NO20101037A1 - Geologisk modellering uten gitternett - Google Patents

Abstract

Systemer og fremgangsmåter utfører geologisk modellering uten rutenett. Et system tilveiebringer en interaktiv visuell modell som utfører rask modellering av geologiske undergrunnsegenskaper uten å bruke prosessorressurser på å beregne et tredimensjonalt rutenett. Systemet mottar strukturdata, velger punkter for modellering av en egenskap ved et undergrunns jordvolum og propagerer verdier for egenskapen direkte til punktene i rutenettfritt tredimensjonalt rom. Systemet viser så de propagerte verdiene i en interaktiv visualisering av en strukturell rammeverkmodell. Systemet genererer raske interpolasjonsfunksjoner og kan anvende en tilbakekallfunksjon for å gjøre prosessen raskere. En metode laster over beregninger til en grafikkprosessor eller en annen hjelpeprosessor for å øke hastigheten. Systemet tilveiebringer en lang rekke fullt interaktive volum- og dimensjonsskivesonder, med redigerbar fargekoding og brukervalg av rendringsstiler. Punkter blir kvalitetssjekket og optimaliserte propageringsparametere blir lagret for raskere rendring når uunngåelig rutenettgenerering er nødvendig for simulering.

Description

BESLEKTEDE SØKNADER

[0001] Denne patentsøknaden tar prioritet fra den foreløpige US-patentsøknaden 61/239,468 til Tatiana Moguchaya, med tittelen "Gridless Geological Modeling", som ble levert inn 3. september 2009 og som inntas her som referanse i sin helhet.

BAKGRUNN

[0002] En tradisjonell geologisk modell, som anvendes i olje- og gassbransjen, er en datamaskinbasert representasjon av et undergrunns jordvolum, så som et petroleumsreservoar eller et sedimentasjonsbasseng. Teknologien for tredimensjonal (heretter "3-dimensjonal" eller 3D) geologisk modellering eller statisk reservoarmodellering gjør stadig nye fremskritt.

[0003] Seismikk-til-simulering er prosessen med å generere tredimensjonale modeller av hydrokarbonreservoarerfor å predikere produksjon, velge brønnplassering og optimalisere reservoarforvaltning. Den resulterende tredimensjonale modellen må på en korrekt måte representere opprinnelige brønnlogger, seismiske data og produksjonshistorie.

[0004] Det å bygge opp det tredimensjonale rutenettet er den vanskeligste delen av seismikk-til-simulering-arbeidsflyten. Prosessen er ekstremt kostbar med hensyn til arbeidstimer og anses som en kunst. Videre er det punktfordelte rutenettet (corner-point grid) beheftet med vesentlige begrensninger med hensyn til graden av strukturell kompleksitet som kan reproduseres.

[0005] Oppstrøms olje- og gassindustri sliter således med å skape effektive rutenett og verktøy for å jobbe med dem. De følgende ulemper med å bygge opp de teoretiske rutenettene er åpenbare: • Oppbygging av et tredimensjonalt rutenett krever et innledende trinn bestående av en stor mengde manuelt arbeid. Alle de etterfølgende trinn er avhengig av dette innledende, manuelle trinnet. • Typiske rutenett har opptil 50 millioner celler. I en standard arbeidsflyt krever hver enkelt iterasjon at det beregnes verdier for alle cellene. Dette kan ta mellom ti sekunder og ti timer, avhengig av rutenettets størrelse og algoritmen som anvendes. • I det tredimensjonale rutenett er de romlige koordinatene /, J, K heltallsverdier, så alt kan fremstå kompakt. X- og V-verdier blir konvertert til /- og J- verdier som om gittercellene var perfekt kvadratiske. Det er de ikke, så egenskapsfordelingen er svært avhengig av rutenettets form. • Mange av de nye versjonene tredimensjonale rutenett er optimalisert for simulering heller enn egenskapsmodellering. Dette legger nokså store begrensninger med hensyn til forkastningers kompleksiitet. • I tillegg kan utviklinger innenfor seismisk tolkning, så som automatisk uttrekking av forkastninger og klyngeteknologi, og utviklinger innenfor simulering, så som parallellisering og bruk av ustrukturerte rutenett, overlaste modelleringstrinnet. • En standard modelleringsjobb basert på et tredimensjonalt rutenett krever flere iterasjoner. I hver enkelt iterasjon må brukeren spesifisere parametere for egenskapspropageringen, mens prosessen beregner verdier for hver celle i modellen, potensielt flere titalls millioner celler. En kvalitetssjekk må gjøres på resultatet ved å betrakte lag og tverrsnitt, tilpasse parametrene og eventuelt beregne på nytt. Dersom det tredimensjonale rutenettet endrer seg, må modellen bygges opp på nytt. En slik iterasjon kan ta flere minutter, og selv da blir bare en liten prosentandel av de flere millioner celler der egenskapen har blitt beregnet vist under kvalitetskontrolltrinnet. • Et punktfordelt rutenett krever alltid at en gjør tilnærminger til den eksakte geologiske strukturen. Strukturelle rammeverkmodeller inneholder kun geologiske horisonter og forkastninger og er ikke delt inn i celler, og kompromitteres derfor ikke i samme grad som et punktfordelt rutenett. Ideelt sett bør innsetting av egenskaper gjøres på det strukturelle rammeverket.

[0006] Det som behøves er en måte å avlede fordelene med en punktfordelt rutenettmodell fra en strukturell rammeverkmodell, uten at en er nødt til å beregne det punktfordelte rutenettet.

OPPSUMMERING

[0007] Systemer og fremgangsmåter utfører geologisk modellering uten rutenett. Et system tilveiebringer en interaktiv visuell modell som utfører rask modellering av underjordiske geologiske egenskaper uten å bruke prosessorressurser på å beregne et tredimensjonalt rutenett. Systemet mottar strukturdata, velger punkter for å modellere en egenskap ved et undergrunns jordvolum og propagerer verdier for egenskapen direkte til punktene i rutenettfritt tredimensjonalt rom. Systemet viser så de propagerte verdiene i en interaktiv visualisering av en strukturell rammeverkmodell. Systemet oppretter raske interpolasjonsfunksjoner og kan anvende en tilbakekallfunksjon for å øke hastigheten. Én metode laster over beregninger til en grafikkprosessor eller en annen hjelpeprosessor for å øke hastigheten. Systemet tilveiebringer en lang rekke fullt interaktive volum- og dimensjonsskivesonder, med redigerbar fargekoding og brukervalg av rendringsstiler. Punkter blir kvalitetssjekket og optimaliserte propageringsparametere blir lagret for raskere rendring når uunngåelig rutenettgenerering er nødvendig for simulering.

[0008] Denne oppsummeringen er ikke ment å gi en full beskrivelse av rutenettfri geologisk modellering, eller å gi en utfyllende liste av trekk og elementer. En detaljert beskrivelse med eksempler på utførelser følger.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0009] Patent- eller søknadsdokumentet inneholder minst én tegning laget i farger. Kopier av denne patent- eller patentsøknadpublikasjonen med fargetegningen(e) vil bli utlevert av patentmyndighetene på forespørsel og mot betaling av pålagte gebyrer.

[0010] Figur 1 er et diagram av et eksempel på et strukturelt rammeverk for en geologisk modell.

[0011] Figur 2 er et diagram av et eksempel på et tredimensjonalt rutenett.

[0012] Figur 3 er et diagram som viser hvordan et stratigrafisk modellrutenett korrigerer seismiske data i et trepunkts punktfordelt rutenett.

[0013] Figur 4 er et diagram av et eksempel på en geologisk modell med forkastning.

[0014] Figur 5 er et diagram av et jordvolum rendret i et Wheeler-diagram (GOCADS GEOCHRON Model, CoCads Research Group, Nancy, Frankrike).

[0015] Figur 6 er et diagram som viser estimering for K lag i kronostratigrafisk (Wheeler-) rom, av relativ stratigrafisk alder for hvert lag.

[0016] Figur 7 er et diagram som viser estimering av en /J-overflate i kronostratigrafisk rom.

[0017] Figur 8 er et blokkdiagram av et eksempel på databehandlingsmiljø og bruksmiljø for rutenettfri geologisk modellering.

[0018] Figur 9 er et blokkdiagram av et eksempel på en rutenettfri modelleringsmotor.

[0019] Figur 10 er et diagram av et eksempel på en rutenettfri geologisk modell, som viser lokalt utførte beregninger innenfor en volumsonde.

[0020] Figur 11 er et diagram av et eksempel på rutenettfri geologisk modell.

[0021] Figur 12 er et diagram som viser transformasjon av strukturelle geologiske egenskaper til et kronostratigrafisk domene.

[0022] Figur 13 er et diagram som viser en relasjon for et punkt til horisonter i en enkel domenerom-transformasjon.

[0023] Figur 14 er et diagram av et eksempel på prosessflyt for å opprette en interpolasjonsfunksjon.

[0024] Figur 15 er et diagram av et eksempel på prosessflyt for å anvende interpolasjonsfunksjonen med en tilbakekallfunksjon.

[0025] Figur 16 er et skjermskudd av et eksempel på grafisk brukergrensesnitt for å vise interaktiv geologisk modellering uten rutenett.

[0026] Figur 17 er et diagram av et eksempel på grafisk brukergrensesnitt som viser en volumsonde innsatt i en visualisering av en interaktiv geologisk modell uten rutenett.

[0027] Figur 18 er et diagram av et eksempel på grafisk brukergrensesnitt som viser lokale beregninger innenfor en volumsonde.

[0028] Figur 19 er et skjermskudd av et eksempel på grafisk brukergrensesnitt som viser en volumsonde og dimensjonsskiver eller skjæringsplan i en interaktiv geologisk modell uten rutenett.

[0029] Figur 20 er et diagram av et eksempel på grafisk brukergrensesnitt som viser en rutenettfri geologisk modell som har linjeførte skjæringsplan i tre rektangulære dimensjoner omfattende lokale beregninger på skjæringsplanene.

[0030] Figur 21 er et diagram av et eksempel på grafisk brukergrensesnitt som viser forskjellige kombinasjoner av interaktive skjæringsplan for navigering i den rutenettfrie geologiske modellen.

[0031] Figur 22 er et diagram og et skjermskudd av et eksempel på interaktivt fargekart rendret i svart-hvitt, for å vise og filtrere en rutenettfri geologisk modell.

[0032] Figur 23 er et diagram og et skjermskudd av eksempelet på interaktivt fargekart i figur 22, med egenskapsverdier visuelt filtrert ut ved å justere det interaktive fargekartet.

[0033] Figur 24 er et skjermskudd av et eksempel på skivekontroll-dialog.

[0034] Figur 25 er et skjermskudd av et eksempel på volumsondekontroll-dialog.

[0035] Figur 26 er et skjermskudd av et eksempel på interpolasjonskontroll-dialog.

[0036] Figur 27 er et skjermskudd av et eksempel på rendringsstilkontroll-dialog.

[0037] Figur 28 er et diagram av et eksempel på fargede rendringsstiler for en volumsonde, der fargen er analogisert i svart-hvitt.

[0038] Figur 29 er et diagram av et eksempel på histogram for å analysere konsentrasjonen av egenskapsverdier i en valgt del av en rutenettfri geologisk modell.

[0039] Figur 30 er et flytdiagram av et eksempel på en fremgangsmåte for å utføre geologisk modellering uten rutenett.

[0040] Figur 31 er et flytdiagram av et eksempel på en fremgangsmåte for å akselerere modellering ved geologisk modellering uten rutenett.

[0041] Figur 32 er et flytdiagram av et eksempel på en fremgangsmåte for å utvide et interaktivt grafisk brukergrensesnitt (GUI - Graphical User Interface) i rutenettfri geologisk modellering.

[0042] Figur 33 er et flytdiagram av et eksempel på en fremgangsmåte for å vise egenskapsverdier i rutenettfri geologisk modellering ved hjelp av et interaktivt fargekart.

