NO324002B1

NO324002B1 - Trekk-modellering i en endeligelement-modell

Info

Publication number: NO324002B1
Application number: NO20020995A
Authority: NO
Inventors: Stephen R Kennon
Original assignee: Object Reservoir Inc
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2007-07-30
Also published as: AU7585201A; NO20020995D0; CA2383710C; WO2002003262A2; AU7162801A; AU2001273110A1; WO2002003262A3; US20020067373A1; EP1301812B1; DE60114012D1; US20020032550A1; EP1301812A2; US20020046014A1; ECSP024229A; US7027964B2; NO20026267L; NO323470B1; NO20020994L; WO2002003265A2; NO20020994D0

Description

OPPFINNELSENS TEKNISKE OMRÅDE

Denne oppfinnelse gjelder generelt fremgangsmåter for modellering av fysiske systemer ved bruk av endeligelementanalyse, og nærmere bestemt fremgangsmåter for å modellere særtrekk ved fysiske gjenstander, slik som frakturer i en geologisk struktur, hvor én eller flere egenskaper forandres i grenseområdene mellom disse særtrekk og de omgivende områder av den fysiske gjenstand.

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Fysiske systemer kan modelleres matematisk for å simulere deres atferd under visse forhold. Det finnes mange forskjellige midler for å modellere slike systemer, helt fra meget enkle til ytterst kompliserte. Ett av de mer kompliserte midler for å modellere fysiske systemer er ved bruk av analyse av endelige elementer. Som navnet angir, omfatter en slik analyse av endelige elementer en representering av de enkelte endelige elementer i vedkommende fysiske gjenstand i en matematisk modell samt løsning av denne modell i samsvar med et forutbestemt sett av grensebetingelser.

Ved en slik elementmodellering blir det område som skal analyseres brutt opp i underområder som kalles elementer. Denne oppdelingsprosess av vedkommende område i underområder kan betegnes som en diskretisering eller maske-generering. Vedkommende område er representert ved funksjoner som er definert over hvert element. Dette frembringer et antall lokale funksjoner som er meget enklere enn de som ville vært påkrevet for å representere området som helhet. Det neste trinn er å analysere responsen for hvert element. Dette oppnås ved å bygge opp en matrise som definerer egenskapene for de forskjellige elementer innenfor området samt en vektor som fastlegger de krefter som virker på hvert element i vedkommende struktur. Så snart alle elementer, matriser og vektorer er blitt opprettet, blir de kombinert til en strukturmatrise-ligning. Denne ligning setter knutepunktresponser for strukturen som helhet i sammenheng med knutepunkt-krefter. Etter innføring av grensebetingelsene, kan strukturmatrise-ligningen løses for å utlede ukjente knutepunktresponser. Innbyrdes responser mellom elementene kan interpoleres ut i fra knutepunktverdiene ved bruk av de funksjoner som er definert for hvert element.

Slike modeller for endelige elementer anvendes ofte for å bestemme adferden for geologiske strukturer, slik som oljereservoarer, under visse forhold. Ele-mentmodeller av denne art kan simulere strømmen av olje gjennom bestemte områder av reservoaret som reaksjon på forskjellige oljeutvinningsoperasjoner, slik som utboring. Den resulterende formasjon vil være nyttig ved analyse av reservoaret og administrering av oljeutvinningsarbeider.

Vanlige endelige element-modeller har imidlertid visse begrensninger som hindrer dem fra nøyaktig å kunne simulere adferden av de fysiske gjenstander som de modellerer. Når det gjelder et oljereservoar kan f.eks. endeligelement-modellen representere en bestemt egenskap ved reservoaret ved bruk av en matematisk funksjon som gradvis forandres i samsvar med den betraktede posi-sjon inne i reservoaret. Det kan være meget vanskelig å drive disse funksjoner til å forandres på korrekt måte ved egenskaper som opptrer meget brått eller plutselig som en følge av geologiske forhold inne i reservoaret. Et reservoar kan f.eks. ha to forskjelligartede lag, som hver har sin egen klart forskjellige verdi for en gitt egenskap (f.eks. porøsitet), og ved grensen mellom disse to lag vil således en matematisk funksjon som representerer verdien av vedkommende egenskap derfor måtte foreta et umiddelbart overgangssprang fra én verdi til en annen ved grensen mellom lagene. Selv om den matematiske funksjon kan tilpasses til å representere de respektive verdier for vedkommende egenskap på grensen mellom de to lag, vil en slik funksjon typisk være meget komplisert og ville kreve et stort omfang av beregningsressurser. En teknikk videreutviklet av Wheeler et al.

(Wheeler Mary F et al.: "Parallell multiblock/multidomain approach for reservoir simulation", (SPE International) Proceedings of the 1999 15th Symposium on Reservoir Simulation; Houston, TX, USA Feb 14-17,1999) dekomponerer det fysiske området inn i blokker, definerer gittere og beregninger uavhengig på hver blokk, og benytter "mortar space" -teknikker for å innføre masse-konserverende og fluks-matchende betingelser på grensesnittene mellom blokker.

Det ville derfor være ønskelig å komme frem til en fremgangsmåte for mer nøyaktig å kunne representere verdiene for visse egenskaper innenfor en endeligelement-modell, og da særlig tvers over grensene for frakturer inne i modellen og hvor vedkommende egenskaper forandres raskt eller er diskontinuerlige, samtidig som de bare krever et forholdsvis lite omfang av beregningsressurser.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Ett eller flere av de problemer som er angitt ovenfor kan løses ved hjelp av de forskjellige utførelser av foreliggende oppfinnelse. Generelt uttrykt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for å simulere en fysisk gjenstand ved bruk av en endeligelement-modell som omfatter minst to forskjelligartede modellenheter som tilsvarer hvert sitt bestemte område av den modellerte gjenstand.

