[发明专利]用于构建地层网格的划分算法

说明书

技术领域

本发明涉及对地下的分层地形进行建模的一般领域。更确切地说，为了模拟经过地质地形的流，提出了将地质区域划分成可以符合层位的取向且可以近似断层的多个六面体三维(3D)单元(例如，称作“地层单元”)的新方法。可以使用无论层位及/或断层的复杂性如何都可以产生具有例如以阶梯方式近似直角的角度以及例如以阶梯方式近似断层面的面的六面体单元的划分算法(例如，称作“双切饼(dual cookie cutter)”算法)来产生地层单元。

背景技术

为了清楚，给出下列初步的定义。可以使用其他定义。

层位、断层及不整合面

在分层的层中，层位、不整合面及断层可以是例如可以如下表征的曲线面。层位H(t)可以是与几乎在大致上相同的地质年代或年代范围(t)沉积的多个沉积物颗粒相对应的面。断层可以是地形不连续面，该地形不连续面可能是由该面两侧的地形的相对位移导致的。通常，断层可能会切割层位并且还切割其他断层。不整合面可以是沿层位的不连续面，该不连续面可能是由于旧地形被侵蚀从而被新地形替代而导致的。当在本文中讨论时，将不整合面视为断层：因而，在下文中，应当将断层理解为真正的断层或不整合面。

参考层位

所研究的地质区域可以由可以将具有显著不同的物理性质的被建模的数据的层分开并且可以分别与沉积的伪地质年代{t(1)，t(2)，...，t(N)}相关联的被称作“参考层位”的一系列面{H(t(1))，H(t(2))，...，H(t(N))}来表征。“伪地质年代”可以指可以是真实(例如，通常未知的)地质年代的任意单调递增函数的参数。当在本文中讨论时，为了清楚，隐含地假定将层位根据其伪地质年代来排序，使得假定H(t(1))与较老的沉积物相对应而H(t(N))与较新的沉积物相对应。换句话说，H(t(i))的沉积时间t(i)早于H(t(i+1))的沉积时间t(i+1)。

地层单元及纤维

参照作为传统地层单元的示意图的图1。地层单元110(例如，也称作单元)，可以是例如具有下列特性的地下模型或地质空间100的六面体部分。每个单元110可以具有分别与相继的参考层位H(t(i-1))150及H(t(i))相一致的底面120及顶面130。每个单元110的顶面130及底面120可以为具有近似直角的角度的大致上为矩形的形状。如果单元的边横跨断层，则单元110的一个面可以例如以阶梯方式近似断层的几何形状。在与层位大致上相正交的方向上，单元110的顶点可以沿也称作原始纤维170(也可以称作“纤维”或“柱”)的平滑曲线排列。单元110可以包括可以是与参考层位H(t(i-1))150及H(t(i))大致上相正交的面的侧面140。侧面140可以具有可以退化的近似矩形的形状。例如，侧面140的与纤维170共线的每个边例如可以退化成单个点。

地层网格

地层网格(例如，也称作“SGrid”)可以包括多个地层单元。可以将地层网格按大致上规则的图案排列，使得例如所有的单元以没有任何间隙或交叠的方式构成对所研究的地质区域划分，并且从拓扑的观点来看，使得单元可以仅共用实质上公共的顶点、实质上公共的边及实质上公共的面。

参照分别作为结构化地层网格及非结构化地层网格的示意图的图2及图3。结构化地层网格可以是其中基本上所有的单元210都具有大致上相同的拓扑结构(例如，在所有的单元210都具有大致上六面体形状时)的地层网格200。另外，地层网格300可以是非结构化的，并且可以具有不规则单元310(例如，非六面体的多面体单元)。

局部网格细化

可以将SGrid的一个或更多个单元分割或进一步划分成子单元。例如，可以局部地使用这种对单元的细化(例如，称作“局部网格细化”)，以更接近地近似断层或井的相邻部分的几何形状。通常，可以通过利用与“母”六面体单元的面相平行的平面来划分该母六面体单元以实现将该母六面体单元细化成更小的单元。可以使用基于Delaunay三角化(Delaunaytessellation)的其他细化方法。

非相邻连接