CN111837059B

CN111837059B - 油气运移和聚积方法及系统

Info

Publication number: CN111837059B
Application number: CN201980018519.3A
Authority: CN
Inventors: 拉里·西乌-屈恩·冯; 杜寿红
Original assignee: Saudi Arabian Oil Co
Current assignee: Saudi Arabian Oil Co
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2023-12-29
Anticipated expiration: 2039-01-23
Also published as: US20190228121A1; EP3743747A1; JP2021512296A; WO2019147625A1; EP3743747B1; CA3089578A1; CA3089578C; SA520412498B1; US10650175B2; CN111837059A; JP6940705B2

Abstract

提供了用于模拟地下地层中的油气(HC)运移和聚积的方法。该方法包括：确定与表示地下地层的多个网格单元相关联的多个HC体量。该方法还包括：确定所述多个网格单元中的一个或多个网格单元的多个HC体量流出的大小，所述一个或多个网格单元中的每一个的HC体量流出的大小具有基于该网格单元中的HC体量的上限值。该方法基于所述多个HC体量流出的大小来更新所述多个网格单元的HC体量。该方法还确定所述多个网格单元中的网格单元的集合包含HC的过量体量，并且执行用于对与所述网格单元的集合相关联的圈闭的填充进行建模的聚积过程。

Description

油气运移和聚积方法及系统

优先权要求

本申请要求于2018年1月24日递交的美国临时专利申请No.62/621,206的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及油气运移和聚积方法及装置。

背景技术

盆地建模是用于跟踪数亿年来沉积盆地演化过程中的油气生成、运移和聚积的建模系统。在合适的温度和压力条件下，源岩在盆地长度和地质时代表上生成石油。逐出可能偶尔出现，并且石油的释放可能会在时间上间隔地出现。规定的平均速率可能很小，并且在10^-14至10^-15米每秒(m/s)的大小。然而，局部峰值流率可能更大。流动最有可能出现在不连续的运移路径的丝状体(也被称为脉道)中，并且可能流过盆地传导层和储层岩石之中的相连接的较大孔隙或小规模的裂隙和断层。在这样的描述中，油气的运动将是不连续的。

已使用了用于对油气运移进行建模的三种主要的方法：流径法、入侵逾渗法和达西流法。利用流径法和入侵逾渗法的问题在于这些方法假定无粘性流和瞬时运移。因此，这些方法无法跟踪油气在空间和时间上的组成变化。常规的达西流法可以处理粘性流，但是由于数值稳定性，它受到严重的时间步长尺寸限制。因此，常规的达西流法仅限于小型模型模拟或低分辨率模拟。

发明内容

本公开描述了用于盆地中的油气流体运移和聚积的经加速的方法。在一些实施方式中，通过应用广义达西定律的多相扩展来对任意两个邻近的网格单元之间的运移过程进行建模。

更特别地，本说明书中描述的主题的创新方面可以体现在用于模拟地下地层中的油气(HC)运移和聚积的方法中。该方法包括：确定与表示地下地层的多个网格单元相关联的多个HC体量(mass)的动作。该方法还包括：确定所述多个网格单元中的一个或多个网格单元的多个HC体量流出的大小，所述一个或多个网格单元中的每一个的HC体量流出的大小具有基于该网格单元中的HC体量的上限值。该方法利用一个或多个硬件处理器来基于所述多个HC体量流出的大小来更新所述多个网格单元的HC体量。该方法还确定所述多个网格单元中的网格单元的集合包含HC的过量体量，并且作为响应，执行用于对与所述网格单元的集合相关联的圈闭(trap)的填充进行建模的聚积过程。

这些和其他实施方式均可以可选地包括以下特征中的一个或多个：所述圈闭的至少一个网格单元被填充，所述至少一个网格单元具有比邻近所述至少一个网格单元的相邻网格单元的油气势更小的油气势，所述相邻网格单元在所述圈闭外部；基于针对时间步长确定的所述多个HC体量流出的大小来更新所述多个网格单元的HC体量，所述时间步长是基于所述一个或多个网格单元的净流出和体积确定的；基于网格单元和邻近该网格单元的相邻网格单元的传导能力的调谐平均来确定该网格单元的HC体量流出的大小；基于针对时间步长确定的所述多个HC体量流出的大小来更新所述多个网格单元的HC体量，所述时间步长是基于HC的一种或多种化学成分的性质确定的；所述圈闭中的所有网格单元具有相同的油气势；所述油气势是基于所述圈闭中的重力-毛细作用平衡来计算的。

之前描述的实施方式可以使用以下来实现：计算机实现的方法；存储用于执行所述计算机实现的方法的计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质；以及包括计算机存储器的计算机实现的系统，该计算机存储器与硬件处理器可互操作地耦合，该硬件处理器被配置为执行计算机实现的方法/非暂时性计算机可读介质上存储的指令。

在本说明书中描述的主题可以在特定实施方式中实现，以实现以下优点中的一个或多个。首先，不需要(如传统方法中所引用的)对渗透率进行任意调整；使用多孔介质的实际渗透率。结果，所描述的方法比模拟运移或聚积的常规方法更加准确和一致。

其次，相同的流动定律可以一致地应用于整个盆地，而无需针对(例如，如在混合方法和组合方法中所应用的)不同流动定律的应用而(例如，基于网格单元的渗透率)对网格单元进行划分。

第三，对于运移模拟和聚积模拟两者，都可以实现在时间和空间上跟踪任意的油气或化学组成。可以通过应用广义达西定律的多相扩展来对任意两个邻近的网格单元之间的运移过程进行建模，其允许进行组成跟踪。此外，可以跟踪运移时间和运移事件的顺序。

第四，该分析具有使用两个单元之间的势梯度(例如，压力、浮力、毛细作用)的完整表示而无需进行任何简化的能力。该方法还能够使用基于网格单元的实际渗透率计算出的实际传导能力。

第五，在不牺牲精度的情况下实现了高分辨率和短的模拟时间段。对来自网格单元的总的体量流出施加的约束保证了该方法的数值稳定性。此外，该方法可以基于化学成分跟踪要求或组成跟踪要求来确定时间步长尺寸以优化所需的时间。

第六，本方法能够执行用于运移分析和聚积分析两者的并行处理。这个特征大大改善了处理时间。结果，本并行计算方法在几个小时内对高分辨率的数十亿单元的盆地的运移和聚积进行了建模，而不是在常规并行计算系统上花费数天和数周的时间。

第七，所描述的方法可以被实时计算系统用来基于已生成的输出数据(例如，正演地层模型)来动态地控制或直接控制有形设备。

此外，从储层工程学的角度来看，填充了当今的储层的石油和天然气如何以及何时取代了滞留水一直是一个谜。储层工程师在初始化大型储层时经常面临挑战。在地壳位置看到很高的初始的含水饱和度也就不足为奇了。在传统方法中，模拟工程师经常被迫使用不切实际的毛细作用函数曲线，以使在更高海拔处的水远离油水接触面。这种传统方法可能导致储层模拟器的以小的时间步长结束和更长的执行时间的收敛问题。另外，很难预测油水接触面周围的重油边缘或柏油区(tarmat zone)；因此，了解它们的位置而无需钻井将很有用。本公开提供针对这些问题的解决方案。

而且，大型储层(例如，中东的储层)在面积上和在垂直方向上都表现出很大的石油组成的变化。重要的是要知道一些关键成分(例如，储层中的硫化氢、二氧化碳和一氧化碳)而无需钻井。盆地模拟器应该预测的所期望的其他参数是井间岩石性质分布、异常地层压力、盐度变化、倾斜接触面。本公开提供针对这些需求的解决方案。