I et første aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for modellering av et reservoarsystem, kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter: bestemmelse av en parameterverdi til en fysisk egenskap til minst et trekk av et mangfold av trekk til et reservoarsystem,

definering av flere maskenett av endelige elementer, hvor hvert maskenett av endelige elementer knyttes til ett trekk av flere trekk til reservoarsystemet hvor flere knutepunkter er felles for i det minste to av disse maskenett av endelige elementer av mangfoldet av maskenett av endelige elementer,

definering av en representasjon av en karakteristisk parameter innenfor hvert maskenettet av endelige elementer av maskenettene av endelige elementer, hvor vedkommende parameterrepresentasjon basert på parameterverdien til den fysiske egenskapen knyttet til nevnte hvert maskenett av endelige elementer hvor for hvert maskenett av endelige elementer av mangfoldet av maskenett av endelige elementer parameterrepresentasjonen er definert ved en tilsvarende funksjon som er uavhengig av de øvrige funksjoner som er knyttet til den fysiske egenskap og knyttet til andre maskenett av endelige elementer,

tilordning av en evaluator ved hvert av maskenettene av endelige elementer av mangfoldet av maskenett av endelige elementer, og

generering av en representasjon av reservoarsystemet basert på hvert maskenett av endelige elementer av mangfoldet av maskenett av endelige elementer, hvor for hvert av disse maskenett av endelige elementer av mangfoldet av maskenett av endelige elementer den funksjon som brukes for å definere para-meterreprésentasjonen i hver av de felles knutepunkter er valgt i samsvar med den evaluator som er tilordnet vedkommende hvert maskenett av endelige elementer.

I et andre aspekt tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for representering av et reservoar, kjennetegnet ved at reservoaret har flere innbyrdes til-støtende områder tilsvarende reservoaret samt ett eller flere foreliggende særtrekk i reservoaret, hvor hvert av områdene karakteriseres ved en tilsvarende modell av endelige elementer, og hvor det for en valgt fysisk egenskapsparameter for reservoaret hver endeligelement-modell benytter en uavhengig funksjon for å representere den valgte fysiske parameter, hvor fremgangsmåten omfatter: bestemmelse av en egenskapsparameter til den valgte fysiske egenskap for hvert område av mangfoldet av områdene,

tilordning av en evaluator med hver endeligelement-modell, og generering av en løsning for hver av endeligelement-modellene, hvor generering av løsningen omfatter beregning av en løsning basert på verdien av den uavhengige funksjon som representerer den valgte fysiske parameter i hvert av knutepunktene i hver endeligelement-modellen, hvor hvert av én eller flere knutepunkter som ligger på grensene mellom hver endeligelement-modell som er gjenstand for løsning, og én eller flere av endeligelement-modellene, verdien er avhengig av den evaluator som er tilordnet hver endeligelement-modell som er gjenstand for løsning.

I et tredje aspekt tilveiebringer oppfinnelsen et datamaskinlesbart medium som inneholder instruksjoner som er konfigurert til å bringe en datamaskin for å utføre en fremgangsmåte, kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter: definering av flere maskenett av endelige elementer, hvor flere knutepunkter er felles for minst to av maskenettene av endelige elementer,

definering av en egenskapsparameter som har sammenheng med hvert av maskenettene av endelige elementer, hvor vedkommende parameter for hvert av maskenettene av endelige elementer defineres ved en tilsvarende funksjon som er uavhengig av de øvrige funksjoner,

tilordning av en evaluator med hvert av maskenettene av endelige elementer, og

generering av en løsning for hvert av maskenettene av endelige elementer, hvor for hvert av disse maskenett den funksjon som anvendes for å definere verdien av vedkommende parameter i hvert av de felles knutepunkter velges i sam-

svar med den evaluator som er tilordnet vedkommende maskenett av endelige elementer.

Det beskrives også en fremgangsmåte som omfatter definering av en endeligelement-modell som tilsvarer et oljereservoar. En andre endeligelement-modell tilsvarende et visst særtrekk innenfor reservoaret blir også definert. Grenseverdiene for særtrekkmodellen anvendes for å skjære ut et parti av reservoarmodellen. Særtrekkmodellen blir så plassert inn i det utskårede parti av reservoarmodellen. Skjønt de representerer partier av samme oljereservoar, kan de egenskaper som tilsvarer de to endelige element-modeller defineres uavhengig av hverandre. I visse tilfeller vil det forekomme knutepunkter, som er felles for de to modeller og derfor må anta forskjellige verdier for visse egenskaper, i avhengighet av om vedkommende verdier anvendes for løsning av reservoarmodellen eller særtrekkmodellen. En evaluator er derfor tilordnet hver av modellene. Denne evaluator bestemmer om verdien av en egenskap bestemmes av definisjonen av reservoarmodellen eller definisjonen av særtrekkmodellen. Når én av modellene er løst, blir den tilsvarende evaluator brukt slik at de knutepunkter som er felles for begge modeller blir evaluert i samsvar med definisjonen av vedkommende modell.

