NO20111686A1 - Konvertering av reservoirinndeling for skalering av belastning - Google Patents

Abstract

Ett eller flere datamaskinlesbare medier inkluderer datamaskin-eksekverbare instruksjoner for å instruere et datasystem til å, for en gitt tidsperiode, løse den elastiske bølgelikningen i tensorform for en geologisk reservoarmodell underlagt angitte betingelser; og justere et gitter knyttet til den geologiske reservoarmodellen basert på løsning av den elastiske bølgelikningen i tensorform for den angitte tiden. Forskjellige andre anordninger, systemer, fremgangsmåter etc. er også vist.

Description

BAKGRUNN

[0001] Tradisjonelle metoder for geologisk reservoarmodellering baserer seg på tredimensjonale kartesiske beregningsnett eller giftere som kan bli iterert over tid (f.eks. for å tilveiebringe en firedimensjonal modell). Et reservoar kan strekke seg over hundrevis av kvadratkilometer og ligge på flere kilometers dyp. Den vidstrakte karakteren til et typisk reservoar gjør at forskjellige typer fysiske fenomener spiller inn. Disse fenomenene kan utvise makroskala, mikroskala eller en kombinasjon av makro- og mikroskala oppførsel. Forsøk på å fange opp fenomener på mikroskala ved å øke tettheten eller tetthetene i beregningsnettet medfører imidlertid en økning i kravet til regnekraft og andre ressurser. For eksempel vil det å øke tettheten til et todimensjonalt beregningsnett ved å redusere gitteravstanden fra 10 meter ganger 10 meter til 5 meter ganger 5 meter øke kravet til regnekraft vesentlig (f.eks. en firedobling). Følgelig ofrer de fleste tradisjonelle modeller nøyaktighet på mikroskala for å holde kravet til ressurser på et rimelig nivå. Forskjellige teknikker som beskrives her kan muliggjøre mer nøyaktig modellering av fenomener på mikroskala (f.eks. én meters oppløsning eller mindre) uten nødvendigvis å øke gittertettheten.

OPPSUMMERING

[0002] Ett eller flere datamaskinlesbare medier inkluderer datamaskin-eksekverbare instruksjoner for å instruere et datasystem til, for en gitt tid, løse den elastiske bølgelikningen i tensorform for en geologisk reservoarmodell underlagt angitte føringer; og justere et beregningsnett knyttet til den geologiske reservoarmodellen basert på løsning av den elastiske bølgelikningen i tensorform forden angitte tiden. Forskjellige andre anordninger, systemer, fremgangsmåter etc. er også vist.

[0003] Denne oppsummeringen er gitt for å introdusere et utvalg av konsepter som er beskrevet nærmere nedenfor i den detaljerte beskrivelsen. Denne oppsummeringen er ikke ment å identifisere nøkkeltrekk eller avgjørende trekk ved gjenstanden det kreves beskyttelse for, og den er heller ikke ment å bli anvendt som en hjelp til å begrense rammen til gjenstanden det kreves beskyttelse for.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0004] Trekk og fordeler med de beskrevne utførelsene vil lettere forstås ved å henvise til den følgende beskrivelsen sett sammen med de vedlagte tegningene.

[0005] Figur 1 illustrerer et eksempel på et modelleringssystem som inkluderer en reservoarsimulator, en datagravingssentral og en tøyningstopologimodul;

[0006] Figur 2 illustrerer et eksempel på en styringsenhet og en fremgangsmåte for å simulere et reservoar og tilpasse operasjoner;

[0007] Figur 3 illustrerer et eksempel på en geologisk modell, en spenningstensor og en metrisk tensor;

[0008] Figur 4 illustrerer et eksempel på en formulering av den elastiske bølgelikningen, en gitterinndeling og en justert gitterinndeling;

[0009] Figur 5 illustrerer et eksempel på en formulering av den elastiske bølgelikningen;

[0010] Figur 6 illustrerer et eksempel på en endelig differansemetode for iterasjon i tid;

[0011] Figur 7 illustrerer et eksempel på en databehandlingsanordning og en fremgangsmåte; og

[0012] Figur 8 illustrerer eksempler på komponenter i et system og et nettverkstilknyttet system.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0013] Den følgende beskrivelsen inkluderer den for tiden antatt beste måte å praktisere de beskrevne utførelsene. Denne beskrivelsen skal ikke forstås som en begrensning, men er tvert imot gitt kun for det formål å beskrive de generelle prinsippene i utførelsene. Rammen til de beskrevne utførelsene skal bestemmes på grunnlag av de vedføyde kravene.

[0014] Som beskrevet her blir et geologisk volum representert ved en tensorformulering av den elastiske bølgelikningen. Et slikt geologisk volum kan inkludere et reservoar og ytterligere geologi, så som overliggende lag.

[0015] Når det gjelder modellering av elastiske bølgelikninger gjør forovermodellering av seismisk bølgeforplantning i et produserende reservoar det mulig å oppnå en bedre forståelse av seismisk respons. Slik modellering kan generere realistiske testdata, som igjen kan bli anvendt som innmating til forskjellige algoritmer utviklet for å estimere informasjon om disse reservoarene, spesielt hvordan de kan endre seg over tid.

[0016] En rekke forskjellige fysiske endringer kan finne sted og danne reservoarer over tid. For seismiske eksperimenter er endringer i spenning og tøyning spesielt relevante, inkludert endringer over, under og på siden av et reservoar. Endringer i spenning endrer anisotrope bølgehastigheter, som virker inn på både gangtid og amplitude for seismiske bølger i et medium; mens endringer i tøyning endrer formen til et medium. Feltdata har vist at enkelte produserende reservoarer blir deformert som følge av endringer for eksempel i poretrykk. Relasjonen mellom deformasjon og poretrykk kan påvises gjennom geomekanisk modellering.

