[发明专利]用于储层建模和模拟的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年11月12日提交的名称为Method and Apparatus for Reservoir Modeling and Simulation(用于储层建模和模拟的方法和设备)的美国临时专利申请61/260,589的权益，其全部内容在此通过引用并入。

技术领域

本文公开的方面涉及用于储层建模和/或储层模拟的方法和设备，特别地但不排它地涉及用于产生储层模型的网格的方法和设备。

背景技术

此章节意欲介绍本领域的各个方面，其可能与本公开技术的实施方式有关。相信本讨论有助于为促进本公开技术的具体方面的更好理解提供框架。因此，应当以这个角度阅读本章节，并且不必承认是现有技术。

在过去的几十年，在石油工业中的许多技术进步已增长了发现储层、开发这些储层和提高从现有资源采收烃的成功率。另外，在计算能力上的进步已使得地质学家和工程师以渐增的精确度模拟储层。已经开发了各种技术以通过提供由几英寸(例如在岩心栓分析中)至水平上几十米和垂直上几米(地震图像数据)变化的不同范围的地质和储层信息，来推断预期的储层。

储层模型的构造在资源开发中已经变为至关重要的步骤，因为储层建模允许所有可获得数据的综合与地质模型结合。储层建模中的挑战之一是储层几何形状的精确表示，所述储层几何形状包括可包含几乎水平的主沉积面(也称为层位)、可具有任意空间尺寸和方位的断层面和详细地层的结构框架。图1图解了包含多个偏离垂直方向的断层面的复杂储层几何形状。

结构框架概述了储层的主要组成并且它通常被用于模拟位于储层内的流体体积和采出过程中的流体运动。因此，对于结构框架精确模拟是有益的。但是，到目前为止，用于实际储层建模的结构框架的建模已被产生合适网格的困难所阻碍。在产生结构框架的网格中的具体挑战源于地下储层几何形状的复杂结构。储层尺寸的一般纵横比(水平尺寸对垂直尺寸)可以是几个数量级。因此，网格单元的纵横比通常在10和100之间。

在垂直或接近垂直方向通过2D Voronoi网格的投影或突出构造的棱柱或2.5D Voronoi网格被广泛接受用于储层模拟(参见例如WO2008/150325)。可容易地约束棱柱网格单元以求解层位或地层边界。Voronoi网格比通常用于储层模拟器中的结构化角点网格(structured corner point grid )更灵活和适合。与常规角点网格相比较，Voronoi网格通常需要更少的网格单元来表现和模拟几何形状。这降低了计算能力需求而没有危害模型的精确性。但是，在断层面偏离垂直面的复杂储层几何形状中，产生精确约束的网格仍造成问题，结果仍然危害了用于复杂储层几何形状的储层模型的精确性。

“Efficient and accurate reservoir modeling using adaptive gridding with global scale up”，Branets等人，SPE 118946(2009)，公开了用于产生合适约束的2.5D Voronoi网格的技术。

美国专利号6,106,561公开了包括储层模拟器适合使用的结构化区域网格(structured area gridder)的模拟网格方法和设备。该公开涉及基于分区坐标线产生2.5D结构化网格。坐标线是接近断层面几何形状的垂直或接近垂直的线。沿着坐标线投影平面2D网格以形成2.5D棱柱网格。该网格方法不能处理断层或高度偏离(与垂直方向)断层的复杂系统，因为这导致不可接受的具有里面朝外单元的网格和在模型域外的顶点。同样，结构化网格通常需要用于求解储层模型的许多计算能力，并且，因此，这些网格不适于包括多个结构化断层的大型储层的模拟。

“Challenges and technologies in reservoir modeling”，Branets等人，Communications in Computational Physics，卷6，No.1，1-23页，公开了到目前为止在储层建模、网格产生、网格修改(grid adaptation)和全局放大方法(global scale-up method)中的技术总结。

本文公开的方面目的总体上在于消除或至少减轻上述问题和/或提供改进。

发明内容

提供了如所附权利要求中任一项中所限定的方法。