RU2009104055A - Укрупнение сетки для моделей коллекторов путем повторного использования расчетов потока, полученных на основе геологических моделей - Google Patents

Abstract

1. Реализуемый с помощью компьютера способ ремасштабирования физического свойства в интересующей области с переходом от мелкомасштабной сетки, где известны значения этого свойства, к нескольким крупным сеткам, причем упомянутое свойство связано с диффузным процессом в упомянутой интересующей области, и этот способ содержит следующие этапы: ! а) выбирают объем в интересующей области, причем упомянутый объем составляет, по меньшей мере, часть этой интересующей области; ! b) разделяют упомянутый объем на множество ячеек мелкой сетки, чтобы создать мелкомасштабную сетку для этого объема, и получают значение физического свойства для каждой из множества ячеек мелкой сетки; ! c) решают уравнение диффузии, отражающее диффузный процесс для мелкомасштабной сетки в выбранном объеме, используя значения физического свойства для мелкого масштаба, таким образом генерируя глобальное решение; ! d) сохраняют глобальное решение; ! e) разделяют выбранный объем с использованием первой крупной сетки, содержащей, по меньшей мере, одну ячейку крупной сетки, причем число ячеек в упомянутом множестве ячеек мелкой сетки превышает число ячеек, состоящих из упомянутой, по меньшей мере, одной ячейки крупной сетки; ! f) выбирают ячейку крупной сетки и определяют, какие из множества ячеек мелкой сетки заключены в выбранной ячейке крупной сетки полностью или частично, используя предварительно выбранный критерий частичного включения; ! g) вычисляют ремасштабированное значение физического свойства для выбранной ячейки крупной сетки, извлекая и используя глобальное решение для ячеек мелкой сетки, заключенных внутри выбранной ячейки крупн�

Claims (27)

1. Реализуемый с помощью компьютера способ ремасштабирования физического свойства в интересующей области с переходом от мелкомасштабной сетки, где известны значения этого свойства, к нескольким крупным сеткам, причем упомянутое свойство связано с диффузным процессом в упомянутой интересующей области, и этот способ содержит следующие этапы:

а) выбирают объем в интересующей области, причем упомянутый объем составляет, по меньшей мере, часть этой интересующей области;

b) разделяют упомянутый объем на множество ячеек мелкой сетки, чтобы создать мелкомасштабную сетку для этого объема, и получают значение физического свойства для каждой из множества ячеек мелкой сетки;

c) решают уравнение диффузии, отражающее диффузный процесс для мелкомасштабной сетки в выбранном объеме, используя значения физического свойства для мелкого масштаба, таким образом генерируя глобальное решение;

d) сохраняют глобальное решение;

e) разделяют выбранный объем с использованием первой крупной сетки, содержащей, по меньшей мере, одну ячейку крупной сетки, причем число ячеек в упомянутом множестве ячеек мелкой сетки превышает число ячеек, состоящих из упомянутой, по меньшей мере, одной ячейки крупной сетки;

f) выбирают ячейку крупной сетки и определяют, какие из множества ячеек мелкой сетки заключены в выбранной ячейке крупной сетки полностью или частично, используя предварительно выбранный критерий частичного включения;

g) вычисляют ремасштабированное значение физического свойства для выбранной ячейки крупной сетки, извлекая и используя глобальное решение для ячеек мелкой сетки, заключенных внутри выбранной ячейки крупной сетки;

h) повторяют этапы f)-g), чтобы вычислить ремасштабированные значения физического свойства для, по меньшей мере, одной другой ячейки крупной сетки, выбранной из числа ячеек, состоящих из упомянутой, по меньшей мере, одной ячейки крупной сетки, в выбранном объеме интересующей области; и

повторяют этапы e)-h) для, по меньшей мере, еще одной крупной сетки, используя глобальное решение для каждой крупной сетки.

2. Способ по п.1, в котором для глобального решения получают три независимых расчета потока по уравнению диффузии, что позволяет на основе глобального решения вычислять одну или более векторных величин для мелкомасштабной сетки.

3. Способ по п.2, в котором упомянутые одна или более векторных величин представляют собой градиент давления и скорость.

4. Способ по п.3, в котором физическим свойством является проницаемость пористой среды, а диффузным процессом является поток текучих веществ в пористой среде.

5. Способ по п.4, в котором ремасштабированное значение тензора проницаемости получают путем вычисления среднего значения для каждого компонента градиента давления и скорости в выбранной ячейке крупной сетки, причем упомянутые средние значения взвешены по объему ячейки мелкой сетки, а затем определяют тензор

проницаемости для крупного масштаба из соотношения

где

- взвешенное по объему среднее значение скорости в выбранной ячейке крупной сетки, а

- взвешенное по объему среднее значение градиента давления.

