МОДЕЛИРОВАНИЕ БАССЕЙН-ПЛАСТ

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной патентной заявке США № 61/823607, поданной 15 мая, 2013 г., и ее содержание включено в настоящее описание посредством ссылки.

ЗАЯВЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНО ФИНАНСИРУЕМЫХ ГОСУДАРСТВОМ ИССЛЕДОВАНИЙ

Отсутствует.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение главным образом относится к моделированию бассейн-пласт. В частности настоящее изобретение относится к системам и способам создания модели бассейн-пласт, применяющим принципы приложения динамического моделирования бассейна к статическим или динамическим решеткам модели пласта.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Моделирование бассейна затрагивает воздействие на твердые породы и текучие среды во время разработки осадочного бассейна, включая, наряду с прочим, моделирование осаждения, осадконакопления, эрозии, подъема, термических характеристик, характеристик давления и прогноза диагенеза. Эти виды моделирования обычно применяют ко всему бассейну или к большим его участкам. Моделирование пласта затрагивает современное описание характеристик твердых пород и текучих сред в подземном пласте на локализованном участке, не предоставляющее средств для вычисления или описания процессов, которые сформировали настоящее состояние пласта.

Ранее моделирование бассейна и моделирование пласта являлись двумя отдельными дисциплинами. Один из недостатков заключается в невозможности создания моделей бассейна с обычным разрешением, требуемым моделями пласта.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение далее описано со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми цифровыми обозначениями, на которых:

Фиг. 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую один вариант реализации способа для осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет собой отображение, иллюстрирующее обычную модель пласта, которая может быть выбрана на этапе 104 по Фиг. 1.

Фиг. 3 представлено отображение, иллюстрирующее обычную модель бассейна с историей осадконакопления, которая может быть выбрана на этапе 106 по Фиг. 1.

Фиг. 4 показывает блок-схему, иллюстрирующую один вариант реализации компьютерной системы для реализации настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, настоящее изобретение преодолевает один или большее количество недостатков предыдущего уровня техники посредством создания систем и способов создания модели бассейн-пласт, применяющих принцип приложения динамического моделирования бассейна к статическим или динамическим решеткам модели пласта.

В одном варианте реализации настоящее изобретение включает способ создания модели бассейн-пласт, включающий: a) создание динамического отображения по меньшей мере одной характеристики истории осадконакопления для модели бассейна посредством применения по меньшей мере одной характеристики истории осадконакопления к элементам модели пласта с использованием компьютерной системы; b) выбор характеристики из группы, содержащей по меньшей мере одну из характеристик модели пласта, по меньшей мере одну из характеристик истории осадконакопления и итоговую характеристику; c) назначение вычислительного устройства для динамического отображения, причем вычислительное устройство представляет алгоритм определения итоговой характеристики; d) определение итоговой характеристики для применения к динамическому отображению с использованием вычислительного устройства и выбранной характеристики; и e) создание модели бассейн-пласт посредством назначения итоговой характеристики элементам модели пласта.

В еще одном варианте реализации настоящее изобретение включает устройство для долговременного хранения инструкций, хранящее в материальном виде исполняемые компьютером инструкции для создания модели бассейн-пласт, причем указанные инструкции исполняются для обеспечения: a) создания динамического отображения по меньшей мере одной характеристики истории осадконакопления для модели бассейна посредством применения по меньшей мере одной характеристики истории осадконакопления к элементам модели пласта; b) выбора характеристики из группы, содержащей по меньшей мере одну из характеристик модели пласта, по меньшей мере одну характеристику истории осадконакопления и итоговую характеристику; c) назначения вычислительного устройства для динамического отображения, причем вычислительное устройство представляет алгоритм определения итоговой характеристики; d) определения итоговой характеристики для применения к динамическому отображению с использованием вычислительного устройства и выбранной характеристики; и e) создания модели бассейн-пласт посредством назначения итоговой характеристики элементам модели пласта.