此外，本公开提供可用于发现新的油气田的盆地的地质历史。盆地模拟器还可以用于预测非常规石油或天然气储层具有多大的储量。该模拟器识别新的油气聚积并且也减少了钻井成本。

本说明书的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和说明书中阐述。通过说明书、附图和权利要求书，所述主题的其他特征、方面和优点将变得明显。

附图说明

图1是示出根据实施方式的盆地模型的示例的图。

图2是示出根据实施方式的被离散化成网格单元的盆地模型的示例的图。

图3是示出根据实施方式的运移和聚积建模方法的流程图。

图4是示出根据实施方式的网格单元的集合中的运移和聚积的草图。

图5是示出根据示例的突破和溢出的草图。

图6是示出根据示例的两个聚积体的合并的草图。

图7是示出根据实施方式的并行处理的示意图。

图8示出可以执行本公开的实施方式的系统。

图9是示出在根据实施方式运行测试例1的模型之后的结果的图。

图10是示出根据实施方式的测试例2的模型相的垂直横截面的图。

图11是示出在根据实施方式运行测试例2之后的结果的图。

具体实施方式

本公开描述了一种用于在盆地模拟器中对油气运移和聚积进行建模的经加速的方法。在一些实施方式中，该方法应用广义达西定律的多相扩展来确定任意两个邻近的网格单元之间的体量通量，以进行运移处理。分析可以使用两个单元之间的势梯度(例如，压力、浮力、毛细作用)的完整表示，而无需简化。此外，该方法还可以使用根据网格单元各自的渗透率计算出的实际传导能力而无需更改。

在所公开的这种方法中不需要如在传统方法中所引用的对渗透率的任意调整。同样是在传统方法中所引用的、划分成两个的多个网格单元以应用不同的流动定律(例如，针对快子集的入侵逾渗(无粘性流)和针对慢子集的达西定律(粘性流))在所公开的这种方法中也是不需要的。

在一些实施方式中，该方法将整个盆地模型离散化为足够精细的多个有限体积或有限元(在此称为网格单元)，从而为流体运移和聚积分析提供足够的分辨率。在一些实施方式中，该方法在若干个时间步长期间执行运移和聚积处理。在一些示例中，基于时间和空间上的期望分辨率来确定每个时间步长尺寸。

在一些实施方式中，该方法使用基于达西的计算来确定油气运移。在一些示例中，经由并行处理来执行计算。例如，盆地模型域可以被划分为子域，并且每个子域可以被分配给计算机中央处理单元(CPU)核以进行并行处理。

在一些实施方式中，该方法包括对来自网格单元的总的体量流出的约束，该约束将被绑定到网格单元中的移动的聚积体量。在一些示例中，在每个时间步长处，该方法使用精确的体量平衡来更新用于下一时间步长的油气体量。

该方法还在盆地模拟器中对油气的聚积进行建模。在一些实施方式中，当圈闭中存在多余的油气体量时，触发聚积处理(例如，回填)。在一些实施方式中，当两个或更多个圈闭聚积合并成单个聚积体时，聚积合并体(accumulation merger)被处理。当任意圈闭中的所有多余油气体量被消耗或该圈闭已达到溢出或突破条件时，该方法可以完成聚积处理。在一些实施方式中，该方法应用并行处理来进行回填计算。

还公开了一种计算机可读介质。该计算机可读介质可以存储指令，所述指令在由处理器执行时被配置为使该处理器根据运移方法或聚积方法或两者来执行操作。还公开了一种计算机系统。该计算机系统包括处理器和存储器系统，该存储器系统包括存储指令的一个或多个计算机可读介质，所述指令在由该处理器执行时被配置为使该计算机系统执行运移方法或聚积方法或两者的操作。

盆地建模是用于跟踪数亿年来沉积盆地演化过程中的油气生成、运移和聚积的建模系统。在合适的温度和压力条件下，源岩在盆地长度和地质时代表上生成石油。已生成的油气液体被排放到盆地中的载体岩中。这些移动的油气流体随后运移，直到其到达盆地内的用于形成当今的油气储层内的圈闭为止。

在盆地建模系统中已经描述了三种主要的方法：流径法、入侵逾渗法和达西流法。另外，还引入了混合方法(流径和达西流的组合)和组合方法(入侵逾渗和达西的组合)。然而，所有这些方法在对油气运移进行建模方面都有相应的局限性和缺陷。

例如，流径运移方法不考虑时间依赖性，并且假定运移/聚积是瞬间完成的。它不依赖于介质的渗透率，也不依赖于运移流体的粘度。由于渗透率从裂隙岩石中的若干个达西到页岩或泥岩的纳米达西，范围超过10¹⁵的数量级，这种假定在实际应用中可能远不是所希望的。另一种缺陷是仅对重力势进行处理。

与仅考虑浮力的流径法相比，入侵逾渗可以针对油气运动而考虑浮力和毛细作用力两者。此外，入侵逾渗还可以包括流动的水相压力(因为水在运移过程期间在载体岩中是连续相)。然而，类似于流径法，入侵逾渗法在随时间跟踪石油运动上是有缺陷的，因为它假定瞬时流且与渗透率无关。

达西定律计算粘性流体在多孔介质的两点之间的流率。它指出两点之间的流速与两点之间的势梯度成比例。比例常数取决于介质的绝对渗透率和流体的粘度μ。势梯度是两点之间的势差除以两点之间的有向距离。该势包括压力势和重力势。如果存在多于一个流体相，则可以使用达西定律的多相扩展。多相达西定律还包括：毛细势，其是岩石类型和流体相饱和度的函数；渗透率变为有效渗透率，其是绝对渗透率k和相对渗透率k_r的乘积，它是液相饱和度的函数。因此，达西定律的多相扩展计算出的相速度为：

其中是相速度，k是绝对渗透率；k_r是相对渗透率；并且是势梯度。

达西流法相对于流径法和入侵逾渗法的优点在于可以考虑运移时间和运移事件的时间顺序。因此，可以考虑油气成分，并且可以通过运移路径以及聚积体来跟踪化学组成。在这种情况下，油气相被作为连续相进行处理，并且介质的有效渗透率会影响流过一定量的流体所需的时间量。盆地中的渗透率可以从裂隙岩中的若干个达西到泥岩或页岩中的纳米达西，跨度可超过10¹⁵的数量级。

将达西定律用于盆地运移建模的问题在于：计算成本比入侵逾渗法或流径法高。这是因为达西时间步长受数值稳定性因素的控制，而盆地岩石的极端非均质性施加了严格的时间步长尺寸限制。结果，典型的盆地模型将面积维度上的约1公里和100米的厚度的粗网格尺寸用于运移分析，其导致了对应于流径法或入侵逾渗法可以提供的较差的精度。此外，传统方法中的达西运移的实践是用于调整渗透率值以节省计算成本。

此外，对于将达西定律直接应用到运移建模的重要的批判是，达西流是基于可以利用平均性质将运移表示为平滑和连续的宏观观点。由于来自源岩的逐出速率通常很小(约10^-14m/s)，因此可能在数百万年中偶尔出现。达西的流动定律可能无法恰当地表示这样的观点，即运移出现在具有尖锐的边界的浓度较低的具有偶发性的瞬时空间跳跃的不连续的脉道中，这是因为油团在脉道尖端中聚积，直到大到足以克服孔隙网络中的局部毛细门限为止。至少，在时间步长上的恒定的速度可能是该过程的过度简化。