[0043] Figur 34 er et flytdiagram av et eksempel på en fremgangsmåte for å vise en fordeling av egenskapsverdier i en rutenettfri geologisk modell i et histogram.

[0044] Figur 35 er et flytdiagram av et eksempel på en fremgangsmåte for å verifisere propageringsparametere for å akselerere oppbygging av et rutenett for geologisk modellering.

DETALJERT BESKRIVELSE

Oversikt

[0045] Denne redegjørelsen beskriver systemer og fremgangsmåter for geologisk modellering uten rutenett. Systemer beskrevet her propagerer fysiske egenskaper i et undergrunns jordvolum direkte til et rutenettfritt tredimensjonalt (3D) rom uten å generere et rutenett eller beregne verdier for alle dets celler. Dette gjør at den rutenettfrie modelleringen kan anvende en strukturell modell som representerer undergrunns-jordvolumet uten å måtte utføre prosessorkrevende beregninger for å generere rutenett før en teoretisk beregningsnettmodell er absolutt nødvendig for simulering eller andre prosesser.

[0046] Rutenettfri geologisk modellering blir nesten alltid utført med farger. Det meste av den visuelle informasjonen som er synlig for en bruker av en rutenettfri modell er fargekodet, idet fargen formidler en betydelig mengde informasjon. Illustrasjonene i et patent er imidlertid normalt i svart-hvitt. Følgelig er de fleste av figurene innlemmet her svart-hvitt-gjengivelser av en fargemodell. Når en visuell gradient forekommer i figurene, kan leseren anta en visuell variasjon mellom forskjellige farger, der hver farge angir en verdi fra et område av fargekodede verdier.

[0047] De hittil ukjente systemene og fremgangsmåtene som beskrives her jobber ut i fra en strukturell rammeverkmodell for å oppnå mange av fordelene med en modell basert på et punktfordelt rutenett uten å faktisk måtte generere det beregningskrevende punktfordelte rutenettet. Videre muliggjør systemet i én utførelse et kvalitetskontrolltrinn for de fysiske egenskapsverdiene generert i rutenettfritt tredimensjonalt rom. Deretter, når det e rbehovfor rutenettet, kan cellene i rutenettet på en rask og pålitelig måte bli fylt med propagererte verdier fordi et pålitelig utvalg av verdiene allerede har blitt sjekket på forhånd.

[0048] I tillegg til den raske egenskapsmodelleringen muliggjør den rutenettfrie modelleringen også tidlig forfiltrering av den geologiske modellen (egenskapsmodellering på tidskonverterte brønndata) og effektiv gyldighetsprøving av den regulære strukturelle modellen.

[0049] Systemene og fremgangsmåtene for rutenettfri geologisk modellering gir også følgende fordeler: • Geologiske rutenett er ikke lenger nødvendig for mange oppgaver. Geologen kan generere en multioppløst virtuell egenskapsmodell med bruk av det innledende strukturelle rammeverket. • Systemet er veldig skalerbart - egenskapsmodellering og kvalitetskontroll kan skje uavhengig av innfylling av celler i rutenett med egenskapsverdier. • Modellerte egenskaper er rutenett-uavhengige, noe som gir fleksibilitet slik at den kartesiske X-koordinaten genererer egenskapsmodellen og den kartesiske Y-koordinaten kan generere et beregningsnett optimalisert for simulering.

• Rutenettfri modellering muliggjør bedre seismisk tolkning.

• Rutenettfri modellering muliggjør rask "hva-hvis" (hypotetisk) scenariotesting. • Den ønskede "hva-hvis"-scenariotestingen kan støtte "levende" modeller som oppdateres dynamisk hele tiden og blir tilpasset alle de kjente dataene i sanntid. • Rutenettfri modellering muliggjør bedre utnyttelse av fremskritt innenfor seismikken (dvs. imøtekommer delvis automatisk tolkning, noe som øker modellens kompleksitet) og støtter fremskritt innen simulering (det er mulig å simulere på større modeller med ustrukturerte beregningsnett).

[0050] Systemet gjør beregninger lokalt i stedet for å utføre omfattende globale beregninger, og beregner derfor verdier med en oppløsning som er passende for det aktuelle området. Modellering kan bli utført på et hvilket som helst punkt, slik at det dannes "virtuelle" egenskaper. Kvalitetssjekker blir bare utført på de verdiene som er synlige på et gitt tidspunkt, og disse kan bli beregnet "på direkten" avhengig av visningsmodus (to- eller tredimensjonal), kameraposisjon (nær-fjern og betraktningsvinkel), gjeldende stratigrafi og tilgjengelige datamaskinressurser. Et tusentalls punkter blir beregnet, heller enn millioner, og økningen i hastighet kan benyttes til å gjøre prosessen interaktiv. De beregnede punktene som skal visualiseres kan bli modellert interaktivt i volumsonder, skjæringer mellom plan, overflater, i kryssplott, etc.

[0051] En egenskap (for eksempel permeabilitet) kan bli modellert som en visuell skive eller skjæring på modellen. Egenskapen blir beregnet i punkter på skiven eller i skjæringen med en grov oppløsning. Basert på betraktningsvinkelen kan en ytterligere forfining av oppløsningen oppnås ved å beregne flere verdier for å visualisere nærmere det virtuelle kameraet. Ulike verdier for egenskapen som modelleres er fargekodet. Følgelig viser en visuell skive gjennom et modellert jordvolum et fargekart for egenskapen som den forekommer i jordvolumet.

[0052] Den virtuelle karakteren til de virtuelle egenskapene gjør dem ideelle for parallellprosessering, når dette er tilgjengelig. Innstillingene for å fordele egenskaper kan være lagret i en database, og når beregningsnettet for simuleringen er bygget opp, kan disse bli anvendt og de flere millioner verdiene bli beregnet fjernt.

[0053] En volumsonde, et skjæringsplan eller en annen modelleringsoperasjon kan således bli utført på direkten, slik at en gjør beregninger lokalt i stedet for å utføre omfattende beregninger for hele modellen. Fra én referanseramme blir pseudo-celler i et hypotetisk rutenett isolert for interaktiv fremvisning, og en interpolator kan returnere rutenettverdiene på disse stedene.

[0054] Lokal utførelse av beregninger for rutenettfri geologisk modellering samt rask interpolering av virtuelle egenskaper på denne rutenettfrie måten muliggjør nye og interaktive brukergrensesnitt for å vise valgte egenskaper ved et undergrunns jordvolum.

[0055] For eksempel kan den rutenettfrie modelleringen tilveiebringe nøkkeltrekk ved nye brukergrensesnitt for fremvisning av geologiske strukturelle modeller og tredimensjonale rutenett, omfattende:

• interaktive volumsonder

• interaktive dimensjonsskiveoperasjoner

• interaktive fargekartfiltre

• interaktive histogrammer

som også kan bli kombinert som ønsket i forskjellige utførelser av et rutenettfritt modelleringssystem.

[0056] En volumsonde kan bli satt inn for å vise et område av interesse i arbeidsmodellen, slik at den synlige delen av datavolumet endres.

[0057] Muligheten til å presentere en volumsonde gjør det også effektivt å legge til visuelle skjæringsplan i de tre tilgjengelige dimensjonene i et spesifisert rektangulært koordinatsystem. Gjennom modellen kan disse navigeres interaktivt i de aktuelle koordinatretningene.

[0058] Et forhåndsdefinert fargekart kan være knyttet til hver volumsonde eller hvert skjæringsplan. Fargekartet og de forhåndsdefinerte verdiene for minimums-og maksimumsterskeler for data kan endres ved å redigere kartet interaktivt. Muligheten til å redigere fargekartet tilveiebringer et slags visningsfilter.

[0059] Et interaktivt histogram kan oppnås gjennom en plukkeoperasjon, f.eks. velge et vilkårlig punkt på objektet som vises på skjermen eller plukke på en volumsonde for å returnere profilet langs plukkebanen, som er en liste av verdiene i alle volumcellene som krysses av plukkebanen.

[0060] Følgende terminologi anvendes i beskrivelsen eller er nyttig på annen måte.

[0061] 3D rutenett - Et tredimensjonalt punktfordelt rutenett egnet til geologisk modellering og strømningssimulering.

[0062]

[0063] Punktfordelt rutenett - En fleksibel rutenettstruktur der de åtte hjørnene av en celle (nodene) kan beveges slik at de danner irregulære cellegeometrier.

[0064] Forkastning - En plan bergartssprekk som viser tegn til relativ bevegelse. Store forkastninger i jordskorpen er et resultat av skjærbevegelse, og aktive forkastningssoner er arnestedene for de fleste jordskjelv. Jordskjelv forårsakes av frigjøring av energi under hurtig glidning langs forkastninger. Siden forkastninger normalt ikke består av én enkelt, ren sprekk, anvendes benevnelsen forkastningssone når det henvises til sonen med kompleks deformasjon som er knyttet til forkastningsplanet.

[0065] Horisont i 3D rutenett - En geologisk overflate i det tredimensjonale rutenettet. Den kan ha flere Z-verdier i én enkelt XY-verdi, og som følge av dette kan en ta hensyn til oppskyvinger.

[0066] Skjæring - Et plan, eller en "skive", hvis data kan bli vist. Dette kan være et plan i en hvilken som helst retning, linjer i modellrutenettet, seismiske linjer eller brønnbaner.

[0067] Modell - Et rutenett eller en gruppe av rutenett basert på samme forkastningsstruktur og render/grenser.

[0068] Pilarer - Vertikale linjer som kobler sammen hjørnepunktene til celler i 3D rutenett.

[0069] Pilarinndeling - Prosessen med å bygge opp pilarer mellom forkastningspilarer for å generere et 3D rutenett. Kvalitetsjekk av resultatet gjøres med bruk av rutenettskjelettet og skjæringer. Rutenettet innehar ingen lagdelingsinformasjon på dette tidspunktet.

[0070] Egenskapsmodeller - Data om petrofysiske egenskaper inneholdt i hver celle i et 3D rutenett.

[0071] Seismisk terning - Et 3D delvolum trukket ut fra de seismiske dataene.

[0072] Brønnlogger - Detaljert informasjon om de geologiske formasjonene som krysses av et borehull. Loggen kan være basert enten på visuell inspeksjon av prøver bragt til overflaten (geologiske logger) eller på fysiske målinger gjort av instrumenter senket inn i hullet (geofysiske logger). Brønnlogging gjøres under boring av borehull for olje og gass, jordvann, mineraler og for miljørelaterte og geotekniske undersøkelser.

[0073] Sone - Et volum mellom to horisonter.

Eksempel på miljø

[0074] I én utførelse anvender rutenettfri geologisk modellering den "geologiske strukturelle modellen" (figur 1), som typisk blir modellert som et sett av horisonter og forkastninger, for å oppnå noen av fordelene med "reservoarmodellen" (figur 2), som blir modellert som et tredimensjonalt punktfordelt rutenett, men den rutenettfrie geologiske modelleringen gjør dette uten å pådra seg noen av ulempene med reservoarmodellen.

[0075] Siden rutenettfrie systemer for geologisk modellering kan anvende den geologiske strukturelle modellen i figur 1 som basis eller fundament, vil noen aspekter ved slike strukturelle rammeverk bli presentert her.

[0076] I det punktfordelte rutenettet i en reservoarmodell, så som det i figur 2, definerer et sett av rette linjer definert ved deres endepunkter pilarene i det punktfordelte rutenettet. Pilarene har en leksikografisk sortering som bestemmer vedsidenliggende pilarer. På hver pilar er det definert et konstant antall noder (hjørnepunkter). En punktfordelt celle, hjørnepunktcelle, er volumet mellom fire nabopilarer og to vedsidenliggende vertikale punkter på hver av de fire pilarene.

