СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЛОКАЛЬНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СЕТКИ В СИСТЕМЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕЗЕРВУАРА Российский патент 2016 года по МПК G01V1/28 G01V9/00 G06F17/50 

Уровень техники

Моделирование резервуара является направлением технологии разработки месторождений, использующим компьютерные модели для предсказания переноса внутри резервуара таких флюидов, как нефть вода и газ. Модели резервуаров используются нефтедобывающими компаниями для определения наилучших способов разработки новых месторождений, а также для составления прогнозов добычи, на основе которых можно строить решения по инвестициям в разрабатываемые месторождения.

Компьютерные модели резервуаров обычно реализуются с использованием некоторого числа отдельных блоков (ячеек), в данном документе взаимозаменяемо называемых «ячейками», «ячейками сетки» или «клетками». Модели могут иметь разные размеры, начиная от нескольких ячеек и до сотен миллионов ячеек. В компьютерных моделях принято моделировать резервуар, используя сетку, сформированную из ячеек сетки, а затем моделировать свойства резервуара (например, давление, температуру) внутри каждой ячейки сетки для предсказания потока. Например, такое моделирование особенно полезно в низкопроницаемых резервуарах для определения того, в каких местах и сколько разрывов нужно искусственно образовать в резервуаре для того, чтобы получить нужный поток за определенный период времени.

В любом случае применение в моделировании резервуара ячеек сеток в большой степени зависит от типа моделируемого резервуара. Обычно сланцевые резервуары имеют очень низкую проницаемость по сравнению с резервуарами других геологических типов. Например, сланцевые резервуары могут быть менее проницаемы, чем резервуары других геологических типов, с множителем порядка 10^-6. В результате, поток в участках сланцевого резервуара приходится моделировать на сетке очень мелкого масштаба по сравнению с несланцевыми резервуарами, которые часто можно моделировать на более грубой сетке, то есть сетке с более крупными ячейками сетки. Ввиду того, что из-за соображений эффективности расчета модели на больших участках нежелательно применять мелкоячеистые сетки, в отрасли обычно мелкие сетки применяют только в локальных целевых областях, например, вокруг разрыва, а в остальной части резервуара используют более грубую сетку. Эти мелкие сетки вокруг локальных целевых областей называют локальным измельчением сетки (LGR, Local Grid Refinement) и обычно используют для накрытия предполагаемой области резервуара, в которой будет происходить значительное движение флюида и/или давления. До настоящего времени для чрезвычайно низкопроницаемых резервуаров не существовало отработанной процедуры определения размеров данной целевой области и того, где должна проходить граница между LGR и ячейками грубой (крупной) сетки. Другими словами, в настоящее время в уровне техники не имеется способа определения a priori того, насколько далеко от разрыва или другой целевой структуры должны простираться ячейки мелкой сетки.

Краткое описание чертежей

Более полно понять настоящее раскрытие и его преимущества можно, ознакомившись с нижеследующим описанием, ссылающимся на сопроводительные чертежи, на которых:

На фиг. 1 показана блок-схема компьютерной системы, выполненной с возможностью реализации системы моделирования резервуара в соответствии с примерами осуществления.

На фиг. 2 показана диаграмма, иллюстрирующая способ, реализованный показанной на фиг. 1 системой моделирования резервуара с целью выполнения описанных здесь вариантов осуществления.

На фиг. 3 показана крупная сетка, примененная к резервуару, который будет моделироваться показанной на фиг. 1 системой моделирования резервуара.

На фиг. 4 показан разрыв, расположенный в пределах показанного на фиг. 3 резервуара.

На фиг. 5 показана имеющая подходящие размеры локальная область, окружающая показанный на фиг. 4 разрыв.

На фиг. 6 показана зона мелкой сетки, расположенная вокруг показанного на фиг. 4 разрыва.

На фиг. 7 показано применение локального измельчения сетки к показанной на фиг. 3 крупной сетке в пределах зоны мелкой сетки, показанной на фиг. 6.

На фиг. 8 показан пример осуществления геометрического локального измельчения сетки, примененного к разрыву в резервуаре.

Осуществление изобретения

Для преодоления указанных выше и других ограничений существующих подходов, раскрытые здесь один или более вариантов осуществления изобретения включают способ автоматического локального измельчения сетки в системах моделирования резервуара.