已引入混合运移方法和组合运移方法来克服已发现的问题。在这两种方法中，盆地都被分解成两个子区域：一个具有高渗透率，而另一个具有低渗透率。在混合运移中，将流径法应用于高渗透率区域，而在组合运移方法中，将入侵逾渗应用于高渗透率区域。两种方法都将达西计算用于其低渗透率子区域。由于盆地岩石可能在达西流子区域中具有非常不均匀的渗透率，因此可以进一步被调整，以降低时间步进的成本(例如，以加快计算过程)。然而，由于每个网格单元可能具有不同的渗透率，并且渗透率在10¹⁵的数量级上变化，因此为了加快计算速度而细分成两种区域类型并且对渗透率的进行任意调整可能是这些方法的重要的缺陷。此外，这些方法都不可以沿着渗透率高(例如，大)的运移路径和聚积体来跟踪化学组成(例如，化学成分浓度)。另外，在这两种方法中都无法跟踪油气的逐出和运移。因此，需要一种用于运移过程和聚积过程的更高级的地质分析的更好的方法。

此外，所描述的方法的当前的商业实施方式仅限于串行处理。由于计算时间和成本限制，大多数模型的大小仅限于数千万个单元。最近，公开了入侵逾渗运移的一种并行方法。该方法在运移和聚积处理期间在运移方法和聚积方法之间切换。然而，该方法的主要局限性在于它无法跟踪油气组成或化学浓度随时间和空间的变化。这可能包括用于评估盆地中的起源和演化的重要信息。本公开提供了模拟具有数十亿个单元的模型以及跟踪油气随时间和空间的逐出和运移的能力。本公开的实施例提供了一种用于对在盆地模型域中的运移和聚积进行建模的方法。根据本公开的盆地模型域被分解成用于进行并行盆地模拟的若干个子域。图1是示出根据实施方式的盆地模型100的示例的图。盆地模型100包括若干个沉积层。盆地模型100中的每种颜色表示不同的岩相。模型100可能包含数百个相。相的渗透率可以从若干纳达西到若干达西。本公开内容处理关于岩石性质和相类型的全部变化范围。

图2是示出根据实施方式的被离散化成网格单元的盆地模型的示例的图。离散化模型200将盆地模型(例如，盆地模型100)划分为网格单元。在一些实施方式中，网格单元的数量取决于大型地域性盆地运移建模所需的期望的或足够的分辨率。例如，模型200可能包含数千到数十亿个网格。在一些实施方式中，盆地域被分解成用于并行处理的若干个子域。在一些实施方式中，可以通过使一组计算单元参与进行并行处理来模拟运移处理，其中每个单元处理网格单元的一个子域。在一些示例中，一个单元可以处理多个子域。在一些实施方式中，网格尺寸可以被精细化。例如，网格尺寸可以是约100米(例如，水平地)和10米(例如，垂直地)。

在一些实施方式中，本公开的运移建模方法在运移模块(“模块”)处执行。在一些实施方式中，运移模块是盆地建模系统的一部分。在一些示例中，盆地建模系统可以模拟盆地数亿年的沉积演化。在一些示例中，建模系统模拟盆地中的油气的生成、运移或聚积或所有这三项。除了运移模块之外，建模系统还可以包括用于聚积、反剥离(back-stripping)、沉积和侵蚀、压力溶解、温度溶解或动力学计算或这些的组合的模块。

运移建模方法按时间步长执行模拟时间段。在一些实施方式中，可以按照若干个时间步长的序列来评估油气的运移通量。基于精度考虑来确定时间步长。例如，可以基于所需的时间和空间分辨率来确定时间步长。在一些实施方式中，基于来自源点的逐出体量流量或净流出(或两者)与对油气运移做出贡献的网格单元的单元体积的比率来确定时间步长尺寸。在一些实施方式中，时间步长尺寸可以是统一的，而在其他实施方式中，时间步长尺寸可以针对每个时间步而变化。例如，如果油气从两个源岩中逐出，则时间步长尺寸可以根据每个源活动的时间和速率而变化。根据精度要求和计算效率，时间步长尺寸可以小于一年至大于一百万年。

与传统方法相反，本公开的方法不需要(如在传统方法中所做的那样的)实际渗透率场(permeability field)的改变。此外，在时间步长中来自网格单元的最大油气流出被限制为在先前时间步长处在该单元中的油气聚积。这样，即使是高渗透率单元的流出速率也可以在一个时间步长与下一时间步长之间变化(是非恒定的)。因此，不管单元具有高渗透率还是低渗透率，流出速率都可以是非恒定的，并且该单元在每个时间步长处都达到临时的“伪”稳态。这样的约束还在油气饱和度上提供了大于零的下限。

另外，根据本公开的方法，至少在聚积区域(或圈闭)处，水相是水区中的连续相。此外，在运移处理期间不需要更新水相势。在一些示例中，水区中的势在运移处理期间保持不变。

此外，圈闭内的压力场被局部更新，以满足在聚积处理期间的圈闭之中的恒定油气势条件。在一些实施方式中，在圈闭的油区、气体区或两者中的已聚积的区域中的油气相势(油性的或气态的或两者)是恒定的，并且在聚积处理的每个子步骤期间进行更新。

在一些实施方式中，运移建模方法针对时间步长的持续时间(例如，针对每个时间步长)计算网格单元的体量流出。在一些实施方式中，在所有网格单元上执行体量流出计算，而在一些实施方式中，仅对一组单元(例如，涉及油气运移的单元)执行体量流出计算。在一些实施方式中，确定网格单元的每个面的体量流出。在一些实施方式中，基于入侵逾渗法来计算流出。例如，入侵逾渗法假定无粘性流，并且将非润湿相运动(non-wetting phasemotion)视为主要由重力和毛细作用的平衡确定。在一些实施方式中，基于达西定律计算流出。在一些示例中，可以使用多相达西定律。在一些示例中，该方法可以通过考虑流体和岩石流体参数(例如，势梯度，包括诸如压力、重力、毛细作用、粘度、有效渗透率或其他组成部分之类的任何做出贡献的组成部分)，针对网格单元使用达西定律的多相流。在一些实施方式中，盆地的流出部分地通过入侵逾渗来计算，且部分地通过达西定律来计算。在一些实施方式中，以并行方式执行盆地的流出计算。

图4是示出根据实施方式的网格单元的集合400中的运移和聚积的草图。如图所示，在图4中描绘的特定时间处，并非网格单元400的所有单元都正在参与运移过程。在所描绘的示例中，单元420和单元422之间的运移过程涉及运移体量通量410。体量通量410可以流过单元420的一个或多个面以到达其相邻的(例如，邻近的)单元。油气流可能从源岩运移到圈闭，其在那里形成油气储层。在一些盆地中，圈闭被具有很大的毛细势且阻止下方移动流体的泄漏的盖层密封。每个圈闭都有圈闭峰(440)，从那里开始油的聚积。在一些实施方式中，圈闭峰具有比其所有邻近的单元的油气势值小的油气势值。在一些实施方式中，一旦圈闭中的单元(430)具有足够的油气，那么油气体量就回填至阻力最小的相邻单元(450)。