[0017] Som beskrevet her kan deformasjonens karakter og årsaken til deformasjon være relevant. For eksempel, der hvor deformasjon opptrer på en bestemt måte som følge av ett eller flere underliggende fysiske fenomener, kan denne kunnskapen bli anvendt for å velge ut ett eller flere områder for transformasjon til et kurvelineært rom. Som omtalt nedenfor kan deformasjon opptre og vise seg som innsynkning eller kompaktering i og rundt et reservoarintervall, som noen ganger fører til målbare endringer på en overliggende overflate (f.eks. en havbunn). I et produksjonsmiljø, eller også i et letemiljø, kan brønnboringer og utstyr være påvirket av spenning, tøyning eller både spenning og tøyning. Følgelig kan evnen til å modellere, forstå og reagere på endringer i spenning, tøyning eller både spenning og tøyning være veldig relevant og muligens ledsages av betydelige økonomiske besparelser.

[0018] Når det gjelder modellering av elastiske bølger kan selv små tøyningsendringer (i størrelsesorden centimeter av vertikal tykkelsesendring) ha en målbar innvirkning på gangtiden (og noen ganger amplituden) til seismiske bølger som forplanter seg gjennom et reservoar. Små spenningsendringer kan også virke inn på seismisk bølgeforplantning. Videre kan det vises analytisk at endring i spenninger og tøyninger vil føre til forskjellige seismiske responser. For et reservoar opptrer spennings- og tøyningsendringer ofte samtidig.

[0019] Som beskrevet her kan det være ønskelig å skille spenningseffekter fra tøyningseffekter når en utfører en 4D (tidsavhengig) seismisk undersøkelse over et produserende reservoar. Tradisjonelle metoder ser ofte bort i fra tøyningendringer og inverterer kvantitativt for kun for tilsynelatende spenning. Antagelsen om at tøyningsendringer enten er ubetydelig små eller fraværende for produksjonsreservoarer er ofte feil. I forskjellige eksempler beskrevet her antas det derfor at tøyningsendringer kan forekomme og at tøyningsendinger kan bestemmes gjennom en samtidig spenning/tøyning-inversjon for å estimere både spenning og tøyning.

[0020] En gitt metode for firedimensjonal samtidig inversjon av tøyning og spenning inkluderer tilveiebringelse av pålitelige testdata som på en korrekt måte

representerer den seismiske responsen til et produserende reservoar gitt (i) kjente initialbetingelser og (ii) kjente tidsvarierende betingelser. I faktiske reservoarer kan relevante tøyningsendringer være i størrelsesorden centimeter av vertikal tykkelse. Som beskrevet her bør en reservoarmodell (f.eks. med overliggende lag) være i

stand til å representere detaljer på en slik skala.

[0021] To typer modeller er utbredt ved reservoarmodellering: lagmodeller og gittermodeller. Lagmodeller bygger opp tredimensjonale modeller ved eksplisitt å lagre korrekt posisjon og eventuell tøyning for denne posisjonen for alle laggrenseflater i modellen. Til forskjell lagrer gittermodeller tilhørende elastisitetsegenskaper for hvert punkt med en jevn avstand (omtalt som "gitterstørrelsen") fra origo. En gittermodell kan illustreres som en samling av tredimensjonale terninger der hver terning lagrer sine tilhørende elastisitetsegenskaper.

[0022] Lagmodeller er gjerne godt egnet for strålebanemodellering, men uegnet

for endelig differansemodellering. Gittermodeller derimot, er gjerne egnet for både strålesporing og endelig differansemodellering. Lagmodeller er som regel egnet til nøyaktig å representere både små spenningsendringer og små tøyningsendringer. Gittermodeller er i stand til å representere små spenningsendringer og typisk bare store (dvs. mye større enn gitterstørrelsen) tøyningsendringer.

[0023] I alminnelighet er ikke strålesporing en særlig nøyaktig måte å modellere seismisk respons for et reservoar, ettersom strålesporing hovedsakelig er i stand til å modellere gangtid og amplitude kun for primære refleksjoner/transmisjoner av høye frekvenser (strålesporing kan sies å være en høyfrekvent approksimasjon av endelig differansemodellering). Strålesporing muliggjør således i alminnelighet ikke akseptabel modellering av bølgemultipler, bølgeinterferens, bølgemoduskonverteringer og andre kompliserte (ikke-primære) bølgeforplantninger.

[0024] Til forskjell kan endelig differansemodellering være nokså nøyaktig, men mer ressurskrevende sammenliknet med strålesporing (f.eks. med hensyn til minnekrav og kjøretid). Som nevnt er kravet til ressurser, så som kjøretid og minnebruk, sterkt avhenging av modellens gitterstørrelse. For å representere små tøyningsendringer må dessuten gitterstørrelsen være nokså liten, noe som kan føre til uoverkommelig ressurskrevende modelleringseksperimenter. Av disse grunner blir små tøyningsendringer vanligvis ikke tatt hensyn til ved tradisjonell firedimensjonal endelig differansebasert seismisk modellering. Som vil bli beskrevet her kan små tøyningsendringer bli modellert som relatert til realistiske og viktige reservoarscenarier.

[0025] Som regel baserer endelig differansemodellering av seismiske bølger seg på et gitter med faste cellestørrelser definert i et kartesisk koordinatrom. I geomekanisk modellering blir tøyningsinformasjon ofte innhentet i de overliggende lag, som indikerer en tøyning som er mye mindre enn cellestørrelsen i den geomekaniske modellen. Ettersom tøyningen er mindre enn cellestørrelsen er det ikke mulig å inkludere disse tøyningene i en slik tradisjonell modelleringsmetode. Selv om overliggende lag er nevnt, er det tilsvarende problemer for det underliggende reservoaret. Nærmere bestemt vil en i en tradisjonell metode være nødt til å flytte laggrenser til en nærmeste celle, noe som introduserer feil (dvs. at justering som følge av flytting kan overstige faktisk forskyvning).