[0077] Hver celle kan identifiseres av heltallskoordinater (/', j, k), der /c-koordinaten løper langs pilarene og/' og j utspenner hvert lag. Cellene er ordnet naturlig, der indeks /' løper raskest og k saktest. I spesialtilfellet der alle pilarer er vertikale, er topp- og bunnflaten av hver hjørnepunktcelle beskrevet av bilineære overflater og sideflatene er plan. Punktfordelte rutenett støttes av de fleste reservoarsimuleringsprogrammer, og har blitt en standard innenfor olje- og gassbransjen.

[0078] I figur 3 er et "seismisk rutenett" 300 en rutenettstruktur basert på uniforme datasampler, f.eks. ubehandlede data fra feltet. Et tilhørende punktfordelt rutenett 302 består av en gruppe av irregulære celler som er innrettet for å vise den n'værende beliggenheten av de aktuelle geologiske lagene og bergartsformasjonene, litologien. Dersom seismiske utlesninger fra det seismiske rutenettet 300 blir overført direkte fra det seismiske rutenettformatet 300 til det punktfordelte rutenettformatet 302, blir resultatene unøyaktige, som vist. Ved å anvende et stratigrafisk modellrutenett 304, f.eks. der forskjellige lag er korrigert bakover til en tilnærming av den horisontale isotrope lagdelingen på sedimentasjonstidspunktet, kan de seismiske dataene bli nøyaktig representert i en geologisk modell.

Geologisk modellering

[0079] Geologiske modeller blir opprettet for mange forskjellige formål, for eksempel for å bestemme steder for brønner, estimere hydrokarbonreserver eller planlegge reservoarutviklingsstrategier, men felles for dem alle er et ønske om å bygge opp en representasjon av undergrunnen. Avhengig av formålet kan ulike aspekter ved modellen være viktige.

[0080] For en regional kartleggingsmodell kan formen til strukturene være viktigest. Geologiske modeller kan bli anvendt for å oppnå nøyaktige volumberegninger eller for å teste innvirkningen av forskjellige sedimentasjonsregimer mot observerte data. For simuleringsmodeller kan størrelsen og kompleksiteten være de begrensende faktorene i oppnåelsen av en modell som gir et godt sammenfall med historiske data.

Tredimensjonale rutenett

[0081] I industrien består alle rutenettbaserte modelleringsmetoder av å modellere et tredimensjonalt rutenett som en samling av kubiske celler deformert i tilpasning til horisonter og oppstilt i pilarer langs forkastninger.

[0082] Det antas at jordmaterialet innenfor en celle i et rutenett er hovedsakelig homogent. Hver celle har således kun én enkelt type bergart, én porøsitetsverdi, én vannmetningsverdi, etc. Disse omtales som cellens egenskaper. Antagelsen om homogenitet er en forenkling av det virkelige tilfellet, men gjør det mulig å generere en representasjon av virkeligheten som kan anvendes i forskjellige praktiske beregninger.

Rutenettstruktur

[0083] Hvorvidt forkastninger skal innlemmes eller utelates er en viktig beslutning i modelloppbyggingsprosessen. Når målet er simulering, kan forkastningene være meget viktige som strømningssperrer eller strømningskanaler og kan være avgjørende for resultatene. For volumberegninger kan forkastninger også være viktige i å definere reservoarets geometri. Innlemmelse av forkastninger krever imidlertid at det tas en rekke beslutninger vedrørende innarbeiding av dem i rutenettet, og vil øke tiden det tar å lage modellen. Når forkastninger innlemmes, må en også bestemme i hvilket omfang de skal innlemmes. Dersom enhver diskontinuitet innlemmes i modellen, blir modellen uhåndterlig og under en viss grense kan sprekker bedre modelleres som modifiserte egenskaper i motsetning til brudd i strukturen.

Rutenettets oppløsning

[0084] Oppløsningen til rutenettet er en viktig beslutning ved oppbygging av modellen. Et rutenett med høy oppløsning har en høy tetthet av celler, noe som kan gjøre det mulig å skape en høy romlig kompleksitet, men kan også resultere i en modell med for mange celler som kan være tungvint å anvende siden alle prosesser tar lang tid. Et rutenett med lavere oppløsning har mindre rom for kompleksitet, men jobber raskt og lar brukeren teste mange muligheter på kort tid.

[0085] Bestemmelsen av oppløsning avhenger av formålet med modellen, detaljnivået og mengden data tilgjengelig. Det er liten vits i å lage en modell med høyere oppløsning horisontalt eller vertikalt enn dataene tilgjengelig for modellering. Det er ofte lurt å begynne med en grov modell, teste innvirkningen av endringer og så øke oppløsningen etter hvert som parametere blir mer sikre.

Egenskapsmodellering

[0086] Modellerte fysiske egenskaper er en del av det tredimensjonale rutenettet. Prosessen med å tildele egenskapsverdier mellom brønnlogger, basert på informasjon fra loggene, kalles egenskapsmodellering. Lagdeling i den geologiske modellen styrer egenskapsmodelleringen — lagdelingen angir geologisk ekvivalente lag, dvs. isooverflater fra samme geologiske periode.

[0087] Betrakt en enkel modell med en forkastning, vist i figur 4.1 den nedre sonen følger lagdelingen basen. Sonen blir så erodert og forkastet før den øvre sonen blir avsatt og fyller rommet skapt av forkastninger.

[0088] Celler innenfor samme lag har tilsvarende egenskaper fordi de ble avsatt under samme geologiske hendelse. Naboceller innenfor samme lag på tvers av forkastningen har tilsvarende egenskaper fordi forkastningen ikke eksisterte når de ble avsatt. I modellen som konstrueres kan disse nå være betydelig forskjøvet både horisontalt og vertikalt.

Pilarinndeling

[0089] For å definere et tredimensjonal nett, basert på den gitte geologiske modellen, anvendes en pilarinndelingsprosess. Selve pilarene står normalt på den lokale forskyvningen, dvs. parallelt med forkastningene, og beskriver derfor naturlig den sideveis bevegelsen av bergartvolumer rundt forkastningen. Det er ganske enkelt slik at nabobeliggenhet i rutenettet angir nabobeliggenhet under sedimentasjon, også når nabocellene er forskjøvet av en forkastning.

Wheeler-rom

[0090] Det neste målet er å transformere fra et hvilket som helst punkt XYZ innenfor den strukturelle modellen til et punkt UK i Wheeler-rommet (kronostratigrafi). Ettersom lagene i modellen representerer lik geologisk tid, gir et skifte til en betraktning der lagene er flate og har lik innbyrdes avstand et tredimensjonalt Wheeler-diagram (/JK-rom).

[0091] I Wheeler-rom er vertikalaksen geologisk tid og all forkastningsdannelse og deformasjon er fjernet. Horisontalt fremstår hvert lag som det gjorde når det ble avsatt. Det er tomme rom i modellen (figur 5) som representerer områder der ingen sedimentasjon fant sted eller der det avsatte materialet er erodert bort.

[0092] I denne betraktningen forventes alle trekkene å være flate. Egenskapsmodellering er enkelt fordi kontinuitetsaksene følger rutenettet og vertikal variasjon er større enn horisontal variasjon. Geologiske legemer som ville ha blitt skilt fra hverandre ved forkastningsdannelse i et tredimensjonalt rom er regulære og kontinuerlige. Seismisk tolkning er enkelt fordi tolkeren ser etter flate trekk heller enn forkastede/deformerte reflektorer.

Estimering av K

[0093] I Wheeler-rom er isokronene, representert av K, forholdsvis enkle å gjenskape i den strukturelle modellen fordi de normalt enten er parallelle med toppen eller bunnen av en geologisk sone eller er proporsjonale med sonetykkelsen, avhengig av hvorvidt deformasjonen inntraff før, etter eller under sedimentasjon (figur 6). Der det er forkastninger må sonegrensen ekstrapoleres slik at den kan styre lagdelingen, noe som er forholdsvis enkelt.

[0094] Kort oppsummert kan den relative stratigrafiske alderen innenfor sonen i et punkt XYZ beregnes ved hjelp av en elementær funksjon — avstanden fra toppen eller bunnen.

Estimering av IJ

[0095] Der det ikke er noen forkastninger er K-laget komplett og XY-koordinatene kan anvendes som IJ. Som vist i figur 7, dersom det eksisterer en forkastning, må kantene til det aktuelle K-laget strekkes og sys sammen for å sikre at områder som lå ved siden av hverandre før forkastningsdannelsen ligger ved siden av hverandre i /JK-rom. Dersom forkastningen er omvendt (oppskyving), overlapper kantene og må føres tilbake. Dersom flere forkastninger krysser hverandre, må alle kantene sys sammen. Disse deformasjonene må fordeles glatt over overflaten og må også utvise en glatt overgang vertikalt mellom overflater dersom transformasjonen til IJK-rom skal være anvendelig.

Eksempel på rutenettfritt modelleringsmiljø

[0096] Figur 8 viser et eksempel på et system som utfører geologisk modellering uten rutenett. En databehandlingsanordning 800 implementer en komponent, så som en hittil ukjent geologisk modellerer 802, som modellerer eller på annen måte etterlikner et undergrunns jordvolum, så som et petroleumsreservoar eller et sedimentasjonsbasseng. Den geologiske modellereren 802 kan utføre både rutenettbasert og rutenettfri modellering. Den geologiske modellereren 802 er illustrert som programvare, men kan også realiseres som maskinvare eller som en kombinasjon av maskinvare og programvareinstruksjoner.

[0097] I det illustrerte eksempelet er databehandlingsanordningen 800 kommuniserbart koblet via føler- og styringsanordninger til et fysisk "undergrunns jordvolum" 804, dvs. et faktisk jordvolum, petroleumsreservoar, sedimentasjonsbasseng, oljefelt, brønner, styringsnettverk på overflaten, etc, og står vanligvis også i kommunikasjon med én eller flere brukerpersoner, så som en geolog, overvåker, feltforvalter 806, etc. Selv om databehandlingsanordningen 800 er vist spesifikt i kommunikasjon med en petroleumsressurs, vil databehandlingsanordningen 800 kunne stå i kommunikasjon med et hvilket som helst undergrunns jordvolum, siden undergrunnsvolumet som modelleres bare kan være en kandidat til petroleumsproduksjon eller annen bruk.

[0098] Databehandlingsanordningen 800 kan være en datamaskin, et datanettverk eller andre anordninger som har en prosessor 808, minne 810, datalagre 812 og annen tilknyttet maskinvare, så som et nettverksgrensesnitt 814 og en mediastasjon 816 for å lese fra og skrive til et flyttbart lagringsmedium 818. Det flyttbare lagringsmediet 818 kan for eksempel være en CD; DVD; flash-stasjon, etc. Den geologiske modellereren 802 omfatter en rutenettfri modelleringsmotor 820, enten integrert som en del av strukturen til den geologiske modellereren 802; som en separat modul i kommunikasjon med den geologiske modellereren 802; eller som en tilleggsmodul, for eksempel lagt til i en oppdatert versjon av den geologiske modellereren 802.

[0099] Det flyttbare lagringsmediet 818 kan omfatte instruksjoner for å realisere og kjøre den rutenettfrie modelleringsmotoren 820.1 hvert fall noen deler av den rutenettfrie modelleringsmotoren 820 kan være lagret som instruksjoner på en gitt instans av det flyttbare lagringsmediet 818, en flyttbar anordning eller i lokalt datalager 812, for innlasting i minnet 810 for kjøring av prosessoren 808.

[00100] Selv om den illustrerte geologiske modellereren 802 er vist som et program i minnet 810, kan en geologisk modellerer 802 realiseres som maskinvare, så som en applikasjonsspesifikk integrert krets (ASIC) eller som en kombinasjon av maskinvare og programvare.

