Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

• Введение
• 1. Зоны, мульти-зоны, подзоны
• 2. Трехмерные ячеистые сетки
• 3. Структурированные трехмерные геологические сетки.
• 4. Поворот сетки
• 5. Горизонтальное разрешение сетки
• 6. Разбивка сетки на слои
• 7. Пропорциональная разбивка
• 8. Параллельная разбивка
• 9. Встраивание разломов
• 10. Неструктурированные типы трехмерных геологических сеток
• 11. Методика построения неструктурированных PEBI-сеток
• Заключение
• Список используемой литературы


Введение

В данной курсовой работе будут рассмотрены способы построения цифровых структурных моделей и трёхмерных сеток, а именно:

- что такое трёхмерная сетка и как она строится и её процесс создания;

- какие типы глобальных трёхмерных сеток существует;

- что такое структурированные трехмерные геологические сети;

- почему возникает необходимость в повороте сетки и как она осуществляется;

- почему так важно выбрать правильное горизонтальное разрешение сетки;

- какие существуют два основных типа вертикального строения сеток;

- параллельная разбивка и примеры геологических сеток;

- встраивание разломов в трёхмерную сетку, общий алгоритм;

- неструктурированные типы сеток, наиболее распространённые из них;

- сетки Вороного (Voronoi grid) или PErpendicular Bisector;

- методика построения сеток Вороного;

- классификация методика построения сеток Вороного;

- классификация 3D сеток.

Все данные и заключения были взяты из методическое пособие Закревского К.Е «Геологическое 3D моделирование».



1. Зоны, мульти-зоны, подзоны

Трехмерная сетка строится внутри так называемой «зоны». Зона представляет собой объем между двумя или несколькими горизонтами, расположенными один под другим. Для точного воспроизведения геологического строения и объемов моделируемых объектов весь объем, ограниченный зоной, делится на мелкие ячейки. Совокупность этих ячеек и есть трехмерная геологическая сетка.

Для создания зоны необходимо как минимум два горизонта. Такая зона называется единой. Но на практике зона создается чаще всего из последовательности нескольких горизонтов. В этом случае она представляет собой последовательность нескольких подзон и называется мульти-зоной (рис. 1.1). Для создания мульти-зоны необходимо иметь не только самую верхнюю и самую нижнюю поверхности, но также и все промежуточные поверхности, определяющие границы между подзонами внутри единой зоны.

Рисунок 1.1 - Типы зон и пример создания двух зон в пределах одной модели

Модель может содержать любое количество зон. Необходимость использования нескольких зон возникает в том случае, когда моделируемый интервал характеризуется существенной толщиной. В этом случае, при создании трехмерной сетки в единой зоне, она может содержать десятки миллионов ячеек, что существенно снизит эффективность работы за счет медленной визуализации и длительных пробных расчетов.

Выход из этой ситуации заключается в создании нескольких зон, каждая из которых будет включать в себя определенную часть моделируемого

интервала. Как вариант, в качестве отдельных зон можно взять разные стратиграфические подразделения. Например, юрская система будет представлять собой одну зону, а меловая -- другую. В этом случае моделирование будет осуществляться раздельно для каждой зоны.

Каждая из этих зон делится на подзоны в соответствии с продуктивными пластами. На рис. 1.1 показан пример месторождения, где весь моделируемый интервал (юра + мел) был разбит на две зоны. Зона 1 ограничена кровлей и подошвой мела, а зона 2, соответственно, кровлей и подошвой юры. Каждая зона содержит по 4 подзоны, причем из этих четырех подзон две являются продуктивными пластами, а две другие -- покрышками.

2. Трехмерные ячеистые сетки

Процесс создания трехмерной геологической сетки заключается в разбиении объема, заключенного внутри зоны, на мелкие ячейки в соответствии с заданными правилами, определяемыми непосредственно геологом, проводящим моделирование.

Ячейки, получающиеся при разбиении объема, могут иметь разнообразную форму, причем различные типы сеток имеют различные ограничения по форме ячеек.

Существует два глобальных типа трехмерных сеток: структурированные сетки и неструктурированные. Ячейки структурированных сеток всегда представляют собой шестигранники (т. е. имеют 8 вершин). Ячейки неструктурированных сеток теоретически не имеют ограничений по форме ячейки.