[0026] Som beskrevet her kan en metode inkludere å utføre en innledende (baseline) endelig differansemodellering på et regulært gitter i et kartesisk koordinatrom, etterfulgt av oppdatering av den innledende modellen med endrede spenninger (f.eks. som følge av produksjonsoperasjoner) og innlemmelse av de tilhørende tøyningene (f.eks. forskyvninger), i og rundt reservoaret, som en deformasjon av det metriske rommet. Med andre ord kan denne metoden utføre endelig differansemodelleringen i et krummet rom, der krumningen til modellrommet er proporsjonal med tøyningen opplevet av reservoaret. Dette kan oppnås ved å innlemme, eksplisitt, krumningen av rommet i en modell. Selv om modellen fortsatt kan representeres som en "gittermodell" (f.eks. et sett av egenskapsterninger), er den formulert for å beregne krumningsattributtene ved å innlemme krumningsegenskapene i modellen. Endelig kan endelig differansemodelleringen bli utført på en måte som tar hensyn til krumning (f.eks. krumning som mer nøyaktig kan representere tøyningsrelatert deformasjon som den opptrer i praksis).

[0027] Endelig differansemodellering av seismiske bølger i et krummet rom har blitt utført for å modellere jordskjelv som forplanter energi over hele jordkloden. Slike endelig differansebaserte seismiske bølgemodeller er vanligvis ikke anisotrope. Videre har slike seismiske bølgemodeller en stor gitteravstand for å kunne dekke hele jordkloden. Enda videre baserer slike seismiske bølgemodeller seg på krummet rom spesifikt for eksplisitt å matche og ta hensyn til jordklodens krumning.

[0028] Som beskrevet her, ved å innføre formuleringer for kurvelineært rom (f.eks. tensorform), kan forskjellige metoder ta hensyn til fysiske fenomener som har vist seg å føre til kurvelineære endringer i form (betrakt f.eks. en overflatefordypning forårsaket av synkning eller kompaktering av underliggende grunn). Videre kan en modelleringsmetode som inkluderer representasjon av den elastiske bølgelikningen i kurvelineært rom enkelt ta hensyn til anisotropi. En gitt modelleringsmetode konverterer reservoartøyninger til en gittermodell i et krummet rom og utfører så endelig differansemodellering i det krummede rommet. En slik modelleringsmetode kan dermed ta hensyn til produksjonsskapte tøyninger.

[0029] Som beskrevet her kan den elastiske bølgelikningen bli formulert ved anvendelse av den metriske tensoren. Generelt kan en slik tensormetode anvendes uavhengig av en modells koordinatsystem. Spesifikt introduserer tensormetoden krumningsegenskaper hvis verdier kan bestemmes. Følgelig kan en modell definert av et gitter i et kartesisk koordinatsystem bli omformulert ved anvendelse for eksempel av den metriske tensoren for å introdusere krumningsegenskaper. Som beskrevet her kan krumningsegenskapene bli bestemt for å tilveiebringe informasjon om tøyning.

[0030] Som beskrevet her kan endelig differansemodellering av seismiske bølger bli utført direkte på et geologisk gitter så som et hjørnepunktgitter. Et hjørnepunktgitter er i alminnelighet ikke kartesisk (har f.eks. ikke nødvendigvis ortogonale akser med enhets avstand i hver dimensjon). Selv om det ikke er mulig å utføre endelig differansemodellering av seismiske bølger direkte i et slikt geologisk gitter, er det mulig å "bøye" (f.eks. transformere) det krummede gitteret til et kartesisk gitter og så lagre bøyeinformasjonen (eller deformasjonsinformasjonen) som krumningsegenskaper i en metrisk tensorform. I et slikt eksempel er det deretter mulig å utføre endelig differansebasert seismisk bølgemodellering i det krummede rommet som tar hensyn til den metriske tensoren. En slik metode kan derfor modellere seismisk bølgeforplantning ved hjelp av et irregulært gitter.

[0031] Den elastiske bølgelikningen formulert med bruk av den metriske tensoren er en elastisk partiell differensiallikning (PDE). En slik PDE søker å korrekt modellere bølgeforplantning (f.eks. gangtid og amplitude) av både lydbølger og skjærbølger; merk at en slik en tilnærming anvender den fulle Hooke-tensoren. Følgelig kan en vilkårlig anisotropi (VTI, HTI, asimutisk, polar etc.) betraktes ved hjelp av denne modelleringsmetoden (f.eks. dersom de relevante parametrene er kjent). Som beskrevet her kan den metrisk tensorbaserte metoden også støtte dispersjonsmodellering dersom Hooke-tensoren er frekvensavhengig. Hva angår dispersjon kan en metode modellere hver frekvens separat eller utføre modelleringen i et frekvensdomene.

[0032] Figur 1 viser et integrert reservoarsimulerings- og datagravingssystem 100. Systemet 100 inkluderer en modelleringssløyfe 104 bestående av forskjellige moduler innrettet for å motta og generere informasjon. I en typisk driftsprosess mottar systemet 100, ved en feltdatablokk 110, feltdata om et reservoar, som kan være innhentet elektronisk ved hjelp av én eller flere datainnsamlingsmetoder eller samlet inn "manuelt" gjennom observasjon eller rapporter etc. Feltdatablokken 110 sender de mottatte dataene til en datainnmating 120 innrettet for å mate inn data til modelleringssløyfen 104. Datainnmatingen 120 kan også levere noen av de mottatte feltdataene til en kommersiell datablokk 122 (f.eks. for en hvilken som helst av en rekke mulige forskjellige kommersielle formål, så som økonomisk modellering).