[00101] I dette systemeksempelet mottar databehandlingsanordningen 800 feltdata, så som seismiske data og brønnlogger 822, fra en tilknyttet anordning 824 som står i kommunikasjon med, og innhenter data fra, geofoner eller andre følere for et potensielt petroleumsfelt eller et annet undergrunns jordvolum 804 via nettverksgrensesnittet 814. Den geologiske modellereren 802 jobber på en strukturell rammeverkmodell av undergrunns-jordvolumet 804. En strukturell rammeverkmodell (f.eks. figur 1) omfatter ikke en matematisk generert rutenettstruktur, men er basert på horisonter og forkastninger. Den rutenettfrie modelleringsmotoren 820, på en modelleringsforespørsel fra en bruker, propagerer en samling av verdier som representerer (én eller flere) fysiske egenskaper ved undergrunns-jordvolumet 804 i det rutenettfrie tredimensjonale rommet i en rutenettfri modell som er basert på den strukturelle rammeverkmodellen (figur 1). En brukergrensesnitt-(UI)-styringsenhet 828 viser brukergrensesnittet 826 for den rutenettfrie modellen på en fremvisningsanordning 830. Den rutenettfrie modelleringsmotoren 820 kan også utføre andre modelleringsoperasjoner og generere nyttige brukergrensesnitt via brukergrensesnitt-styringsenheten 828, omfattende hittil ukjent interaktiv grafikk, uten å generere en rutenettstruktur.

[00102] Basert på handling av den rutenettfrie modelleringsmotoren 820 kan den geologiske modellereren 802 generere styresignaler 832 for bruk via styringsanordninger 834 i virkelig prospektering, modellering, utforsking, prediksjon og/eller styring av ressurser, så som petroleumsproduksjon, omfattende direkte styring via utstyr-styringsanordninger 834 for slike maskiner og utstyr som injeksjons- og produksjonsbrønner, reservoarer, felter, transport- og leveringssystemer, og annet.

[00103] Databehandlingsanordningen 800 kan også omfatte en hjelpeprosessor 836 for å utføre operasjoner (f.eks. verdipropagering) som kan bli avlastet fra prosessoren 808 eller den geologiske modellereren 802. Nærmere bestemt, ved propagering av verdier i rutenettfritt tredimensjonalt rom, kan utførelser av den rutenettfrie modelleringsmotoren 820 anvende hjelpeprosessoren 836 for store beregninger for å akselerere den rutenettfrie modelleringen. Dette er beskrevet nærmere nedenfor.

Eksempel på motor

[00104] Figur 9 viser et eksempel på en rutenettfri modelleringsmotor 820. Den illustrerte utførelsen er bare ett eksempel på utførelse, for å introdusere trekk og komponenter i en motor som utfører den hittil ukjente rutenettfrie modelleringen. Komponentene kan ha andre navn i andre utførelser, og forskjellige komponenter kan også bli anvendt. Mange andre anordninger av komponentene i en rutenettfri modelleringsmotor 820 er mulige innenfor oppfinnelsens ramme. Som angitt over kan den rutenettfrie modelleringsmotoren 820 realiseres i maskinvare eller i kombinasjoner av maskinvare og programvare. Illustrerte komponenter er kommuniserbart koblet til hverandre for kommunikasjon som nødvendig.

[00105] En liste av eksempler på komponenter for den illustrerte utførelsen av den rutenettfrie modelleringsmotoren 820 omfatter en interaktiv

brukergrensesnittsmotor 902, en virtuell egenskapsverdimodellerer 904 og en strukturdatamotor 906.

[00106] Den interaktive brukergrensesnittsmotoren 902 omfatteren egenskapsvelger 908, en visningsmodusvelger 910 (f.eks. 2-dimensjonal visning eller 3-dimensjonal visning), en oppløsningsvelger 912, en navigeringsstyrer 914, en sondevelger 916, en fremvisningsmotor 918, og en egenskapnavigeringsstyrer 920.

[00107] Egenskapsnavigeringsstyreren 920, som lar brukeren vekselvirke med den fremviste modellen, omfatter forskjellige verktøy for å undersøke de geologiske og petrofysiske egenskapene vist i den rutenettfrie modellen: en volumsondemotor 922 som lar brukeren visualisere et valgt volum innenfor det totale volumet i den fremviste rutenettfrie modellen; en innlemmelse-/ekskluderingsvelger 924, som bestemmer hvorvidt det valgte volumet vises, eller alternativt visuelt fjernes (skjæres ut); en dimensjonsskivemotor 926 som lar brukeren vise et snittplan innenfor den fremviste rutenettfrie modellen; en fargekart-editor 928 som lar brukeren visuelt filtrere egenskapsverdiene, som i én utførelse av den fremviste rutenettfrie modellen er fargekodet; og en interaktiv histogrammotor 930 som lar brukeren lage en tabell over konsentrasjonen av forskjellige egenskapsverdier i én enkelt, visuell histogramgrafikk.

[00108] Virtuell egenskapsverdi-modellereren 904 omfatter en akselerert rendringsmotor 932, en kvalitetskontrollstyrer 934 og en rutenettparameter-styrer 936.

[00109] Den akselererte rendringsmotoren 932 omfatter en lokaliserer 938, en interpolasjonsmotor 940 og en beregningsavlaster 942.

[00110] Lokalisereren 938 omfatter videre en punktvelger 944, en tilbakekallmotor 946 og en oppløsnings- & perspektivmotor 948 som bestemmer antallet punkter som skal beregnes og vises avhengig av et visuelt objekts avstand fra en virtuell kameravinkel. Interpolasjonsmotoren 940 omfatter videre en funksjonsgenererer 950 og en interpolasjonsfunksjon 952.

[00111] Strukturdatamotoren 906 omfatter en database av gjeldende strukturdata 954, en glattingsmotor 956, en domenerom-omformer 958 og en database som lagrer gjeldende stratigrafi 960 (f.eks. lagret i en database).

[00112] De illustrerte komponentene i eksempelet på rutenettfrit modelleringsmotor 820 representerer én måte å organisere og anordne funksjonene og trekkene i de rutenettfrie modelleringsteknikkene i relaterte komponenter, men utelater ikke andre anordninger av de samme eller tilsvarende komponenter.

Virkemåten til eksempelet på motor

[00113] Den rutenettfrie modelleringsmotoren 820 utfører egenskapsmodellering basert på strukturdataene 954 i en gjeldende strukturell rammeverkmodell som anvendes, med ubehandlede eller støybeheftede data normalisert av glattingsmotoren 956 som nødvendig, og basert på en valgt gjeldende stratigrafi 960.

[00114] Eksempler på rutenettfri modellering er vist i figurene 10-11. Den rutenettfrie modelleringsmotoren 820 propagerer egenskaper, bevirker visualisering og utfører andre modelleringsoperasjoner direkte på de gjeldende strukturdataene 954, dvs. koordinatene til og fysiske egenskaper ved den strukturelle modellen som undersøkes, og genererer kun et 3-dimensjonalt rutenett når simulering eller andre prosesser krever det.

[00115] Egenskaper, det vil si verdier for cellene av et hypotetisk rutenett som skal modelleres uten å beregne selve rutenettet (eller alle verdiene som ville danne rutenettet), kan betraktes som samlinger av inndata 954 og funksjonene 952 og innstillingene som anvendes for å propagere dem over et modellert jordvolum. Verdier kan bli beregnet i punkter i det virkelige rommet i en gjeldende strukturell rammeverkmodell og trenger ikke bindes til det tredimensjonale rutenettet under operasjoner, for eksempel under verifisering av verdier og punkter av kvalitetskontroll-styreren 934.

[00116] Når innfylling i det tredimensjonale rutenettet er nødvendig for simulering eller en annen operasjon, blir verdiene evaluert i hver celle i et rutenett. På dette tidspunktet, når behovet for å fylle hele rutenettet oppstår, har egenskapen som skal fylles inn allerede blitt kvalitetssjekket og brukeren kan være sikker på at resultatet av propagering av egenskapen vil være gyldig. Innfyllingen trenger derfor bare bli gjort én gang. En samme propagering kan bli anvendt på flere tilgjengelige rutenett basert på en overordnet strukturell modell.

[00117] Den virtuelle karakteren til en egenskap som modelleres i et punkt gjør propagering av egenskaper ideell for parallellprosessering på en hjelpeprosessor 836, når en slik er tilgjengelig, via beregningsavlasteren 942. Innstillingene for fordeling av egenskaper kan lagres i en database, og når det 3-dimensjonale rutenettet senere blir bygget opp for en simulering, kan rutenettparameter-styreren 936 sende innstillingene for propagering av spesifikke virtuelle egenskaper til den geologiske modellereren 802 for generering av rutenettet, ved hjelp av en hjelpeprosessor 836 (f.eks. et grafikkort) når en slik er tilgjengelig.

[00118] I én utførelse utfører eksempelet på rutenettfri modelleringsmotor 820 noen grunnleggende trinn: • Definerer data som skal modelleres fra de gjeldende strukturdataene 954 og tilhørende innparametere; • Definerer en stratigrafi 960 som skal anvendes i domenerom-omformeren 958 (dvs. en metode for domenetransformasjon fra virkelig rom til et sedimentasjonsrom); • Evaluerer en valgt egenskap ved valgte punkter med bruk av interpolasjonsfunksjonen 952; • Viser punktene via fremvisningsmotoren 918, ved først å interpolere grovt mellom dem, som vist i figurene 10-11, og så forfine til en ønsket betraktning.

[00119] I én utførelse er innmatingen til den rutenettfrie modelleringsprosessen de gjeldende strukturdataene 954 i spredt form, f.eks. en serie av punkter med definerte koordinater i 3-dimensjonalt rektangulært koordinatrom, og en egenskapsverdi for hvert punkt.

[00120] Den gjeldende stratigrafien 960 omfatter en definisjon av domenerom-transformasjon for å definere hvordan egenskapsverdiene skal interpoleres. Domenerom-omformeren 958 tenderer mot å propagere verdier sideveis. Dette er fordi geologiske egenskaper ofte er kontinuerlige i subhorisontal retning og veldig varierende vertikalt.

[00121] I hovedtrekk kan domenrom-transformasjon defineres som en transformasjon fra virkelig XYZ-rom til rom fra tiden for geologisk sedimentasjon. I figur 12 viser bildet til høyre en slik transformasjon. På grunn av den isokrone karakteren til de transformerte lagene, er interpolasjonen vanligvis mest konsistent i horisontal retning, noe som forenkler interpolasjonen. Inndataene 954 gjennomgår domenerom-transformasjonen. Interpolasjonsmotoren 940 jobber i et pseudo XYZ-system i det transformerte domenerommet og returnerer deretter resultatene til det virkelige rommet til den strukturelle modellen.

[00122] Domenrom-transformasjonen kan være enkel eller kompleks. Den enkleste fremgangsmåten for å danne den stratigrafiske transformasjonen er å definere at XY holder seg lik og at Z er lik avstanden over eller under en overflate, eller den proporsjonale avstanden mellom to overflater. En kompleks domenerom-transformasjon, på den annen side, går lenger og fjerner forkastninger.

[00123] Den funksjonelle transformasjonen fra XYZ-rom i modellen til IJK-ekvivalent sedimentasjonsrom trenger ikke være en full paleospastisk rekonstruksjon, som tar hensyn til volumer eller sammenpressing, men, som vist i figur 13, kan være en enkel transformasjon fra den strukturelle modellen til et uforkastet rom med de riktige relasjonene mellom punkter.

[00124] Som angitt over blir geofysiske data 954 ofte samlet inn med en irregulær romlig fordeling. I en geofysisk undersøkelse fra luften blir for eksempel data samlet inn langs tilnærmet parallelle baner (transects) over området av interesse. Avstanden mellom prøvene, både aksielt og sideveis, kan variere betydelig som følge av de uunngåelige fluktuasjonene i flyets hastighet og kurs. I tillegg forsterkes irregulariteten av tendensen til å samle inn dataene med høyere tetthet langs linjer enn mellom linjene (med en størrelsesorden eller mer for magnetisme).