На фиг. 1 изображена блок-схема примера компьютерной системы 100, выполненной с возможностью реализации раскрываемой здесь системы моделирования резервуара. В одном варианте осуществления компьютерная система 100 содержит по меньшей мере один процессор 102, постоянное машиночитаемое запоминающее устройство 104, опциональные устройства 106 ввода/вывода и опциональный дисплей 108, причем все вышеперечисленное связано друг с другом по системной шине 109. Программные инструкции, исполняемые процессором 102 для осуществления системы 110 моделирования резервуара в соответствии с раскрытыми здесь осуществлениями, могут храниться в запоминающем устройстве 104. Несмотря на то, что это явным образом не показано на фиг. 1, следует понимать, что компьютерная система 100 может быть подключена к одной или более общественной и/или частной сети через соответствующие сетевые соединения. Также следует понимать, что программные инструкции, содержащие систему 110 моделирования резервуара, могут быть загружены в запоминающее устройство 104 с диска CD-ROM или с другого подходящего носителя информации.

В одном варианте осуществлении согласно настоящему раскрытию часть системы 110 моделирования резервуара реализуют, используя программное обеспечение (ПО) моделирования резервуара, известное в уровне техники. Такое ПО моделирования резервуара обычно использует численное представление резервуара, либо в том виде, в котором он существует в настоящее время, либо в том виде, в каком он предположительно будет существовать однажды в некоторый момент будущего, например, перед бурением каких-либо скважин и до начала разработки месторождения. Такое представление резервуара в сочетании с дополнительными данными о предполагаемых или существующих скважинах, а также о стратегии разработки, позволяют программному обеспечению предсказывать то, как может повести себя резервуар в терминах нагнетания и добычи флюидов. В существующем уровне техники программное обеспечение моделирования резервуара задавало определяло LGR вокруг целевых областей недостаточно хорошо с точки зрения эффективности расчетов. Например, размер LGR в уровне техники определялся на основе данных моделирования. Кроме того, технику приходилось подчас вручную задавать LGR или характеристики LGR в программном обеспечении моделирования резервуара. В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения, как будет описано подробнее ниже, предлагается способ автоматического применения имеющей подходящие размеры LGR к целевой области. С целью минимизации излишнего применения мелких сеток в модели резервуара способ определяет расстояние от геологической структуры, например, от разрыва, на которое должна простираться мелкая сетка. Способ использует такие параметры резервуара, как пористость и проницаемость совместно с потоком в геологическом образовании за выбранный период времени для того, чтобы автоматически сгенерировать имеющие подходящие размеры и взаимное расположение участки LGR для моделирования потока за период времени. Система 110 моделирования резервуара в компьютерной системе 100 может реализовать данный способ и другие способы, предусмотренные осуществлением.

На фиг. 2 проиллюстрирован способ 200 использования системы 110 моделирования резервуара для моделирования целевого геологического образования. В свою очередь, на фиг. 3 показан резервуар 300, который будет смоделирован способом 200. В данном варианте осуществления резервуар 300 является чрезвычайно низкопроницаемым сланцевым резервуаром, но в других осуществлениях может быть геологическим образованием и других типов. Как видно по фиг. 3, резервуар 300 включает один или более целевых геологических объектов, таких как разрывы, скважины и тому подобное. На фиг. 3 показаны разрывы 302, 304 и 306. Модель резервуара 300 в конце концов должна предсказать те зоны резервуара, в которых произойдут связанные с разрывами движения флюида и/или давления. В контексте модели, созданной системой 110, эти разрывы могут быть либо созданы человеком, либо природными. В других вариантах осуществления могут существовать и другие целевые типы объектов резервуара.

Сначала, на этапе 202, к резервуару 300 применяется крупная сетка 308. Крупная сетка 308 характеризуется множеством ячеек 310 крупной сетки. В некоторых вариантах осуществления ячейки 310 сетки могут быть, по существу, одинаковыми по форме и размеру, но конкретная форма и размер ячеек сетки, раскрываемые в изобретении, не должны считаться ограничением. В любом случае, каждая из ячеек 310 крупной сетки используется для того, чтобы отдельным образом охарактеризовать часть резервуара 300. В этом аспекте технические данные резервуара могут быть собраны на уровне ячеек сетки. Например, каждая ячейка 310 крупной сетки 308 может быть связана с собственным значением пористости и собственным значением проницаемости. Функциональную модель резервуара 300 можно создать, моделируя такие свойства резервуара, как давление и температура внутри каждой ячейки сетки.