Det beskrives også videre at et reservoar eller annen gjenstand som har særtrekk som er forholdsvis konstante i én dimensjon (f.eks. vertikalt) blir modellert i tre dimensjoner ved å opprette en todimensjonal endeligelement-modell for hver av de forskjellige særtrekk for gjenstanden, hvorpå denne modell strekkes ut i den tredje dimensjon. Den todimensjonale modell kan være definert ved å generere en første modell og derpå skjære ut et parti av denne modell for tilpasning til en andre modell. Denne andre modell tilsvarer da et særtrekk innenfor omfanget av den første modell. Den første modell blir så tilpasset til grenseverdiene for det utskårede område, slik at hver av de to modeller strekker seg frem til grenseom-rådet mellom dem. Flere knutepunkter vil da være felles for de to modeller. Disse felles knutepunkter kan da ha to forskjellige verdier for en gitt karakteriserende egenskap, og disse er da tilordnet hver sin av modellene. Elementene i de kombi-nerte modeller blir så strukket ut og oppdelt i tredimensjonale simpleks-elementer. En evaluator blir så tilordnet hver av de resulterende tredimensjonale endeligelement-modeller. Når en løsning for hver av disse modeller genereres, vil den tilsvarende evaluator bestemme den verdi som er tilordnet hver av de felles knutepunkter, slik at de verdier som har sammenheng med vedkommende modell blir anvendt.

Det beskrives også en tilpasset programvare konfigurert til å iverksette de fremgangsmåter som er beskrevet ovenfor. Denne programvareutførelse omfatter instruksjoner som er konfigurert til å bringe en datamaskin til å utføre de be-skrevne fremgangsmåter. Disse instruksjoner kan være lagret på et datamaskinlesbart medium av en hvilken som helst type. Slike medier omfatter uten begrensning CD-ROM-enheter, disketter, magnetbånd, faststofflagre og lignende.

Oppfinnelsen er definert i de vedføyde patentkrav.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Andre formål for og fordeler ved oppfinnelsen vil fremtre klart ved gjennom-lesing av en følgende detaljert beskrivelse under henvisning til de vedføyde tegn-inger, hvorpå: fig. 1 er et skjema som anskueliggjør simpleksenhetene i to og tre dimensjoner,

fig. 2 er en skjematisk fremstilling som viser grenseområdene mellom flere særtrekk innenfor et reservoar,

fig. 3 er en skjematisk fremstilling som anskueliggjør et todimensjonalt endeligelement-maskenett som tilsvarer et parti av et oljereservoar,

fig. 4 er en forstørret fremstilling av et parti av det endeligelement-maskenett som er vist i fig. 3,

fig. 5 er et flytskjema som anskueliggjør en fremgangsmåte i samsvar med en viss utførelse av oppfinnelsen,

fig. 6 er en skjematisk fremstilling som anskueliggjør et tredimensjonalt endeligelement-maskenett som er frembrakt ved å strekke ut det todimensjonale maskenett i fig. 4,

fig. 7 er en skjematisk fremstilling som anskueliggjør den måte hvorpå et todimensjonalt maskenett strekkes ut til å danne et tredimensjonalt nett,

fig. 8 er et skjema som anskueliggjør hvorledes et todimensjonalt simpleks-element tilpasses til å danne nye simplekselementer som ligger på hver sin side av et gjennomskjærende grensesnitt.

Skjønt oppfinnelsesgjenstanden kan være gjenstand for forskjellige modifikasjoner og alternative utførelsesformer, vil spesifikke utførelser av denne bli angitt som eksempler på tegningene og i den ledsagende detaljerte beskrivelse. Det bør imidlertid forstås at så vel tegningene som den detaljerte beskrivelse ikke er ment å begrense oppfinnelsen til de spesielle utførelser som er angitt. Denne fremstilling er i stedet ment å dekke alle modifikasjoner, ekvivalenter og alternati-ver som faller innenfor det idéomfang og den omfangsramme for foreliggende oppfinnelse som er fastlagt ved de etterfølgende patentkrav.

DETALJERT BESKRIVELSE AV EN FORETRUKKET UTFØRELSE

En foretrukket utførelse av oppfinnelsen vil bli beskrevet nedenfor. Det bør bemerkes at denne og andre utførelser som vil bli beskrevet i det følgende bare er utførelseseksempler og er angitt for å anskueliggjøre oppfinnelsen men ikke angitt noen begrensning for denne.

Generelt sett omfatter foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å simulere gjenstander ved bruk av en endeligelement-modellering, så vel som en datamaskinanvendelse som omfatter fremgangsmåten samt datamaskiner som er konfigurert for å utføre fremgangsmåten. Fremgangsmåten omfatter fastleggelse av flere distinkte endeligelement-modeller som representerer hvert sitt tilsvarende område av den modellerte gjenstand. Hver av disse endelige modeller omfatter et sett av knutepunkter hvor verdier er definert for forskjellige karakteristiske størrel-ser. For knutepunkter som ligger på grensen mellom modellene, vil det da forelig-ge flere verdier som tilsvarer en gitt karakteristisk egenskap, hvor disse verdier tilsvarer hver sin av modellene. Hver av modellene løses for seg, ved bruk av de verdier for hver av de karakteristiske størrelser som tilsvarer vedkommende modell.