6. Способ по п.1, в котором определение того, какие из множества ячеек мелкой сетки заключены в выбранной ячейке крупной сетки полностью или частично, выполняют, устанавливая соответствие между мелкой сеткой и крупной сеткой, с последующим использованием полученной в результате функции соответствия.

7. Способ по п.1, в котором критерий частичного включения содержит включение ячейки мелкой сетки в ячейку крупной сетки, если центр упомянутой ячейки мелкой сетки лежит внутри упомянутой ячейки крупной сетки.

8. Способ по п.1, в котором глобальное решение генерируют путем разделения выбранного объема на два или более субобъемов и решения уравнения диффузии отдельно в каждом субобъеме, причем эти решения совместимы для упомянутых субобъемов.

9. Способ по п.4, в котором упомянутое множество ячеек мелкого масштаба и соответствующие значения физического свойства определяют геологическую модель пористой среды.

10. Способ по п.1, в котором упомянутое множество ячеек крупной сетки образует структурированную сетку.

11. Способ по п.1, в котором упомянутое множество ячеек крупной сетки образует неструктурированную сетку.

12. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают предпочтительную крупную сетку на основе предварительно определенного критерия оптимизации сетки.

13. Способ по п.1, в котором интересующей областью является приповерхностная область.

14. Способ по п.1, в котором глобальное решение сохраняют в памяти компьютера или устройстве хранения данных.

15. Реализуемый с помощью компьютера способ масштабирования физического свойства приповерхностной области с переходом от значений, известных для ячеек мелкой сетки, к нескольким отличающимся ячейкам, причем упомянутое свойство связано с диффузным процессом в упомянутой области, и этот способ содержит следующие этапы:

a) выбирают объем в приповерхностной области, причем упомянутый объем составляет, по меньшей мере, часть этой приповерхностной области;

b) разделяют упомянутый объем на ячейки мелкого масштаба, чтобы создать мелкомасштабную сетку для этого объема, и получают значение физического свойства для каждой ячейки мелкого масштаба;

c) решают уравнение диффузии для мелкомасштабной сетки в выбранном объеме, таким образом генерируя глобальное решение, причем упомянутое глобальное решение создано в результате разделения упомянутого объема на два или более субобъемов, решения уравнения диффузии отдельно в каждом субобъеме и сопоставления решений на границах субобъемов;

d) сохраняют глобальное решение в памяти компьютера или устройстве хранения данных;

e) задают отличающуюся ячейку внутри одного из упомянутых двух или более субобъемов, причем упомянутая отличающаяся ячейка отличается по размеру или форме от упомянутых ячеек мелкого масштаба;

f) определяют, какие из ячеек мелкого масштаба заключены в упомянутой отличающейся ячейке полностью или частично, используя предварительно выбранный критерий частичного включения;

g) вычисляют масштабированное значение физического свойства для упомянутой отличающейся ячейки, извлекая и используя глобальное решение для ячеек мелкого масштаба, заключенных внутри этой отличающейся ячейки; и

h) повторяют этапы e)-g), чтобы вычислить масштабированное значение физического свойства для, по меньшей мере, еще одной отличающейся ячейки, расположенной в выбранном объеме приповерхностной области, используя глобальное решение, взятое из памяти компьютера или устройства хранения данных для каждой отличающейся ячейки.

16. Способ по п.15, в котором упомянутые, по меньшей мере, две отличающихся ячейки больше ячеек мелкого масштаба.

17. Способ по п.15, в котором упомянутые два или более субобъемов перекрываются.

18. Способ по п.15, в котором для глобального решения получают три независимых расчета потока по уравнению диффузии, что позволяет на основе значений глобального решения вычислять одну или более векторных величин для мелкомасштабной сетки.

19. Способ по п.18, в котором упомянутые одна или более векторных величин представляют собой градиент давления и скорость.

20. Способ по п.19, в котором физическим свойством является проницаемость пористой среды, а диффузным процессом является поток текучих веществ в пористой среде.

21. Способ по п.15, в котором определение того, какие ячейки мелкой сетки заключены в упомянутой отличающейся ячейке, выполняют, устанавливая соответствие между мелкомасштабной сеткой и субобъемом, разделенным на множество отличающихся ячеек, с последующим использованием полученной в результате функции соответствия.