Специалистам в данной области должно быть понятно, что осуществление не ограничивается сеткой, заданной в одной плоскости, хотя для удобства в данном варианте осуществления описывается крупная сетка в виде квадратных или прямоугольных клеток или ячеек, существующих в одной плоскости. Например, все описываемые здесь способы также применимы в других измерениях, например, в трехмерном пространстве (3D). Кроме того, ячейки сетки не обязательно должны иметь какую-либо определенную форму. Для удобства описания ячейки сетки показаны прямоугольными. В описательных целях используемые термины «стандартная» ячейка сетки и «нестандартная» ячейка сетки относятся к форме целевой ячейки сетки по сравнению со стандартной формой множества ячеек в сетке. Например, сетка в целом может характеризоваться множеством прямоугольных ячеек сетки конкретных размеров w, h и I (где w, h, I обозначают ширину, высоту и длину, соответственно), которые представляют собой «стандартную» форму ячеек сетки.

Возвращаясь обратно к фиг. 2, на этапе 204 происходит идентификация целевой структуры резервуара 300. Идентифицируемая на этапе 204 структура может быть существующей структурой в существующем геологическом образовании, или она может быть предполагаемой структурой, выбираемой для достижения конкретного потока в моделируемом геологическом образовании. В иллюстрируемом варианте осуществления идентифицируемая структура является разрывом, например, разрывом 304, что подробнее показано на фиг. 4. Для точного предсказания напорного потока в областях вокруг разрыва 304 модель используется для моделирования напорного потока в большом количестве отдельных друг от друга местоположений вокруг разрыва. Как видно на фиг. 4, ячейки 310 крупной сетки 308 могут иметь ширину 312, которая будет слишком большой для обеспечения точного моделирования изменения давления разрыва. Поэтому, в зонах, окружающих разрыв 304, крупные ячейки 310 нужно заменить локальным измельчением сетки (LGR). Применение LGR подходящих размеров к разрыву 304 описывается в связи с оставшимися этапами, показанными на фиг. 2.

Специалистам в данной области должно быть понятно, что вышеописанное использование LGR в моделировании резервуара особенно нужно в сланцевых резервуарах, где в результате чрезвычайно низкой проницаемости связанные с разрывом изменения флюида и давления происходят очень медленно. Поэтому в зонах вокруг разрывов нужно применять особенно мелкие сетки, чтобы не упустить из виду долговременные переходные процессы изменения давления.

Как показано на фиг. 2, на этапе 206 выбираются пористость и проницаемость для окружающей разрыв 304 области. Пористость и проницаемость можно выбирать на основании известных данных резервуара или ожидаемых или оценочных данных резервуара.

В определенных вариантах осуществления этот этап включает в себя два подэтапа. Сначала идентифицируется размер локальной области вокруг разрыва 304 для определения средней пористости и проницаемости. Затем определяются средние значения проницаемости и пористости для локальной области. Например, на фиг. 5 показана локальная область 314 вокруг разрыва 304. В определенных вариантах осуществления система 110 автоматически определяет размер локальной области 314 на основании расстояний 316 и 318 между разрывом 304 и соседними разрывами 302 и 306 в резервуаре 300. В иллюстрируемом варианте осуществления крайняя левая внешняя граница локальной области 314 находится приблизительно на половине расстояния между разрывами 302 и 304, а крайняя правая граница находится приблизительно на половине расстояния между разрывами 306 и 304. Например, если расстояние 316 составляет 500 футов, то локальная область 314 будет простираться примерно на 250 футов от разрыва 304 по направлению к разрыву 302. Кроме того, локальная область 314 может простираться от разрыва 304 по направлению у, а также, в случае когда это применимо, по направлению z, в зависимости от расстояния до границы резервуара, другого разрыва или какой-либо иной структуры. Специалистам в данной области должно быть понятно, что локальная область, окружающая целевую структуру в резервуаре, может быть определена любым количеством всевозможных способов, и вышеописанный пример определения является просто примером. Например, в альтернативных вариантах осуществления локальная область может простираться меньше, чем на половину расстояния между целевым разрывом и соседним разрывом.