[0033] Systemet 100 inkluderer en produksjonsføringsblokk 130, som kan tilveiebringe informasjon, for eksempel vedrørende produksjonsutstyr (f.eks. pumper, rørledninger, kostnader til driftsenergi etc). Modelleringssløyfen 104 mottar informasjon via en datagravingssentral 140. Som angitt kan denne informasjonen inkludere data fra datainnmatingen 120 samt informasjon fra produksjonsføringsblokken 130. Datagravingssentralen 140 kan være basert i hvert fall delvis på en alminnelig tilgjengelig pakke eller et sett av moduler som kjører på én eller flere databehandlingsanordninger. For eksempel kan en kommersielt tilgjengelig pakke som markedsføres som DECIDE!®, programvare for automatisering av olje- og gassrelatert arbeidsflyt, datagraving og analyse (Schlumberger Limited, Houston, Texas) bli anvendt for å tilveiebringe i hvert fall noe av funksjonaliteten til datagravingssentralen 140.

[0034] Programvaren DECIDE!® sørger for datagraving og dataanalyse (f.eks. statistiske metoder, nevrale nettverk, etc). En funksjon i programvaren DECIDE!®, kalt Self-Organizing Maps (SOM), kan bistå ved modellutvikling, for eksempel for å lette reservoarsimuleringsjobben. Programvaren DECIDE!® inkluderer videre kontroll- og overvåkningsfunksjoner som, for eksempel, kan lette datakondisjonering, ytelse og underytelse for brønner, deteksjon av væskelast, deteksjon av nedtapping og deteksjon av nedetid for brønner. I tillegg inkluderer programvaren DECIDE!® forskjellige grafiske brukergrensesnittsmoduler som muliggjør presentasjon av resultater (f.eks. grafer og alarmer). Selv om et konkret kommersielt programvareprodukt er nevnt i forbindelse med forskjellige datasentralfunksjoner, som beskrevet her, trenger ikke et system inkludere alle disse funksjonene for å utføre forskjellige metoder. Videre selv om forskjellige trekk ved datagravingssentralen 140 er vist i figur 1 (datastrukturer, kryssplottingsverktøy, datamodeller, og SOM-avbildninger), kan disse trekkene være valgfrie.

[0035] Igjen med henvisning til modelleringssløyfen 104 i figur 1 tjener datagravingssentralen 140 til å innlemme ny informasjon ved blokk 144; merk at noen av eller alle disse dataene kan bli sendt til en data-til-operasjoner-blokk 148 (f.eks. til bruk i felten etc). Sløyfen 104 anvender den nye informasjonen fra blokk 144 for å generere modellinnmating i en genereringsblokk 150. For eksempel kan genereringsblokken 150 justere én eller flere parametere i en matematisk modell av et reservoar (f.eks. eventuelt innlemme ytterligere geologisk struktur) basert i hvert fall delvis på den nye informasjonen. I systemet 100 blir modellinnmatingen mottatt av en reservoarsimulator 160. Reservoarsimulatoren 160 kan være basert i hvert fall delvis på en kommersielt tilgjengelig pakke eller et sett av moduler som kjører på én eller flere databehandlingsanordninger. For eksempel kan en kommersielt tilgjengelig pakke som markedsføres som reservoarprogramvaren ECLIPSE® (Schlumberger Limited, Houston, Texas) bli anvendt for å tilveiebringe i hvert fall noe av funksjonaliteten til reservoarsimulatoren 160.

[0036] Programvaren ECLIPSE® er basert på en endelig differansemetode, som er en numerisk metode som diskretiserer et fysisk rom til blokker definert av et flerdimensjonalt beregningsnett. Numeriske metoder (f.eks. endelige differanser, endelige elementer, etc.) anvender typisk transformasjoner eller avbildninger for å avbilde et fysisk rom til et beregnings- eller modellrom, for eksempel, for å lette beregning. Numeriske metoder kan inkludere likninger for varmetransport, massetransport, faseendring etc. Noen metoder anvender overlagrede eller "staggered" beregningsnett eller blokker for å beskrive variabler, som kan være innbyrdes forbundet. Selv om endelige differanser er nevnt, kan en endelig elementmetode inkludere en endelig differansemetode for tid (f.eks. for å iterere forover eller bakover i tid). Som vist i figur 1 inkluderer reservoarsimulatoren 170 likninger for å beskrive trefaseoppførsel (f.eks. væske, gass, gass i løsning), injeksjonslikninger for å modellere injeksjonsmetoder, en 3D-gitterfunksjon for å diskretisere et fysisk rom og en løser for å løse modeller.

[0037] Som vist i figur 1 tilveiebringer reservoarsimulatoren 160 resultater 170 basert på en reservoarmodell. I en valideringsblokk 180 kan resultatene 170 bli validert, for eksempel ved sammenlikning med innhentede fysiske data for reservoaret. Sløyfen 104 kan fortsette iterativt etter hvert som nye data introduseres via datagravingssentralen 140.

[0038] Figur 1 viser også en tøyningstopologimodul 762. Aspekter ved denne modulen er beskrevet nærmere nedenfor, og spesielt i forbindelse med figur 7.1 eksempelet i figur 1 inkluderer tøyningstopologimodulen 762 en gittermodellmodul 766, en datamottaksmodul 770, en forskyvningsbestemmelsesmodul 774 og en gitterjusteringsmodul 778 som kan justere et gitter basert på forskyvning (f.eks. tøyning). Som beskrevet her kan den elastiske bølgelikningen være uttrykt i en tensorform. I tensorform gir den elastiske bølgelikningen mål for krumning. Ved produksjon av materiale fra et reservoar, som kan inkludere injeksjon, kan det oppstå endringer som viser seg geologisk med krumning, for eksempel som følge av synkning eller ekspansjon av geologiske strukturer. Som beskrevet her kan tøyningstopologimodulen 762 bli anvendt for prediksjon, styring, historiematching etc.