体量通量取决于岩石性质(例如，有效渗透率)和流体性质(例如，粘度(μ)和密度(ρ))。在一些实施方式中，通量还取决于相对渗透率和毛管压力，这些是与多相饱和相关的性质。在一些实施方式中，网格单元的几何形状(其在用于体量守恒的时间步进方法的有限体积离散化方案中使用)在相应的体量通量中也起作用。在一些示例中，网格单元的几何形状、深度和渗透率被用于计算由两个邻近的网格单元共享的连接面的传导能力。例如，单元j和单元k之间的单元连接面jk的流体相p中的油气成分i的体量通量可以通过以下计算：

q_ip，jk＝T_jk+1·λ_p，jk+1/2·(Φ_pk-Φ_pj) (2)，

其中Φ_pj是单元j处于相p的势；并且流度项λ基于单元j和单元k之间的势差进行上游加权(upstream weight)：

其中x_i是成分i的分数；ρ_p是油气相密度；k_rp是相相对渗透率；并且μ_p是相粘度。在这个示例中，x_i的计算方式是：网格单元中的成分i的摩尔数除以所有成分的总摩尔数。在一些实施方式中，使用单元j和单元k的半传导能力的调和平均值来计算传导能力：

其中T_j是单元j的半传导能力，并且根据以下进行计算：

其中A_j是连接jk的单元j的重叠单元相(cell-face)面积；并且D_j是从单元中心j到连接jk的单元面的有向距离。单元k的半传导能力可以类似地计算。

基于网格单元的体量通量来确定时间步长尺寸。在一些实施方式中，时间步长尺寸被限制到上限。

例如，在涉及成分跟踪的实施方式中的一些实施方式中，上限是局部时间步长尺寸的所有上限中的最小值：

D_tselected＝min(D_tip，j) (6)，

其中Dt_selected是时间步长尺寸的上限(或者在一些示例中是时间步长尺寸)，而Dt_ip，j是单元j的油气成分i处于液相p时的局部(在单元j处的)时间步长尺寸的上限。根据公式(2)，单元j的处于流体相p的油气成分i的净体量通量通过以下进行计算：

q_ip，j＝∑_k q_ip，jk (7)。

正的净体量通量q_ip，j表示单元j的下一时间步长有净流入。在一些示例中，油气成分i的浓度被限制为不超过门限值(例如，1)。在这些示例中，局部时间步长尺寸具有可以被制定为以下的上限Dt_ip，j：

其中x_i是成分i的分数；ρ_p是油气相密度；P_V是空隙体积。负的净体量通量q_ip，j表示单元j的下一时间步长有净流出。在一些示例中，油气成分i的浓度被限制为大于门限值(例如，0)。在这些示例中，局部时间步长尺寸具有可以被确切表示为以下的上限：

在一些不涉及成分跟踪的实施方式中，单元j的所有处于相p的油气的净通量根据以下进行计算：

q_p，j＝∑_iq_ip，j (10)。

如果净体量通量q_p，j为正，则局部时间步长尺寸上限Dt_j通过以下进行计算：

其中S_max是可能的最大相位饱和度；S_p是当前的相位饱和度。如果净体量通量q_p，j为负，则局部时间步长尺寸上限Dt_j通过以下进行计算：

其中S_min是可能的最大相位饱和度.。那么所选则的时间步长尺寸(或时间步长的尺寸)的上限根据所有的局部时间步长尺寸的最小值来进行计算，其为

Dt_selected＝min(Dt_j) (13)。

在一些实施方式中，将一个或多个约束应用于单元的体量通量，以使单元在时间步长处(例如，在每个时间步长处)达到稳态。在一些示例中，在一个时间步长中来自网格单元的总的体量流出被限制在上限。在一些示例中，来自单元的总的体量流出可以被限为该单元在运移时间步长的开始处的油气体量。在一些示例中，单元的总的体量通量可以被限制为该单元中的可减少的体量。例如，如果时间尺寸使得从单元流出的总的油气体量等于该单元中的可减少的油气体量，则认为该单元已达到伪稳态。在这个示例中，如果使可减少的单元体量流动所需的时间小于规定的时间步长尺寸，则最大流出可以被限制为该单元的油气体量减去该单元的不可减少的油气体量。

在一些实施方式中，单元的可减少的油气体量是该单元中的可以流动的油气。在一些示例中，通过含油饱和度S_o和不可减少的含油饱和度S_oi的差乘以网格单元空隙体积V_b乘以油密度ρ_o来计算单元的可减少的油气体量M_or。

M_or＝V_bφρ_o(S_o-S_oi) (14)

单元的可减少的油气是单元的油气体量减去单元的不可减少的油气体量。在一些示例中，单元的不可减少的油气体量是无法从该单元耗尽的固定残余含油饱和度；其可以通过油饱和度、单元的空隙体积和油密度的乘积来计算。

在一些示例中，可减少的油气体量不是预设值，并且需要基于在该时间步长处的含油饱和度来针对每个时间步长进行计算。在一些示例中，每个网格单元的不可减少的油气体量是预设值。在一些示例中，每个单元可以具有与网格中的其他单元不同的不可减少含油饱和度。

在一些实施方式中，流出体量按比例分配给网格单元的流出面。例如，流出单元面的体量流出可以被设置成与该面的传导能力成比例。对于任意网格单元，运移体量通量可以在一个时间步长中或者在若干个时间步长中完成，取决于有效渗透率、流体粘度、进入和离开该单元的势梯度或其他参数。

在针对每个时间步长执行运移计算之后，对网格单元的油气体量进行更新。在一些实施方式中，更新所有网格单元的体量，而在其他的一些实施方式中，仅更新网格单元中的一些网格单元的体量(例如，对油气运移做出贡献的网格单元)。在一些实施方式中，将(例如，被应用于有限体积计算的)精确的体量平衡方法用于对新体量进行计算(例如，对体量进行更新)。在一些示例中，在时间步长结束时的单元中的新的油气体量是在时间步长开始时的旧的油气体量加上所有流入单元面的体量流入量之和减去所有流出单元面的体量流出之和。在一些实施方式中，可以跟踪一种或多种油气成分和化学物质(例如，化学成分浓度)。例如，单元j中的成分i的经更新的体量M可以通过以下进行计算：

其中S_i，j是网格单元j中的成分i的源项(例如，如果存在，则为源岩)。在一些实施方式中，体量平衡是精确的；这意味着通过单元的面的体量流出恰好是流入与其共有该面的相邻网格单元中的体量流入量。在一些实施方式中，还跟踪在模型的外部边界(油气可以在此处离开模拟域的外部边界)处的油气体量的净累积损失，以确定全局体量平衡。可以通过源岩生成的累积油气体量减去在外部边界处的累积油气损失以及其他损失来确定在圈闭中聚积的剩余体量。

在一些实施方式中，可以将化学过程和化学反应、溶质沉积、固体溶解以及液相平衡考虑因素包括在内，以进行高级地质建模。

在一些实施方式中，对单元进行检查，以确定一个或多个单元是否具有多余的油气体量。在示例中，多余的体量是需要比单元的空隙体积大的体积的体量。在一些示例中，仅检查已聚积的圈闭中的单元是否有多余的体量。在一些实施方式中，确定在时间步长中是否已经开始任何新的油气聚积或任何现有的油气聚积是否接收到新的油气体量。

在一些实施方式中，如果一个或多个单元被识别为包含多余的油气体量，则该方法执行聚积建模。在一些实施方式中，聚积模块执行聚积建模。在一些实施方式中，聚积模块和运移模块并行地或串行地工作。在一些实施方式中，聚积模块和运移模块是更大的单元(例如，运移/聚积模块)的两个部分。在一些实施方式中，聚积模块分配多余的体量，直到单元中的体积平衡恢复为止。如果未检测到具有多余的体量的单元，则运移建模方法将确定下一时间步长，并且执行其计算和建模，直到对整个模拟时间段进行建模为止。