22. Способ по п.15, в котором критерий частичного включения содержит включение одной из ячеек мелкой сетки в одну из упомянутых отличающихся ячеек, если центр этой ячейки мелкой сетки лежит внутри упомянутой отличающейся ячейки.

23. Способ добычи углеводородов из приповерхностной области, содержащий следующие этапы:

a) получают геологическую модель приповерхностной области, причем упомянутая модель предоставляет дискретные значения физического свойства среды для мелкомасштабной сетки, охватывающей выбранный объем, составляющий, по меньшей мере, часть упомянутой приповерхностной области;

b) получают ремасштабированную модель физического свойства, подходящую для использования в программе имитационного моделирования коллектора, причем упомянутую ремасштабированную модель создают следующим образом:

(i) решают уравнение диффузии, отражающее диффузный процесс для мелкой сетки в выбранном объеме, используя значения физического свойства, полученные для мелкого масштаба, таким образом генерируя глобальное решение;

(ii) сохраняют глобальное решение в памяти компьютера или устройстве хранения данных;

(iii) разделяют упомянутый объем с использованием первой крупной сетки, причем эта крупная сетка содержит меньше ячеек, чем мелкомасштабная сетка;

(iv) выбирают ячейку крупной сетки и определяют, какие из ячеек мелкой сетки заключены в выбранной ячейке крупной сетки полностью или частично, используя предварительно выбранный критерий частичного включения;

(v) вычисляют ремасштабированное значение физического свойства для выбранной ячейки крупной сетки, извлекая и используя глобальное решение для ячеек мелкой сетки, заключенных внутри выбранной ячейки крупной сетки;

(vi) повторяют этапы (iv)-(v), чтобы вычислить ремасштабированные значения физического свойства для других выбранных ячеек крупной сетки в выбранном объеме приповерхностной области;

(vii) повторяют этапы (iii)-(vi) для, по меньшей мере, еще одной крупной сетки, используя глобальное решение, извлеченное из памяти компьютера или устройства хранения данных, для каждой крупной сетки; и

(viii) выбирают предпочтительную крупную сетку на основе предварительно определенного критерия оптимизации сетки; и

c) добывают углеводороды из приповерхностной области, основываясь, по меньшей мере, частично на результатах имитационного моделирования коллектора, полученных с использованием ремасштабированной модели физического свойства для предпочтительной крупной сетки.

24. Способ по п.23, в котором физическим свойством является проницаемость, глобальное решение состоит из трех независимых расчетов потока по уравнению диффузии, и средние значения по ячейкам мелкой сетки для скорости и градиента давления, являющихся векторными величинами, вычисляют для каждого расчета потока, на основе чего получают девять компонентов тензора проницаемости для крупного масштаба.

25. Способ ремасштабирования физического свойства, содержащий следующие этапы:

a) получают в условиях мелкого масштаба решения для, по меньшей мере, одного уравнения, описывающего физику диффузного процесса в интересующей среде, причем упомянутые решения в условиях мелкого масштаба существуют для каждой ячейки мелкого масштаба из мелкомасштабной сетки и эти решения хранятся в памяти;

b) строят крупную сетку для, по меньшей мере, части интересующей среды, причем крупная сетка содержит множество ячеек;

c) создают, по меньшей мере, один объем ремасштабирования в интересующей среде, причем этот объем используют, чтобы определить физику диффузного процесса в интересующей среде для крупной сетки;

d) устанавливают соответствие между набором решений в условиях мелкого масштаба и упомянутой, по меньшей мере, одной крупной сеткой, причем это соответствие содержит отнесение, по меньшей мере, одной ячейки мелкого масштаба к одной из множества ячеек крупной сетки;

e) извлекают из памяти упомянутые решения в условиях мелкого масштаба для каждой ячейки мелкого масштаба, относящейся к ячейке крупной сетки;

f) вычисляют ремасштабированное физическое свойство для крупной сетки, используя упомянутые решения в условиях мелкого масштаба;

g) строят, по меньшей мере, одну дополнительную крупную сетку для дополнительной части интересующей среды, причем эта дополнительная крупная сетка содержит множество ячеек;

h) в режиме итерации повторяют этапы c)-f) для, по меньшей мере, одной дополнительной крупной сетки, используя решения, созданные на упомянутом этапе получения решений в условиях мелкого масштаба.

26. Способ по п.25, в котором интересующей средой является пористая среда.

27. Способ по п.25, в котором физическим свойством является проницаемость пористой среды, а диффузным процессом является поток текучих веществ в пористой среде.