[0039] Figur 2 viser et eksempel på et produksjonsscenario over tid i forbindelse med et reservoar 210. Ved tiden T0er reservoaret vist å være fullt av fluid og med fluidvolumet VF omtrent lik reservoarvolumet VR(f.eks., for enkelhets skyld, antatt at fluidet ikke ligger i en porøs matrise). Under produksjon blir fluid trukket ut fra reservoaret slik at ved et senere tidspunkt, fluidvolumet er mindre enn reservoarvolumet. I eksempelet i figur 2 er et hulrom vist for å representere forskjellen i disse volumene. Der hvor det utvunnede fluidet tidligere tjente som støtte for geologisk struktur endrer fraværet av støtten fra fluidet kraftbalansen, og som vist gjennomgår reservoaret deformasjon på et senere tidspunkt. For eksempel kan en øvre overflate av reservoaret synke sammen som følge av spenning.

[0040] For fluid i en porøs matrise kan den geologiske prosessen i alminnelighet representeres mer nøyaktig som én av spenning og tøyning. Nærmere bestemt, etter hvert som fluid blir trukket ut fra hulrommene i den porøse matrisen, endrer kraftbalansen seg og spenningen gjør at matrisen utsettes for tøyninger. Tøyning, det være seg kompaktering eller ekspansjon, er naturlig knyttet til forskyvning. Forskyvning av materiale på ett nivå kan forårsake forskyvning på andre nivåer. Som beskrevet her kan spenning/tøyningsbalansen på et gitt tidspunkt vise seg som fysiske endringer med en tilhørende krumning. Som beskrevet her kan fluid være væske, gass eller en kombinasjon av væske og gass. For eksempel kan fluidmetning være gassmetning eller væskemetning. Fluidmetning kan inkludere både gassmetning og væskemetning. Følgelig kan en modul inkludere instruksjoner for å bestemme gassmetning og væskemetning.

[0041] Figur 2 viser også et eksempel på en styringsenhet 250 og en tilhørende fremgangsmåte 260. Fremgangsmåten 260 inkluderer et innsamlingstrinn 264 for å innhente data, et genereringstrinn 268 for å generere en modell, et simuleringstrinn 272 for å simulere reservoarendringer og et justeringstrinn 276 for å justere én eller flere operasjoner i tilknytning til reservoaret. Justeringstrinnet 276 kan justere en prosess knyttet til injeksjon eller uttrekking av materiale, justere en datainnsamlingsprosess, justere en nedstrømsprosess for behandling av uttrukket materiale, justere en oppstrømsprosess for behandling av materiale som skal pumpes inn etc. Slike justeringer kan bli gjort gjennom elektronisk kommunikasjon (f.eks. instruksjoner, signaler etc.) eller gjennom manuelle operasjoner (f.eks. observasjon av simuleringsresultater og manuell justering av en prosess). Slike justeringer kan eventuelt bli innlemmet i én eller flere av blokkene i systemet 100 i figur 1.

[0042] I eksempelet i figur 2 inkluderer styringsenheten 250 én eller flere CPl<T>er 252 (f.eks. én eller flere kjerner) og minne 254. Som vist lagrer minnet 254 instruksjonsmoduler 266, 270, 274 og 278 som henholdsvis svarer til de forskjellige trinnene 264, 268, 272 og 276 i fremgangsmåten 260.

[0043] Figur 3 viser en geologisk modell 320, spenningstensoren 340 og den metriske tensoren 360 som representerer et kurvelineært rom. Modellen 320 viser et geologisk volum 305 som inneholdende et reservoar 310. Som nevnt kan modellen 320 være representert av et gitter. Spenningene i det geologiske volumet 305 kan være representert av Cauchy-spenningstensoren 340. Cauchy-spenningstensoren 340 kan modellere spenning i ethvert punkt i et objekt, som antas å være et kontinuum, ved sine ni komponenter. Cauchy-spenningstensoren er en andreordens tensor av type (2,0) (f.eks. ). Cauchy-spenningstensoren følger tensortransformasjonsloven under endring i koordinatsystem.

[0044] Den metriske tensoren 360 er en funksjon (g) som tar vektorer som argumenter og returnerer en skalar størrelse. Mer spesifikt er en metrisk tensor en type funksjon definert på et mangfold (så som en overflate i rommet) som tar et par av tangentvektorer som argumenter og returnerer et reelt tall (dvs. en skalar). Den metriske tensoren 360 generaliserer mange av de kjente egenskapene til prikkproduktet mellom vektorer i euklidsk rom. På samme måte som et prikkprodukt kan metriske tensorer bli anvendt for å definere lengden til og vinkelen mellom tangentvektorer. Figur 3 viser også Christoffel-symbolet av andre type, som representerer en affin forbindelse: et geometrisk objekt på et glatt mangfold som kobler nærliggende tangentrom og gjør derfor at tangentvektorfeltene kan differensieres som om de var funksjoner på mangfoldet med verdier i et fast vektorrom. Som vist i figur 3 avhenger Christoffel-symbolet kun av den metriske tensoren (g) og dens deriverte.

[0045] En annen operasjon som omtales her Lie-derivert. Den Lie-deriverte kan evaluere endring av ett vektorfelt langs flyten til et annet vektorfelt. Dersom den metriske tensoren anvendes, er tøyningstensoren ( ) den Lie-deriverte av det metriske tensorfeltet med hensyn til deformasjon (f.eks. et forskyvningsvektorfelt ( )), som kan være representert som:

[0046] Som beskrevet her kan en modelleringsmetode ta hensyn til anisotropi, for eksempel gjennom bruk av stivhetstensoren ( ), som uttrykker den anisotrope formen av Hooke's lov i matrisenotasjon. Følgelig kan spenning uttrykkes som: . For beregning i en endelig differansemodell (eller eventuelt i en endelig elementmodell), som er iterativ i tid, kan imidlertid spenningen hensiktsmessig uttrykkes som følger: . I denne likningen er dualtensoren til den metriske tensoren og er en ytre kraft for iterasjon "" og tidssteg Som beskrevet her kan en ytre kraft kan variere med tid. I et slikt eksempel kan en fremgangsmåte inkludere å beregne den metriske tensoren og dens dualtensor gitt passende randbetingelser.