3. Структурированные трехмерные геологические сетки

Правила разбиения объема на ячейки необходимо задавать как по латерали («нарезка» ячеек на «столбцы» и «ряды»), так и по вертикали («нарезка» ячеек на слои). Эти правила определяют границы между гранями всех ячеек внутри трехмерной геологической сетки (рис. 3.1). Также этими правилами задается горизонтальное и вертикальное разрешение трехмерной сетки, о чем рассказывается ниже.

Горизонтальное разрешение структурированной трехмерной сетки определяется длиной и шириной горизонтальной проекции ячеек (для обозначения этого расстояния также часто используется термин «инкремент»).

Если модель не содержит разломов, то ячейки регулярной структурированной сетки имеют одинаковую длину и одинаковую ширину (по горизонтали), как изображено на рис. 3.1

Рисунок 3.1 - Пример структурированной трехмерной сетки

Однако, если в модели присутствуют разломы, то для корректного их встраивания требуется изменять геометрию приразломных ячеек, «притягивая» их вершины к разломам как по горизонтали, так и по вертикали. Подобная трехмерная сетка содержит нерегулярные ячейки, характеризующиеся разными инкрементами, и требует гораздо более сложного описания, нежели сетка, содержащая только регулярные ячейки.

Также подобная нерегулярная геометрия используется при создании гидродинамических сеток, когда существует необходимость создать ячейки разной площади в разных частях модели (например, более крупные по площади ячейки в законтурной области, или более мелкие вокруг скважин).

Таким образом, существует два типа геометрии структурированных трехмерных сеток, обусловленные необходимостью использовать или не использовать нерегулярное горизонтальное разрешение сетки:

* регулярная геометрия -- предназначена для трехмерных сеток с регулярным горизонтальным разрешением.

* геометрия типа «угловой точки» -- предназначена для сеток с нерегулярным горизонтальным разрешением.

Основное их различие заключается в том, что при описании сетки регулярной геометрии используется только Z-координата вершин всех ячеек. Координаты X и Y в описании сетки напрямую не используются. При необходимости они легко рассчитываются сложением начала координат сетки с инкрементом ячеек (по X или Y соответственно), помноженным на номер искомой ячейки. Инкремент ячеек при регулярной геометрии, как мы помним, является константой.

Это можно представить формулой

К_n = К₀ + n*dК где

К_n -- координата вершины n-й ячейки;

К₀ -- координата начальной точки сетки;

dК -- инкремент ячеек по Х или по Y.

При геометрии типа «угловой точки» («corner point») положение каждой ячейки в пространстве описывается всеми тремя координатами всех ее восьми вершин. Однако, учитывая, что все ячейки в сетке (кроме крайних) имеют смежные грани, то реально для описания геометрии каждой ячейки используется не 8 точек, а 4 точки. Ниже приведено несколько важных свойств каждого типа геометрии.

Регулярная геометрия:

* упрощенное описание (так как все ячейки имеют одинаковую длину и ширину),

* быстрый расчет геометрии,

* все ячейки обязательно должны иметь одинаковую длину и ширину,

* ребра всех ячеек всегда строго вертикальны,

* невозможно встроить разломы (так как это искажает длину и ширину ячеек).

Существует также упрощенный тип регулярной геометрии -- так называемая «блочно-центрированная» сетка, для которой существует дополнительное условие, помимо перечисленных выше: у этой сетки верхняя и нижняя грани должны быть строго горизонтальны. Иначе этот тип геометрии называется декартовым (картезианским).

Геометрия типа «угловой точки»:

* более сложное описание (т. к. ячейки имеют разную длину и ширину),

* все ячейки могут иметь произвольную длину и ширину,

* ребра ячеек могут быть наклонными,

* можно встраивать разломы,

* можно создавать различное горизонтальное разрешение в разных частях сетки,

* можно встраивать локальные измельчения, в том числе и вокруг скважин.

Графический пример описанных выше типов геометрии сеток показан на рисунке 3.2.