在多孔介质中的多成分多相流中，网格单元中的每一个都具有特定的空隙体积，该特定的空隙体积在一定的压力和温度下可以保持特定体量的所述流体。当流体流入和流出这些小单元中的每一个时，数值方案必须在全局和局部上都保持体量和体积守恒。局部守恒是指小单元(例如，有限体积)中的每一个的平衡，使得在该时间步长期间进入有限体积的净流入量必须等于该体积的中的体量的净增加，并且使得在该有限体积中聚积的体量必须适合该有限体积的空隙体积内部。如果在采用时间步长之后的新的时间处的体量总和与在旧的时间处的总体量非常接近(在某个公差之内)，则实现了全局守恒。

在一些实施方式中，一旦聚积模块启动，那么聚积就持续，直到(例如，在每个单元处、在整个模拟域(或网格)处或两者处)满足体量/体积平衡为止。在一些示例中，聚积持续，直到在每个圈闭处满足体量/体积平衡为止。在一些实施方式中，聚积包括回填过程，该回填过程在多余的油气体量到达具有比其所有邻近的单元的油气势值小的油气势值的聚积圈闭或圈闭峰时发生。在一些示例中，可以涉及多于一个油气相的势值。在一些示例中，单元的油气相势等于该单元的重力势加上油气相的毛管压力。

在一些实施方式中，回填过程首先克服抗力最小的相邻单元(具有最低油气势的一个或多个邻近的单元)。这个过程继续，直到所有的多余的体量都被用完、或者达到圈闭的溢出点或突破点为止。如果达到溢出点或突破点，则剩余的多余的油气体量可以从溢出点(或突破点)运移到另一圈闭。

图5是示出根据示例的突破和溢出的草图。示出了三个聚积圈闭502、504、506。如果在储层密封边界(例如，在圈闭504处)的已聚积的单元的油气势增大到足以克服(例如，在突破点520处的)局部密封岩的毛管进口压力，则可能会出现突破(也被称为密封突破)。在一些实施方式中，为盆地中的每个网格单元分配毛管进口压力。当突破发生时，多余的油气通过突破点(或位置)泄漏。在一些示例中，在密封处的突破点的油气泄漏导致进入密封岩(540)的油气运移。当来自圈闭的多余的油气侵入(例如，在溢出点530处的)网格位置、并且流进具有比溢出点的油气势小的油气势的相邻的单元时，就出现溢出情况。在一些实施方式中，通过溢出点的泄漏过程的数值处理类似于突破点的数值处理。在一些示例中，密封岩(540)的渗透率可以小于载体岩542的渗透率，从而导致突破中比溢出中小的泄漏率。

在一些示例中，在回填过程中，两个或更多个聚积体(例如，圈闭)可以合并以形成更大的圈闭。在一些示例中，圈闭之中的所有连续的经回填的单元加上圈闭峰形成了聚积体。图6是示出根据示例的两个聚积体的合并的草图。如图所示，聚积体610和聚积体620在处于合并点630处的合并的边上。例如，多余的油可以从圈闭610侵入并且经由合并点630被输入到圈闭620。多余的油可以通过运移通量640被输入到圈闭610。运移通量640由与圈闭610相邻的单元相关联的载体岩650提供。载体岩650可以从它们的相邻单元获得运移通量，或者可以包括产生油气的源岩。

在一些实施方式中，聚积建模方法在聚积体上施加一个或多个约束。在一些示例中，聚积体中的单元处于重力-毛细作用平衡。当在介质中的一点处的移动流体的相势与另一点平衡(具有相等的相势)时，油水多相流体达到平衡状态。在一些示例中，在聚积体之中没有流体运动。在一些示例中，聚积体与基于平衡条件进行计算和更新的单个圈闭油气势相关联。在一些示例中，在聚积体(例如，圈闭)之中的且处于平衡状态下的所有网格单元具有等于所述圈闭油气势的油气势。在一些实施方式中，持续进行聚积建模，直到所有聚积圈闭用完(例如，通过回填)所有的多余的油气，或者达到了溢出或突破条件为止。

转到图3，图3是示出根据实施方式的运移和聚积建模方法300的流程图。为了表述的清楚，以下描述总体上在本说明书的其他附图的背景中描述方法300。然而，应理解，方法300在适当时可以例如由任意合适的系统、环境、软件和硬件，或系统、环境、软件和硬件的合适的组合来执行。在一些实施方式中，方法300的各步骤也可以并行、组合、循环或以任意顺序运行。

在302处，运移和聚积建模方法开始。例如，该方法可以由计算系统(例如，系统820)的另一模块调用运移模块或运移/聚积模块开始。在302处，启动运移或运移/聚积模块。

在310处，确定时间步长尺寸。例如，时间步长尺寸可以基于用户提交的精度标准、或者根据系统上的默认精度要求来确定。在一些实施方式中，根据目标盆地的物理性质或目标油气(或油气成分)的化学性质(或两者)确定时间步长尺寸。在一些实施方式中，根据公式(2-13)，基于油气的体量通量来确定时间步长。

在320处，计算网格单元的体量流出。例如，可以通过公式(2)来计算体量流出。针对在310中确定的时间步长尺寸来计算体量流出。在一些实施方式中，针对网格单元的每个面计算体量流出。在一些实施方式中，针对一种或多种油气成分计算体量流出。

在330处，更新网格单元的油气体量。在一些实施方式中，单元中的新的油气体量等于在时间步长开始时该单元的油气体量、加上在该时间步长期间进入该单元的流入体量、减去在该时间步长中来自该单元的流出体量。在一些实施方式中，将精确的体量平衡方法(例如，由(15)表示的公式)用于油气体量计算。

在340处，确定单元是否具有多余的体量。在一些实施方式中，仅对圈闭单元执行多余的体量确定。在一些示例中，当为单元分配了单元可以包括的空隙体积之外的油气体量时，就检测到多余的体量。在一些实施方式中，在340处确定：在时间步长中是否已经启动任何新的油气聚积，或任何现有的油气聚积是否接收到新的油气体量。

如果未检测到多余的体量，则确定用于下一运移回合的下一运移时间步长。然而，如果检测到多余的体量，则该方法进行到350。

在350处，对多余的油气体量进行聚积。在一些实施方式中，在聚积模块上执行350，这意味着运移模块在检测到多余体量时启动聚积模块。在一些实施方式中，聚积模块和运移模块是一个模块的两个部分。在一些实施方式中，350在其计算中包括所有的聚积场景，包括回填、合并圈闭、检测溢出和检测突破。在一些实施方式中，350以并行或串行的方式执行方法和计算，直到所聚积的油气体量和体积守恒为止。在一些实施方式中，持续进行350，直到所有聚积圈闭用完所有的多余的油气，或者达到了溢出或突破条件为止。

在360处，检查单元中是否有任何移动的油气。例如，单元可不属于圈闭，但却具有移动的油气体量。如果检测到移动的油气，则将确定下一时间步长尺寸(返回310)，以继续进行模拟，直到完成模拟时间段为止。否则，聚积结束并且返回结果(370)。在一些实施方式中，聚积模块将其结果返回到盆地模拟器的其他软件模块。

在一个实施方式中，首先计算用于运移以以提供足够的时间和空间分辨率的时间步长尺寸。然后，使用达西定律来计算这个选定的时间步长尺寸的每个网格单元的每个面的每个体量通量。使用(如适用于有限体积计算的)精确的体量平衡方法来更新在新的时间处的体量。在确定在新的时间处(在任意聚积圈闭中)存在多余的油气体量之后，就开始聚积过程。聚积包括形成油气圈闭的回填过程。当全部的体量都已运移到圈闭或通过盆地边界泄漏时，运移过程结束。