В еще одном варианте реализации настоящее изобретение включает устройство для долговременного хранения инструкций, хранящее в материальном виде исполняемые компьютером инструкции для создания модели бассейн-пласт, причем указанные инструкции исполняются для обеспечения: a) создания динамического отображения по меньшей мере одной характеристики истории осадконакопления для модели бассейна; b) выбора характеристики из группы, содержащей по меньшей мере одну из характеристик модели пласта, по меньшей мере одну из характеристик истории осадконакопления и итоговую характеристику; c) назначения вычислительного устройства для динамического отображения, причем вычислительное устройство представляет алгоритм определения итоговой характеристики; d) определения итоговой характеристики для применения к динамическому отображению с использованием вычислительного устройства и выбранной характеристики; и e) создания модели бассейн-пласт посредством назначения итоговой характеристики элементам модели пласта.

Несмотря на то что объект настоящего изобретения описан подробно, следует понимать, что само описание не ограничивает объем изобретения. Таким образом, указанный объект может быть также реализован другими способами и содержать различные этапы или сочетания этапов, подобных описанным в настоящем описании, в сочетании с другими способами. Кроме того, хотя термин «этап» может быть использован в настоящем описании для обозначения различных элементов задействованных способов, указанный термин не подразумевает никакого конкретного порядка среди или между различными этапами, описанными в настоящем описании, если конкретный порядок явным образом не ограничен описанием. Хотя настоящее описание относится к нефтегазовой отрасли, оно не ограничено ей и может быть применено к другим отраслям с достижением подобных результатов.

ОПИСАНИЕ СПОСОБА

Со ссылкой на фиг. 1, изображена блок-схема способа 100 для осуществления настоящего изобретения. Способ 100 преобразует статические известные сетки модели пласта и месторождения или расчетные сетки в динамические (во времени) сетки или расчетные сетки моделирования, которые могут быть использованы для ввода в динамические вычислительные устройства в моделировании, и осуществляет моделирование бассейна на уровне пласта. Таким образом, посредством сравнения модели бассейна с элементами модели пласта и посредством нанесения их на схему, вывод из модели бассейна (например, геологическая история давления, температуры и нагрузки) может быть применен к модели пласта. Таким образом, предоставляется связующее звено между настоящим и прошлым процессом, воздействовавшим на твердые породы и текучие среды.

На этапе 102 расположение на карте выбирают вручную для моделирования бассейн-пласт с использованием клиентского интерфейса и/или видео интерфейса, описанного далее со ссылкой на фиг. 4 и известные в данной области техники способы.

На этапе 104 выбирают модель пласта, содержащую элементы модели пласта и характеристики модели пласта, для расположения, выбранного на этапе 102 автоматически на основании близости и/или других характеристик, или вручную с использованием клиентского интерфейса и/или видео интерфейса, описанного далее со ссылкой на фиг. 4 и известные в данной области техники способы. Характеристики модели пласта могут включать статические характеристики, такие как нефтегазообразование, адсорбция и реакции в пласте. Элементы модели пласта могут являться переменными, могут являться сетками или трехмерными ячейками, могут являться двухмерными сотами или объемами, и/или могут быть определены переменной неструктурированной сеткой. На фиг. 2 изображена обычная модель пласта. Типы твердых пород указаны в перечне условных обозначений и изображены для конкретного указанного слоя.

На этапе 106 автоматически выбирают модель бассейна с характеристиками истории осадконакопления и истории осадконакопления на основании близости и/или других характеристик, или вручную с использованием клиентского интерфейса и/или видео интерфейса, описанного далее со ссылкой на фиг. 4 и способы, известные в данной области техники. Модель бассейна, иногда именуемая геологической историей, может содержать соответствующие исходные характеристики и переменные для точки, области или объема в зависимости от того, является ли модель бассейна одномерной, двухмерной или трехмерной, соответственно, и является ли она, по меньшей мере, близко расположенной, т.е. перекрывающей, охватывающей или расположенной достаточно близко для обеспечения надлежащей истории осадконакопления, к модели пласта, выбранной на этапе 104. Модель бассейна относится к прошедшему времени и настоящему времени (добыча бассейна). Следует понимать, что модель бассейна, которая может покрывать такую большую область, как часть штата, может быть, по существу, больше модели пласта, выбранной на этапе 104, которая может покрывать всего несколько квадратных километров или которая может точно соответствовать контурам модели пласта, выбранной на этапе 104. Модель бассейна содержит динамические характеристики, такие как все геологические события, произошедшие в требуемой области, в должном порядке в соответствии с историей от начала к концу. Это включает идентификацию геологических событий, произошедших в требуемой области, и соответствующую последовательность.