Затем, после задания локальной области 314, определяются средняя проницаемость и средняя пористость для локальной области. Как было указано выше, геологические технические данные, полученные инструментами изучения резервуара, привязаны к каждой ячейке 310 крупной сетки 308. Таким образом, в пределах локальной области 314 у каждой ячейки сетки имеется собственное значение проницаемости и собственное значение пористости. Средние значения проницаемости ячеек сетки в пределах локальной области 314 определяются для того, чтобы найти общую проницаемость локальной области, а средние значения пористости ячеек сетки в пределах локальной области 314 определяются для того, чтобы найти общую пористость локальной области. В иллюстрируемом варианте осуществления проницаемость локальной области 314 измеряется в миллидарси (мД), а пористость является значением между 0 и 1, представляющем собой отношение объема пор к общему объему. В том случае, если границы локальной области 314 захватывают только часть ячейки сетки в пределах области, при вычислении пористости и проницаемости ячейка сетки считается находящейся в пределах области тогда, когда ее большая доля находится внутри локальной области, а не снаружи нее. Опять же, специалистам в данной области должно быть понятно, что локальные проницаемость и пористость в областях, окружающих целевой разрыв в резервуаре, могут быть определены многочисленными способами, и приведенный выше способ является только лишь одним из примеров. Приведенное выше описание следует рассматривать лишь как один из способов присвоения значений пористости и проницаемости зоне вокруг разрыва. Изобретение не ограничено конкретным способом для этого этапа, коль скоро происходит выбор или какое-либо иное назначение значений проницаемости и пористости для зоны вокруг структуры.

Возвращаясь к фиг. 2, на этапе 208 выбирается период времени для моделирования движения давления в резервуаре 300. Например, может быть желательным предсказать поток в геологическом образовании в течение одного года, или же за более продолжительный период, например, 20 лет. В некоторых случаях выбираемый период времени зависит от прогнозируемого количества лет, которое резервуар будет продуктивным по нефти и/или газу. В настоящем варианте осуществления период времени выбирается в сутках, однако, в других вариантах осуществления могут быть использованы иные единицы времени.

Затем на этапе 210 определяется зона, в которой мелкая сетка будет применена к разрыву 304. В частности, определяются размеры мелкой сетки, то есть то, насколько далеко от разрыва 304 будет простираться LGR, для того, чтобы обеспечить точные, но в то же время эффективные обеспечивающие моделирование вычисления. На фиг. 6 показана зона 320 мелкой сетки вокруг разрыва 304. На иллюстрации зона 320 мелкой сетки простирается на расстояние 322 по направлению х от разрыва. На этом этапе для вычисления расстояния 322 используются локальная проницаемость и локальная пористость, найденные на этапе 206, а также период времени для моделирования, выбранный на этапе 208. Примечательно, что значения локальной проницаемости и локальной пористости, на которых основывается значение расстояния 322, являются измеренными техническими данными, а не переменными, оцененными путем моделирования.

Расстояние 322 может быть представлено переменной X_val и вычисляется по следующему уравнению:

,

где:

time = период времени для моделирования резервуара (в сутках);

k = проницаемость локальной области, окружающей целевой разрыв (в мД);

por = пористость локальной области, окружающей целевой разрыв (отношение в пределах от 0 до 1);

а = эмпирическая постоянная, определяемая посредством серии калибровочных моделирований, производимых на линейных подмножествах целевого резервуара. Постоянная а зависит по меньшей мере от температуры, давления и характеристик сжимаемости резервуара. Таким образом, два моделирования различных резервуаров с одинаковыми характеристиками проницаемости и пористости, но проведенные при различных давлениях, температурах и/или характеристиках сжимаемости, могут использовать различные постоянные а. В одном варианте осуществления а приблизительно равно 2.