与采用串行(或单个)过程执行聚积的传统技术相对照，根据本公开执行的聚积采用并行过程执行。在一些实施方式中，当油气体量到达圈闭并且与该圈闭中的体量结合时，需要比容纳这两种体量所需的圈闭的体积更大的体积。聚积或回填的过程是确定多余的体量需要侵入的边界单元(附加单元(annex))的过程；从而使总的油气体量将适合具有附加的网格单元的新的圈闭容积内部。在每个运移时间步长之中都实现了体量和体积守恒。在一些实施方式中，在运移时间步长期间，体量始终守恒。当油气体量进入圈闭(它是充满油气的连续单元的集合)时，聚积处理使圈闭中的体积平衡恢复。因此，两个或更多个邻近的圈闭可以合并，以形成更大的圈闭，或者如果在聚积处理期间到达溢出点或突破点，则油气可能溢出。使用本技术，可以对具有超过十亿个网格单元的大型盆地进行建模。

在一些实施方式中，运移模型和聚积模型与低于(例如，小于)该方法认为没有运移或聚积(或两者)发生并且结束该过程的公差(例如，关于尺寸或时间的门限)相关联。例如，如果在360处检测到的移动的油气小于运移门限，则聚积模块结束该过程并返回其结果。在一些实施方式中，运移模块和聚积模块是一个模块(例如，运移/聚积模块)的两个部分。在一些实施方式中，运移模块与聚积模块分离，但与聚积模块通信。

与运移处理类似，可以经由串行处理或并行处理来执行聚积处理。在一些实施方式中，盆地模型被分解成用于并行处理的多个子域。每个子域可以拥有盆地域的网格单元的子集。本公开的一个目的是通过多种策略来减少并行通信开销，所述多种策略包括：通过将计算与通信重叠来隐藏通信，减少通信所需的数据，以及将子域布局与处理核和节点相关联以减少所需的存储器。

图7是示出根据实施方式的并行处理的示意图。如图所示，盆地域700被分成若干个子域(例如，子域730、子域764)。在一些实施方式中，每个子域与数据储存器相关联。在一些植入中，与子域相关联的数据储存器包括用于存储与该子域的外边界单元邻近的外部网格单元的信息的数据空间。这个数据空间可以促进在子域之间保持数据相干性，从而用于确定子域之中的并行体量通量。

在一些实施方式中，将针对每个子域执行的操作分配给计算机处理核。在一些实施方式中，计算机处理核可以负责多于一个子域的操作。在图7中，处理核720是并行计算系统710的处理核。处理核720负责子域730的操作。在一些实施方式中，经由处理器之间的通信方法来实现所有子域之间的数据相干性。

在一些实施方式中，将每个聚积体(例如，圈闭740、760)分配给处理核。例如，指定处理核742执行圈闭740的操作，并且将圈闭760操作分配给处理核752。在一些示例中，负责圈闭的处理核(例如，核742)也可以负责子域(例如，子域748)的操作。在一些示例中，核分配被优化以减少并行聚积处理期间的进程通信。例如，将覆盖一个圈闭的每个子域分配给相同的核。聚积体可以完全被子域覆盖(例如，子域764中的圈闭760)，或者可以跨越多于一个子域(例如，圈闭740跨越子域744、746、748、754、756、758)。

在一些示例中，每个圈闭的聚积尖端(accumulation tip)(例如，圈闭峰)是唯一的，并且仅属于一个子域。例如，圈闭可以跨越多个连续的子域。在一些示例中，包括聚积尖端的子域是圈闭的活动子域。因此，活动子域是包含圈闭尖端的子域。在一些示例中，圈闭尖端是圈闭边界上的具有最小的油气相势的网格单元。在一些实施方式中，回填在圈闭中局部地前进，并且圈闭继续聚积，直到聚积尖端切换到圈闭的另一子域为止。在一些示例中，回填是通过与(使处理核与圈闭相关联的)活动子域坐标相关联的处理核的对等通信来执行的。

图8示出了可以执行本公开的实施方式的系统800。系统800可以包括与数据服务器880通信的计算服务器820以及用户接口810。在一些实施方式中，用户接口810包括用于对模拟的输入数据和输出结果进行可视化和分析的图形显示器830。在一些实施方式中，用户接口810包含用于实现建模数据的输入的用户输入设备840。

在一些实施方式中，计算服务器820具有若干个计算节点850(例如，计算系统710)。每个计算节点可以具有随机存取存储器(RAM)和处理器860。处理器860可以包含：若干个核，用于对程序代码870和程序数据875的计算操作。一些示例可使用数以万计的计算核来执行对大型盆地模型的计算。在一些示例中，这些节点被实现在多个计算设备上，并且经由高速网络(例如，无限带宽)(其是具有高(大)吞吐量和低(短)等待时间的网络)进行通信。在一些实施方式中，在RAM中的数据储存器可以分布在多个计算节点上。在一些实施方式中，计算处理器、用户界面和数据服务器可以通过高速通信网络进行通信。在一些实施方式中，可以包括高速通信网络以在处理核之间传递子域边界数据，从而维持模型的所有子域之间的数据相干性。在一些实施方式中，数据服务器880包含非易失性存储器890以存储输入数据、程序代码或模拟输出。

本方法可以处理数百种岩石类型或相类型以及很大的数量级的渗透率变化(达到10¹⁵的量级)。本方法中的每个网格单元可以具有其自身的一组岩石性质，例如，渗透率、孔隙率、导热率、热容量或运移/聚积建模所需的任何其他相关性质。而且，所提及的性质中的任何性质可以随时间变化，其提供了更实际的建模，因为地质性质可以随时间改变。此外，以统一且一致的方式对所有网格的时间步进和流量计算进行处理而与单元的渗透率值无关。与传统的混合方法或组合方法相比，这种统一且一致的方式具有明显的优点。它也优于流径法、入侵逾渗法和常规达西流法。流径法和入侵逾渗法假定为无粘性流，其中运移是瞬时发生的。流径法和入侵逾渗法都不能跟踪油气在空间和时间上的变化。传统的达西流法可以处理粘性流，但是由于数值稳定性而具有严格的时间步长尺寸限制。因此，该方法只能模拟低分辨率的小型模型。

此外，大多数常规的可以商购的运移建模主要是通过串行计算算法来完成的。运移方法的某些组件很难并行化。本公开包括并行方法，其可以利用用于区域盆地模拟的精细的运移单元尺寸(其可以是在水平方向上约为100m(米)且在垂直方向上约为10m)，在几个小时内运行数十亿个单元的盆地模型。这种能力实现了使用常规商用高性能计算(HPC)硬件来高效且经济地运行更高分辨率的盆地模型。与可商购的模型相比，本模型中的网格单元的尺寸和数量也更加精细化。(可商购的盆地模型中的网格单元的空间尺寸通常为水平1km和垂直100m；典型的模型尺寸针对约1000万个网格单元到5000万个网格单元的那些模型，其受计算成本和时间的限制。)

测试例

已经在各种模型尺寸的若干个盆地模型(包括具有数百个地质相和数百万个(甚至数十亿个)网格单元的模型)上(串行和并行地)测试了所描述的方法。已经使用本方法和系统模拟了具有约数万个网格单元到约60亿个网格单元的模型。在本公开中包括了所述测试例中的两个测试例的结果。使用这些测试示例，展示了针对并行实施方式的验证、以及该方法的计算性能和可量测性。利用这种方法，超大型盆地模拟可以在几个小时内运行，从而为地学科学家和工程师提供了进行盆地建模的高分辨率的运移模拟的更强的能力。