На этапе 108 создают динамическое отображение одной или большего количества характеристик истории осадконакопления посредством применения характеристик истории осадконакопления с этапа 106 к элементам модели пласта с этапа 104. Это может быть осуществлено посредством пространственного нанесения модели бассейна, выбранной на этапе 106, на схему на ее добыче бассейна. Динамическая эффективная нагрузка, температура и другие характеристики применены к элементам пласта, создавая динамическое отображение характеристик твердых пород и текучих сред на пласте. На фиг. 3 изображена обычная модель бассейна с историей осадконакопления. Изображена (динамическая) температура, однако многие другие характеристики также вычислены и могут быть отображены (давление, эффективная нагрузка и т.д.). В сочетании, эти динамические характеристики составляют историю осадконакопления, конкретную для данного пласта.

На этапе 110 вычислительное устройство для применения к динамическому отображению, созданному на этапе 108, автоматически выбирают из списка вычислительных устройств на основании заранее определенных критериев, таких как идентификация конкретных характеристик для рассмотрения или дальнейшей обработки в модели бассейн-пласт, или, альтернативно, может быть выбрано вручную для конкретных характеристик, запрошенных пользователем, из списка вычислительных устройств с использованием клиентского интерфейса и/или видео интерфейса, описанного далее со ссылкой на фиг. 4. Известно, что вычислительное устройство является формулой, требующей ввода исходной характеристики для обеспечения возможности оценки различных статических характеристик текучей среды или других характеристик. Вычислительное устройство может быть использовано для определения характеристик твердых пород, геомеханических, характеристик давления-объема-температуры текучей среды и других характеристик, требующих ввода от модели бассейна.

На этапе 112 автоматически выбирают характеристику или характеристики для использования в вычислительном устройстве, выбранном на этапе 110, в соответствии с требованием для ввода в вычислительное устройство, выбранное на этапе 110 из характеристик модели пласта на этапе 102, характеристик истории осадконакопления на этапе 106 и/или итоговых характеристик на этапе 116, или, альтернативно, могут быть выбраны вручную для вычислительного устройства, выбранного на этапе 110 из характеристики модели пласта на этапе 102, характеристик истории осадконакопления на этапе 106 и/или итоговых характеристик на этапе 116 с использованием клиентского интерфейса и/или видео интерфейса, описанного далее со ссылкой на фиг. 4.

На этапе 114 вычислительное устройство, выбранное на этапе 110, присвоено к динамическому отображению, созданному на этапе 108. В частности, вычислительное устройство, выбранное на этапе 110, может быть присвоено к элементам динамического отображения, созданным на этапе 108.

На этапе 116 определены итоговые характеристики для применения к динамическому отображению, созданному на этапе 108, в частности к элементам динамического отображения, с использованием вычислительного устройства, присвоенного на этапе 114 и характеристик, выбранных на этапе 112.

На этапе 118 создают модель бассейн-пласт посредством назначения итоговых характеристик, определенных на этапе 116, каждому из элементов модели пласта с этапа 104. Это может обеспечивать основание для калибровки для определения степени неопределенности в случае многократных итераций или для получения новых итоговых характеристик. Итоговые характеристики, определенные на этапе 116, могут быть сравнены с характеристиками модели пласта, выбранной на этапе 104, для калибровки. Степень неопределенности может быть выведена из многократных итераций, обеспечивая дисперсию ошибок.

На этапе 122 способ 100 определяет необходимость калибровки, определения степени неопределенности или определения новых итоговых характеристик на основании модели бассейн-пласт, созданной на этапе 118, и критериев и/или процессов, которые могут быть автоматически осуществлены на основании предоставленных пользователем критериев, или, альтернативно, могут быть выбраны вручную для требуемого вывода с использованием клиентского интерфейса и/или видео интерфейса, описанного далее со ссылкой на фиг. 4. В случае решения калибровать, определять степень неопределенности или определять новые итоговые характеристики, способ 100 возвращается к этапу 110 для выбора другого вычислительного устройства для калибровки, определения степени неопределенности или для определения новых итоговых характеристик. В случае решения не калибровать, определять степень неопределенности и определять новые итоговые характеристики, способ 100 завершается.