Som angitt ovenfor kan foreliggende oppfinnelse utnyttes for å simulere oljereservoarer som har slike egenskaper at visse særtrekk bringes til å variere raskt som en funksjon av sin beliggenhet innenfor reservoaret. Disse særtrekk kan omfatte de klart avgrensede geologisk lag, frakturer, uttømte soner, skadede soner eller hvilke som helst andre trekk som forårsaker sterke heterogeniteter innenfor reservoaret. Det bør bemerkes at skjønt de utførelser av oppfinnelsen som er beskrevet her først og fremst er rettet på modellering av geologiske strukturer, slik som oljereservoarer, kan de også anvendes for å modellere andre gjenstander.

Detaljer ved den foretrukne utførelse vil nå bli angitt nedenfor. Det kan imidlertid være nyttig først å definere noen få uttrykk.

Et knutepunkt er et punkt i rommet. Ved endeligelement-modellering danner knutepunktene hjørnepunkter for de elementer som er modellert. Disse knutepunkter utgjør også en del av et nett av knutepunkter og kantlinjer som danner grensesnitt mellom elementene i det modellerte romområde.

En kant er en linje mellom to knutepunkter som danner hjørnepunkter av et element. Disse kanter danner deler av det nett som definerer grensesnittene mellom elementene i det modellerte romområde.

Et simpleks-element er en romlig konfigurasjon i n dimensjoner som er bestemt ved n+1 punkter i et romområde med et antall dimensjoner som er lik eller større en n. Et simplekselement er med andre ord et geometrisk romelement med det minste antall grensedannende punkter som er nødvendig for å omslutte et romområde med et gitt antall dimensjoner. I to dimensjoner omfatter f.eks. et simplekselement en trekant sammen med det indre område som omsluttes av trekan-ten (se fig. 1). To punkter vil være utilstrekkelig for å danne et simpleks-element i et todimensjonalt område, da intet flateområde kan omsluttes av disse punkter og forbindelseslinjer mellom dem. Skjønt fire punkter kan være tilstrekkelig for å avgrense et todimensjonalt område, representerer de ikke det minste antall grensedannende punkter som et todimensjonalt område kan være avgrenset ved. I tre dimensjoner omfatter et simplekselement et tetraeder som danner fire hjørne-punkter (se fig. 1). I fire dimensjoner omfatter da et simplekselement et hypertetra-eder (i blant betegnet som en hypertet) med fem hjørnepunkter.

Et maskenett er en samling av elementer som fyller et romområde. Disse elementer representerer da en gjenstand som befinner seg i dette romområde. På grunn av at hvert element kan defineres ved hjelp av flere knutepunkter og/eller de sidekanter som ligger mellom disse sidepunkter, kan et maskenett alternativt betraktes som en samling av knutepunkter og/eller kantlinjene mellom disse. På forskjellige steder i denne fremstilling vil uttrykket "maskenett" bli anvendt for alternativt å henvise til samlinger av elementer eller også knutepunkter/kantlinjer, alt etter den sammenheng som dette uttrykk anvendes innenfor. Uttrykket maskenett kan også her benyttes for å betegne en endeligelement-modell eller ganske enkelt en modell.

Det skal nå henvises til fig. 2, hvor det er vist et skjema som angir grense-områder mellom flere særtrekkområder innenfor et reservoar. Denne figur viser et snitt gjennom et oljereservoar som blir modellert. Fig. 2 angir et første lag 11 som omfatter et første materiale (f.eks. skifer) og som har et tilsvarende antall karakteristiske egenskaper. Et andre lag 12 er også vist. Dette lag omfatter et andre materiale (f.eks. kalk) som da har et tilsvarende sett av karakteristiske egenskaper. Generelt sett vil samme karakteristiske parametere (f.eks. permeabilitet eller porø-sitet) kunne fastlegges for begge lag for det formål å modellere reservoaret. Verdiene for disse parametere innenfor hvert av lagene vil imidlertid være vesentlig forskjellige. Permeabiliteten for et lag kan f.eks. være høy mens permeabiliteten for det andre lag er lav. Fig. 2 angir også en fraktur 13 som strekker seg gjennom både lag 11 og lag 12. Denne fraktur eller sprekk kan også være karakterisert ved tilsvarende verdier for hvert av de identifiserte egenskaper. Skjønt det ikke er nor-malt å bruke en slik verdi for å identifisere en karakteristisk egenskap ved en sprekk (nemlig tomt rom) kan likevel f.eks. en permeabilitetsverdi (som åpenbart vil være meget høy) være tilordnet sprekken.

Når en endeligelement-modell for det reservoaret som er angitt i fig. 2 konstrueres, kan den f.eks. omfatte tre undermodeller, nemlig én som tilsvarer lag 11, én som tilsvarer lag 12 og én som tilsvarer sprekken 13. Hver slik undermodell vil da omfatte knutepunkter som ligger på grensen mellom denne og de øvrige undermodeller. Generelt sett vil hvert knutepunkt som befinner seg på ett av disse grensesnitt være felles for samtlige undermodeller som den deler dette grensesnitt med (skjønt dette ikke alltid vil være tilfelle). På grunn av at knutepunkter som er felles for mer enn én undermodell må ha forskjellige verdier for bestemte parametere, alt etter den undermodell som evalueres, kan det opprettes en mekanisme som vil sikre at den korrekte verdi blir brukt.

I en foretrukket utførelse er da en evaluator tilordnet hver av undermodellene. Denne evaluator styrer parameterverdiene for hvert av knutepunktene på grensesnittene mellom modellene. På denne måte defineres parametere for hvert knutepunkt i samsvar med den undermodell som er gjenstand for løsning. Etter hvert som en løsning for en bestemt undermodell blir beregnet, blir den evaluator som tilsvarer denne undermodell anvendt på de felles knutepunkter, slik at de parameterverdier som tilsvarer vedkommende undermodell brukes for å de felles knutepunkter. Et visst knutepunkt som ligger på grensen mellom to undermodeller kan således ses å ha et første parametersett fra en første av disse undermodeller, og det vil også innses at det vil ha et annet sett parameterverdier fra en andre modell blant undermodellene.