[00125] Betrakt geofysiske data 954 som punkter {x,, e R\ /' = 1,...,N} og et sett av skalare verdier {w,.} knyttet til disse punktene. Hver type skalar verdi {w,.} er en egenskap som modelleres.

[00126] I én utførelse har funksjonsgenerereren 950 til oppgave å finne en funksjon f ( x) som:

1. Interpolerer inndataene /(*,) = w,.; og

2. Minimerer et fysisk relevant funksjonal.

[00127] Figur 14 viser en prosessflyt for å danne funksjonen f ( x) for å modellere en gitt egenskap. Inndataene 1402 fra de gjeldende strukturdataene 954, som angitt over, kan være en serie av punkter med definerte kartesiske koordinater XYZ og en egenskapsverdi P. Disse er for eksempel frembragt basert på virkelige brønndata.

[00128] Definisjonen av stratigrafi (domeneromtransformasjonen 1404) definerer hvordan verdier skal interpoleres — sideveis i isotropt sedimentasjonsrom. En kompleks domeneromtransformasjon 1404 fjerner forkastninger, etc.

[00129] Funksjonsgenerereren 950 utnytter det faktum at i hvert fall under den geologiske sedimentasjonen, geologiske egenskaper vanligvis er kontinuerlige i en subhorisontal retning, selv om de er veldig variable vertikalt. Transformasjon er derfor fra virkelig XYZ-rom til et hypotetisk rom på sedimentasjonstidspunktet.

[00130] I figur 14, etter transformasjonen, er de transformerte dataene 1406 konsistente i horisontal retning slik at sideveis interpolasjon er enkelt. Som angitt over gjennomgår inndataene 1402 en domenerom-omdanning 1404 (transformasjon), og deretter kan interpolasjon bli utført i pseudo XYZ-rommet og resultatet bli returnert til det virkelige rommet. Parametrene 1408 avhenger av interpolasjonsfunksjonen som opprettes.

[00131] Et eksempel på funksjon 952 som oppfyller kriteriene beskrevet over har følgende form, vist i likning (1):

der p( x) er et polynom av lav grad k, { A,} er et sett av vekter og <I> er en fast radiell funksjon fra R<+>- >R. [00132] En radiell basisfunksjon er en funksjon med reelle verdier hvis verdi kun avhenger av avstanden fra origo, slik at eller alternativt av avstanden fra et annet punkt c, kalt et senter, slik at

[00133] Enhver funksjon cp som oppfyller egenskapen er en radiell funksjon. Normen er vanligvis euklidsk avstand. Radielle basisfunksjoner blir typisk anvendt for å bygge opp funksjonstilnærminger på formen der den tilnærmende funksjonen y(x) er representert som en sum av N radielle basisfunksjoner, hver med forskjellig senter c, og vektet med en passende koeffisient w,. Tilnærmingsskjemaer av denne typen har spesielt vært anvendt i tidsrekkepredikering og styring av ikkelineære systemer som utviser tilstrekkelig enkel kaotisk oppførsel, og 3-dimensjonal rekonstruering i datagrafikk.

[00134] Et spesialtilfelle av radielle basisfunksjoner anvender en biharmonisk spline i tre-dimensjoner. Denne splinen kan beskrives som i likning (2):

Likning (1) har da følgende form, vist i likning (3):

[00135] En resulterende "glatteste" interpolator i 3-dimensjonalt rom kan da finnes som minimerer et "tynnplate"-energifunksjonal som inneholder andreordens deriverte:

[00136] Valg av denne basisfunksjonen for å fremheve glatthet gir opphav til noen nyttige og velfungerende familier av spline-interpolatorer. Fremgangsmåten er virkningsfull og stabil og gir en strengt positivt definitt, symmetrisk matrise (Cholesky-dekomponering).

[00137] Løsninger basert på radielle basisfunksjoner (RBF) for å glatte støybeheftede data omfatter:

1. Før opprettelse av en interpolator, modifiser glattehetskriteriene:

I dette tilfellet løser glattingsmotoren 956 problemet på nytt hver gang glattingsparameteren p endres. 2. Etter opprettelse av en interpolator, ta middelverdien av den resulterende funksjonen. Glattingsparameteren definerer glattingsradien, og det er ikke nødvendig å løse problemet på nytt.

[00138] I én utførelse er den eneste parameteren som anvendes i arbeidsflyten en "trekkstørrelse", som er en beskrivende geometrisk parameter. Alle trekk som er mindre enn den gitte størrelsen blir glattet bort (forsiktighet er nødvendig i tilfellet med flere atskilte komponenter og topologiendringer).

[00139] Uten ytterligere innmating, derimot, har interpolasjonsfunksjonen 952 beskrevet over en tendens til å interpolere horisontalt. Geologiske trekk følger ofte linjen eller "kornene" til geologien. Dersom Z-attributten i dataene som sendes til og fra interpolasjonsmotoren 940 omfatter avstand under en gitt overflate, eller relativ posisjon mellom to overflater, kan resultatet av interpolasjonsfunksjonen 952 tvinges til å følge en geologisk struktur.

[00140] Den akselererte rendringsmotoren 932 har til oppgave å fylle den rutenettfrie geologiske modellen raskt, slik at modellen kan være interaktiv med brukeren i sanntid (dvs. reagere på innmating fra brukeren i sanntid eller nær sanntid). Ett aspekt ved økning av den forholdsvis langsomme hastigheten til tradisjonelle rutenettgeneratorer er beregning av verdier kun for punkter valgt av punktvelgeren 944.

[00141] I én utførelse realiserer den rutenettfrie modelleringsmotoren 820 et annet aspekt ved hastighetsøkning ved å anvende én eller flere tilgjengelige hjelpeprosessorer 836, for eksempel en grafikkprosessor med ledig båndbredde. "Generell databehandling-på-grafikkprosesseringsenheter (prosesser kjent som GPGPU, GPGP og også GP<2>) er metoder for å bruke en GPU, som typisk kun utfører grafikkberegninger, til å utføre beregninger som vanligvis utføres av sentralprosesseringsenheten (CPU) 808 i en databehandlingsanordning 800. GPU'er er konstruert spesifikt for grafikk og ekskluderer tradisjonelt ikke grafikkrelaterte operasjoner og programmering. På grunn av denne begrensede rollen er GPU'er vanligvis bare nyttige for beregning med bruk av strømbasert prosessering, og maskinvaren kan bare bli anvendt på bestemte måter. For den rutenettfrie geologiske modelleringen ifølge oppfinnelsen kan en slik tilleggsbruk av en ledig prosessor realiseres ved å legge til programmerbare trinn og presisjonsaritmetikk i rendringspipeliner. Dette setter den rutenettfrie modelleringsmotoren 820 i stand til å anvende strømbasert prosessering på ikke-grafiske data.

[00142] Interpolasjonsfunksjonen 952 kan være tilknyttet eller innlemmet i en tilbakekallmotor 946 for å realiisere hastighetsøkningen. Figur 15 viser én utførelse av en prosessflyt for å anvende interpolasjonsfunksjonen 952 på inndata 954 ved en grafikkprosesseringsenhet (GPU) med bruk av tilbakekallsfunksjonen 946. Prosessering av interpolasjonsoperasjonen på en hjelpeprosessor 836, så som en GPU, vil også øke hastigheten mot oppgaven med å muliggjøre interaktiv interpolering 1502. Et tilbakekall omfatter eksekverbar kode som blir sendt som et argument til annen kode. Tilbakekall lar lavere-nivå programvarelag anrope en subrutine (eller funksjon) definert på høyere-nivå lag. Høyere-nivå kode starter typisk en tilbakekallprosess ved å anrope en funksjon i lavere-nivå koden, og sende til denne en peker eller handle til en annen funksjon. Mens lavere-nivå funksjonen kjører kan den anrope den innsendte funksjonen et hvilket som helst antall ganger for å utføre en deloppgave. I et annet scenario registrerer lavere-nivå funksjonen den innsendte funksjon som en handle som skal anropes asynkront av det lavere nivået på et senere tidspunkt som reaksjon på en hendelse eller forespørsel.

[00143] Rutenettfri modellering av tilgjengelige punkter kan bli utført for å danne virtuelle egenskaper. Kvalitetskontrollstyreren 934 jobber på de verdiene som er synlige på et gitt tidspunkt, og disse kan bli beregnet direkte avhengig av innstillingen til visningsmodusvelgeren 910 (2D eller 3D), kameraposisjoner (nær-fjern og betraktningsvinkel), gjeldende stratigrafi 960 og tilgjengelige datamaskinressurser. I de fleste scenarier av rutenettfri modellering blir noen tusentalls punkter beregnet i stedet for millioner, så hastighetsøkningen kan anvendes for å gjøre prosessen interaktiv. Disse tusentalls punktene kan bli modellert interaktivt på skjæringer, plan, overflater, kryssplott etc. innenfor det modellerte volumet, heller enn at hvert punkt i det modellerte volumet blir modellert på én gang.

[00144] I én utførelse kan en skjæring mellom visuelle plan bli vist som viser en visualisert egenskap i de fremviste planene. For å gjøre dette blir egenskapen raskt beregnet i punkter på de kryssede visuelle planene med en grov oppløsning. Basert på betraktningsvinkelen kan oppløsnings- & perspektivmotoren 948 foreta en ytterligere forfining av oppløsningen ved å evaluere flere verdier visuelt nærmere kameraet og færre verdier visuelt fjernt fra kameraet. Interpolasjonsmotoren 940 kan da propagere egenskapsverdier over den synlige overflaten av de fremviste planene, noe som gir et fargekodet kart av egenskapsverdiene på hvert sted i det oppskivede jordvolumet.

[00145] Interaktive rutenettfrie modeller er skalerbare. Store modeller kan bli generert på en datamaskin med forholdsvis begrensede ressurser, og enda større modeller kan bli generert på kraftige datamaskiner som nå er allment tilgjengelige.

Eksempel på interaktive grafiske brukergrensesnitt

[00146] Grafiske brukergrensesnitt (GUTer) representerer en port mellom brukere og mange typer applikasjonsprogrammer for å visualisere og manipulere applikasjonsspesifikke objekter eller informasjon.

[00147] I én utførelse blir det rendrede volumet vist i rutenettfritt 3-dimensjonalt rom i hovedvinduet 1600 vist i figur 16. Nederst i vinduet 1600 kan informasjon om det gjeldende volumet bli vist. I én utførelse kan for eksempel de første tre verdiene være høyden, bredden og dybden til det modellerte volumet i volumelementer. En fjerde verdi kan være størrelsen til volumetelementenheten som anvendes (8 bit eller 16 bit). En siste vist verdi kan være den totale størrelsen til det modellerte volumet i minnet (f.eks. i megabyte).

[00148] I én utførelse blir en visuell modell som den vist i hovedvinduet 1600 generert med standardklassen OPEN INVENTOR EXAMINERVIEWER. Denne klassen implementerer en "virtuell styrekule" som lar brukeren implementere en mus for å rotere, vri, panorere og forstørre det rendrede volumet (og annen geometri i den modellerte scenen). Ikoner kan være anordnet rundt det faktiske visningspanelet 1602 tegnevinduet og tilveiebringe kontroller så som tommelhjul for å rotere scenen og knapper for forskjellige funksjoner. En pilknapp kan være tilveiebragt for selekteringsmodus. I denne modusen er markørens form en default pekemarkør, og musen kan anvendes for å "gripe" og dra 3-dimensjonale brukergrensesnittsobjekter kalt "manipulatorer". En håndknapp kan være tilveiebragt for visningsmodus. I denne modusen kan musen bli anvendt for å rotere, panorere og zoome scenen. <ESC>-tasten kan også anvendes for å skifte mellom selekterings-og visningsmodus. Klassen EXAMINER-VIEWER tilveiebringer også en standard popup-meny som aktiveres av høyre museknapp.