После того, как вычислено расстояние 322 X_val, его применяют к крупной сетке 308 для того, чтобы определить какое количество ячеек 310 крупной сетки по направлению от разрыва будет накрыто зоной 320 мелкой сетки. Вычисленное расстояние 322 может быть применено в любом направлении от структуры. В иллюстрируемом на фиг. 6 варианте осуществления вычисленное расстояние 322 применяется в направлении х от разрыва 304 с тем, чтобы задать мелкосетчатую зону 320. В альтернативном и дополняющем варианте осуществления расстояние X_val может быть также применено в направлении у и/или в направлении z. В определенном предпочтительном варианте осуществления при определении того, какие из ячеек сетки включаются в зону 320 мелкой сетки, а какие нет, если отличная от края часть ячейки клетки находится на расстоянии X_val от разрыва, вся ячейка сетки включается в зону мелкой сетки, если центральная точка ячейки сетки находится на расстоянии менее X_val от разрыва. С другой стороны, ячейку сетки не нужно включать в зону мелкой сетки, если центральная точка ячейки находится от разрыва на расстоянии, большем X_val. В альтернативном варианте осуществления, однако, по меньшей мере одна такая частичная ячейка сетки может быть включена в зону мелкой сетки. Подобным образом определяется, какие из ячеек сетки в крупной сетке 308 следует разбить на ячейки более мелкой сетки с тем, чтобы повысить точность моделирования резервуара в областях вокруг разрыва.

Возвращаясь к фиг. 2, на этапе 212 к зоне 320 мелкой сетки, определенной на этапе 210, применяется локальное измельчение сетки. То есть, каждая ячейка крупной сетки внутри зоны 320 мелкой сетки подразделяется на множество меньших ячеек (ячеек меньшей сетки). То есть, для достижения большей точности моделирования в процессе создания модели резервуара давление и/или движение флюида отдельно вычисляются для каждой новой ячейки мелкой сетки. Предназначенные для измельчения ячейки крупной сетки можно подразделять, используя любой стандартный алгоритм формирования сетки, известный в уровне техники. Например, стандартный алгоритм формирования сетки можно применить для создания вокруг разрыва локального измельчения сетки (LGR) с одинаковыми по размеру ячейками мелкой сетки. Или же, в других вариантах осуществления можно использовать геометрический алгоритм формирования сетки для создания LGR, где ячейки мелкой сетки геометрически увеличиваются в размере по мере увеличения расстояния от целевого разрыва. То есть, в геометрических LGR каждая ячейка сетки отличается по размеру от соседней ячейки сетки по некоторому направлению ячейки на постоянный коэффициент. В альтернативных вариантах осуществления к зоне мелкой сетки может быть применено любое количество различных и/или дополнительных измельчений сетки. На фиг. 7 показано применение LGR 324 к ячейкам крупной сетки в пределах зоны мелкой сетки. В иллюстрируемом варианте осуществления ячейки мелкой сетки в LGR 324 геометрически увеличиваются в размерах по мере того, чем дальше они располагаются от разрыва 304 (т.е. они «расплываются»). Таким образом, по завершении этапа 212 накрытие зоной LGR уже определено в размерах и применено к разрыву в модели резервуара на основе геологических технических данных, таких как проницаемость, пористость, а также длительность моделирования.

На фиг. 8 приведен более подробный пример локального измельчения сетки, LGR 400, примененного к разрыву 402. LGR 400 содержит геометрически разнесенные ячейки мелкой сетки, отличающиеся друг от друга по размеру на постоянную переменную. Конкретно, в примере на фиг. 8, отношение (f_x) размера любой ячейки (dx_i-1) мелкой сетки к размеру соседней ячейки (dx_i) сетки, расположенной ближе к разрыву, равно 1,1. Однако в других вариантах осуществления геометрический коэффициент может находиться в диапазоне приблизительно от 1,05 до 1,3 или же может быть другой величиной в зависимости от характеристик резервуара. Такая геометрическая компоновка ячеек сетки повышает точность и вычислительную эффективность моделирования резервуара, так как области, находящиеся все ближе к целевой структуре, исследуются все тщательнее и тщательнее. Поэтому, при моделировании резервуара с геометрическими LGR, использование вычислительных ресурсов смещается в те области модели, где ожидается большее напорное движение (то есть в области вблизи разрыва).

Хотя выше по тексту способы были раскрыты относительно одной целевой структуры, следует понимать, что геологическое образование может содержать много структур, и что описанные зоны мелкой сетки вокруг разнообразных структур могут перекрывать друг друга или пересекаться, так что между соседними структурами может простираться непрерывная мелкая сетка.