Таким образом, способ 100 обеспечивает создание модели бассейн-пласт, содержащей статические элементы модели пласта, выбранной на этапе 104, и динамические элементы модели бассейна, выбранной на этапе 106. Элементы модели бассейн-пласт, содержащей статические характеристики, такие как литология, тип твердой породы и петрографическая фация, и динамические характеристики, такие как характеристики конечной калибровки, могут быть использованы для вычисления параметров, зависящих от обоих типов характеристик.

Таким образом, с описанием текучей среды, статической моделью пласта и динамической моделью бассейна может быть создана модель пласта со статическими и динамическими характеристиками, которая может быть затем использована для различных целей, включая проектирование скважины и моделирование процесса разработки месторождения.

ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ

Настоящее изобретение может быть реализовано через выполняемую компьютером программу инструкций, такую как программные модули, которые обычно относят к программным приложениям или прикладным программам, выполняемым компьютером. Программное обеспечение может содержать, например, функции, программы, объекты, компоненты и структуры данных, выполняющие конкретные задачи или реализующие конкретные абстрактные типы данных. Программное обеспечение образует интерфейс для обеспечения возможности реакции компьютера в соответствии с источником ввода. DecisionSpace® Desktop, т.е. коммерческое программное приложение, реализуемое компанией «Landmark Graphics Corporation», может быть использовано в качестве приложения интерфейса для реализации настоящего изобретения. Программное обеспечение может также взаимодействовать с другими сегментами кода для запуска различных задач в ответ на данные, полученные в сочетании с источником полученных данных. Программное обеспечение может храниться и/или быть создано на различных типах запоминающих устройств, таких как CD-ROM, накопитель на магнитных дисках, память на цилиндрических магнитных модулях и полупроводниковое запоминающее устройство (например, различные типы ОЗУ или ПЗУ). Кроме того, программное обеспечение и его результаты могут быть переданы через различные программные носители, такие как оптическое волокно, металлический провод и/или через любую из различных сетей, например сеть Интернет.

Кроме того, средним специалистам в данной области будет понятно, что изобретение можно использовать с различными конфигурациями компьютерной системы, включая портативные устройства, многопроцессорные системы, микропроцессорную или программируемую бытовую электронику, миникомпьютеры, суперкомпьютеры и т.п. Настоящее изобретение допускает использование любого количество компьютерных систем и компьютерных сетей. Изобретение может применяться в распределенных вычислительных средах, в которых задачи выполняются удаленными устройствами обработки, связанными в сеть. В распределенной вычислительной среде программные модули могут располагаться как на локальных, так и на удаленных носителях информации, включая внешние запоминающие устройства. Таким образом, настоящее изобретение может использоваться на различных аппаратных средствах и программном обеспечении, или их комбинации, в компьютерной системе или другой системе обработки.

Возвращаясь к фиг. 4, блок-схема иллюстрирует один вариант реализации системы для реализации настоящего изобретения на компьютере. Указанная система содержит вычислительный блок, иногда именуемый вычислительной системой, содержащий запоминающее устройство, прикладные программы, клиентский интерфейс, видео интерфейс и блок обработки. Вычислительный блок является одним примером подходящей вычислительной среды и не ограничивает объем использования или функциональность настоящего изобретения.

Запоминающее устройство изначально сохраняет прикладные программы, которые также могут быть описаны как программные модули, содержащие выполняемые компьютером инструкции, выполняемые вычислительным блоком для реализации настоящего изобретения, описанного в настоящем описании и иллюстрированного на фиг. 1. Таким образом, запоминающее устройство содержит модуль моделирования бассейн-пласт, обеспечивающий возможность выполнения некоторых этапов, описанных со ссылкой на фиг. 1. В частности, программное приложение DecisionSpace® Desktop может быть использовано в качестве приложения интерфейса для осуществления этапов 102 и 104 на фиг. 1. Системный модуль моделирования бассейн-пласт осуществляет оставшиеся этапы на фиг. 1. Хотя программное приложение DecisionSpace® Desktop может быть использовано в качестве приложения интерфейса, другие приложения интерфейса могут быть использованы вместо него, или системный модуль моделирования бассейн-пласт может быть использован в качестве автономного приложения.