Рисунок 3.2 - Типы геометрии структурированных 3Д сеток (по G.Adamson, M.Crick, B.Gane, O.Gurpinar, J.Hardiman, D.Ponting, 1996)

4. Поворот сетки

Часто возникает необходимость повернуть всю трехмерную сетку на определенный угол. На это может быть несколько причин. Первая причина. Залежь моделируемого месторождения представляет собой сильно вытянутый по одной оси вал или риф и географически ориентирована в северо-восточном или северо-западном направлении. В этом случае сетку бывает полезно повернуть на определенный угол так, чтобы столбцы и ряды ячеек были ориентированы вдоль оси моделируемого месторождения. Это необходимо для минимизации количества ячеек, лежащих внутри контура, при том, что горизонтальное разрешение сетки остается прежним.

Вторая причина, по которой может возникнуть необходимость повернуть сетку -- расположение рядов нагнетательных и добывающих скважин. Если расположить столбцы и ряды сетки вдоль рядов скважин, то при вычислении линий тока (да и вообще при гидродинамическом моделировании) жидкость будет перемещаться напрямую от нагнетательных скважин к добывающим. В обратном случае время тока жидкости и ее путь увеличится за счет того, что прямого пути между рядами скважин уже не будет.

Рисунок 4.1 - Поворот геологической сетки

Еще одной причиной может служить ориентировка разломов. Часто ориентировка разломов определяется региональной тектоникой, и в этом случае все основные разломные нарушения ориентированы параллельно. В этой ситуации также имеет смысл повернуть сетку вдоль этих разломов, чтобы добиться гладкого встраивания разломов без искажения прилегающих к ним ячеек.

Описанные выше ситуации проиллюстрированы на рис. 4.1. Заметим, что аналогичные преобразования сетки применяются и при геологическом моделировании рудных тел.

При повороте сетки на определенный угол для нее создается локальная система координат (рис.4.1). В этой системе координат оси X и Y также повернуты на заданный угол. При создании сетки заданный инкремент ячеек отсчитывается от локальных осей Х и Y.

5. Горизонтальное разрешение сетки

Существенно, важный момент -- правильный выбор горизонтального разрешения сетки, то есть определение значений инкрементов по X и Y. Обычно инкремент стараются выбрать такой, чтобы между скважинами было не менее двух-трех ячеек. Например, если расстояния между скважинами порядка 300 метров, то рекомендуется строить сетку из ячеек не крупнее, чем 100 х 100 метров. Сетки, в которых несколько скважин (обычно две) попали в одну и ту же ячейку, либо в соседние ячейки, использовать нельзя. В таких случаях необходимо использовать более мелкие ячейки. Однако часто использовать более мелкие ячейки невозможно. Обычно это обусловлено двумя причинами -- либо в силу ограниченных ресурсов компьютера, либо если попавшие в одну ячейку скважины находятся так близко, что использовать настолько мелкие ячейки не имеет смысла.

В подобной ситуации рекомендуется оставить для моделирования только одну скважину. Обычно выбирается та скважина, которая работает на этот пласт, а транзитная убирается.

Рассмотрим пример. Допустим, задан инкремент сетки 50 х 50 метров. При этом модель имеет площадь 6000 х 7050 м. Следовательно, при заданном инкременте она разбивается на 6000/50 = 120 столбцов и 7050/50 = 141 ряд. Допустим, что гидродинамическая сетка предполагается быть в 2 раза грубее геологической (количество и столбцов, и рядов будет в 2 раза меньше). Очевидно, что такая гидродинамическая сетка должна будет состоять из 60 столбцов (120/2) и 70.5 ряда (141/2). Но количество ячеек (в отличие от значения инкремента) не может быть дробным числом, поэтому придется взять либо 70, либо 71 ряд. Это как раз и приводит к тому, что границы рядов ячеек в геологической и гидродинамической сетке не совпадают (рис. 5.1).



Рисунок 5.1 - Пример геологической и гидродинамической сеток
с несовпадающими границами ячеек. Фиолетовыми пунктирными линиями показаны границы ячеек геологической (6 столбцов х 9 рядов),а розовыми сплошными - гидродинамической (3 столбца х 4 ряда).Границы столбцов совпадают, т.к. 9 не кратно 4. Следовательно, некоторые геологические ячейки попадают сразу в две гидродинамические. При ремасштабировании параметров это может дать некоторую погрешность.