[00149] I én utførelse blir de innledningsvis innmatede dataene og en tom seismisk terning (men tilpasset dataene) vist i hovedvinduet 1600. Inndataene er en serie av punkter med XYZ-koordinater og en egenskapsverdi. Disse er opprettet basert på virkelige brønnattributter. I én utførelse er inndataene vist som skalerte diamanter i forskjellige farger. Fargefordelingen avhenger av minimums-og maksimumsterskler for egenskapsverdier.

[00150] Et problem som oppstår i forbindelse med geologisk modellering er at en begrensende terskel nås veldig raskt under modellering der tolkning og undersøkelse av modeller blir vanskelig for det menneskelige øye, og der dagens datamaskinressurser har problemer med å håndtere den store mengden data.

[00151] De rutenettfrie modelleringsteknikkene muliggjør derfor nye brukergrensesnitt for å vise aspekter ved de modellerte dataene. For eksempel omfatter nøkkeltrekk ved de nye rutenettfrie modellbrukergrensesnittene 826 for presentasjon av geologiske strukturelle modeller og tredimensjonale rutenett følgende:

• interaktive volumsonder

• interaktive dimensjonsskiveoperasjoner

• interaktive fargekartfiltre

• interaktive histogrammer

som kan bli kombinert som ønsket i forskjellige utførelser av et rutenettfritt modelleringssystem.

[00152] Figur 17 viser en interaktiv volumsonde 1700 i forbindelse med en fullt rutenettfri geologisk modell, omfattende et "kontur"-trekk. Figur 18 viser en "nærbilde"-visning av en interaktiv volumsonde 1800, omfattende lokalt utførte beregninger innenfor volumsonden 1800. En volumsonde (f.eks. 1700,1800) kan settes inn i en full rutenettfri geologisk modell for å vise et område av interesse i arbeidsmodellen, og modifiserer den synlige delen av datavolumet. Det skal igjen bemerkes at illustrasjonen er en svart-hvitt gjengivelse av en fargekodet modell.

[00153] Som default spesifiserer den interaktive volumsonden 1700 et enkelt delvolum. Imidlertid kan volumsonden 1700 spesifisere mer komplekse former. Dette er spesielt nyttig når en jobber med et stort volum, og gir en basis for lokale beregninger og ultrarask interaktiv rendring. Volumsonden 1700 kan gis ny størrelse og skaleres til å dekke forskjellige områder av det aktuelle datavolumet, med start fra en minste cellepresentasjon til hele volumet til det tredimensjonale rutenettet. Volumsonden 1700 kan på en enkel og interaktiv måte beveges gjennom hele modellvolumet.

[00154] Ved brukervalg gjennom innlemmelse-/ekskluderingsvelgeren 924 kan den interaktive volumsonden 1700 være enten en innlemmelsesboks (delvolum), som spesifiserer området i volumet som skal rendres visuelt, eller en ekskluderingsboks, som spesifiserer et område av volumet som ikke vil bli rendret. Dette gir et verdifullt verktøy for å skjære bort deler av hele volum eller deler av det gjeldende delvolumet.

[00155] I én utførelse setter oppløsningsvelgeren 912 oppløsningen i området av interesse til den høyeste som fortsatt tillater interaktiv hastighet for volumsonden 1800 innenfor det aktuelle modellvolumet.

[00156] Som vist i figur 19 vil det å vise en volumsonde 1900 i en rutenettfri geologisk modell også gjøre det effektivt for dimensjonsskivemotoren 926 å legge til skjæringsplan 1902, 1904, 1906 i de tre tilgjengelige retningene i et spesifisert rektangulært koordinatsystem. Figur 20 viser lokale beregninger på skjæringsplan i 3-dimensjoner. Egenskapnavigeringsstyreren 920 kan flytte skjæringsplanene (f.eks. 1906) separat fra hverandre og interaktivt i de tilhørende navigeringsretningene innenfor den rutenettfrie modellen. Oppløsning- & perspektivmotoren 948 setter oppløsningen for en fremvist skive til en høy verdi innenfor det gitte modellvolumet, men likevel til en oppløsning som fortsatt tillater interaktiv hastighet for den fremviste skiven eller skjæringen.

[00157] Figur 21 viser forskjellige kombinasjoner av dimensjonsskiver, eller skjæringsplan, omfattende XY-plan 2102, et enslig Z-plan 2104 og XYZ-plan 2106. Oppløsnings- & perspektivmotoren 948 kan sette oppløsningen på en dimensjonsskive til den høyeste innstillingen innenfor det gitte modellvolumet eller skiven som fortsatt tillater interaktiv hastighet i den rutenettfrie modelleringen. I én utførelse velger den rutenettfrie modelleringsmotoren 820 et begrenset antall ankerpunkter på overflaten av en skive eller skjæring som skal rendres, og deretter beregner eller tilnærmer interpolasjonsmotoren 940 alle punktene på planet som om den bygget opp et rutenett, men bare på det eller de planene som rendres. Dette kan gjøres med en slik hastighet at den rutenettfrie modellen forblir interaktiv. Flere punkter blir rendret for deler av dimensjonsskiven som synes nærme for seeren, og færre punkter blir rendret for deler som ligger lenger vekk.

[00158] Som vist i figurene 22-23 kan et forhåndsdefinert fargekart 2200 være tilknyttet hver volumsonde 1700, hvert skjæringsplan 1902 eller andre modellobjekter. Fargekart-editoren 928 gjør det mulig å endre fargekartet 2200 og de forhåndsdefinerte verdiene for minimums- og maksimumterskeler for data ved å redigere fargekartet 2200 interaktivt.

[00159] Fargene på kartet 2200 er tilsvarende korrelert (fargekodet) med de viste dataverdiene. Fargekart-editoren 928 tilveiebringer således en form for interaktivt visningsfilter. Figur 22 viser et initielt fargekart, mens figur 23 viser den samme rutenettfrie modellen med et endret fargekart 2200, som i sin tur justerer eller filtrerer de fargekodede dataene som skal vises. Når brukeren for eksempel fjerner en farge fra kartet (f.eks. er fargen "rød" fjernet i figur 23, som representert av det viste blanke området 2302), fjerner fargekart-editoren 928 alle dataverdiene som faller innenfor det motsvarende fargekodede verdiområdet som er kodet til "rød" fra den aktuelle fremvisningen.

Akselerering av interaktive brukergrensesnitt

[00160] Når brukeren viser en skjæring eller en volumsonde for en gitt egenskap, kan interpolasjonsfunksjonen 952 bli evaluert i et håndterlig antall punkter på denne skjæringen slik at modelleringshastigheten forblir interaktiv. Nærmere bestemt kan punktene være få nok til at skjæringen kan flyttes interaktivt.

[00161] Den akselererte rendringsmotoren 932 kan akselerere forskjellige visuelle verktøy for interaktiv navigering i den rutenettfrie modellen. Navigeringsstyreren 920 kan for eksempel omfatte en interaktiv volumsondemotor 922, en interaktiv dimensjonsskivemotor 926, en interaktiv fargekarteditor 928 og en interaktiv histogrammotor 930. Mange andre interaktive visuelle sonder og verktøy er mulige i rutenettfri geologisk modellering. En volumsonde 1700 eller et visuelt skjæingsplan 1906 kan bli manipulert direkte. Lokalisereren 938 minimerer antallet beregninger i stedet for å utføre global omberegning av et helt 3-dimensjonalt rutenett ved enhver større eller mindre endring i modellen. I tillegg til at den ikke beregner hele globale rutenett, søker lokalisereren 938 også å øke effektiviteten ytterligere ved å redusere antallet punkter som må beregnes for å visualisere også en lokal og rutenettfri sonde eller skive.

[00162] Punktvelgeren 944 isolerer de pseudo-cellene som skal modelleres for interaktiv fremvisning og interpolasjonsmotoren 940 returnerer rutenettverdiene slik at fremvisningsmotoren 918 kan vise dem i en fremvisning 830.

[00163] I én utførelse gjør virtuell egenskapsverdimodellereren 904 følgende: Definerer inndata 954 og parametere for beregningene;

Velger punkter 944 som skal evalueres for å optimere den raskeste og den

mest visuelt hensiktsmessige presentasjonen;

Evaluerer egenskapen i punktene med bruk av den raske

interpolasjonsfunksjonen 952 i samarbeid med tilbakekallmotoren 946;

Interpolerer grovt mellom punkter for å øke hastigheten, og sender resultater for rendring av visningsmotoren 918;

Laster over beregninger 942 til grafikkprosessoren for rask beregning, når det er mulig, eller laster over til en annen hjelpeprosessor 836.

[00164] Når et sett av visuelle skjæringsplan 1902,1904,1906, som vist i figurene 19-21, eller én eller flere volumsonder 1700, 1800, som vist i figurene 17-19, blir vist for en 3-dimensjonal rutenettfri modell, må den opprettede interpolasjonsfunksjonen 952 bli evaluert i et håndterlig antall punkter på denne skjæringen eller volumsonden. Punktene må være få nok til at skjæringene kan bli beveget interaktivt.

[00165] Punktene der interpolasjonen blir beregnet velges av punktvelgeren 944 med bruk av skjæringen(e) visualisert av fremvisningsmotoren 918 og den opplevde avstanden fra kameraet, slik at oppløsnings- & perspektivmotoren 948 gir høy oppløsning når et objekt eller en del av et objekt synes nærme, og gir lavere oppløsning når objektet eller en del av objektet synes lenger vekk.

[00166] I én utførelse kjører tilbakekallmotoren 946 en rutine som velger punktene som skal evalueres, tilpasser data for best fremvisning, og sender punktene til interpolasjonsmotoren 940 for behandling.

[00167] I én utførelse kan VOLUMEVIZ bli anvendt for å bevirke til den interaktive rendringen (Visualization Sciences Group, Inc., Burlington, MA). VOLUMEVIZ er en modul i OPEN INVENTOR for visualisering av volumdata. I én utførelse er volumdata et 3-dimensjonalt sett av uniformt fordelte verdier kalt volumelementer (voxels). Disse dataene representerer typisk intensitetsdata avledet fra oljeleting (seismikk).

Eksempler på interaktive brukergrensesnittdialoger

[00168] Som vist i de neste fire figurene kan i én utførelse brukergrensesnittet 826 for den rutenettfrie modellen omfatte fire forskjellige dialogbokser, som gir distribuert funksjonalitet for datasettet som visualiseres.

[00169] Figur 24 viser en "SLICE"-dialogboks som tilveiebringer brukerkontroller for dimensjonsskivemotoren 926, gjennom hvilken brukeren interaktivt kan legge til langsgående skiver (inline), tversgående skiver (Xline) eller tidsskiver. Disse kan blas i interaktivt gjennom den rutenettfrie modellen. En langsgående skive har planet linjeført i nord-til-syd-retning (X-aksen). I én utførelse kan ikke dette planet roteres, bare beveges frem og tilbake langs den angitte linjeføringen. Seismiske skjæringer går vanligvis langs langsgående skiver. En tversgående skive har planet linjeført i øst-til-vest-retning (Y-aksen). Seismiske skjæringer kan også være linjeført langs tversgående skiver. En tidsskive har planet linjeført horisontalt (Z-aksen). Planet kan beveges opp og ned langs Z-aksen. Dette er nyttig ved visualisering av en tidsskive-terning.

[00170] I én utførelse skifter en interpolasjon-avmerkingsboks mellom "Linear"

(lineær interpolasjon) og "Nearest" (nærmeste nabo) teksturavbildningsmodus. En avmerkingsboks "Bump Mapping" muliggjør ujevnhetsavbildning på skiver. En normal blir beregnet for hvert volumelement basert på den 2-dimensjonale gradienten til volumelementet i X og Yog dataverdien i Z. Brukeren kan vise lysvekselvirkningen med skive-, tekstur- eller bump-avbildningen med bruk av den retningsbestemte lyseditoren. En avkrysningsboks "Bump Scale" kan være tilveiebragt for å styre størrelsen til ujevnhetene, når det er støtte for programmerbare skygger.