测试例1

测试例1由约150万个网格单元(135*135*82个单元的网格)组成，并且包括374个地质相。水平网格尺寸约为2公里(km)，并且模拟时间段约为5.5亿年(ma)。图1示出了这个示例模型的3D相图的图像。在这个示例上运行模拟的模拟时间只有几分钟，其比传统方法所需的几个小时更高效。图9是示出在根据实施方式运行测试例1的模型之后的结果的图。如图所示，最终饱和度图指示了在密封岩下面的圈闭聚积(例如，910、920)。

测试例2

测试例2由约58亿个网格单元(4272*4032*325个单元的网格)组成，并且包括385个地质相。水平网格尺寸为250米(m)且模拟时间段约为550ma。图10是示出测试例2的相的垂直横截面的图。借助于根据本公开的并行模拟，这种情况下的模拟时间仅为几个小时。图11是示出在根据实施方式运行测试例2之后的结果的图。如图所示，对指示各个聚积(例如1110、1120)的最终饱和度图进行了建模。

在计算机实施的方法中，利用盆地模拟器对地下地层(例如，介质)中的油气运移和聚积执行模拟。盆地域可以被划分成多个子域，每个子域表示盆地体积的一个子集，并被组织成具有关于HC流体的数据的一组网格单元。在由至少一个主节点组成的群集计算机中执行盆地模拟，为该主节点分配了经划分的盆地的子域。对网格单元的感兴趣的流体特征参数进行了模拟。

在本说明书中描述的主题和功能操作的实施方式可以在数字电子电路中、在被有形地实现的计算机软件或固件中、在计算机硬件中实现，包括在本说明书中所公开的结构及其结构等同物、或它们中的一个或多个的组合中实现。在本说明书中描述的主题的实施方式可以实现为一个或多个计算机程序，即，在有形的非暂时性计算机可读计算机存储介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块，以用于被数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。备选地或附加地，程序指令可以被编码在人工生成的传播信号(例如，机器生成的电、光或电磁信号)中/上，所述信号被生成以对信息进行编码，以传输给合适的接收器装置，以供数据处理装置执行。计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行存取存储器设备、或计算机存储介质的组合。

动作和响应可以在时间上接近，使得个体感知到动作和响应实质上同时出现。例如，在个人做出了访问数据的动作之后对数据显示的响应(或用于启动显示)的时间差可以小于1毫秒(ms)、小于1秒(sec.)或小于5秒。尽管所请求的数据不需要被即时显示(或启动以显示)，但是考虑到所描述的计算系统的处理限制和例如采集、精确测量、分析、处理、存储或传输这些数据所需的时间，在没有任何有意的延迟的情况下显示(或启动以显示)这些数据。

术语“数据处理装置”、“计算机”或“电子计算机设备”(或本领域普通技术人员所理解的等效物)是指数据处理硬件，并且包括用于处理数据的各种装置、设备和机器，例如包括可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机。所述装置还可以是或还包括专用逻辑电路，例如，中央处理单元(CPU)、FPGA(就地可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。在一些实施方式中，数据处理装置或专用逻辑电路(或数据处理装置或专用逻辑电路的组合)可以基于硬件或基于软件(或基于硬件和基于软件的组合)。所述装置可以可选地包括为计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或执行环境的组合的代码。本公开考虑带有或不带有传统操作系统(例如，LINUX、UNIX、WINDOWS、MAC OS、ANDROID、IOS、或任何其他合适的传统操作系统)的数据处理装置的使用。

可以以任何形式的编程语言来写计算机程序(也可以称作或描述为程序、软件、软件应用、模块、软件模块、脚本或代码)，所述编程语言包括：编译或解译的语言、或者声明或程序语言，并且可以以任何形式来部署计算机程序，包括部署为单独的程序或者部署为适合于用于计算环境的模块、组件、子例程、或者其他单元。计算机程序可以但无需与文件系统中的文件相对应。程序可以被存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、被存储在专用于所讨论的程序的单个文件中、或者被存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一个计算机上或者在位于一个站点或分布在多个站点并且通过通信网络互联的多个计算机上执行。尽管各图中所示出的程序的部分被示为通过各种对象、方法或其他过程实现各个特征和功能的各个模块，但是在适当时程序可以替代地包括多个子模块、第三方服务、组件、库等。相反，不同组件的特征和功能在适当时可以被组合成单个组件。可以统计地、动态地或者统计地且动态地确定用于进行计算确定的门限。

本说明书中描述的方法、过程和逻辑流可以由一个或多个可编程计算机来执行，所述一个或多个可编程计算机执行一个或多个计算机程序，以通过操作输入数据并且生成输出来执行功能。方法、处理或逻辑流也可以由专用逻辑电路(例如，CPU、FPGA或ASIC)来执行，并且所述装置也可以被实现为专用逻辑电路(例如，CPU、FPGA或ASIC)。

适于计算机程序的执行的计算机可以基于通用或专用微处理器、二者或任何其他类型的CPU。通常，CPU将从只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)或者这两者接收指令和数据。计算机的必不可少的元件是用于执行指令的CPU和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或可操作地耦合以便从所述一个或多个大容量存储设备接收或向其发送数据或即从其接收又向其发送数据。然而，计算机不需要具有这些设备。而且，计算机可以嵌入在另一设备中，例如，移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频或视频播放器、游戏机、全球定位系统(GPS)接收器或便携式存储设备(例如，通用串行总线(USB)闪存驱动器)，这仅是举几个例子。

适合于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质(适当的暂时性或非暂时性的)包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如半导体存储器设备、例如可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪存设备；磁盘(例如，内部硬盘或可移动盘)；磁光盘；以及CD-ROM、DVD+/-R、DVD-RAM和DVD-ROM盘。存储器可以存储各种对象或数据，包括：高速缓存区、类、框架、应用、备份数据、作业、网页、网页模板、数据库表格、存储动态信息的知识库、以及包括任意参数、变量、算法、指令、规则、约束、或引用在内的任意其他适当的信息。另外，存储器可以包括任何其他适当的数据，例如，日志、策略、安全或访问数据、报告文件等。处理器和存储器可以由专用逻辑电路来补充或者并入到专用逻辑电路中。

为了提供与用户的交互，本说明书中描述的主题的实施方式可以被实现在计算机上，该计算机具有用于向用户显示信息的显示设备(例如，CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)、LED(发光二极管)或等离子监视器)和用户可以向计算机提供输入的键盘和指示设备(例如，鼠标、轨迹球或轨迹板)。还可以使用触摸屏(例如，具有压敏性的平板计算机表面、使用电容或电感测的多点触摸屏或其他类型的触摸屏)向计算机提供输入。其他类型的设备也可以被用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任意形式的传感反馈，例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；以及可以以任意形式(包括声音、语音或触觉输入)来接收来自用户的输入。另外，计算机可以通过向用户使用的设备发送文档或者从该设备接收文档来与用户交互；例如，通过响应于从用户客户端设备上的web浏览器接收到的请求而向所述web浏览器发送网页。

术语“图形用户界面”或“GUI”可以以单数或复数形式使用，以描述一个或多个图形用户界面和特定图形用户界面的每一次显示。因此，GUI可以表示任意图形用户界面，包括但不限于web浏览器、触摸屏或处理信息并且高效地向用户呈现信息结果的命令行界面(CLI)。通常，GUI可以包括多个用户界面(UI)要素，其中一些或全部与web浏览器相关联，诸如交互式字段、下拉列表和按钮。这些和其他UI要素可以与web浏览器的功能有关或表示web浏览器的功能。