Подобной проблемы можно избежать, если заранее предусмотреть соотношение ячеек между геологической и будущей гидродинамической сеткой. На самом деле, выхода из этой ситуации два:

* уменьшить / увеличить количество ячеек геологической сетки таким образом, чтобы оно делилось нацело на заданный коэффициент. В описанном примере этот коэффициент равен 2. То есть, в данном случае количество столбцов можно оставить равным 120, а количество рядов изменить либо на 140, либо на 142. Однако, при этом инкремент в соответствующем направлении буден несколько отличаться от 50 (т. к. 7050/140 = 50.36 м.). Впрочем, это не играет практически никакой роли, т. к. незначительное отклонение формы ячейки от квадрата вполне допустимо,

* увеличить / уменьшить длину или ширину сетки настолько, чтобы при заданном инкременте получалось кратное число ячеек. В приведенном примере можно будет построить сетку не на площади 6000 х 7050 м, а 6000 х 7000 м, либо 6000 х 7100 м. Это позволит получить кратное количество рядов. При использовании этого варианта желательно уменьшать площадь, так как при увеличении происходит экстраполяция за границы модели, что может привести к нежелательным эффектам и формам ячеек.

трехмерный ячеистый сетка геологический

6. Разбивка сетки на слои

После определения горизонтального разрешения трехмерной сетки необходимо разбить сетку на слои. При этом следует различать такие два понятия, как характер вертикального строения (то, каким способом сетка разбивается на слои) и вертикальное разрешение сетки (собственно, размеры этих слоев).

7. Пропорциональная разбивка

Существует два основных типа вертикального строения сеток. При данном типе разбивки (рис. 7.1) вся толща, ограниченная зоной, делится на одинаковое заданное равное количество слоев, вне зависимости от общей толщины зоны.

Рисунок 7.1 - Возможности пропорциональной нарезки слоев

Таким образом, при пропорциональной разбивке любая область толщи содержит заданное количество слоев, однако толщина каждого слоя в разных частях толщи может меняться.

8. Параллельная разбивка.

При параллельной разбивке (рис. 8.1) вся толща зоны разделяется на слои заданной толщины. При этом количество слоев варьируется в зависимости от общей толщины зоны в разных ее частях. Данный тип разбивки должен быть параллелен либо кровле, либо подошве зоны, либо какой-нибудь не связанной с зоной поверхности. В последнем случае разбивку обычно называют «параллельно стратиграфии».

На рис. 8.2 представлены два примера сложных трехмерных геологических сеток, использованных в реальных моделях месторождений.

Первый пример (вверху) -- геологическая сетка, моделирующая пласт с эрозионным врезом. Здесь красная подсетка представляет из себя неэродированный пласт, который пропорционально разбит на три слоя. Следующая, голубая подсетка -- пласт, эродированный руслом реки таким образом, что сформировался эрозионный врез. Эта подсетка разбита на слои равной толщины параллельно подошве. И, наконец, последняя, синяя подсетка -- представляет собой толщу русловых отложений. Ее вертикальное строение также построено с использованием параллельной разбивки, но слои идут параллельно кровле.



Рисунок 8.1 - Возможности параллельной нарезки сеток

Рисунок 8.2 - Примеры геологических сеток

Второй пример (внизу) -- геологическая сетка, моделирующая рифогенные постройки. Красная подсетка -- это моноклинально погружающийся фундамент, который, как и в предыдущем примере, пропорционально разбит на три слоя. Следующая, зеленая подсетка -- тело рифа. Разбивка на слои -- параллельно подошве. Еще выше -- синяя подсетка, представляющая собой органогенные породы другого типа, образовавшиеся поверх рифов, поэтому они выделены в отдельную подсетку. Разбивка также параллельная подошве. Еще выше -- последняя, фиолетовая подсетка, состоящая из одного слоя. Она играет роль перекрывающих непродуктивных пород (т. е. покрышка залежи углеводородов в органогенных породах).

