專利名稱：地質(zhì)模型層間合并的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及到地質(zhì)模型層間合并的方法和設(shè)備。具體說，本
發(fā)明的各種實(shí)施例涉及到利用分區(qū)和非均勻?qū)娱g合并(uplayering)來精 確地減小地質(zhì)模型的復(fù)雜度的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
地質(zhì)模型(諸如石油儲(chǔ)藏區(qū)地質(zhì)模型)通常由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用來進(jìn)行仿 真。例如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以使用石油儲(chǔ)藏區(qū)地質(zhì)模型來對(duì)某個(gè)儲(chǔ)藏區(qū)內(nèi)的 碳?xì)浠衔锏牧饕约拔恢眠M(jìn)行仿真。地質(zhì)模型通常由數(shù)百萬(在一些情形 中為數(shù)十億)地質(zhì)單元構(gòu)成，其中每個(gè)地質(zhì)單元對(duì)應(yīng)著一個(gè)位置和一個(gè)物 理地質(zhì)特征。由于在模型所包含的單元的數(shù)目與該模型所能提供的仿真精 度之間有一般的關(guān)聯(lián)，所以通常希望利用盡可能多的單元來形成地質(zhì)模型。 遺憾的是，可用的計(jì)算能力和時(shí)間約束限制了地質(zhì)才莫型實(shí)際可以使用的單 元的數(shù)目。例如，可以形成具有十億單元的地質(zhì)模型來精確地反映石油儲(chǔ) 藏區(qū)，但在合理的時(shí)間內(nèi)對(duì)十億單元的模型進(jìn)行仿真所需要的計(jì)算能力要 求使用巨大的并行計(jì)算系統(tǒng)，而這種系統(tǒng)昂貴得難以提供。
為了降低地質(zhì)模型的復(fù)雜性，從而降低仿真所需要的計(jì)算能力，開發(fā) 出了各種粗化方法(叩scaling method )。常規(guī)的粗化方法通常將單元層均 勻地合并成用于仿真的粗化模型。遺憾的是，這種粗糙而均勻的合并導(dǎo)致 了^t型異質(zhì)性(model heterogeneity )的損失和計(jì)算機(jī)仿真精度的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例解決了上述問題，并在地質(zhì)模型層間合并領(lǐng)域中提供了明顯的進(jìn)步。具體說，本發(fā)明的各種實(shí)施例涉及到利用分區(qū)和非均勻?qū)?間合并來便于進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的方法和設(shè)備。
具體說，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于粗化三維模型的方法，其中所
述模型包括處于多個(gè)區(qū)域之內(nèi)的多個(gè)單元。所述方法一般包括計(jì)算一個(gè) 或多個(gè)垂直單元屬性平均值；利用所述垂直單元屬性平均值產(chǎn)生至少一個(gè) 垂直平均值趨勢(shì)和；利用至少一個(gè)所述垂直平均值趨勢(shì)和來合并單元以定 義多個(gè)單元小區(qū)；對(duì)至少一個(gè)所述單元小區(qū)計(jì)算至少一個(gè)水平單元屬性方 差；以及利用一個(gè)或多個(gè)所述水平單元屬性方差形成多個(gè)單元塊。
這些實(shí)施例可以用來對(duì)細(xì)化的地質(zhì)模型進(jìn)行非均勻?qū)娱g合并，以產(chǎn)生 層間合并了的模型，這種模型減少了計(jì)算和仿真所需要的單元數(shù)目，同時(shí) 整體上保留了原始的細(xì)化的地質(zhì)模型的根本特性。從下面的優(yōu)選實(shí)施例的 詳細(xì)描述以及附圖中可以清楚地看到本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)。


下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中 圖l是本發(fā)明的各種實(shí)施例所要使用的設(shè)備的示意圖； 圖2是示范性地質(zhì)模型的方框圖，顯示了垂直單元屬性平均值的計(jì)算 例子；
圖3是示范性地質(zhì)模型層的方框圖，顯示了垂直平均值趨勢(shì)和的計(jì)算 例子；
圖4 (a)到(i)是方框圖，顯示了小區(qū)合并和小區(qū)標(biāo)識(shí)符的例子； 圖5是一個(gè)方框圖，顯示了利用各種層間合并方法所形成的示范性層
間合并了的地質(zhì)模型；以及
圖6是一個(gè)流程圖，顯示了可以由本發(fā)明的各種實(shí)施例來執(zhí)行的一些步驟。
所述附圖并不將本發(fā)明限制到這里所公布和描述的具體實(shí)施例上。所 述附圖不一定是按比例繪制的，相反，強(qiáng)調(diào)了清楚地顯示本發(fā)明的各種實(shí) 施例的原理。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明，其中，附圖顯示了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具 體實(shí)施例。這些實(shí)施例用來足夠詳細(xì)地描述本發(fā)明的各個(gè)方面，以便使本 領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明?？梢允褂闷渌鼘?shí)施例并可以做出改變 而不偏離本發(fā)明的范圍。所以，下面的詳細(xì)說明不是用來進(jìn)行限制的。本