本说明书中所描述的主题的实施方式可以在包括后端组件(例如，作为数据服务器)或包括中间件组件(例如，应用服务器)的计算系统中实现。这些实施方式也可以在包括前端组件的计算机系统中实现。例如，具有图形用户界面或Web浏览器的客户端计算机，用户可以通过它与本说明书中所描述的主题的实施方式进行交互；或者一个或多个此类后端组件、中间件组件或前端组件的任意组合。系统的组件可以通过有线或无线数字数据通信(或数据通信的组合)的介质或任意形式(例如，通信网络)互相连接。通信网络的示例包括局域网(LAN)、无线电接入网络(RAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、全球微波接入互操作性(WIMAX)、使用例如802.11a/b/g/n或802.20(或802.11x和802.20的组合或与本公开一致的其他协议)的网络(WLAN)、互联网的全部或一部分、或一个或多个位置处的任意其他通信系统(或通信网络的组合)。网络可以在网络地址之间传输例如互联网协议(IP)分组、帧中继帧、异步传输模式(ATM)小区、语音、视频、数据或其他合适信息(或通信类型的组合)。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般相互远离并且通常通过通信网络交互。客户端和服务器的关系通过在相应计算机上运行并且相互具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生。

尽管本说明书包含许多特定实施细节，然而这些细节不应被解释为对本公开内容的范围上或可以要求保护的内容的范围上的限制，而是作为可以专用于特定实施方式的特征的描述。在分离的实施方式的上下文中在本说明书中描述的特定特征也可以在单个实施方式中组合实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中分开地或以任何合适的子组合来实现。而且，尽管可能将之前描述的特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初要求如此保护，但是在一些情况下，来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以从组合中删除，并且所要求保护的组合可以指子组合或子组合的变化。

已经描述了本主题的特定实施方式。对于本领域技术人员显而易见的是，所描述的实施方式的其他实施方式、改变和置换在下文的权利要求的范围内。尽管在附图或权利要求中以特定顺序描述了操作，但这不应被理解为：为了获得期望的结果，要求按所示出的特定顺序或按相继的顺序来执行这些操作，或者要求执行所有所示出的操作(一些操作可以被认为是可选的)。在某些情况下，多任务或并行处理(或者多任务和并行处理的组合)可能是有利的并且在认为适当时被执行。

而且，在前述实施方式中的各种系统模块和组件的分离或集成不应被理解为在所有实施方式中需要这样的分离或集成，并且应理解，所描述的程序组件和系统一般可以一起集成在单个软件产品中或封装成多个软件产品。

因此，之前所描述的示例实施方式不限定或限制本公开。其他变化、替换和改变也是可能的，没有脱离本公开的精神和范围。

此外，任何要求保护的实施方式被视为至少适用于计算机实施的方法；存储用于执行计算机实现的方法的计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质；以及计算机系统，该计算机系统包括与硬件处理器可互操作地耦合的计算机存储器，所述硬件处理器被配置为执行计算机实现的方法或存储在非暂时性计算机可读介质上的指令。

Claims

1.一种用于模拟地下地层中的油气HC运移和聚积的计算机实现的方法，包括：

利用一个或多个硬件处理器来确定与表示所述地下地层的多个网格单元相关联的多个HC体量，其中所述多个网格单元是根据流体运移和聚积分析的分辨率而划分的；

利用所述一个或多个硬件处理器来使用达西定律确定所述多个网格单元中的一个或多个网格单元的针对时间步长确定的多个HC体量流出的大小，所述一个或多个网格单元中的每一个的针对时间步长确定的HC体量流出的大小具有基于该网格单元中的HC体量的上限值；

利用所述一个或多个硬件处理器来基于所述多个HC体量流出的大小来更新所述多个网格单元的HC体量；

利用所述一个或多个硬件处理器来确定所述多个网格单元中的网格单元的集合包含HC的过量体量；以及

响应于确定网格单元的集合包含HC的过量体量，利用所述一个或多个硬件处理器来执行用于对与所述网格单元的集合相关联的圈闭的填充进行建模的聚积过程。

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述圈闭的至少一个网格单元被填充，所述至少一个网格单元具有比邻近所述至少一个网格单元的相邻网格单元的油气势小的油气势，所述相邻网格单元在所述圈闭外部。

3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述时间步长是基于所述一个或多个网格单元的净流出和体积来确定的。

4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，基于对网格单元和邻近所述网格单元的相邻网格单元的传导能力的调谐平均来确定所述网格单元的HC体量流出的大小。

5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述时间步长是基于HC的一种或多种化学成分的性质确定的。

6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述圈闭中的所有网格单元具有相同的油气势。

7.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，油气势是基于所述圈闭中的重力-毛细作用平衡计算出的。

8.一种非暂时性计算机可读介质，存储用于模拟地下地层中的油气HC运移和聚积的计算机实现的方法的一个或多个指令，所述一个或多个指令能够由计算机系统执行，以执行包括以下步骤的操作：

确定与表示地下地层的多个网格单元相关联的多个HC体量，其中所述多个网格单元是根据流体运移和聚积分析的分辨率而划分的；

使用达西定律确定所述多个网格单元中的一个或多个网格单元的针对时间步长确定的多个HC体量流出的大小，所述一个或多个网格单元中的每一个的针对时间步长确定的HC体量流出的大小具有基于该网格单元中的HC体量的上限值；

基于所述多个HC体量流出的大小来更新所述多个网格单元的HC体量；

确定所述多个网格单元中的网格单元的集合包含HC的过量体量；

响应于确定网格单元的集合包含HC的过量体量，执行用于对与所述网格单元的集合相关联的圈闭的填充进行建模的聚积过程。

9.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述圈闭的至少一个网格单元被填充，所述至少一个网格单元的油气势小于邻近所述至少一个网格单元的相邻网格单元的油气势，所述相邻网格单元在所述圈闭外部。

10.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述时间步长是基于所述一个或多个网格单元的净流出和体积确定的。

11.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，基于对所述网格单元和邻近所述网格单元的相邻网格单元的传导能力的调谐平均来确定所述网格单元的HC体量流出的大小。

12.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述时间步长是基于所述HC的一种或多种化学成分的性质确定的。

13.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述圈闭中的所有网格单元具有相同的油气势。

14.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述油气势是基于所述圈闭中的重力-毛细作用平衡计算出的。

15.一种用于模拟地下地层中的油气HC运移和聚积的计算机实现的并行处理系统，包括：

计算机存储器；以及

硬件处理器，与所述计算机存储器以可互操作的方式耦合并且被配置为执行包括以下步骤的操作：

确定所述多个网格单元中的网格单元的集合包含HC的过量体量；以及

16.根据权利要求15所述的计算机实现的并行处理系统，其中，所述圈闭的至少一个网格单元被填充，所述至少一个网格单元具有比邻近所述至少一个网格单元的相邻网格单元的油气势小的油气势，所述相邻网格单元在所述圈闭外部。

17.根据权利要求15所述的计算机实现的并行处理系统，其中，所述时间步长是基于所述一个或多个网格单元的净流出和体积确定的。

18.根据权利要求15所述的计算机实现的并行处理系统，其中，基于对所述网格单元和邻近所述网格单元的相邻网格单元的传导能力的调谐平均来确定所述网格单元的HC体量流出的大小。

19.根据权利要求15所述的计算机实现的并行处理系统，其中，所述时间步长是基于HC的一种或多种化学成分的性质确定的。

20.根据权利要求15所述的计算机实现的并行处理系统，其中，所述圈闭中的所有网格单元具有基于所述圈闭中的重力-毛细作用平衡而计算出的相同的油气势。