Рассмотрим пример. Имеется пласт, толщина которого варьируется от 40 до 80 метров. Средневзвешенная толщина -- 60 метров. Разбивка на слои пропорциональная. Шаг дискретизации скважинных данных -- 20 см. Таким образом, чтобы создать такую сетку, которая будет полностью описывать неоднородность пласта (с учетом точности имеющихся данных), необходимо взять максимальную его толщину и разделить на шаг дискретизации каротажа, то есть в данном случае разбить пласт на 80/0.2 = 400 слоев. При этом полученные слои будут иметь толщину 20 см только в самой мощной части пласта, а в самой тонкой части их толщина будет равна 40/400 = 10 см. Это не совсем эффективная разбивка, так как наличие большого количества ячеек тоньше, чем 20 см, намного увеличивает общее количество ячеек, а точность модели не увеличивается.

В данном примере наиболее эффективно будет взять за основу разбивки не максимальную, а среднюю толщину пласта, то есть 60 см. При этом количество слоев будет равно 60/0.2 = 300. Толщина слоя в самой мощной части пласта будет равна 80/300 = 27 см, а в самой тонкой -- 40/300 = 13 см. Средняя толщина ячеек в модели будет составлять 20 см.

9. Встраивание разломов

Последний этап построения трехмерной геологической сетки -- встраивание в нее разломов. Обычно это происходит на основе модели разломов, построенной на этапе структурного моделирования и согласованной со структурными поверхностями. Если при построении трехмерной геологической сетки использовать только эти поверхности, без модели разломов -- сетка будет некорректной. Вместо разломов в такой сетке появятся изгибы слоев, напоминающие флексуры (рис. 9.1). При использовании модели разломов слои сетки будут сдвинуты на необходимую амплитуду, при этом нумерация слоев не изменится.

Рисунок 9.1 - Модификация сетки при встраивании разломов

Общий алгоритм встраивания разлома в трехмерную сетку примерно следующий:

1. Отмечаются вертикальные ребра ячеек, лежащих примерно посередине между висячим и лежачим крыльями разлома (рис. 9.2). Эти вертикальные ребра можно соединить линией, называемой «след разлома».

2. Геометрия ребер этих ячеек корректируется, подтягиваясь к границе висячего и лежачего крыльев разлома. Степень корректировки может варьироваться. При полной корректировке ребра ячеек вдоль следа разлома полностью адаптируются к линии разлома (рис.9.2). При частичной корректировке ребра адаптируются не полностью (рис. 9.3).

3. Сетка перестраивается в области между висячим и лежачим крыльями разлома с учетом скорректированных вертикальных ребер (рис. 9.2 - рис. 9.3).

На рисунке 9.2 показан вариант встраивания разлома, при котором вертикальные ребра ячеек, составляющих «след разлома», полностью адаптируются к верхней и нижней линиям разломов (эти линии показаны белыми полосами, ограниченными сплошной и пунктирной линиями). При этом форма ячеек, к которым относятся эти ребра, сильно изменяется. На рисунке можно видеть, что некоторые ячейки, прилегающие к разлому, потеряли свою параллелепипедную форму, а некоторые даже стали «треугольными» (тетраэдрами). Синими и фиолетовыми линиями показаны соответственно кровля и подошва трехмерной сетки после встраивания разлома.

Рисунок 9.2 - Встраивание разлома в сетку - первый пример

Рис. 9.3 демонстрирует вариант, при котором ребра ячеек вдоль «следа разлома» адаптированы лишь на 70%. Видно, что геометрия ячеек уже не так хорошо соответствует геометрии разлома. Однако, форма самих ячеек, прилегающих к разлому, ближе к параллелепипеду, а «треугольных» ячеек вообще нет. Сохранение такой геометрии ячеек, при которой величины всех углов близки к 90^о -- важная задача при создании трехмерной сетки, предназначенной для гидродинамического моделирования, т. к. чем ближе форма ячейки к параллелепипеду, тем меньше погрешность при проведении гидродинамических расчетов. Если же сетка создается только для статической (геологической) модели, то этот фактор (отличие формы ячеек от параллелепипеда) не играет значительной роли.

Рисунок 9.3 - Встраивание разлома в сетку - второй пример

При встраивании разлома иногда сетку принудительно «регуляризуют». Это означает, что, хотя вертикальные ребра вдоль «следа разлома» адаптируются к геометрии разлома, но верхняя и нижняя грани прилегающих ячеек остаются прямоугольниками. Это позволяет, с одной стороны, учесть угол падения разлома, а с другой -- сохранить форму ячеек, приближенную к параллелепипеду. Подобный вариант показан на рис. 9.3. Здесь сетка «регуляризована», но степень корректировки ребер к разлому = 100%.