發(fā)明的范圍只由附屬權(quán)利要求書連同該權(quán)利要求書的所有等價(jià)說法來界 定。
與本發(fā)明內(nèi)斜目一致的方法特別適合于由計(jì)算部件(諸如圖1所示的
計(jì)算機(jī)10)來實(shí)施。計(jì)算機(jī)10可以是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一部分，其中，該計(jì)
算機(jī)網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)或多個(gè)客戶計(jì)算機(jī)和一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器計(jì)算機(jī)，它們通
過內(nèi)部網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)等通信系統(tǒng)互:^來。然而，應(yīng)該明白，本發(fā)明的原理 不依賴于具體的實(shí)現(xiàn)，并且，這里所描述的一個(gè)或多個(gè)步驟可以在沒有計(jì) 算設(shè)備的協(xié)助、或者也可以在有多個(gè)計(jì)算設(shè)備的協(xié)助下來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明能夠由硬件、軟件、固件(firmware)和/或其組合來實(shí)現(xiàn)。然 而，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明利用計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)。這里所描述的 計(jì)算機(jī)程序和設(shè)備只是可以用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的程序和設(shè)備的例子，它們可 以由其它軟件以及計(jì)算設(shè)備來替換而不偏離本發(fā)明的范圍。
與本發(fā)明相一致的計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)10中的或者可由計(jì) 算機(jī)10進(jìn)行訪問的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，用來命令計(jì)算機(jī)10去實(shí)現(xiàn)這里所 述的方法。所述計(jì)算機(jī)程序優(yōu)選包括與可執(zhí)行指令相對(duì)應(yīng)的多個(gè)代碼片段， 用來在計(jì)算機(jī)10以及與計(jì)算機(jī)10相耦合的其它計(jì)算設(shè)備中實(shí)現(xiàn)邏輯功能。 所述計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)在由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置(諸如能夠從指 令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置中獲取指令并執(zhí)行這些指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、含處 理器的系統(tǒng)或其它系統(tǒng))所使用的或與^f目連的任何計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。
本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員會(huì)明白，所述程序可以由可執(zhí)行指令的單一 序列或兩個(gè)或多個(gè)分開的序列來構(gòu)成，并可以存儲(chǔ)在單個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì) 或多個(gè)不同的介質(zhì)上。在本申請(qǐng)中，"計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，，可以是由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝
置所使用的或與^M目連的包含、存儲(chǔ)、交流、傳播或傳送所述程序的任何 工具。所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是但不限于，例如，電學(xué)的、磁學(xué)的、光 學(xué)的、電磁的、紅外的、或半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備、裝置或傳播介質(zhì)。具體說，
所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包括(盡管沒有全部包括)具有一條或多條 導(dǎo)線的電連接、便攜式計(jì)算機(jī)磁盤、隨4踏取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ) 器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM或閃存)、光纖、便攜 式致密光盤(compact disc, CD )或數(shù)字^L頻盤(digital video disc, DVD )。 所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)甚至可以是上面打印著程序的紙張或其它合適的介 質(zhì)，因?yàn)樗龀绦蚰軌蛲ㄟ^例如對(duì)所述紙張或其它介質(zhì)進(jìn)行光學(xué)掃描來獲 取其電子版本，然后需要的話以合適的方式進(jìn)行匯編、解釋、或其它處理， 并被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。
