimmen von Positionskoordinaten, wo eine beobachtete Fraktur ein Bohrloch schneidet, Bestimmen der Streichlänge und der Eintauchlänge der beobachteten Fraktur an einem Schnittpunkt der beobachteten Fraktur und des Bohrlochs.
System nach Anspruch 17, wobei die computerausführbaren Anweisungen ferner Anweisungen für Folgendes umfassen: Bestimmen einer Anzahl abgebildeter Intervalle, in denen ein Bildprotokoll Daten bereitstellt; und für jedes Bildintervall, Bestimmen der Koordinaten von Endpunkten, die dem abgebildeten Intervall entsprechen.
System nach Anspruch 16, wobei die computerausführbaren Anweisungen ferner Anweisungen umfassen, um zu bestimmen, ob beliebige nicht beobachtete Frakturen unbeständig beliebige abgebildete Intervalle schneiden; und die Zielstreichlänge, der Zieleintauchlänge, die Anfangsstreichlänge und die Anfangseintauchlänge als Reaktion auf eine Bestimmung zu ändern, dass eine nicht beobachtete Fraktur unbeständig ein abgebildetes Intervall schneidet.
Nicht transitorisches computerlesbares Medium, umfassend computerausführbare Anweisungen zum Generieren einer Simulation einer dreidimensionalen (3D) Geometrie eines natürlichen Frakturnetzes, wobei die computerausführbaren Anweisungen bei der Ausführung veranlassen, dass eine oder mehrere Maschinen Operationen ausführen, umfassend: Bestimmen von Parametern zur Durchführung der Simulation der 3D-Geometrie des natürlichen Frakturnetzes; Bestimmen von Positionen von Ausgangspunkten für Frakturen; Zuweisen einer Zielstreichlänge und einer Zieleintauchlänge zu jedem Ausgangspunkt; Zuweisen einer Anfangsstreichlänge und einer Anfangseintauchlänge zu jedem Ausgangspunkt; Lokalisieren eines Dreiecks mit einer minimalen Größe der an jedem Ausgangspunkt zu simulierenden Frakturen; Markieren aller Kanten des Dreiecks als für ein Wachstum offen; und während das Dreieck mindestens eine offene Kante aufweist, Auswählen einer offenen Kante des Dreiecks, Wiederholen eines Schritts zum Hinzufügen eines neuen Dreiecks mit der minimalen Größe der zu simulierenden Frakturen zu der offenen Kante, bis eine Bedingung einer Reihe von Bedingungen erfüllt wird, wobei die Reihe von Bedingungen eine Streichlänge der Fraktur, welche die Zielstreichlänge erreicht, eine Eintauchlänge der Fraktur, welche die Zieleintauchlänge erreicht und das Berühren einer anderen Fraktur durch das neue Dreieck und das Verschließen mindestens einer Kante des Dreiecks als Reaktion darauf, dass die eine Bedingung erfüllt wird, umfasst.