[0047] Figur 4 viser tensorformen av den elastiske bølgelikningen 410. Som beskrevet her kan tensorformen av den elastiske bølgelikningen bli løst for forskyvning, der forskyvning er uttrykt på en måte som tar hensyn til kurvelineære variasjoner i forskyvning. For eksempel, gitt et regulært gitter 420 og en tradisjonell kartesisk representasjon av den elastiske bølgelikningen, er representasjonen av tøyning (f.eks. forskyvning) begrenset. Nærmere bestemt kan bestemte fenomener opptre som påvirker spenning/tøyning-balansen der den kartesiske formuleringen og gitterets karakter hovedsakelig filtrerer ut fysisk relevante endringer. Tradisjonelle metoder håndterer typisk dette ved å innføre en finere gitterinndeling, noe som øker regnetiden og eventuelt minnekravet betydelig. Selv om det finnes adaptive gittermetoder for å øke gittertettheten i områder med høye gradienter etc, er disse adaptive metodene gjerne iterative og innebærer betydelige ressurskrav.

[0048] Som beskrevet her gjør tensorformen av den elastiske bølgelikningen det mulig å modellere naturlig forekommende synkning eller ekspansjon som kan opptre under reservoaroperasjoner (f.eks. injeksjon, utvinning, både utvinning og injeksjon etc). Selv om tensorformen medfører ekstra regneoperasjoner, kan de ytterligere regneoperasjonene vise seg å være verdt jobben og gi en forståelse av forskyvninger på centimeternivå selv med en gitteravstand i størrelsesorden meter. I hovedsak tillater det kurvelineære rommet krumning mellom gitterpunkter der krumningen på en nøyaktig måke kan representere faktiske fysiske endringer som kan skje i et reservoar og omkringliggende struktur (f.eks. overliggende lag).

[0049] Figur 4 viser et eksempel der forskyvninger bestemt ved å løse den elastiske bølgelikningen i tensorform kan bli anvendt for å justere et gitter 430. Gitteret 430 er vist med kurvelineære forbindelser mellom gitterpunkter; merk at etter justering, et justert regulært gitter kan anses å ha lineære forbindelser mellom gitterpunkter.

[0050] Figur 5 viser mer detaljert en formulering av den elastiske bølgelikningen for å tilveiebringe en tensorform av den elastiske bølgelikningen 510. Nærmere bestemt viser figur 5 stivhetstensoren, gradientkraften eller differensialkraften, en påført ytre kraft, den metriske tensoren, dualtensoren til den metriske tensoren, Hooke's lov, forskyvning, tøyning og den Lie-deriverte, som er tøyningen.

[0051] Figur 6 viser et eksempel på utførelse av en løsningsmetode med hensyn til tid 610. Som beskrevet her kan likninger være representert i to dimensjoner eller tre dimensjoner i rommet sammen med tid som en ytterligere dimensjon. Fremgangsmåten 610 inkluderer et frembringelsestrinn 614 som inkluderer å angi betingelser (f.eks. initialbetingelser, betingelser fra et foregående tidssteg, randbetingelser etc). Et løsningstrinn 618 inkluderer å løse et sett av likninger for et spesifikt tidspunkt. Løsningstrinnet 618, avhengig av likningenes karakter (f.eks. endelig differanse, endelig element etc), kan anvende tradisjonelle løsere der disse løserne kan være tilpasset for tensorformuleringen av den elastiske bølgelikningen og dens tilhørende betingelser. Et justeringstrinn 622 muliggjør justering av en reservoarmodell basert på løsningen på det aktuelle tidssteget eller eventuelt etter at et sluttidspunkt er nådd. Med andre ord kan justeringstrinnet 622 bli utført kun etter et antall tidssteg. Fremgangsmåten 610 kan deretter fortsette i et iterasjonstrinn 626 for å iterere forover i tid. Iterasjonstrinnet 626 kan motta én eller flere nye betingelser, for eksempel dersom en prosessvariabel har endret seg, nye data har blitt tilgjengelig som påvirker en randbetingelse, en endring har skjedd i den ytre kraften etc. Videre, som nevnt, kan iterasjon bakover i tid også være mulig der et gjeldende eller fremtidig sett av betingelser er tilveiebrakt og informasjon om et reservoar søkes for et "tidspunkt" før de nåværende eller fremtidige betingelsene. For eksempel, gitt en hypotetisk fremtidig kompaktering av et reservoar som følge av produksjon, hvordan ville dette reservoaret sett ut i dag?

[0052] Figur 6 viser et eksempel på en formulering der det endelige forskyvningsfeltet blir returnert etter iterasjon i tid fra 0 til et heltall n-1. Som antydet i trinn 622 kan forskyvningsfeltet bli anvendt for å justere et regnegitter i en modell for med det å ta hensyn til finere tøyningsskalaer, som ikke kan observeres på en enkel måte i en tradisjonell metode med kartesisk formulering og regnegitter. Fremgangsmåten 610 viser også blokker 616, 620, 624 og 628 som representerer kretser eller datamaskinlesbare medier, som kan være fysiske komponenter innrettet for å utføre operasjonene i de motsvarende fremgangsmåtetrinnene 614, 618, 622 og 626.

[0053] Figur 7 viser et eksempel på en databehandlingsanordning 750 og en tilhørende fremgangsmåte 760. Fremgangsmåten 760 inkluderer et frembringelsestrinn 764 som tilveiebringer en gittermodell av et reservoar. Et datainnsamlingstrinn 768 inkluderer innsamling av data, for eksempel etter at produksjonen er begynt for reservoaret. Et bestemmelses- eller løsningstrinn 772 bestemmer forskyvninger ved å løse en tensorform av den elastiske bølgelikningen. Et justeringstrinn 776 kan justere en gittermodell basert på forskyvninger tilveiebrakt ved å løse tensorformen av den elastiske bølgelikningen.