圖6顯示了可以由本發(fā)明的實(shí)施例使用的步驟的流程圖。所述流程圖 中的一些塊可以表示所述計(jì)算機(jī)程序的代碼片段或其它部分。在其它的一 些實(shí)現(xiàn)中，所述各個(gè)塊中所標(biāo)出的功能可以不按圖6所示的順序出現(xiàn)。例 如，圖6中相繼出現(xiàn)的兩個(gè)塊在實(shí)際中可以基本上同時(shí)執(zhí)行，或者根據(jù)所 涉及的功能有時(shí)按相反的順序來執(zhí)行這些塊。
在步驟100中，it^地質(zhì)模型。所^的地質(zhì)模型是一個(gè)包含多個(gè)單 元的三維模型。在各種實(shí)施例中，所述地質(zhì)模型可以表示地下質(zhì)塊 (subterranean volume )。如圖2所示，該地質(zhì)才莫型中的各個(gè)單元在均勻 的三維軸i、 j和k上排列，使得每個(gè)單元表示一個(gè)預(yù)定的質(zhì)塊。每個(gè)單元 優(yōu)選也包括至少一個(gè)單元屬性，該屬性表示其相應(yīng)質(zhì)塊的特征。例如，所 述單元屬性可以包括巖石類型、多孔性、滲透性、水飽和度、及其組合等 等。這種地質(zhì)模型是業(yè)內(nèi)所熟知的，可以利用常規(guī)方法來形成。
本發(fā)明所述的實(shí)施例所采用的地質(zhì)模型可以包括任意數(shù)目的單元。優(yōu) 選的是，所i^v的地質(zhì)^f莫型內(nèi)的各單元位于多個(gè)區(qū)域(zone)中，這些區(qū) 域與該^:莫型所對(duì)應(yīng)的質(zhì)塊的不同特征相對(duì)應(yīng)。在一些實(shí)施例中，所述地質(zhì)
模型內(nèi)的各單元不按多個(gè)區(qū)域來安置，優(yōu)選使用常規(guī)的分區(qū)方法和技術(shù)來
8界定所述區(qū)域。在一些實(shí)施例中，所述地質(zhì)模型至少部分地^皮存儲(chǔ)在與計(jì)算機(jī)10相連的存儲(chǔ)器中，使得在步驟ioo中可以通過訪問所述存儲(chǔ)器并從中獲取數(shù)據(jù)來進(jìn)入所述地質(zhì)模型。所述地質(zhì)模型也可以通過通信網(wǎng)絡(luò)從其它計(jì)算設(shè)備或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中獲得，使得所述地質(zhì)模型不必存放在計(jì)算機(jī)10本機(jī)上或整個(gè)地保存在一個(gè)計(jì)算設(shè)備或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。在步驟102中，對(duì)至少一個(gè)區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)單元產(chǎn)生垂直單元屬性 平均值。優(yōu)選的是，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)沿一般是水平的平面對(duì)所有單元計(jì)算垂 直單元屬性平均值。例如，如圖2所示，基于沿著k軸的平均單元屬性， 在每個(gè)區(qū)域內(nèi)對(duì)每個(gè)i、 j單元計(jì)算垂直單元屬性平均值。因此，對(duì)于位于 3x3區(qū)域內(nèi)i、 j坐標(biāo)為l、 1的單元，垂直單元屬性平均值為V'，尸(Pw，+Pu，2+Pw,3) /3其中，V為垂直單元屬性平均值，而P、y，z為在單元坐標(biāo)x、 y和z處 的單元屬性值。性相對(duì)應(yīng)，所以，與各個(gè)垂直單元屬性平均值相對(duì)應(yīng)的水平面(對(duì)應(yīng)著) 每個(gè)區(qū)域內(nèi)的單元的任何二維面，該二維面垂直于所述區(qū)域的垂直軸。所 產(chǎn)生的垂直單元屬性平均值可以由計(jì)算機(jī)10進(jìn)行存儲(chǔ)，諸如存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī) 可讀介質(zhì)中，供以后訪問。在步驟104中，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)沿著第一軸產(chǎn)生第一垂直平均值趨勢(shì)和 (vertical mean trend sum )。所述第一垂直平均值趨勢(shì)和優(yōu)選為對(duì)應(yīng)著在 所述區(qū)域內(nèi)在步驟102中所計(jì)算出來的垂直單元屬性平均值沿著第一水平 軸的和。例如，所述第一垂直平均值趨勢(shì)和可以表示在每個(gè)區(qū)域內(nèi)對(duì)于所 有i單元位置所求出的所有j單元位置的垂直單元屬性平均值的和。具體 說，如圖3所示，在步驟102中用來產(chǎn)生垂直單元屬性平均值的水平面內(nèi)， 對(duì)每個(gè)j單元位置來計(jì)算所述第一垂直平均值趨勢(shì)和。在步驟106中，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)沿著第二軸產(chǎn)生第二垂直平均值趨勢(shì)和。 所述第二垂直平均值趨勢(shì)和優(yōu)選為對(duì)應(yīng)著在每個(gè)區(qū)域內(nèi)在步驟102中所計(jì)算出來的垂直單元屬性平均值沿著第二水平軸的和。例如，所述第二垂直 平均值趨勢(shì)和可以表示在每個(gè)區(qū)域內(nèi)對(duì)于所有j單元位置所求出的沿著所