Ved den foreliggende fremgangsmåte kan undermodeller opprettes for valgte strukturer innenfor et visst reservoar (f.eks. geologiske lag, frakturer, etc). Ved bruk av disse undermodeller kan særegne verdier eller funksjoner anvendes for å simulere parametervariasjoner innenfor hver struktur. På grunn av at undermodellene er forskjelligartede, kan grenser mellom elementene med skarpt avvik-ende egenskalper nøyaktig fastlegges.

Det skal nå henvises til fig. 3 og 4, hvor et todimensjonalt endeligelements maskenett som tilsvarer et parti av et oljereservoar er vist for å anskueliggjøre bruk av innbyrdes forskjelligartede undermodeller for å representere forskjellige partier av reservoaret. Fig. 3 viser et større område av maskenettet, mens fig. 4 er et nærbilde av samme maskenett. Omfanget av det maskenett som er vist i fig. 4 er angitt ved stiplet linje 23 i fig. 3.

Det maskenett som er vist i fig. 3 omfatter to undermodeller som representerer forskjelligartede særtrekk inne i reservoaret. Den første modell 21 tilsvarer et parti av et ferdigstilt område og en fraktur. Den andre modell tilsvarer en separat, forholdsvis homogen struktur som ligger inntil det ferdigstilte område og frakturen. Uttrykket "homogen" anvendes her som parameterverdier som forandres forholdsvis langsomt, eller enn for de som ganske enkelt er konstante. Modell 21 er stiplet for klarere å avgrense dens utstrekning.

Elementene i maskenettet i fig. 3 og 4 er avgrenset av linjer som representerer sidekantene av elementene. Hver av disse sidekanter forløper mellom to tilordnede knutepunkter i maskenettet. Dette todimensjonale maskenett kan da strekkes ut i en tredje dimensjon for å danne et tredimensjonalt endeligelements maskenett, slik det vil bli nærmere forklart nedenfor.

På grunn av at elementene i modell 22 angir et forholdsvis homogent område, kan de simuleres forholdsvis lett ved hjelp av en tilsvarende parameterverdi (eller matematisk funksjon). Elementene i modell 21 er også tilstrekkelig homo-gene innenfor modellen til at parameterverdiene for knutepunktene i modellen kan modelleres ved hjelp av tilordnede verdier eller matematiske funksjoner. På grunn av at de er modellert ved separate verdier og/eller funksjoner, vil parameterverdiene for tilstøtende elementer i de to modeller (ett fra hver modell) oppvise skarpe forandringer eller diskontinuiteter i grensesnittet mellom elementene.

Det skal nå henvises til fig. 4, hvori det lett kan innses at noen av de knutepunkter som definerer elementer i modell 21 også kan anvendes for å definere elementer i modell 22. For eksempel knutepunktene 26, 27 og 28 ligger på grensen mellom de to modeller og kan anvendes for å definere elementer i hver av de to modeller. Disse modeller må følgelig påføres forskjellige verdier for en gitt parameter, avhengig av om de evalueres i forhold til den ene eller den andre modell. Dette oppnås i den foretrukne utførelse ved å tilordne en egen evaluator til hver av modellene. Når en løsning frembringes for en bestemt modell, så anvendes den tilordnede evaluator til vedkommende modell for å bestemme den korrekte verdi for hvert av grenseknutepunktene.

Det bør bemerkes at det kan forekomme knutepunkter som ligger på grensen mellom to modeller, mens om ikke er felles for de to modeller. På grunn av at disse knutepunkter fastlegger elementer i bare én av modellene, vil de følgelig ha bare én eneste verdi/funksjon for hver parameter, slik at det da ikke foreligger noe behov for å identifisere den modell som vedkommende knutepunkt anvendes for for å regne frem en løsning.

Det skal nå henvises til fig. 5, hvor det er vist et flytskjema som anskuelig-gjør en fremgangsmåte i henhold til en utførelse av oppfinnelsen. Skjønt denne figur vil bli beskrevet under henvisning til et oljereservoar som den modellerte gjenstand, kan den samme fremgangsmåte også anvendes på andre gjenstander. Ved denne fremgangsmåte blir et innledende endeligelements maskenett tilsvarende reservoaret som helhet generert, hvorpå separate endeligelements-maskenett tilvarende trekk innenfor reservoaret innføres i dette første maskenett. Dette første maskenett blir tilpasset for å passe sammen med de nye, sekundære maskenett. De områder som opptas av de sekundære maskenett blir således med andre ord skåret ut fra det første maskenett, slik at aldri to maskenett opptar det samme romområde.