Хотя изображен вычислительный блок, содержащий общую память, вычислительный блок обычно содержит различные читаемые компьютером носители. В качестве примера, а не ограничения, читаемые компьютером носители могут включать средства хранения и обмена данными компьютера. Запоминающее устройство компьютерной системы может содержать компьютерные средства хранения в форме энергозависимого и/или энергонезависимого запоминающего устройства, такого как ПЗУ и ОЗУ. Базовая система ввода-вывода (BIOS), содержащая базовые функции, способствующие передаче информации между элементами внутри вычислительного блока, например во время загрузки, обычно хранится в ПЗУ. ОЗУ обычно содержит данные и/или программные модули для незамедлительного доступа вычислительным блоком и/или произведения действий над ними. В качестве примера, а не ограничения вычислительный блок содержит операционную систему, прикладные программы и другие программные модули, а также программные данные.

Компоненты, изображенные в запоминающем устройстве, могут также содержаться в других съемных/несъемных энергозависимых/энергонезависимых компьютерных средствах хранения, или могут быть реализованы в вычислительном блоке через интерфейс прикладных программ («API») или облачное вычисление, которое может быть расположено на отдельном вычислительном блоке, присоединенном через компьютерную систему или сеть. Только в качестве примера жесткий диск может осуществлять чтение или запись на несъемном энергонезависимом средстве хранения на магнитных дисках, накопитель на магнитных дисках может осуществлять чтение или запись на съемном энергонезависимом магнитном диске, а накопитель на оптических дисках может осуществлять чтение или запись на съемном энергонезависимом оптическом диске, таком как CD-ROM или другом оптическом носителе. Другие съемные/несъемные, энергозависимые/энергонезависимые компьютерные средства хранения, которые могут быть использованы в приведенной в качестве примера операционной среде, могут включать кассеты с магнитной лентой, карты флэш-памяти, универсальные цифровые диски, цифровую видеопленку, твердотельное ОЗУ, твердотельное ПЗУ и т.п., но не ограничены ими. Приводы и ассоциированные с ними компьютерные средства хранения, описанные ранее, обеспечивают хранение читаемых компьютером инструкций, структур данных, программных модулей и других данных для вычислительного блока.

Клиент может вводить команды и информацию в вычислительный блок через клиентский интерфейс, который может являться устройствами ввода, такими как клавиатура и указатель, обычно именуемый мышью, трекболом или сенсорной панелью. Устройства ввода могут включать микрофон, джойстик, спутниковую антенну, сканер и т.п. Эти и другие устройства ввода обычно присоединены к блоку обработки через клиентский интерфейс, присоединенный к системной шине, но могут быть присоединены посредством другого интерфейса и конструкций шины, таких как параллельный порт или универсальная последовательная шина (USB).

Монитор или устройство отображения другого типа может быть присоединено к системной шине через интерфейс, такой как видео интерфейс. Графический интерфейс пользователя («GUI») может также быть использован с видео интерфейсом для получения инструкций от клиентского интерфейса и передачи инструкций к блоку обработки. Дополнительно к монитору, компьютеры могут также содержать периферийные устройства вывода, такие как громкоговорители и принтер, которые могут быть присоединены через внешний периферический интерфейс.

Несмотря на то что другие внутренние компоненты вычислительного блока не показаны, специалистам в данной области техники будет понятно, что такие компоненты и их межкомпонентные соединения хорошо известны.

Несмотря на то что настоящее изобретение было описано в сочетании с предпочтительными вариантами реализации, специалистам в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение не ограничено этими вариантами реализации. Таким образом, следует понимать, что с раскрытыми вариантами реализации могут быть осуществлены различные альтернативные варианты реализации и модификации без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения и их эквивалентами.