[00171] I én utførelse kan en materialeditorknapp være tilveiebragt for å vise en standard materialeditor for å styre diffusivitets- og speilegenskaper, etc. for volumet. For rendring av teksturavbildninger styrer materialeditoren spesifikt egenskaper ved polygonene som struktureres. En lyseditor-knapp kan være tilveiebragt for å vise en standard retningsbestemt lyseditor. For eksempel kan en grå kule være tilveiebragt for å vise hvordan lys ser ut når det skinner på volumet. En indikator, så som en gul pil kan vise gjeldende retning for lyset. Brukeren kan "gripe" denne indikatoren med en mus og dra indikatoren for å endre lysretningen. Når brukeren er ferdig med editoren, finnes det en knapp for å lukke dialogboksen.

[00172] Figur 25 viser en "VOLUME"-dialogboks som tilveiebringer brukerkontroller for volumsondemotoren 922.1 tillegg til skiver (figur 24) lar volumdialogboksen brukeren sette inn en seismisk sonde for å vise en del av den rutenettfrie modellen. I én utførelse som anvender VOLUMEVIZ støtter systemet valg av et område av interesse ("ROI - Region Of Interest"), som endrer den synlige delen av datavolumet. Som default spesifiserer ROI-valget et enkelt delvolum. Imidlertid vil det kunne spesifisere mer komplekse former. Ved valg av en volumsonde kan ROI spesifiseres av to hovedfelter kalt "subVolume" og "Box". Disse to feltene er enkle bokser med uavhengige dimensjoner og posisjoner. Brukeren kan definere hvordan disse to boksene skal vekselvirke med hverandre for å definere hvilken del av volumet som er synlig. Dette kan være nyttig når en jobber med et stort volum eller store skiver.

[00173] Som default spesifiserer innlemmelse-/ekskluderingsvelgeren 924 at ROI er en "innlemmelsesboks" (delvolum) som angir området av volumet som kan rendres. Innlemmelses-/ekskluderingsvelgeren 924 kan også spesifisere at området av interesse er en "ekskluderingsboks" som angir et område av volumet som ikke vil bli rendret. Dette kan være nyttig for å skjære bort en del av volumet eller det gjeldende delvolumet.

[00174] For å definere et område av interesse sjekker brukeren først at hovedvinduet 1600 har fokus (er det aktive vinduet - ved å klikke i det om nødvendig). Deretter verifiserer brukeren at visningen er i velgemodus (f.eks. at markøren har en pil-form). I én utførelse kan ikke området av interesse være større enn datavolumet og kan ikke bevege seg utenfor datavolumet.

[00175] En "Number of slices"-glidebryter kan være tilveiebragt for å styre antallet skiver som tegnes for en 3-dimensjonal og 2-dimensjonal rendring med flere teksturer. Nullinnstillingen setter valget av antallet skiver til automatisk. Rendring av færre skiver vil i alminnelighet bedre ytelsen (med redusert bildekvalitet). En modelleringsapplikasjon kan redusere antallet skiver som tegnes under interaktive operasjoner for å øke hastigheten og bedre ytelsen.

[00176] En glidebryter "Slice number" eller "Current slice" kan vise et nummer der skiven befinner seg nå. Den kan også anvendes for å dra skiven gjennom datavolumet. I én utførelse, når en avmerkingsboks ved siden av glidebryteren er "merket", blir skiven beveget dynamisk etter hvert som glidebryteren beveger seg. Ellers blir skiven bare beveget når brukeren slipper museknappen etter å ha beveget glidebryteren. Brukeren kan også skrive inn et skivenummer i redigeringsboksen.

[00177] Material- og fargekartalternativer kan være tilveiebragt. I tillegg til fargekartet som skiven anvender kan også et materiale bli anvendt for å endre gjennomsiktighet og lyssetting. Aktivering av en "Material Editor"-knapp kan vise en dialog som lar brukeren endre materialparametrene.

[00178] En avmerkingsboks "Pick Volume Probe" kan være tilveiebragt for å veksle mellom volum-/skivevalgmodus og for å vise et profilvalgvindu.

[00179] Figur 26 viser en dialogboks "INTERPOLATION" som tilveiebringer brukerkontroller for interpolasjonsmotoren 940. Flere interpolasjonsfunksjoner kan velges. I én utførelse yter en CGS-interpolasjonsfunksjon 952 bedre enn en Shepard-interpolasjonsfunksjon 952 og "Closest Poinf-interpolasjonsfunksjon 952.

[00180] CGS-interpolasjonsfunksjonen 952 har valgbare parametere, så som en glattingsradius, Z-attributt og høyde/bredde-forholdet (asimut) slik at dataene kan bli ekstrapolert på foretrukket måte i XYZ-retninger.

[00181] Figur 27 viser en dialogboks "RENDERING STYLE" som tilveiebringer brukerkontroller for en rendringsstilfunksjon i fremvisningsmotoren 918. Følgende funksjoner listet nedenfor kan bli implementert for bedre visualisering av den multioppløsningstopologien.

[00182] Octree Outline: som default kan denne innstillingen vise en octree-representasjon som viser gjennomløp av octree-treet. For eksempel kan røde prikker angi tiles som er evaluert; blå prikker kan angi minimums- og maksimumtersklene for oppløsning; gult kan vise selve octree-treet.

[00183] Data Outline: denne innstillingen kan vise tiles lastet i hovedminne. Konturen til tiles med full oppløsning kan for eksempel bli tegnet med en lysere gul farge enn tiles med lavere oppløsning.

[00184] Slice Texture: denne innstillingen kan aktivere eller deaktivere fremvisning av skiveteksturer.

[00185] Tile Outline: Denne innstillingen kan aktivere tegning av tile-konturer for alle primitiver. For eksempel kan konturene til tiles med full oppløsning bli tegnet med en lysere grå farge for volumet, og en lysere grønn farge for skivene.

[00186] Draw Tiles: denne innstillingen kan aktivere eller deaktivere visning av tile-teksturer.

[00187] Load Unload Tiles: Denne innstillingen kan aktivere fremvisning av lastede tiles (f.eks. i rødt) og ikke lastede tiles (f.eks. i blått) i teksturminne.

[00188] Fake Data: I én utførelse tillater denne innstillingen bruk av uekte data i stedet for de virkelige dataene under innlasting av data i hovedminnet. De uekte dataene kan være generert programmatisk og er innrettet for å illustrere trekk ved forvaltning av store datamengder (LDM - Large Data Management) (data vil kunne måtte lastes på nytt for å se de uekte dataene).

[00189] View Point Refinement: Denne innstillingen kan aktivere oppløsning- & perspektivmotoren 948 til å laste tiles med høyere oppløsning nærmere betraktningspunktet.

[00190] View Culling: Denne innstillingen kontrollerer en default om ikke å laste tiles som befinner seg utenfor synsvinkelen.

[00191] Tile Size: Denne innstillingen spesifiserer at når dataene ikke har blitt forhåndskonvertert (i hvilket tilfelle tile-størrelsen er fast), vil tile-størrelsen bli konvertert ved behov.

[00192] Rendering style: Én eller flere innstillinger, så som alternativknapper, spesifiserer at volumet kan bli rendret i forskjellige stiler. Stilene kan omfatte: standard volumrendring, forhåndsintegrert volumrendring, lyssatt volumrendring, lyssatt forhåndsintegrert volumrendring, isooverflater (bare volumelementer med en gitt verdi blir rendret), en overflate (bare utvendige sideflater av volumterningen blir rendret), eller en RGBA-(rød-grønn-blå-alfa)-overflate. RGBA-teksturer blir da anvendt i stedet for indekserte teksturer. Programmerbar skyggestøtte kan anvendes for de forhåndsintegrerte og isooverflate-rendringsstillene.

[00193] Figur 28 viser fire av de forskjellige rendringsstilene akkurat beskrevet. Vist fra øvre venstre til nedre høyre hjørne i figur 28 er standard 2802, forhåndsintegrert 2804, lyssatt 2806 og lyssatt forhåndsintegrert 2808 volumrendring.

[00194] I én av dialogboksene beskrevet over, eller separat, kan det være tilveiebragt et "profilvalgvindu", for eksempel i forbindelse med kontroller for den interaktive histogrammotoren 930. Valg av et skiveobjekt velger det første opake volumelementet langs plukkebanen. Valget returnerer verdien til det valgte volumelementet, dets /JK-posisjon i volumet, og dets XYZ-posisjon i den 3-dimensjonale scenen. Valg av et volumobjekt returnerer "profilet" langs plukkebanen, som er en liste av verdiene til alle volumelementene som krysses av plukkebanen.

[00195] Som vist i figur 29 kan et interaktivt histogram være en grafisk fremvisning av tabulerte hyppigheter, f.eks. profilet til verdier plaukket langs plukkebanen, vist som stolper. Det interaktive histogrammet kan vise hvilken andel av

egenskapsverditilfeller som faller innunder hver av flere kategorier. Kategoriene er vanligvis spesifisert som ikke-overlappende verdiområderfor variabelen, dvs. den

gitte egenskapen. Den interaktive histogrammotoren 930 kan også konstruere en sannsynlighetstetthetsfunksjon for å vise fra de innmatede eller valgte dataene.

[00196] Den interaktive histogrammotoren 930 kan tilveiebringe det interaktive histogrammet gjennom plukkeoperasjonen, f.eks. ved at brukeren velger et vilkårlig punkt på objektet vist på skjermen. I én utførelse bestemmer antallet volumelementer som krysses lengden til en linjegraf eller et histogram. I figur 29 resulterer for eksempel den første plukkebanen i 43 verdier langs profilet 2902, mens den andre plukkebanen resulterer i 120 verdier langs profilet 2904.

Eksempler på fremgangsmåter

[00197] Figur 30 viser et eksempel på en fremgangsmåte for å utføre rutenettfri geologisk modellering. I flytdiagrammet er operasjonene oppsummert i individuelle blokker. Fremgangsmåteeksempelet 3000 kan bli utført av maskinvare eller kombinasjoner av maskinvare og programvare, for eksempel av eksempelet på rutenettfri modelleringsmotor 820.

[00198] I trinn 3002 mottas strukturdata samlet inn fra et undergrunns jordvolum.

[00199] I trinn 3004 velges punkter eller steder i undergrunns-jordvolumet for modellering av en egenskap ved undergrunns-jordvolumet.

[00200] I trinn 3006 propageres verdier for egenskapen direkte til punktene i et rutenettfritt tredimensjonalt rom i tilknytning til en strukturell rammeverkmodell av undergrunns-jordvolumet.

[00201] I trinn 3008 vises de propagerte verdiene i en interaktiv visualisering av den strukturelle rammeverkmodellen.

[00202] Figur 31 viser et eksempel på en fremgangsmåte for å akselerere modellering i rutenettfri geologisk modellering. I flytdiagrammet er operasjonene oppsummert i individuelle blokker. Fremgangsmåteeksempelet 3100 kan bli utført av maskinvare eller kombinasjoner av maskinvare og programvare, for eksempel av eksempelet på rutenettfri modelleringsmotor 820.

[00203] I trinn 3102 propageres verdier for en egenskap ved et undergrunns jordvolum direkte til punkter i et rutenettfritt tredimensjonalt rom for å gjøre det raskere å vise verdiene interaktivt i en strukturell rammeverkmodell.

[00204] Ett eller flere av de følgende trinn kan legges til for å oppnå hastighetsøkningen:

[00205] I trinn 3104 velges et redusert antall punkter i undergrunns-jordvolumet for lokal modellering av en egenskap for å oppnå hastighetsøkningen.

[00206] I trinn 3106 kjøres en tilbakekallfunksjon for å akselerere valg av punktene for å oppnå hastighetsøkningen.

[00207] I trinn 3108 propageres egenskapsverdier ved å interpolere i rutenettfritt tredimensjonalt rom for å oppnå hastighetsøkningen.