Det opprinnelige nettverk av endelige elementer vil da etter at det er tilpasset til samordning med de øvrige maskenett tjene som en modell for ett av reser-voarets to områder. Skjønt dette område kan være mindre enn de øvrige områder i visse tilfeller, vil det likevel typisk representere størstedelen av reservoaret. Dette maskenett kan da opprettes ved hjelp av hvilke som helst egnede midler som vil være kjent for fagkyndige personer innenfor det område som gjelder modellering ved hjelp av endelige elementer. Et ustrukturert maskenett av simpleks-elementer er å foretrekke. Etter at det første maskenett er opprettet blir et visst særtrekk definert og et sekundært område blir så skåret ut av det første maskenett for å romme det sekundære område. Et maskenett opprettes da innenfor de grenser som var fastlagt for vedkommende særtrekk. Dette maskenett kan da konstrueres før det sekundære område er skåret ut fra det første maskenett, eller det kan opprettes etterpå. I hvert tilfelle foreligger det da to separate endeligelements-modeller som tilsvarer hvert sitt område av den modellerte gjenstand. Disse modeller ligger umiddelbart inntil hverandre (hvilket vil si at det foreligger en felles grense mellom dem). Denne prosess kan gjentas for ytterligere særtrekk innenfor den modellerte gjenstand (samt ytterligere sekundærområder inne i første maskenett av endelige elementer).

I henhold til en foretrukket utførelse blir denne prosess faktisk utført i to dimensjoner for å frembringe et maskenett som derpå trekkes ut til å omfatte tre dimensjoner. Hvis det f.eks. antas at ferdigstillingssonen og frakturen som represen-teres av modell 21 i fig. 4 angir særtrekk i et horisontalplan, så kan det todimensjonale maskenett som er vist i figuren trekkes ut vertikalt for å generere et tredimensjonalt maskenett. Dette er anskueliggjort i fig. 6.

Fig. 6 viser det todimensjonale maskenett i fig. 4 sett fra en skrått forløp-ende betraktningsretning. Dette todimensjonale maskenett blir trukket ut vertikalt (som angitt ved de stiplede linjer) for å danne et antall tredimensjonale prismer. I en foretrukket utførelse blir disse prismer oppdelt i tredimensjonale simpleks-elementer (tetraedere). Dannelsen av et tredimensjonalt maskenett på denne måte kan redusere beregningsfordringene ved maskenettdannelsen ved å begrense tilpasningsprosessen (oppdelingen av det opprinnelige maskenett i to separate nettverk) til to dimensjoner og et påfølgende uttrekk av dette todimensjonale maskenett. Dette eliminerer det som effektivt er separat forfining av det samme todimensjonale maskenett flere ganger i forskjellige punkter langs den tredje dimensjon.

Skjønt denne uttrekksprosess ikke vil bli nærmere beskrevet i denne fremstilling, er fig. 7 likevel frembrakt her for å anskueliggjøre den måte hvorpå utvidel-sen fra to dimensjoner til tre dimensjoner utføres. Fig. 7 viser et enkelt todimensjonalt simplekselement (en trekant) som trekkes ut til å danne et tredimensjonalt prisme. Dette prisme blir så delt opp i tre tredimensjonale simpleks-elementer (tetraedere). Det bør bemerkes at denne samme prosedyre også kan anvendes for å utvide et tredimensjonalt maskenett i en fjerde dimensjon (f.eks. tidsdimensjonen).

I en viss utførelse blir grensene mellom de forskjellige områder fastlagt før noe maskenett genereres. Når det de forskjellige områder er definert, blir et maskenett opprettet innenfor hvert område. Hvert slikt maskenett er konstruert slik at det strekker seg frem til de grensesnitt som det har felles med de øvrige maskenett (så vel som frem til den ytre grense for den modellerte gjenstand som helhet). Dannelsen av maskenettet kan utføres på en hvilken som helst egnet måte. Et hvilket som helst ønsket antall områder kan defineres og tilsvarende nettverk kan genereres innenfor disse områder.

I en annen utførelse blir det første maskenett generert slik at det fyller hele det område som den modellerte gjenstand dekker. En grense blir så fastlagt for å skille områdene av gjenstanden fra hverandre. Da dette grensesnitt kan dele opp eksisterende elementer i to deler, blir maskenettet i hvert område tilpasset til å danne gyldige simpleks-enheter i stedet for de gjennomskårne elementer. Dette fører til to maskenett som tilsvarer hvert sitt av de to områder av gjenstanden.

Skjønt denne tilpasningsprosess ikke vil bli beskrevet nærmere, er fig. 8 opprettet for å anskueliggjøre denne prosess. Fig. 8 omfatter tre skisser av et todimensjonalt simpleks-element (en trekant) som tilpasses til å danne simplekselementer på hver side av et grensesnitt. I den første figur er simplekselementet vist gjennomskåret av en grensekurve. Kantene av dette simpleks-element blir da gjennomskåret på to steder. Et nytt knutepunkt opprettes på hvert av skjærings-punktene. En ny sidekant blir så definert mellom ett av de to nye knutepunkter og det motsatte hjørne av simpleks-elementet, slik at det dannes to nye simpleks-elementer. En ny sidekant blir så fastlagt mellom det gjenværende nye knutepunkt og det motsatte hjørne av det nye simplekselement. Denne prosedyre fører da til tre nye simpleks-elementer, nemlig ett på oversiden av grensesnittet og to på und-ersiden av dette.

Hovedsakelig samme prosedyre kan utføres når det gjelder tredimensjonale simpleks-elementer. De resulterende simplekselementer vil da hovedsakelig ligge på den ene eller andre side av grensesnittet. På grunn av at grensesnittet kan være en krum flate, kan det hende at simpleks-elementet, som da har plane overflater, ikke vil ligge eksakt på grenseflaten. Da denne tilpasningsprosess frembringer simpleks-elementer som nesten helt befinner seg på den ene side av grensesnittet, kan hvert av disse defineres som en del av det første område eller det andre område, og således en del av den første modell av endelige elementer eller den andre slik modell.