[0054] I eksempelet i figur 7 inkluderer databehandlingsanordningen 750 én eller CPU'er 752 og minne 754 med moduler 766, 770, 774 og 778, som kan inkludere instruksjoner (f.eks. i et datamaskinlesbart medium) for henholdsvis å utføre operasjonene i trinnene 764, 770, 774 og 778 i fremgangsmåten 760. Videre kan databehandlingsanordningen 750 motta informasjon fra én eller flere datakilder 730 og mate ut informasjon, for eksempel til én eller flere driftsaktuatorer 740. Slike driftsaktuatorer kan være ventiler, pumper, datafølere etc. Utmatet informasjon kan være egnet for rendring til en fremvisningsanordning eller en skriver, egnet for digital overføring via ett eller flere nettverk etc.

[0055] Som beskrevet her kan ett eller flere datamaskinlesbare medier inkludere datamaskin-eksekverbare instruksjoner for å instruere et datasystem til å: for en gitt tid, løse den elastiske bølgelikningen i tensorform for en geologisk reservoarmodell underlagt angitte betingelser; og justere et gitter knyttet til den geologiske reservoarmodellen basert på løsning av den elastiske bølgelikningen i tensorform for den angitte tiden. Slike datamaskinlesbare medier kan inkludere instruksjoner for å instruere et datasystem til å justere et gitter basert i hvert fall delvis på tøyningsrelaterte forskyvninger. Som beskrevet her kan datamaskin-eksekverbare instruksjoner være innlemmet for å instruere et datasystem til å sende ut en varsling basert i hvert fall delvis på en løsning av den elastiske bølgelikningen for den angitte tiden (f.eks. basert på en bestemt forskyvning som representerer kompaktering og eventuelt en reduksjon i produksjonen fra et reservoar). En varsling kan være eller inkludere én eller flere instruksjoner for å justere en aktuator knyttet til produksjon av materiale fra et reservoar modellert av den geologiske reservoarmodellen. Som beskrevet her kan instruksjoner være innlemmet for å instruere et datasystem til å innhente data, der dataene tilveiebringer, i hvert fall delvis, én eller flere betingelser (se f.eks. trinn 614 i fremgangsmåten 610).

[0056] Som beskrevet her kan ett eller flere datamaskinlesbare medier inkludere instruksjoner for å instruere et datasystem til å løse den elastiske bølgelikningen i to eller flere dimensjoner ved hjelp av en endelig differansemetode, kan inkludere instruksjoner for å løse den elastiske bølgelikningen i tid ved hjelp av en endelig differansemetode, kan inkludere instruksjoner for å løse den elastiske bølgelikningen representert delvis av den metriske tensoren, kan inkludere instruksjoner for å bestemme tøyning basert delvis på en Lie-derivert, kan inkludere instruksjoner for å overføre informasjon fra et kurvelineært rom til et kartesisk rom, kan inkludere instruksjoner for å knytte forskyvning til én eller flere operasjoner som kan bli utført på et reservoar (f.eks. en injeksjonsoperasjon, en utvinningsoperasjon eller både en injeksjonsoperasjon og en utvinningsoperasjon) etc.

[0057] Som beskrevet her kan en fremgangsmåte inkludere å tilveiebringe en geologisk reservoarmodell som inkluderer et kartesisk gitter; løse den elastiske bølgelikningen i tensorform for i hvert fall en del av den geologiske reservoarmodellen underlagt gitte betingelser for å bestemme én eller flere forskyvninger; og justere det kartesiske gitteret basert i hvert fall delvis på den ene eller de flere forskyvningene. En slik fremgangsmåte kan inkludere å innhente data fra én eller flere kilder (f.eks. der dataene er knyttet til et faktisk geologisk reservoar) og formulere minst én av betingelsene basert i hvert fall delvis på dataene. En fremgangsmåte kan inkludere å sende informasjon for å justere én eller flere operasjoner i tilknytning til et faktisk geologisk reservoar, for eksempel, basert i hvert fall delvis på løsning av den elastiske bølgelikningen i tensorform. I et slikt eksempel kan senderen sende informasjon til én eller flere aktuatorer knyttet til produksjon av materiale fra det faktiske geologiske reservoaret.

[0058] Som beskrevet her kan en fremgangsmåte inkludere å tilveiebringe en formulering av den elastiske bølgelikningen som tar hensyn til anisotropi i en geologisk reservoarmodell.

[0059] Som beskrevet her kan en databehandlingsanordning eller et datasystem inkludere én eller flere prosessorer; minne; og kretser innrettet for å, for en gitt tid, løse den elastiske bølgelikningen i tensorform for en geologisk reservoarmodell underlagt angitte betingelser; justere et gitter knyttet til den geologiske reservoarmodellen basert på løsning av den elastiske bølgelikningen i tensorform forden angitte tiden; og inkrementere den angitte tiden. Merk at en slik anordning kan inkludere kretser innrettet for å dekrementere den angitte tiden.

[0060] Figur 8 viser komponenter i et datasystem 800 og et nettverkstilknyttet system 810. Systemet 800 inkluderer én eller flere prosessorer 802, minne og/eller lagringskomponenter 804, én eller flere innmatings- og/eller utmatingsanordninger 806 og en buss 808. Som beskrevet her kan instruksjoner være lagret i ett eller flere datamaskinlesbare medier (f.eks. minne/lagringskomponenter 804). Slike instruksjoner kan bli lest av én eller flere prosessorer (f.eks. prosessoren(e) 802) via en kommunikasjonsbuss (f.eks. bussen 808), som kan være kabelbasert eller trådløs. Den ene eller de flere prosessorene kan eksekvere disse instruksjonene for å implementere (helt eller delvis) én eller flere virtuelle følere (f.eks. som del av en fremgangsmåte). En bruker kan vise utmating fra og vekselvirke med en prosess via en l/O-anordning (f.eks. anordningen 806).