有i單元位置的垂直單元屬性平均值的和。具體說，如圖3所示，在步驟 102中用來產(chǎn)生垂直單元屬性平均值的水平面內(nèi)，對(duì)每個(gè)i單元位置來計(jì)算 所述第一垂直平均值趨勢(shì)和。
在步驟108中，將各個(gè)區(qū)域中的各個(gè)單元合并以界定多個(gè)小區(qū) (region)。優(yōu)選的是，利用步驟104和106中所產(chǎn)生的垂直平均值趨勢(shì) 和來至少是初始地形成所述小區(qū)。然而，在一些實(shí)施例中，可以只使用一 個(gè)垂直平均值趨勢(shì)和來形成所述小區(qū)。
在步驟108中所形成的每個(gè)小區(qū)都包括相同的垂直尺寸但是不同的水 平尺寸。例如，在步驟108中所形成的每個(gè)小區(qū)在其k軸方向上可以包括 相同數(shù)目的單元，但在其i和j軸方向上包括不同數(shù)目的單元。在不同的 實(shí)施例中，基于從步驟104和106所產(chǎn)生的垂直平均值趨勢(shì)和計(jì)算出來的 余差(residual)，在步驟108中通過沿著每個(gè)區(qū)域的i和j軸對(duì)其進(jìn)行分 割來形成各個(gè)所述小區(qū)。例如，首先基于第一平均值余差沿i方向?qū)γ總€(gè) 區(qū)域進(jìn)行分割、然后基于第二平均值余差沿j方向?qū)γ總€(gè)區(qū)域進(jìn)行分割來 形成各個(gè)所述小區(qū)。
優(yōu)選的是，使用所述平均值余差(下面將詳細(xì)描述)和用戶所提供的 輸入?yún)?shù)(諸如通過輸入到計(jì)算機(jī)10中的輸入值來提供或者由計(jì)算機(jī)10 自身所確定的值來提供)來形成所述小區(qū)。所述輸入?yún)?shù)可以包括沿i(x)
和j(y)方向可以形成的小區(qū)的最大數(shù)目。所述輸入?yún)?shù)還可以包括i(x)和j(y) 軸上的余差截止值(cutoff)。
一般地說，可以沿著i方向來分割所述區(qū)域以形成多個(gè)小區(qū)，并滿足
N<NX， 以及meanpXeutoff
其中，N為沿i方向的小區(qū)的當(dāng)前數(shù)目，Nx為與沿i方向可以形成的 小區(qū)的最大數(shù)目相對(duì)應(yīng)的輸入?yún)?shù)， mean，為第一平均值余差，而Xcutoff 為沿i(x)軸的余差截止值。
類似地，可以沿著j方向來分割所述區(qū)域以形成多個(gè)小區(qū)，并滿足
10N<Ny， 以及mean2>Ycutoff
其中，N為沿j方向的小區(qū)的當(dāng)前數(shù)目，Ny為與沿j方向可以形成的 小區(qū)的最大數(shù)目相對(duì)應(yīng)的輸入?yún)?shù)，mean2為第二平均值余差，而Ycut。ff 為沿j(y)軸的余差截止值。
利用在步驟104中所產(chǎn)生的第一垂直平均值趨勢(shì)和來形成所述第一平 均值余差。具體說，通過對(duì)每個(gè)區(qū)域中的所有第一垂直平均值趨勢(shì)和求平 均并確定每個(gè)區(qū)域中的各個(gè)第一垂直平均值趨勢(shì)和與所述計(jì)算出的平均值 之間的差來形成所述第一平均值余差。在如上所述沿i軸分割所述區(qū)域時(shí) 要盡量減小所述第 一平均值余差，諸如通過只在所計(jì)算出的平均值余差大 于相應(yīng)的余差截止值參數(shù)時(shí)才沿i軸分割所述區(qū)域。
所述第二平均值余差以基本上類似的方式來形成，不同之處在于，利 用在步驟106中所產(chǎn)生的第二垂直平均值趨勢(shì)和來形成所述第二平均值余 差。因此，在如上所述沿j軸分割所述區(qū)域時(shí)要盡量減小所述第二平均值 余差，諸如通過只在所計(jì)算出的平均值余差大于相應(yīng)的佘差截止值參數(shù)時(shí) 才沿j軸分割所述區(qū)域。
參考圖4 (a)到(i),如上所述利用第一和第二平均值余差所確定的 小區(qū)還可以基于每個(gè)小區(qū)的相鄰接頭(connector)以及小區(qū)之間的距離來 進(jìn)行進(jìn)一步合并。當(dāng)一個(gè)小區(qū)與另一個(gè)小區(qū)具有公共邊界時(shí)，該小區(qū)就和 所述另一個(gè)小區(qū)相鄰。如下面所述，兩個(gè)小區(qū)之間的距離被定義為這兩個(gè) 小區(qū)之間的屬性差異的絕對(duì)值。
圖4 (a)顯示了粗網(wǎng)格的一個(gè)例子，該粗網(wǎng)格包括9個(gè)小區(qū)，這些小 區(qū)是通過如上所述使用第一和第二平均值余差來分割區(qū)域而產(chǎn)生的。開始 時(shí)為所述粗網(wǎng)格內(nèi)的每個(gè)小區(qū)分配一個(gè)標(biāo)識(shí)符。在圖4(a)的例子中，小 區(qū)0和1相鄰，如同小區(qū)1和5相鄰一樣，但小區(qū)0和5不相鄰。
優(yōu)選對(duì)所述粗網(wǎng)格中的不同小區(qū)來計(jì)算距離，以便于進(jìn)一步對(duì)這些小 區(qū)進(jìn)行合并。所述距離可以定義為
dist(I， J)叫P廣PjI
其中，I為第一小區(qū)，J為第二小區(qū)，P,為所述第一小區(qū)所包含的那些單元屬性值的平均值，Pj為所述第二小區(qū)所包含的那些單元屬性值的平均 值。