Det bør bemerkes at de forutgående paragrafer som beskriver opprettelse av modeller med endelige elementer tilsvarende forskjellige områder av den modellerte gjenstand, også gjelder n-dimensjonale maskenett.

Gunstige anvendelser, andre fordeler og løsninger på problemer er blitt beskrevet ovenfor i forbindelse med spesifikke utførelser. Disse hensiktsmessige anvendelser, fordeler og løsninger på problemer samt eventuelt ett eller flere elementer som kan bringe en eventuell nyttig anvendelse, fordel eller løsning til å opptre eller bli mer fremtredende bør da ikke betraktes som noe kritisk, påkrevet eller vesentlig særtrekk eller element i noen av patentkravene eller samtlige krav. Slik de anvendes her, er uttrykkene "omfatter", "omfattende", eller eventuelt andre variasjoner av disse ment å dekke en ikke-ekskluderende omfatning, slik at en prosess, fremgangsmåte, gjenstand eller apparat som omfatter en liste av elementer ikke nødvendigvis bare omfatter disse angitte elementer, men kan også omfatte ytterligere elementer som ikke er klart angitt eller nødvendigvis må inngå en slik prosess, fremgangsmåte, gjenstand eller apparat.

Skjønt foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet under henvisning til bestemte utførelser, bør det forstås at disse utførelser bare er angitt for å anskuelig-gjøre oppfinnelsen og at oppfinnelsens omfang på ingen måte er begrenset til disse utførelser. Mange variasjoner, modifikasjoner, tillegg og forbedringer overfor de utførelser som er beskrevet ovenfor er da mulig. Spesielt kan slike variasjoner omfatte datamaskiner eller andre databehandlende innretninger, datamaskinlesbare media (slik som disketter, CD-ROM-enheter, DVD-ROM-enheter, etc). Lagrings-innretninger, datamaskinhukommelser og lignende som omfatter programvare, maskinvare og annet programmeringsutstyr som muliggjør utførelse av de ovenfor angitte fremgangsmåter. Det er ment at disse variasjoner, modifikasjoner, tillegg og forbedringer skal ligge innenfor oppfinnelsens omfangsramme slik den er detaljert angitt ved de etterfølgende patentkrav.

Claims

1. Fremgangsmåte for modellering av et reservoarsystem, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: bestemmelse av en parameterverdi til en fysisk egenskap til minst et trekk av et mangfold av trekk til et reservoarsystem, definering av flere maskenett av endelige elementer, hvor hvert maskenett av endelige elementer knyttes til ett trekk av flere trekk til reservoarsystemet hvor flere knutepunkter er felles for i det minste to av disse maskenett av endelige elementer av mangfoldet av maskenett av endelige elementer, definering av en representasjon av en karakteristisk parameter innenfor hvert maskenettet av endelige elementer av maskenettene av endelige elementer, hvor vedkommende parameterrepresentasjon basert på parameterverdien til den fysiske egenskapen knyttet til nevnte hvert maskenett av endelige elementer hvor for hvert maskenett av endelige elementer av mangfoldet av maskenett av endelige elementer parameterrepresentasjonen er definert ved en tilsvarende funksjon som er uavhengig av de øvrige funksjoner som er knyttet til den fysiske egenskap og knyttet til andre maskenett av endelige elementer, tilordning av en evaluator ved hvert av maskenettene av endelige elementer av mangfoldet av maskenett av endelige elementer, og generering av en representasjon av reservoarsystemet basert på hvert maskenett av endelige elementer av mangfoldet av maskenett av endelige elementer, hvor for hvert av disse maskenett av endelige elementer av mangfoldet av maskenett av endelige elementer den funksjon som brukes for å definere parameterrepresentasjonen i hver av de felles knutepunkter er valgt i samsvar med den evaluator som er tilordnet vedkommende hvert maskenett av endelige elementer.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at definisjonen av de flere maskenett av endelige elementer omfatter fastleggelse av knutepunkter på en grense mellom minst to maskenettene av endelige elementer til å være felles for de minst to maskenett av endelige elementer som berører vedkommende grense.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at minst ett knutepunkt som ligger på grensen mellom de minst to maskenettene av endelige elementer ikke er felles for de minst to elementmaskenett som berører vedkommende grense.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den fysiske egenskap er permeabilitet eller porøsitet.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, karakterisert ved at minst to av funksjonene knyttet til den fysiske egenskap ikke er kontinuerlige med hverandre.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at reservoarsystemet er en oljereservoar hvor ett av maskenettene av endelige elementer av mangfoldet av maskenett av endelige elementer tilsvarer et første parti av oljereservoaret og et annet av maskenettene av endelige elementer tilsvarer et særtrekk valgt fra en gruppe bestående av: en fraktur, en ferdigstillingssone, en skadesone, et geologisk lag og et nærbrønnsom-råde.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at defineringen av de flere maskenett av endelige elementer omfatter definering av flere todimensjonale maskenett av endelige elementer og uttrekk av disse todimensjonale maskenett av endelige elementer i en tredje dimensjon for derved å oppnå tredimensjonale maskenett av endelige elementer.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at defineringen av flere maskenett av endelige elementer omfatter definering av et første maskenett til å omfatte både et første område og et andre område tilsvarende det reservoarsystemet, forfining av det første maskenett av endelige elementer ved utskjæring av det andre område og fastleggelse av et andre maskenett av endelige elementer innenfor dette andre område.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert ved at forfiningen av den første maske av endelige elementer ved å skjære ut det andre område omfatter fastleggelse av en grenseflate mellom det første område og det andre område, tilpasning av det første maskenett av endelige elementer til å danne elementer med overflater som hovedsakelig ligger i grenseflaten, definering av det første maskenett av endelige elementer som elementer på en første side av grenseflaten og definering av det andre maskenett av endelige elementer som elementer på den andre siden av grenseflaten.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at tilpasning av det første maskenett av endelige elementer omfatter bestemmelse av skjæringspunkter mellom sidekanter av elementene i det første maskenett med grenseflaten, fastleggelse av knutepunkter i de fastlagte skjæringspunkter, og forfining av elementene i det første maskenett av endelige elementer til å omfatte de nye definerte knutepunkter.