Также разлом иногда принудительно встраивают как вертикальный. При этом ребра ячеек вдоль «следа разлома» никак не адаптируются к линиям разломов. Учитывается только амплитуда. Ячейки полностью сохраняют параллелепипедную форму. Такой вариант показан на рис. 9.4.

Наклонные разломы также могут быть встроены в виде «ступенек». Смысл -- опять же, сохранить прямые углы между ребрами ячеек. Пример показан на рис. 9.4.

Рисунок 9.4 - Встраивание разлома в сетку - третий пример

Следует отметить, что если предполагается, что создаваемая сетка будет использоваться только для построения статической геологической модели, то в большинстве случаев наиболее приемлемым способом встраивания разломов будет 100%-я адаптация вертикальных ребер ячеек к линиям разломов.

Современные методы работы с моделями разломов (например, метод «склеенных блоков»), позволяют реализовать в трехмерной сетке практически любую вообразимую геометрию разломов. Это не только стандартные сбросы, но также и взбросы, Х-образные, Y-образные разлома, комбинации различных типов разломов и т.д. Пример подобной сложной структуры, а также то, как эта структура реализована в трехмерной сетке, представлен на рис. 9.5.



Рисунок 9.5 - Пример трехмерной сетки со встроенными взбросами, и Y-образными разломами

10. Неструктурированные типы трехмерных геологических сеток

С тех пор, как была построена первая трехмерная сетка, многообразие и разрешение исходных данных для построения модели существенно возросло. Для эффективного использования этих достижений инженерам - разработчикам потребовались более продвинутые инструменты. Появилась необходимость более точного воспроизведения особенностей геологического строения, а также корректного учета горизонтальных и многозабойных скважин.

Стандартных (структурированных) типов сеток (ортогонального или «угловой точки») часто не достаточно для удовлетворения подобных требований (особенно при гидродинамическом моделировании), т. к. данные типы геометрии трехмерных сеток накладывают определенные геометрические ограничения. Наиболее распространенным вариантом неструктурированной сетки являются сетки типа PEBI (PErpendicular Bisector -- перпендикулярная бисекторная), также называемые «сетками Вороного» (Voronoi grid). Ячейки PEBI-сетки характеризуются большим разнообразием возможных форм и могут быть размещены по отношению друг к другу так, чтобы отразить любые структурные особенности (рис. 10.1 А).

Рисунок 10.1 - Примеры PEBI-сеток (по B.Bolan, 2001 и G.Adamson, M.Crick,B.Gane, O.Gurpinar, J.Hardiman, D.Ponting, 1996)

Основные преимущества неструктурированных сеток реализуются в гидродинамическом моделировании, так как в этом случае нет надобности выбирать ориентировку сетки -- каждая ячейка имеет свободную форму и может быть «ориентирована» в любом направлении. Ячейки PEBI-сетки не ограничивают число направлений и азимуты тока жидкости, что важно при использовании в модели горизонтальных скважин, нагнетании газа, или при использовании данных об интерференции скважин. Сетки подобного типа используются в качестве основы для нового поколения методов апскейлинга (upscaling). Неструктурированные сетки дают преимущество при моделировании околоскважинного пространства, позволяя сочетать в одной сетке радиально расходящиеся от скважины ячейки со стандартными ячейками, дискретизирующими межскважинное пространство (рис. 10.1 B). При создании сетки, изображенной на (рис.10.1.B), были учтены структурные особенности разрешающей способности сейсмических методов, и фильтрационные свойства породы (то есть проницаемость -- более мелкие ячейки находятся в зоне с более высокой проницаемостью). Обратите внимание на изменение плотности ячеек вдоль разлома (двойные ячейки) и в зонах высокой проницаемости.