Вышеописанные способы и системы являются особенно полезными при бурении стволов скважин в нефтеносных и газоносных резервуарах. По результатам описанного в настоящем документе моделирования может быть внедрен план бурения. Специалистам в данной области должно быть понятно, что геологическое образование, оцененное вышеописанным способом, может иметь сотни разрывов или других структур, которые должны быть приняты во внимание при определении ожидаемого потока в резервуаре в течение периода времени. То есть, план предусматривает подготовку оборудования для строительства скважины, идентификацию одного или более стволов скважины для бурения в геологическом образовании и бурение ствола скважины в резервуар, исходя из желаемого или смоделированного потока. С целью достижения определенного потока за период времени, используя способ по изобретению, можно определить количество стволов скважин, а также их месторасположение и траекторию в резервуаре относительно разрывов. Специалисту в данной области должно быть понятно, что хотя способ по изобретению был раскрыт статически в качестве части реализации плана бурения, этот способ может быть также осуществлен динамически. Таким образом, план бурения может быть реализован, и данные, полученные в процессе бурения, могут быть использованы для обновления модели. В частности, в процессе бурения ствола скважины можно определить пористость и проницаемость. Эти данные, полученные в режиме реального времени, можно использовать для изменения ствола, который уже бурят, или же для изменения количества, месторасположения и траектории запланированных к бурению стволов. После реализации плана бурения, систему по изобретению можно использовать в процессе бурения по ходу работы или итерационно для расчета и перерасчета ожидаемого потока в резервуаре за период времени, по мере того, как параметры меняются, уточняются или регулируются. В любом случае, результаты динамических расчетов могут быть использованы для внесения изменений в ранее реализованный план бурения.

В одном примере осуществления, настоящее раскрытие направлено на способ моделирования геологического образования, реализуемый с использованием компьютера. Этот способ включает применение к целевому геологическому образованию крупной сетки, содержащей множество ячеек крупной сетки, и идентификацию целевой структуры, расположенной в геологическом образовании. Дополнительно способ включает определение зоны мелкой сетки вокруг структуры на основании периода времени для моделирования потока геологического образования и геологической характеристики геологического образования в соседней со структурой локальной области; и применение мелкой сетки к ячейкам крупной сетки, накрытым зоной мелкой сетки.

В другом примере варианта осуществления настоящее раскрытие направлено на систему моделирования резервуара, реализованную с использованием компьютера. Система содержит процессор, постоянное машиночитаемое запоминающее устройство, к которому процессор имеет доступ, и программные инструкции, хранящиеся в запоминающем устройстве. Эти инструкции исполняются процессором для: применения к резервуару крупной сетки, содержащей множество ячеек крупной сетки, идентификации целевого разрыва, расположенного в резервуаре, определения средней геологической характеристики для соседней с разрывом локальной области, и определения зоны мелкой сетки вокруг разрыва на основании периода времени для моделирования потока резервуара и геологической характеристики. Такое определение включает вычисление расстояния X_val от разрыва, на котором заканчивается зона мелкой сетки, на основании периода времени для моделирования и геологической характеристики и задание зоны мелкой сетки ячейками крупной сетки в пределах расстояния X_val по направлению от структуры. Дополнительно инструкции выполняются для применения локального измельчения сетки (LGR) к ячейкам крупной сетки, накрытым зоной мелкой сетки.

Еще в одном примере варианта осуществления настоящее раскрытие направлено на систему моделирования резервуара, реализованную с использованием компьютера. Система содержит процессор, постоянное запоминающее устройство, к которому процессор имеет доступ, и программные инструкции, хранящиеся в запоминающем устройстве. Эти инструкции выполняются процессором для: применения к резервуару крупной сетки, содержащей множество ячеек крупной сетки, и идентификации целевого разрыва, расположенного в резервуаре. Инструкции дополнительно выполняются процессором для определения зоны мелкой сетки вокруг разрыва на основании периода времени для моделирования резервуара, пористости соседней с разрывом области и проницаемости соседней с разрывом области и применения мелкой сетки к ячейкам крупной сетки, накрытым зоной мелкой сетки.

Еще в одном примере варианта осуществления настоящее изобретение направлено на способ бурения ствола скважины в резервуаре. Способ включает применение к целевому геологическому образованию крупной сетки, содержащей множество ячеек крупной сетки, идентификацию целевой структуры, расположенной в геологическом образовании, и определение зоны мелкой сетки вокруг структуры на основании периода времени для моделирования потока геологического образования и геологической характеристики геологического образования в соседней со структурой локальной области. Способ также включает применение мелкой сетки к ячейкам крупной сетки, накрытым зоной мелкой сетки, с целью определения соседнего со структурой потока, выбор местоположения и траектории ствола скважины в геологическом образовании на основании определенного таким образом потока. Кроме того, способ включает подготовку оборудования для строительства части указанного ствола скважины и бурение ствола скважины в соответствии с выбранной траекторией.