11. Fremgangsmåte for representering av et reservoar, karakterisert ved at reservoaret har flere innbyrdes tilstøtende områder tilsvarende reservoaret samt ett eller flere foreliggende særtrekk i reservoaret, hvor hvert av områdene karakteriseres ved en tilsvarende modell av endelige elementer, og hvor det for en valgt fysisk egenskapsparameter for reservoaret hver endeligelement-modell benytter en uavhengig funksjon for å representere den valgte fysiske parameter, hvor fremgangsmåten omfatter: bestemmelse av en egenskapsparameter til den valgte fysiske egenskap for hvert område av mangfoldet av områdene, tilordning av en evaluator med hver endeligelement-modell, og generering av en løsning for hver av endeligelement-modellene, hvor generering av løsningen omfatter beregning av en løsning basert på verdien av den uavhengige funksjon som representerer den valgte fysiske parameter i hvert av knutepunktene i hver endeligelement-modellen, hvor hvert av én eller flere knutepunkter som ligger på grensene mellom hver endeligelement-modell som er gjenstand for løsning, og én eller flere av endeligelement-modellene, verdien er avhengig av den evaluator som er tilordnet hver endeligelement-modell som er gjenstand for løsning.

12. Et datamaskinlesbart medium som inneholder instruksjoner som er konfigurert til å bringe en datamaskin for å utføre en fremgangsmåte, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: definering av flere maskenett av endelige elementer, hvor flere knutepunkter er felles for minst to av maskenettene av endelige elementer, definering av en egenskapsparameter som har sammenheng med hvert av maskenettene av endelige elementer, hvor vedkommende parameter for hvert av maskenettene av endelige elementer defineres ved en tilsvarende funksjon som er uavhengig av de øvrige funksjoner, tilordning av en evaluator med hvert av maskenettene av endelige elementer, og generering av en løsning for hvert av maskenettene av endelige elementer, hvor for hvert av disse maskenett den funksjon som anvendes for å definere verdien av vedkommende parameter i hvert av de felles knutepunkter velges i samsvar med den evaluator som er tilordnet vedkommende maskenett av endelige elementer.

13. Datamaskinlesbart medium som angitt i krav 12, karakterisert ved at defineringen av flere maskenett av elementer omfatter definering av samtlige knutepunkter på grensene mellom disse maskenett av endelige elementer til å være felles for de maskenett av endelige elementer som berører vedkommende grenser.

14. Datamaskinlesbart medium som angitt i krav 12, karakterisert ved at minst ett knutepunkt som ligger på én av grensene mellom maskenettene av endelige elementer ikke er felles for samtlige slike maskenett som berører vedkommende grense.

15. Datamaskinlesbart medium som angitt i krav 12, karakterisert ved at hver funksjon er artsforskjellig fra de øvrige funksjoner.

16. Datamaskinlesbart medium som angitt i krav 15, karakterisert ved at minst to av funksjonene ikke er kontinuerlige i forhold til hverandre.

17. Datamaskinlesbart medium som angitt i krav 12, karakterisert ved at ett av maskenettene av endelige elementer tilsvarer et første parti av et oljereservoar og et annet av maskenettene av endelige elementer tilsvarer et særtrekk inne i oljereservoaret og hvor dette særtrekk velges fra en gruppe bestående av: en fraktur, en ferdigstillingssone, en skadesone, et geologisk lag og et nærbrønnsområde.

18. Datamaskinlesbart medium som angitt i krav 12, karakterisert ved at defineringen av flere maskenett av endelige elementer omfatter definering av flere todimensjonale maskenett av endelige elementer og utvidelse av disse todimensjonale maskenett av endelige elementer i en tredje dimensjon for derved å opprette tredimensjonale maskenett av endelige elementer.

19. Datamaskinlesbart medium som angitt i krav 12, karakterisert ved at defineringen av flere maskenett av endelige elementer omfatter definering av et første maskenett av endelige elementer til å omfatte både et første område og et andre område som tilsvarer den modellerte gjenstand, forfining av det første maskenett av endelige elementer ved å skjære ut det andre område og definere et andre maskenett av endelige elementer inne i dette andre område.

20. Datamaskinlesbart medium som angitt i krav 12, karakterisert ved at forfiningen av det første maskenett av endelige elementer ved å skjære ut det andre område omfatter bestemmelse av en grenseflate mellom det første område og det andre område, tilpasning av det første maskenett av endelige elementer til å danne elementer med overflater som hovedsakelig ligger på denne grenseflate, definering av det første maskenett av endelige elementer som elementer på en første side av grenseflaten og definering av det andre maskenett av endelige elementer som elementer på en andre side av vedkommende grenseflate.