利用所計(jì)算出來的距離，通過將小區(qū)標(biāo)識(shí)符分配^個(gè)小區(qū)，可以將 每個(gè)區(qū)域內(nèi)的小區(qū)進(jìn)一步合并成更大的小區(qū)。每個(gè)小區(qū)標(biāo)識(shí)符可以對(duì)應(yīng)著 任何數(shù)目的小區(qū)。例如，第一標(biāo)識(shí)符可以表示兩個(gè)或多個(gè)構(gòu)成所述粗網(wǎng)格 的具體小區(qū)。
在圖4 (b)到4 (i)的示范性過程中顯示了將小區(qū)標(biāo)識(shí)符分配給多個(gè) 小區(qū)。例如，所示第一小區(qū)標(biāo)識(shí)符表示小區(qū)7、 3和6，所示第二小區(qū)標(biāo)識(shí) 符表示小區(qū)0和2，所示笫三小區(qū)標(biāo)識(shí)符表示小區(qū)4、 8、和l，而所述第 四小區(qū)標(biāo)識(shí)符表示小區(qū)5。
為了確定小區(qū)標(biāo)識(shí)符是否應(yīng)該被分配給某個(gè)具體小區(qū)，優(yōu)選將相鄰小 區(qū)之間的距離(如上面所定義的)與小區(qū)截止值進(jìn)行比較。所述小區(qū)截止 值優(yōu)選是用戶或計(jì)算機(jī)10所提供的輸入?yún)?shù)之一，也可以從其它渠道獲 得，諸如輸入?yún)?shù)的組合，或靜態(tài)預(yù)定義值。
如果兩個(gè)相鄰小區(qū)之間的距離小于或等于所述小區(qū)截止值，那么這兩 個(gè)相鄰小區(qū)就凈皮分配同一個(gè)小區(qū)標(biāo)識(shí)符。如果兩個(gè)相鄰小區(qū)之間的距離大 于所述小區(qū)截止值，那么這兩個(gè)相鄰小區(qū)就被分配不同的小區(qū)標(biāo)識(shí)符。優(yōu) 選的是從所述網(wǎng)格的一個(gè)角落開始進(jìn)行距離比較，并朝著其它角落推進(jìn)。
參考圖4 (b)到4 (i)的示范性過程，如圖4 (b)所示，首先比較 相鄰小區(qū)7和3以及7和4之間的距離。假設(shè)距離dist(7， 4)大于所述小區(qū) 截止值，那么小區(qū)7和4就被分配不同的小區(qū)標(biāo)識(shí)符，如圖4(d)所示。
也是如圖4(d)所示，所述小區(qū)指示符優(yōu)選不僅由相鄰小區(qū)之間的距 離來決定，而且也由與所述相鄰小區(qū)相鄰的小區(qū)來決定。例如，如果當(dāng)前 小區(qū)為小區(qū)0,那么小區(qū)標(biāo)識(shí)符就由塊0和塊1之間的距離以及塊1和塊8 之間的距離這兩者來決定。
具體說，如果dist(O， 1) < dist(l， 8)并且dist(O， 1) <小區(qū)截止值，那么， 小區(qū)0和1就被分配同一小區(qū)標(biāo)識(shí)符。如果dist(O， l)>dist(l， 8)并且dist(l, 8)<小區(qū)截止值，那么，小區(qū)8和1就被分配同一*J、區(qū)標(biāo)識(shí)符。如果上述
12兩條都不滿足，那么，就為塊l分配新的小區(qū)標(biāo)識(shí)符。
如果某個(gè)小區(qū)的上面沒有相鄰小區(qū)，諸如圖4 (b)到4 (i)的例子中 的小區(qū)2，那么小區(qū)標(biāo)識(shí)符的分配由鄰近的下面的小區(qū)之間的距離(諸如， 小區(qū)0和2、 2和5、以及5和1之間的距離)來決定。具體說，如果
dist(l，2)《小區(qū)截止值，
dist(l，5)《小區(qū)截止值，以及
dist(2， 5)<小區(qū)截止值，
那么，小區(qū)2和1被分配同一標(biāo)識(shí)符。如果dist(O， 2)小于或等于所述 小區(qū)截止值，那么小區(qū)0和2就被分配同一標(biāo)識(shí)符。如果上述兩者均非真， 那么，就為小區(qū)2分配新的小區(qū)標(biāo)識(shí)符。
如果某個(gè)小區(qū)在其右邊沒有相鄰小區(qū)，諸如圖4 (b)到4 (i)的例子 中的小區(qū)1，那么，小區(qū)標(biāo)識(shí)符的分配由該小區(qū)和其上面的鄰區(qū)之間的距 離來決定。例如，如果dist(l， 5)小于等于所述小區(qū)截止值，那么，小區(qū)l 和5就#皮分配同樣的標(biāo)識(shí)符。否則，為小區(qū)5分配新的標(biāo)識(shí)符。
上述方法優(yōu)選對(duì)所述粗網(wǎng)格中的所有小區(qū)都執(zhí)行，使得每個(gè)區(qū)域內(nèi)的 所有小區(qū)都被分配一個(gè)標(biāo)識(shí)符。優(yōu)選的是，標(biāo)識(shí)符的數(shù)目小于每個(gè)區(qū)域內(nèi) 的小區(qū)的數(shù)目，以便進(jìn)一步減小模型的復(fù)雜度以及所需要的計(jì)算量。然而， 如上所述利用小區(qū)標(biāo)識(shí)符進(jìn)行的小區(qū)合并不一定在所有的實(shí)施例中都進(jìn) 行，因?yàn)?，可以只利用上述的第一?或第二垂直平均值趨勢(shì)和來形成各個(gè) 小區(qū)并對(duì)其進(jìn)行合并。此外，在一些實(shí)施例中，步驟108可以獨(dú)立于步驟 102-106來進(jìn)行，諸如在基于具體單元之間的距離來將這些單元合并的情形 中。
在步驟108中所形成和/或所合并的小區(qū)優(yōu)選是在i、 j和k方向上至少 包含一個(gè)單元的三維空間。然而，在一些實(shí)施例中，所形成的小區(qū)也可以 是二維面積。