[00208] I trinn 3110 lastes de propagerte verdiene til egenskapen over til en hjelpeprosessor for å oppnå hastighetsøkningen.

[00209] I trinn 3112 optimeres oppløsningen av et visuelt objekt vist av punktene i henhold til et betraktningsperspektiv for å oppnå hastighetsøkningen.

[00210] I trinn 3114 glattes strukturdataene samlet inn fra undergrunns-jordvolumet før en domenerom-transformasjon for å oppnå hastighetsøkningen.

[00211] Figur 32 viser et eksempel på en fremgangsmåte for å utvide et interaktivt grafisk brukergrensesnitt (GUI) i rutenettfri geologisk modellering. I flytdiagrammet er operasjonene oppsummert i individuelle blokker. Fremgangsmåteeksempelet 3200 kan bli utført av maskinvare eller kombinasjoner av maskinvare og programvare, for eksempel av eksempelet på rutenettfri modelleringsmotor 820.

[00212] I trinn 3202 propageres verdier for en egenskap ved et undergrunns jordvolum direkte til punkter i rutenettfritt tredimensjonalt rom for å øke hastigheten for fremvisning av verdiene interaktivt i en strukturell rammeverkmodell.

[00213] Ett eller flere av følgende trinn kan legges til for å utvide et interaktivt grafisk brukergrensesnitt:

[00214] I trinn 3204 vises en interaktiv volumsonde.

[00215] I trinn 3206 vises en interaktiv dimensjonsskive.

[00216] I trinn 3208 vises navigeringskontroller.

[00217] I trinn 3210 vises et interaktivt fargekodet egenskapsverdifilter.

[00218] I trinn 3212 vises histogramverktøy.

[00219] I trinn 3214 vises dialogbokser for å velge styreparametere.

[00220] Figur 33 viser et eksempel på en fremgangsmåte for å vise egenskapsverdier i rutenettfri geologisk modellering med bruk av et interaktivt fargekart. I flytdiagrammet er operasjonene oppsummert i individuelle blokker. Fremgangsmåteeksempelet 3300 kan bli utført av maskinvare eller kombinasjoner av maskinvare og programvare, for eksempel av eksempelet på rutenettfri modelleringsmotor 820.

[00221] I trinn 3302 vises et interaktivt fargekart av fargekodede egenskapsverdier propagert i tredimensjonalt rom.

[00222] I trinn 3304 mottas en innmating som endrer et fargevalg på det interaktive fargekartet.

[00223] I trinn 3306 modifiseres fremvisningen av de fargekodede egenskapene i henhold til fargeendringene på det interaktive fargekartet.

[00224] Figur 34 viser et eksempel på en fremgangsmåte for å vise en fordeling av egenskapsverdier i en rutenettfri geologisk modell i et histogram. I flytdiagrammer er operasjonene oppsummert i individuelle blokker. Fremgangsmåteeksempelet 3400 kan bli utført av maskinvare eller kombinasjoner av maskinvare og programvare, for eksempel av eksempelet på rutenettfri modelleringsmotor 820.

[00225] I trinn 3402 vises et histogram som viser en fordeling av propagerte egenskapsverdier i en rutenettfri geologisk modell.

[00226] I trinn 3404 velges en stråle gjennom det fremviste tredimensjonale rommet for å skape et profil av punkter som krysses av strålen.

[00227] I trinn 3406 vises fordelingen av egenskapsverdiene i profilet i histogrammet.

[00228] Figur 35 viser et eksempel på en fremgangsmåte for å verifisere propageringsparametere for å akselerere generering av et rutenett for geologisk modellering. I flytdiagrammet er operasjonene oppsummert i individuelle blokker. Fremgangsmåteeksempelet 3500 kan bli utført av maskinvare eller kombinasjoner av maskinvare og programvare, for eksempel av eksempelet på rutenettfri modelleringsmotor 820.

[00229] I trinn 3502 propageres verdier for en egenskap ved et undergrunns jordvolum direkte til punkter i rutenettfritt tredimensjonalt rom for å gjøre det raskere å vise verdiene interaktivt i en strukturell rammeverkmodell.

[00230] I trinn 3504 utføres en kvalitetskontroll av de propagerte verdiene for å verifisere propageringsparametere.

[00231] I trinn 3506 lagres de verifiserte propageringsparametrene for senere oppbygging av et rutenett, når rutenettet er nødvendig.

Konklusjon

[00232] Selv om eksempler på systemer og fremgangsmåter er beskrevet med en ordlyd som er spesifikk for oppbygningsmessige trekk og/eller fremgangsmåtetrinn, må det forstås at gjenstanden definert i de vedføyde kravene ikke nødvendigvis er begrenset til de konkrete trekkene eller trinnene beskrevet. Tvert i mot er de konkrete trekkene og trinnene beskrevet som eksempler på hvordan systemene, fremgangsmåtene og strukturene det kreves beskyttelse for kan realiseres.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte, omfattende det å: motta strukturdata innhentet fra et undergrunns jordvolum; velge punkter i undergrunns-jordvolumet for modellering av en egenskap ved undergrunns-jordvolumet; propagere verdier for egenskapen direkte til punktene i et rutenettfritt tredimensjonalt rom knyttet til en strukturell rammeverkmodell av undergrunns-jordvolumet; og vise de propagerte verdiene i en interaktiv visualisering av den strukturelle rammeverkmodellen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende det å fargekode de propagerte verdiene til egenskapen for fremvisning.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der egenskapen er én av en fysisk egenskap, en geologisk egenskap eller en kjemisk egenskap ved undergrunns-jordvolumet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende det å modellere flere egenskaper ved undergrunns-jordvolumet i det rutenettfrie tredimensjonale rommet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende det å vise de propagerte verdiene og det rutenettfrie tredimensjonale rommet som en todimensjonal visualisering av de propagerte verdiene på en overflate av en todimensjonal fremvisning.

6. System for å utføre rutenettfri geologisk modellering, der systemet omfatter: en datamaskin med minst én prosessor; et minne som lagrer et program med instruksjoner; en strukturdatamotor for å prosessere seismiske data innhentet fra et undergrunns jordvolum med hensyn til en gjeldende stratigrafi; en punktvelger for å angi punkter i en strukturell rammeverkmodell for å vise en egenskap ved undergrunns-jordvolumet; en interpolasjonsmotor for å propagere verdier for egenskapen direkte i et rutenettfritt tredimensjonalt rom tilknyttet den strukturelle rammeverkmodellen; en fremvisningsmotor for å vise de propagerte verdiene i en interaktiv rendring av den strukturelle rammeverkmodellen; en akselerasjonsmotor for å øke hastigheten til punktvelgeren, interpolasjonsmotoren og fremvisningsmotoren for å oppnå en hastighetsøkning som tillater interaktiv rutenettfri modellering; og der den interaktive, rutenettfrie modelleringen reagerer på brukerinnmating med dynamisk rutenettfri navigering i egenskapen vist i det rutenettfrie tredimensjonale rommet i sanntid eller nær sanntid.

7. System ifølge krav 6, der punktvelgeren plukker ut et redusert antall punkter i den strukturelle rammeverkmodellen for lokalt å modellere en egenskap for å oppnå hastighetsøkningen.

8. System ifølge krav 7, der punktvelgeren kjører en tilbakekallfunksjon for å akselerere valget av punktene for å oppnå hastighetsøkningen.

9. System ifølge krav 6, der interpolasjonsmotoren optimaliserer en propageringsfunksjon for å oppnå hastighetsøkningen.

10. System ifølge krav 9, der interpolasjonsmotoren propagerer punkter i henhold til

for å oppnå hastighetsøkningen, der p( x) er et polynom av lav grad k, {A,.} er et sett av vekter og $ er en fast radiell funksjon fra R<+>-» R.

11. System ifølge krav 6, videre omfattende en beregningsavlaster for å sende beregninger av egenskapsverdien som skal propagereres til en hjelpeprosessor for å oppnå hastighetsøkningen, der hjelpeprosessoren er én av en grafikkprosesseringsenhet, en hjelpe-sentralprosesseringsenhet, en koprosessor eller en parallellprosessor.

12. System ifølge krav 6, videre omfattende en oppløsnings- & perspektivmotor for å optimalisere oppløsningen av et visuelt objekt vist i det rutenettfrie tredimensjonale rommet i henhold til et kameraperspektiv for å oppnå hastighetsøkningen ved å redusere antallet punkter som skal rendres visuelt.

13. System ifølge krav 6, videre omfattende en glattingsmotor for å minimere støy i seismiske data samlet inn fra undergrunns-jordvolumet før en domenerom-transformasjon for å oppnå hastighetsøkningen.

14. System ifølge krav 6, videre omfattende en kvalitetskontrollstyrer for å: utføre en kvalitetssjekk av et utvalg av de propagerte verdiene for å verifisere propageringsparametere; lagre de verifiserte propageringsparametrene; og der de lagrede og verifiserte propageringsparametrene muliggjør rutenettgenerering basert på de verifiserte propageringsparametrene, når rutenettet er nødvendig for en simulering eller for en modelleringsoperasjon.

15. System ifølge krav 14, der systemet fyller et tredimensjonalt rutenett med verdier for en egenskap, idet én enkelt verdi for egenskapen blir beregnet for hver celle i det tredimensjonale rutenettet, der verdier for egenskapen er kvalitetssjekket i det rutenettfrie tredimensjonale rommet før innfylling i det tredimensjonale rutenettet.

16. System ifølge krav 6, der systemet genererer styresignaler basert på de propagerte egenskapene, der styresignalene blir anvendt for å utføre én av: styring av geofysisk utforsking; styring av hydrokarbonproduksjon; styring av utstyr, omfattende én av maskiner, injeksjons- og produksjonsbrønner, reservoarer, petroleumsfelter, transportsystemer og forsyn ingssystemer.

17. Maskinlesbar lagringsanordning som inneholder et sett av maskin-eksekverbare instruksjoner som når de blir eksekvert av en maskin utfører en fremgangsmåte for rutenettfri geologisk modellering, der fremgangsmåten omfatter det å: prosessere seismiske data og brønnlogger i forbindelse med en gjeldende stratigrafi som beskriver et undergrunns jordvolum; plukke ut punkter i en strukturell modell av undergrunns-jordvolumet for modellering av en egenskap ved undergrunns-jordvolumet; beregne verdier for egenskapen i punktene i et rutenettfritt tredimensjonalt rom i den strukturelle rammeverkmodellen; modellere de beregnede verdiene i en interaktiv fremvisning av den strukturelle rammeverkmodellen; og interaktivt navigere i de propagerte verdiene modellert i den interaktive fremvisningen av den strukturelle rammeverkmodellen, der den interaktive navigeringen anvender én av en volumsonde, en dimensjonsskivesonde, navigeringskontroller, panorerings- og zoom-kontroller, bilderotasjonskontroller.

18. Maskinlesbar lagringsanordning ifølge krav 17, videre omfattende instruksjoner for å: vise et interaktivt fargekart av fargekodede egenskapsverdier propagert i det rutenettfrie tredimensjonale rommet for å representere undergrunns-jordvolumet; og redigere fargekartet for å filtrere de fargekodede egenskapsverdiene som skal vises i den interaktive visualiseringen av den strukturelle rammeverkmodellen.

19. Maskinlesbar lagringsanordning ifølge krav 17, videre omfattende instruksjoner for å: vise et histogram som viser fordelingen av de propagerte egenskapsverdiene i forskjellige verdiområder for egenskapsverdiene; velge en stråle gjennom det fremviste tredimensjonale rommet for å opprette et profil av punkter som krysses av strålen; og vise egenskapsverdiene til punktene i profilet i histogrammet.

20. Maskinlesbar lagringsanordning ifølge krav 17, videre omfattende instruksjoner for å: vise en dialog i et brukergrensesnitt for å motta brukerinnmating for å spesifisere parametere for én av en dimensjonsskivesonde, en volumsonde, en interpolasjonsmetode eller en visuell rendringsstil.