[0061] Som beskrevet her kan komponenter være distribuert, så som i nettverkssystemet 810. Nettverkssystemet 810 inkluderer komponenter 822-1, 822-2, 822-3, ... 822-N. For eksempel kan komponentene 822-1 inkludere prosessoren(e) 1002 mens komponenten(e) 822-3 kan inkludere minne tilgjengelig for prosessoren(e) 802. Videre kan komponenten(e) 802-2 inkludere en l/O-anordning for å vise og eventuelt vekselvirke med en fremgangsmåte. Nettverket kan være eller inkludere Internett, et intranett, et cellenettverk, et satellittnettverk etc.

Konklusjon

[0062] Selv om forskjellige fremgangsmåter, anordninger, systemer etc. har blitt beskrevet med en ordlyd som er spesifikk for oppbygningsmessige trekk og/eller fremgangsmåtetrinn, må det forstås at gjenstanden som definert i de vedføyde kravene ikke nødvendigvis er begrenset til de konkrete trekkene eller trinnene beskrevet. Tvert imot er de konkrete trekkene og trinnene vist som eksempler på hvordan fremgangsmåtene, anordningene, systemene etc. det kreves beskyttelse for kan realiseres.

Claims (20)

1. Ett eller flere datamaskinlesbare medier omfattende datamaskin-eksekverbare instruksjoner for å instruere et datasystem til å: for en gitt tid, løse den elastiske bølgelikningen i tensorform for en geologisk reservoarmodell underlagt angitte betingelser; og justere et gitter knyttet til den geologiske reservoarmodellen basert på løsning av den elastiske bølgelikningen i tensorform for den angitte tiden.

2. Ett eller de flere datamaskinlesbare medier ifølge krav 1, der de datamaskin-eksekverbare instruksjonene for å instruere et datasystem til å justere et gitter omfatter instruksjoner for å justere gitteret basert i hvert fall delvis på tøyningsrelaterte forskyvninger.

3. Ett eller de flere datamaskinlesbare medier ifølge krav 1, videre omfattende datamaskin-eksekverbare instruksjoner for å instruere et datasystem til å sende ut en varsling basert i hvert fall delvis på løsningen av den elastiske bølgelikningen forden angitte tiden.

4. Ett eller de flere datamaskinlesbare medier ifølge krav 3, der varslingen omfatter en instruksjon for å justere en aktuator knyttet til produksjon av materiale fra et reservoar modellert av den geologiske reservoarmodellen.

5. Ett eller de flere datamaskinlesbare medier ifølge krav 1, videre omfattende datamaskin-eksekverbare instruksjoner for å instruere et datasystem til å innhente data, der dataene tilveiebringer, i hvert fall delvis, én eller flere av betingelsene.

6. Ett eller de flere datamaskinlesbare medier ifølge krav 1, der instruksjonene for å instruere et datasystem til å løse omfatter instruksjoner for å løse den elastiske bølgelikningen i to eller flere dimensjoner ved hjelp av en endelig differansemetode.

7. Ett eller de flere datamaskinlesbare medier ifølge krav 1, der instruksjonene for å instruere et datasystem til å løse omfatter instruksjoner for å løse den elastiske bølgelikningen i tid ved hjelp av en endelig differansemetode.

8. Ett eller de flere datamaskinlesbare medier ifølge krav 1, der de datamaskin-eksekverbare instruksjonene for å instruere et datasystem til å løse omfatter instruksjoner for å løse den elastiske bølgelikningen representert delvis av den metriske tensoren.

9. Ett eller de flere datamaskinlesbare medier ifølge krav 1, der de datamaskin-eksekverbare instruksjonene for å instruere et datasystem til å løse omfatter instruksjoner for å bestemme tøyning basert delvis på en Lie-derivert.

10. Ett eller de flere datamaskinlesbare medier ifølge krav 1, videre omfattende datamaskin-eksekverbare instruksjoner for å instruere et datasystem til å påføre informasjon fra et kurvelineært rom på et kartesisk rom.

11. Ett eller de flere datamaskinlesbare medier ifølge krav 1, videre omfattende datamaskin-eksekverbare instruksjoner for å instruere et datasystem til å knytte forskyvning til én eller flere operasjoner som kan bli utført på et reservoar.

12. Ett eller de flere datamaskinlesbare medier ifølge krav 11, der den ene eller de flere operasjonene som kan bli utført på et reservoar omfatter en injeksjonsoperasjon, en utvinningsoperasjon eller både en injeksjonsoperasjon og en utvinningsoperasjon.

13. Fremgangsmåte, omfattende å: tilveiebringe en geologisk reservoarmodell som omfatter et kartesisk gitter; løse den elastiske bølgelikningen i tensorform for i hvert fall en del av den geologiske reservoarmodellen underlagt gitte betingelser for å bestemme én eller flere forskyvninger; og justere det kartesiske gitteret basert i hvert fall delvis på den ene eller de flere forskyvningene.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, videre omfattende å innhente data fra én eller flere kilder, der dataene er knyttet til et faktisk geologisk reservoar, og formulere minst én av føringene basert i hvert fall delvis på dataene.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, videre omfattende å sende informasjon for å justere én eller flere operasjoner i tilknytning til det faktiske geologiske reservoaret.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, der det å sende omfatter å sende informasjon til én eller flere aktuatorer knyttet til produksjon av materiale fra det faktiske geologiske reservoaret.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 13, der den elastiske bølgelikningen tar hensyn til anisotropi i den geologiske reservoarmodellen.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 13, videre omfattende å gjenta løsningstrinnet for forskjellige tider.

19. Databehandlingsanordning, omfattende: én eller flere prosessorer; minne; og kretser innrettet for å for en gitt tid, løse den elastiske bølgelikningen i tensorform for en geologisk reservoarmodell underlagt angitte betingelser; justere et gitter knyttet til den geologiske reservoarmodellen basert på løsning av den elastiske bølgelikningen i tensorform forden angitte tiden; og inkrementere den angitte tidsperioden.

20. Databehandlingsanordning ifølge krav 19, videre omfattende kretser innrettet for å dekrementere den angitte tiden.