在步驟110中，計(jì)算水平單元屬性平均值。優(yōu)選的是對(duì)每個(gè)區(qū)域內(nèi)的 每個(gè)小區(qū)中的每層來計(jì)算所述水平單元屬性平均值。在小區(qū)如上所述被分 配了小區(qū)標(biāo)識(shí)符的實(shí)施例中，優(yōu)選的是對(duì)每個(gè)層來計(jì)算所述水平單元屬性平均值，其中，合并的小區(qū)對(duì)應(yīng)著每個(gè)標(biāo)識(shí)符。
計(jì)算了水平單元屬性平均值的那些層優(yōu)選對(duì)應(yīng)著小區(qū)和/或小區(qū)合并
組的二維水平薄片。因此，小區(qū)或小區(qū)合并組內(nèi)的每個(gè)層可以對(duì)應(yīng)著對(duì)于 給定k值的沿著i和j軸的各單元。對(duì)于每個(gè)層，根據(jù)與每個(gè)層內(nèi)的單元 相對(duì)應(yīng)的單元屬性的平均來計(jì)算水平單元屬性平均值。
在步驟112中，計(jì)算水平單元屬性方差。優(yōu)選的是對(duì)于每個(gè)區(qū)域內(nèi)的 所有小區(qū)或小區(qū)合并組來計(jì)算所述水平單元屬性方差。所述水平單元屬性 方差一般對(duì)應(yīng)著在步驟110中所計(jì)算出來的每個(gè)小區(qū)或小區(qū)合并組的水平 單元屬性平均值的方差。具體說，通過對(duì)每個(gè)小區(qū)或小區(qū)合并組內(nèi)的所有 水平單元屬性平均值求平均并確定各個(gè)水平單元屬性平均值與所述計(jì)算出
來的平均之間的差，可以對(duì)每個(gè)小區(qū)或小區(qū)合并組來計(jì)算所述水平單元屬 性方差。
在步驟114中，利用步驟112中所計(jì)算出來的水平單元屬性方差來形 成單元塊。優(yōu)選的是，在步驟114中，對(duì)在步驟108中所定義的小區(qū)或小 區(qū)合并組進(jìn)行分割以便形成單元塊。因此，每個(gè)單元塊可以包含一個(gè)或多 個(gè)小區(qū)(包括三維或二維單元空間)的任何部分。
優(yōu)選利用所述水平單元屬性方差來形成單元塊，使得可以基于小區(qū)或 小區(qū)合并組的相應(yīng)的水平單元屬性方差來對(duì)其進(jìn)行分割。具體說，搜尋小 區(qū)或小區(qū)合并組以識(shí)別具有最大水平單元屬性方差的小區(qū)或小區(qū)合并組。
如果所述最大水平單元屬性方差小于垂直余差截止值，那么進(jìn)一步的 單元塊形成以及層間合并(uplayering)就不需要進(jìn)行了。所述垂直余差 截止值優(yōu)選是用戶或計(jì)算機(jī)10所提供的輸入?yún)?shù)之一，但它也可以由計(jì)算 機(jī)10推導(dǎo)出來，或?qū)?yīng)著靜態(tài)預(yù)定義值。如果所述最大水平單元屬性方差 大于垂直余差截止值，那么，與所述最大水平單元屬性方差相對(duì)應(yīng)的小區(qū) 或小區(qū)合并組就被分割成上單元塊和下單元塊，以盡量減小所產(chǎn)生的水平 單元屬性方差。在對(duì)具有最大水平單元屬性方差的小區(qū)或小區(qū)合并組進(jìn)行 分割之后，重復(fù)步驟110和ll2，以更新水平單元屬性平均值以及水平單 元屬性方差。此外，通過對(duì)具有最大水平單元屬性方差的小區(qū)或小區(qū)合并
14組進(jìn)行分割而產(chǎn)生的單元塊被分配單元塊識(shí)別符。如果小區(qū)或小區(qū)合并組 沒有^皮分割，那么，可以為其分配一個(gè)與其小區(qū)識(shí)別符相對(duì)應(yīng)的單元塊識(shí) 別符，使得特定單元塊可以與特定小區(qū)或小區(qū)合并組具有同樣的單元配置。
對(duì)每個(gè)區(qū)域重復(fù)步驟114，直到所述最大水平單元屬性方差小于所述 垂直余差截止值，或者直到超出了單元塊的最大數(shù)目。用戶所提供的或者 計(jì)算機(jī)10所推導(dǎo)出的輸入?yún)?shù)可以包括單元塊限定值，使得一旦達(dá)到了所 述單元塊限定值就停止步驟114中的層間合并過程。
在一些實(shí)施例中，可以基于一個(gè)或多個(gè)單元屬性使用加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)來形成 單元塊，以利于單元塊的形成。在不同的實(shí)施例中，所述加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)可以對(duì) 應(yīng)著儲(chǔ)藏區(qū)屬性，諸如滲透性、7K飽和度、多孑M"生、各個(gè)相(fades)等。 所述加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)可以是乘積、比例、對(duì)數(shù)、冪、指數(shù)、或任何數(shù)學(xué)函數(shù)、及 其組合等。所述加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)可以包含在一個(gè)可由計(jì)算機(jī)10所使用的加權(quán)文件 中，或者可以由用戶手動(dòng)提供。