Хотя в настоящей заявке были подробно описаны определенные признаки и варианты осуществления раскрытия, следует понимать, что раскрытие охватывает все модификации и улучшения в пределах объема и сущности прилагаемой ниже формулы изобретения. Кроме того, в подробностях показанных здесь конструкции или дизайна не предусмотрено никаких ограничений, кроме тех, которые описаны в формуле изобретения, приводимой ниже. Более того, специалисту в данной области должно быть понятно, что описание различных компонентов как ориентированных вертикально или горизонтально, не является ограничивающим, но используется для удобства описания раскрытия.

Таким образом, является очевидным, что конкретные иллюстративные варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть изменены или модифицированы, и все такие изменения будут считаться находящимися в пределах объема охраны и сущности настоящего изобретения. Также, термины в формуле изобретения имеют свое прямое и обычное значение, если иного явным и понятным образом не было указано заявителем.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для создания гидродинамической модели резервуара. Раскрываются система и способ локального измельчения сетки в системах моделирования резервуара. В одном аспекте раскрытия способ направлен на способ моделирования геологического образования, реализуемый с использованием компьютера. Способ включает применение к целевому геологическому образованию крупной сетки, содержащей множество ячеек крупной сетки, и идентификацию целевой структуры, расположенной в геологическом образовании. Далее способ включает определение зоны мелкой сетки вокруг структуры на основании периода времени для моделирования потока геологического образования и геологической характеристики геологического образования в соседней со структурой локальной области и применение мелкой сетки к ячейкам крупной сетки, накрытым зоной мелкой сетки. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ моделирования геологического образования, реализуемый с использованием компьютера, включающий:
применение к целевому геологическому образованию крупной сетки, содержащей множество ячеек крупной сетки;
идентификацию целевой структуры, расположенной в геологическом образовании;
определение зоны мелкой сетки вокруг структуры на основании периода времени для моделирования потока геологического образования и геологической характеристики геологического образования в соседней со структурой локальной области; и
применение мелкой сетки к ячейкам крупной сетки, накрытым зоной мелкой сетки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение зоны мелкой сетки включает вычисление расстояния X_val от структуры, на котором заканчивается зона мелкой сетки, причем вычисление основано на периоде времени для моделирования потока и геологической характеристике.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что вычисление расстояния X_val выполняют по уравнению:
,
где time - период времени для моделирования, k - средняя проницаемость соседней со структурой локальной области, por - средняя пористость соседней со структурой локальной области, а - эмпирическая постоянная, определяемая посредством калибровочного моделирования линейного подмножества геологического образования.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что зона мелкой сетки задана ячейками крупной сетки в пределах расстояния X_val по направлению от структуры.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что зона мелкой сетки включает все ячейки крупной сетки, у которых центральная точка находится на расстоянии, меньшем X_val по направлению от структуры.

6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что зона мелкой сетки задана ячейками крупной сетки в пределах расстояния X_val от структуры в любом направлении.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает задание соседней со структурой локальной области на основании расстояния между структурой и соседними структурами в геологическом образовании.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что локальная область задана ячейками крупной сетки в пределах расстояния, приблизительно равного половине расстояния между структурой и соседней структурой.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что геологическая характеристика геологического образования в соседней со структурой локальной области задана как средняя геологическая характеристика ячеек крупной сетки, накрытых локальной областью.

10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что геологическая характеристика представляет собой проницаемость и/или пористость.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что структура представляет собой разрыв, а геологическое образование представляет собой резервуар.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что геологическое образование представляет собой резервуар сланцевого газа с чрезвычайно низкой проницаемостью.

13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применение мелкой сетки включает применение локального измельчения сетки, имеющего геометрически разделенные ячейки мелкой сетки, к ячейкам крупной сетки, накрытым зоной мелкой сетки.