11. Методика построения неструктурированных PEBI-сеток

Опираясь на методичку Закревского К.Е. «Геологическое 3D моделирование», были рассмотрены этапы созданий PEBI - сеток в околоскважинном пространстве:

1.Опорные точки распределяются вокруг скважины по логарифмическому закону. 2.Осуществляется триангуляция (delauney triangles). Получившаяся триангулярная сетка сама по себе уже может быть использована для гидродинамических расчетов. 3.В получившихся треугольниках рассчитываются медианы к каждой стороне. 4.Точки пересечения медиан являются вершинами будущих ячеек, образуется окончательная система PEBI-блоков.

В межскважинном пространстве PEBI-сетка создается подобным образом (рис. 11.1 внизу), однако здесь опорные точки распределены без какого-либо принципа, либо рассчитываются случайным образом.

Этапы создания PEBI-сетки в межскважинном пространстве:

1. Размещение опорных точек.

2. Триангуляция.

3. Расчет медиан и окончательную систему блоков.

Преимущества использования PEBI-сеток:

* гибкость;

* практически произвольная форма и размер ячеек;

* точная дискретизация околоскважинного пространства (допустима высокая степень измельчения);

возможность одновременного корректного учета большого количества сложных особенностей (разломы, трещиноватость, петрофизика);

* сетка может существовать как в 2D, так и в 3D варианте;

* возможность одновременного решения двух основных проблем при создании сеток: минимизировать количество ячеек, сохранив при этом максимальный учет геологической неоднородности;

Рисунок 11.1 - Этапы создания PEBI-сеток (по B.Bolan, 2001)

* количество ячеек может быть уменьшено до 50% без ущерба разрешающей способности сетки.

К недостаткам можно отнести несколько существенных моментов:

* ограниченная поддержка неструктурированных сеток современными гидродинамическими симуляторами (большинство симуляторов ориентированы на использование стандартных IJK-сеток);

* недостаточная распространенность -- слишком мало примеров практического применения неструктурированных сеток на сегодняшний день;

* вследствие сложности неструктурированных сеток параметр сообщае- мости (Transmissibility) между ячейками должен быть рассчитан заранее, еще на этапе создания сетки;

* значительное увеличение времени гидродинамических расчетов.

Рисунок 11.2 - Пример локального измельчения ячеек в пакете Havana в приразломной зоне для более точного моделирования литологии

Совокупность двух последних недостатков ведет к тому, что часто бывает выгоднее создать очень мелкую структурированную сетку, например, в приразломной зоне (рис. 11.2), чем задействовать PEBI-ячейки в меж-скважинном пространстве.



Рисунок 11.3 - Классификация 3Д сеток

В большинстве случаев наиболее эффективным решением будет сочетание структурированной геометрии ячеек (corner point) в межскважинном пространстве, и неструктурированной геометрии ячеек (PEBI, либо триан-гуляционной) в околоскважинном пространстве. А на границе раздела двух типов геометрии будет осуществляться сшивка ячеек.

Описанные выше типы сеток приводятся на рис. 11.3.



Заключение

Мы рассмотрели способы построения трёхмерной сетки, узнали что такое «зоны, мульти - зоны, подзоны» и сколько минимум необходимо горизонтов для их создания. Так же, узнали, что существует два типа глобальных сеток, и какие существуют правила разбиения объема на ячейки. Узнали причины необходимости поворота сетки. Рассмотрели примеры, важности правильного выбора горизонтального разрешения сетки. Узнали, что такое разбивка сетки на слои, и какие типы разбивок существуют. Рассмотрели общий алгоритм встраивания разлома в трёхмерную сетку. Для чего были созданы неструктурированные типы трёхмерных геологических сеток, какие из них более распространённые и в чем их основные приемущества.

Построение цифровых структурных моделей и трёхмерных сеток является неотъемлемой частью подсчета запасов углеводородов и упрощение их добычи.



Список используемой литературы

1. Закревский К.Е «Геологическое 3D моделирование» М.: ООО «ИПЦ „Маска"», 2009 - 376 с.

2. Evazi M., Mahani H., Hejranfar K., Masihi M. Vorticity-based PEBI grids for improved upscaling of two phase flow. SPE 113703, 2008.

3. Струкова О.В., Закревский К.Е. Геологическое моделирование в RMS. Практические упражнения. 2D и 3D моделирование. М., 2012 г., 694 стр.

Размещено на Allbest.ru

...