所述加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)可以包括數(shù)學(xué)函數(shù)1ogn)(Kx)和/或log1()(Kx*(l-SWAT))， 其中Kx為x方向的滲透率，SWAT為水飽和度。^吏用后一個(gè)加斥又標(biāo)準(zhǔn)函 數(shù)，與使用logn)(Kx)加權(quán)函數(shù)相比，增加了在所述粗化地質(zhì)模型的蓄水層 部分中的層堆積單元塊(layer lumping cell block)尺寸，同時(shí)更加強(qiáng)調(diào)了 水飽和度小于單位值的儲(chǔ)藏區(qū)地質(zhì)模型的3D體積中的異質(zhì)性 (heterogeneity)和連通小生(connectivity)的4呆存，從而減小了在這些體 積中的單元塊尺寸。除了對(duì)細(xì)化地質(zhì)才莫型(fine scale geomodel)的整個(gè)層 堆積使用一個(gè)函數(shù)形式外，這種類型的參數(shù)加權(quán)還能夠擴(kuò)展到在細(xì)化地質(zhì) 模型中的不同儲(chǔ)藏區(qū)域中使用不同的加權(quán)函數(shù)形式。此外，在一些實(shí)施例 中，其它步驟可以使用參數(shù)加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)，諸如由步驟108所提供的合并。
對(duì)步驟100到114的執(zhí)行能使多個(gè)地質(zhì)模型區(qū)域中的單元被非均勻地 合并，以便于進(jìn)行精確的計(jì)算機(jī)仿真。例如，如果希望將6x3x6的細(xì)化模 型合并成3個(gè)粗化層，如圖5中的例子所示，那么，在例2和例3中所示 的通過均勻的層間合并所產(chǎn)生的均勻的粗化格子或許不能精確地反映所述 細(xì)化模型。相反，通過進(jìn)行如例4所示的分區(qū)并由步驟100-114進(jìn)行非均
15勻?qū)娱g合并而產(chǎn)生的圖5中的例5，能使層間合并了的(三層)模型更精 確地反映原始細(xì)化模型的特征。
此外，與均勻的層間合并相比較，本發(fā)明的實(shí)施例所提供的合并降低 了來自層間合并了的/粗化的地質(zhì)模型中的所有粗化單元的總的平均垂直 與平均水平滲透率之比的退化，并使粗化了的單元塊與原始單元之間的對(duì) 比更多地保存下來。
通過步驟100到114而形成的層間合并了的地質(zhì)模型可以用來進(jìn)行計(jì) 算機(jī)仿真，以確定與所述地質(zhì)模型相對(duì)應(yīng)的質(zhì)塊的特征。例如，在所述地 質(zhì)模型對(duì)應(yīng)著地下質(zhì)塊的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)10可以利用所形成的單元塊來 進(jìn)行流仿真(flow simulation )，以確定碳?xì)浠衔镔Y源的屬性、位置或移 動(dòng)。
以上描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所聲明的新的并希望得到專利證 (Letters Patent) 4呆護(hù)的內(nèi)容包括以下內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種粗化三維模型的方法，所述模型包括處于多個(gè)區(qū)域之內(nèi)的多個(gè)單元，所述方法包括(a)對(duì)至少一個(gè)區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)單元計(jì)算垂直單元屬性平均值；(b)利用所述垂直單元屬性平均值對(duì)所述區(qū)域中的至少一個(gè)區(qū)域產(chǎn)生至少一個(gè)垂直平均值趨勢(shì)和；(c)利用所述垂直平均值趨勢(shì)和來合并單元以界定多個(gè)單元小區(qū)；(d)對(duì)各所述單元小區(qū)中的至少一個(gè)單元小區(qū)計(jì)算水平單元屬性方差；以及(e)利用所述水平單元屬性方差形成多個(gè)單元塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，(b)包括 在每個(gè)區(qū)域內(nèi)沿著第一軸產(chǎn)生第一垂直平均值趨勢(shì)和；以及 在每個(gè)區(qū)域內(nèi)沿著第二軸產(chǎn)生第二垂直平均值趨勢(shì)和。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在(c)中界定的每個(gè)單元小 區(qū)都包括多個(gè)單元層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括(f) 對(duì)至少一個(gè)小區(qū)內(nèi)的至少一個(gè)層計(jì)算水平單元屬性平均值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，(d)包括利用所述水平單元 屬性平均值來計(jì)算所述水平單元屬性方差。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述單元屬性從巖石類型、多 孔性、滲透性、水飽和性、及其組合所構(gòu)成的組中選擇。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，還包括(g) 利用所形成的單元塊進(jìn)行流仿真。