14. Система моделирования резервуара, реализованная с использованием компьютера, содержащая:
процессор;
постоянное машиночитаемое запоминающее устройство, к которому процессор имеет доступ; и
программные инструкции, хранящиеся в запоминающем устройстве и исполняемые процессором для:
применения к резервуару крупной сетки, содержащей множество ячеек крупной сетки;
идентификации целевого разрыва, расположенного в резервуаре;
определения средней геологической характеристики для соседней с разрывом локальной области;
определения зоны мелкой сетки вокруг разрыва на основании периода времени для моделирования потока резервуара и геологической характеристики, причем такое определение включает:
вычисление расстояния X_val от разрыва, на котором заканчивается зона мелкой сетки, на основании периода времени для моделирования и геологической характеристики; и
задание зоны мелкой сетки ячейками крупной сетки в пределах расстояния X_val по направлению от структуры; и
применение локального измельчения сетки (LGR) к ячейкам крупной сетки, накрытым зоной мелкой сетки.

15. Система по п. 14, отличающаяся тем, что вычисление расстояния X_val происходит по уравнению:
,
где time - период времени для моделирования потока, k - средняя проницаемость соседней с разрывом локальной области, por - средняя пористость соседней с разрывом локальной области, а - эмпирическая постоянная, определяемая посредством калибровочного моделирования линейного подмножества резервуара.

16. Система по п. 14, отличающаяся тем, что геологическая характеристика представляет собой проницаемость и/или пористость.

17. Система по п. 14, отличающаяся тем, что определение средней геологической характеристики локальной области включает:
задание локальной области путем выбора ячеек крупной сетки в пределах расстояния, приблизительно равного половине расстояния между разрывом и соседним разрывом; и
усреднение геологической характеристики каждой ячейки крупной сетки, накрытой локальной областью.

18. Система моделирования резервуара, реализованная с использованием компьютера, содержащая:
процессор;
постоянное запоминающее устройство, к которому процессор имеет доступ; и
программные инструкции, хранящиеся в запоминающем устройстве и исполняемые процессором для:
применения к резервуару крупной сетки, содержащей множество ячеек крупной сетки;
идентификации целевого разрыва, расположенного в резервуаре;
определения зоны мелкой сетки вокруг разрыва на основании периода времени для моделирования резервуара, пористости соседней с разрывом области и проницаемости соседней с разрывом области; и
применения мелкой сетки к ячейкам крупной сетки, накрытым зоной мелкой сетки.

19. Система по п. 18, отличающаяся тем, что определение зоны мелкой сетки включает вычисление расстояния X_val от разрыва, выполняемое по уравнению:
,
где time - период времени для моделирования, k - средняя проницаемость соседней с разрывом области, por - средняя пористость соседней с разрывом области, а - эмпирическая постоянная, определяемая посредством калибровочного моделирования линейного подмножества резервуара.

20. Система по п. 19, отличающаяся тем, что зона мелкой сетки задана ячейками крупной сетки в пределах расстояния X_val от разрыва в любом направлении.

21. Способ бурения ствола скважины в резервуаре, включающий:
применение к целевому геологическому образованию крупной сетки, содержащей множество ячеек крупной сетки;
идентификацию целевой структуры, расположенной в геологическом образовании;
определение зоны мелкой сетки вокруг структуры на основании периода времени для моделирования потока геологического образования и геологической характеристики геологического образования в соседней со структурой локальной области;
применение мелкой сетки к ячейкам крупной сетки, накрытым зоной мелкой сетки, с целью определения соседнего со структурой потока;
выбор местоположения и траектории ствола скважины в геологическом образовании на основании определенного таким образом потока;
подготовку оборудования для строительства части указанного ствола скважины; и
бурение ствола скважины в соответствии с выбранной траекторией.

22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что определение зоны мелкой сетки включает вычисление расстояния X_val от структуры, на котором заканчивается зона мелкой сетки, причем вычисление основано на периоде времени для моделирования потока и геологической характеристике.

23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что вычисление расстояния X_val выполняют по уравнению:
,
где time - период времени для моделирования, k - средняя проницаемость соседней со структурой локальной области, por - средняя пористость соседней со структурой локальной области, а - эмпирическая постоянная, определяемая посредством калибровочного моделирования линейного подмножества геологического образования.

24. Способ по п. 22, отличающийся тем, что зона мелкой сетки задана ячейками крупной сетки в пределах расстояния X_val в направлении от структуры.