8. —種粗化三維模型的方法，所述模型包括處于多個(gè)區(qū)域之內(nèi)的多個(gè) 單元，所述方法包括(a )對(duì)于每個(gè)區(qū)域內(nèi)的總體上是水平的平面內(nèi)的每個(gè)單元計(jì)算垂直單 元屬性平均值；(b) 在每個(gè)區(qū)域內(nèi)沿著第一軸產(chǎn)生第一垂直平均值趨勢(shì)和；(c) 在每個(gè)區(qū)域內(nèi)沿著第二軸產(chǎn)生第二垂直平均值趨勢(shì)和；(d) 根據(jù)所述垂直平均值趨勢(shì)和在每個(gè)區(qū)域內(nèi)合并單元，以界定多個(gè) 單元小區(qū)，每個(gè)單元小區(qū)具有多個(gè)單元層；(e) 在每個(gè)區(qū)域內(nèi)對(duì)每個(gè)層計(jì)算水平單元屬性平均值；(f) 利用所述水平單元屬性平均值對(duì)所有區(qū)域內(nèi)的所有小區(qū)計(jì)算水平 單元屬性方差；以及(g) 利用所計(jì)算出來的方差形成多個(gè)單元塊。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述單元屬性從巖石類型、多 孔性、滲透性、水飽和性、及其組合所構(gòu)成的組中選擇。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括(h) 利用所形成的單元塊進(jìn)行流仿真。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中(g)包括 利用所計(jì)算出來的方差的最大余差來形成所述多個(gè)單元塊。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中(d)包括通過利用所述第 一和第二垂直平均值趨勢(shì)的平均值余差沿所述第 一和 第二軸分割所述區(qū)域來合并單元。
13. —種用于粗化三維模型的計(jì)算機(jī)程序，其中所述模型包括處于多 個(gè)區(qū)域之內(nèi)的多個(gè)單元，所迷計(jì)算機(jī)程序被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上用于 操作計(jì)算設(shè)備，該計(jì)算機(jī)程序包括用來對(duì)至少一個(gè)區(qū)域內(nèi)的至少一個(gè)單元計(jì)算垂直單元屬性平均值的代碼片段；用來利用所述垂直單元屬性平均值對(duì)所述區(qū)域中的至少一個(gè)區(qū)域產(chǎn)生 至少一個(gè)垂直平均值趨勢(shì)和的代碼片段；用來利用所述垂直平均值趨勢(shì)和來合并單元以界定多個(gè)單元小區(qū)的代 碼片段；用來對(duì)所述單元小區(qū)中的至少一個(gè)單元小區(qū)計(jì)算水平單元屬性方差的 代碼片段；以及用來利用所述水平單元屬性方差形成多個(gè)單元塊的代碼片段。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序，還包括 用來在每個(gè)區(qū)域內(nèi)沿著第一軸產(chǎn)生第一垂直平均值趨勢(shì)和的代碼片段；以及用來在每個(gè)區(qū)域內(nèi)沿著第二軸產(chǎn)生第二垂直平均值趨勢(shì)和的代碼片段；
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序，其中，所述定義的每個(gè)單元 小區(qū)都包括多個(gè)單元層。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序，還包括用來對(duì)至少一個(gè)小區(qū) 內(nèi)的至少一個(gè)層計(jì)算水平單元屬性平均值的代碼片段。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)程序，其中，利用所述水平單元屬 性平均值來計(jì)算所述水平單元屬性方差。
18. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序，其中，所述單元屬性從巖石 類型、多孔性、滲透性、水飽和性、及其組合所構(gòu)成的組中選擇。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序，還包括用來利用所形成的單 元塊來進(jìn)行流仿真的代碼片段。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序，還包括用來訪問加權(quán)文件的 代碼片段，其中所述加權(quán)文件包括與所述單元屬性相對(duì)應(yīng)的加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)，利 用所述水平單元屬性方差和所述加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)來形成所述單元塊。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種用于地質(zhì)模型的層間合并的方法和設(shè)備。所述方法可以包括對(duì)三維地質(zhì)模型內(nèi)的單元計(jì)算一個(gè)或多個(gè)垂直單元屬性平均值、利用所述垂直單元屬性平均值來產(chǎn)生至少一個(gè)垂直平均值趨勢(shì)和、利用至少一個(gè)所述垂直平均值趨勢(shì)和來合并單元以定義多個(gè)單元小區(qū)、對(duì)至少一個(gè)所述單元小區(qū)計(jì)算至少一個(gè)水平單元屬性方差、以及利用一個(gè)或多個(gè)所述水平單元屬性方差來形成多個(gè)單元塊。
文檔編號(hào)G06G7/48GK101563697SQ200780044646
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2007年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
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