EP0254325B2

Process for three-dimensional mathematical modeling of underground geologic volumes

Abstract

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EP0254325B2, drawing sheet 1
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Expired 24 July 2007, 19.2 years ago.

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13 claims: 13 independent, 0 dependent

  1. 1
    A method for three-dimensional mathematical modeling a bounded geologic volume, by constructing layers (225a, b, c) consisting of a plurality of cells (68), wherein said volume is bounded by critical surfaces (21,22), (25,26), (30,32), (40,42), (64,60), (700,701) and has a given stratigraphic pattern, which includes inclined depositional layers (24,46,62), characterised in that the method comprises the steps of:(a) constructing a separate grid for each critical surface (21, 22, 25, 26, 40, 42) bounding said volume to define a model space representative of said volume;(b) constructing layers of cells (981, 982) within said model space, said cells in the layers of cells having vertical corner edges varying in length to conform to the geometry of the corresponding depositional layers in the geologic volume but such that cells in each layer have a predetermined constant vertical thickness between critical surfaces at any x-y position (except at a location where a cell of a layer terminates at a limiting critical surface), and wherein said volume is an actual geologic volume, said geologic stratigraphic pattern consists of indined, stacked layers of sedimentary deposits (24,62), said grids forming a model volume analogous to the actual volume, said layers of cells (981,982) are placed in the model volume wherein the ceils (68) are arranged in vertical columns of cells (951,952), and said layers of cells (981,982) are inclined and stacked analogous to the layers of deposits (20,24,28,62) in the actual volume, and said critical surfaces (21,22,25, 26,40,42) are selectable from: (i) an initiating critical surface (21,25) and a limiting critical surface (22,26) with indined depositional layers (24) interposed between the two critical surfaces in said stratigraphic pattern, said grids are an initiating grid to represent the initiating surface and a limiting grid to represent the limiting surface, said layers of cells (981,982) are constructed between the initiating grid and the limiting grid in accordance with the given stratigraphic pattern with the cells (68) arranged in vertical columns (951,952) from layer to layer, and with said layers of cells being constructed substantially parallel to said initiating critical surface, and constant in height along their respective cell layers (685,686), and(ii) two initiating critical surfaces (40,42), (741,742) where said cells are rectangular in lateral cross-section and variable in height along their respective cell layers (981,982) and with said layers of cells being constructed substantially parallel to one of said initiating critical surfaces, and next,(c) assigning attributes (A,M,P,R) from locations within said actual volume into cells which correspond positionally within said model volume to the positions of the attributes in the actual volume. Procédé de modélisation mathématique tridimensionnelle d'un volume géologique délimité, par construction de couches (225a, b, c) consistant en de multiples cellules (68),    dans lequel    ledit volume est délimité par des surfaces critiques (21, 22), (25, 26), (30, 32), (40, 42), (64, 68), (700, 701) et a une structure stratigraphique donnée qui comprend des couches sédimentaires inclinées (24, 46, 62), et en ce que le procédé comprend les étapes de : a) construction d'une grille séparée pour chaque surface critique (21, 22, 25, 26, 40, 42) délimitant ledit volume afin de définir un espace modèle représentatif dudit volume,b) construction de couches de cellules (981, 982) à l'intérieur dudit espace modèle, lesdites cellules situées dans les couches de cellules ayant des bords verticaux d'angle dont la longueur varie de manière ou'ils se conforment à la géométrie des couches sédimentaires correspondantes situées dans le volume géologique, mais de telle sorte que des cellules dans chaque couche possèdent une épaisseur verticale constante prédéterminée entre des surfaces critiques dans n'importe quelle position x-y (hormis en un emplacement où une cellule d'une couche se termine au niveau d'une surface critique de limitation), et dans lequel ledit volume est un volume géologique actuel, ladite structure géologique stratigraphique étant constituée par des couches inclinées empilées de dépôts sédimentaires (24, 62), lesdites grilles formant un volume modèle analogue au volume réel, lesdites couches de cellules (981, 982) étant placées dans le volume modèle, dans lequel les cellules (68) sont disposées suivant des colonnes verticales de cellules (951, 952), et lesdites couches de cellules (981, 982) sont inclinées et empilées de la même manière que les couches de sédiments (20, 24, 28, 62) dans le volume réel, et lesdites surfaces critiques (21, 22, 25, 26, 40, 42) peuvent être choisies parmi : (i) une surface critique d'initialisation (21, 25) et une surface critique de limitation (22, 26) comportant des couches sédimentaires inclinées (24) intercalées entre les deux surfaces critiques dans ladite structure stratigraphique, lesdites grilles sont une grille d'initialisation servant à représenter la surface d'initialisation et une grille de limitation servant à représenter la surface de limitation conformément à la structure stratigraphique donnée, les cellules (88) étant disposées suivant des colonnes verticales (951, 952) d'une couche à la suivante, et lesdites couches de cellules étant construites essentiellement parallèlement à ladite surface critique d'initialisation, et possédant une hauteur constante le long de leurs couches respectives de cellules (685, 686), et(ii) deux surfaces critiques d'initialisation (40, 42), (741, 742), dans lesquelles cellules ont une section transversale latérale rectangulaire et ont une hauteur variable le long de leur couche respective de cellules (981, 982) et, lesdites couches de cellules étant construites essentiellement parallèlement à l'une desdites surfaces critiques d'initialisation,c) affectation d'attributs (A, M, P, R) à partir d'emplacements situés dans ledit volume réel dans des cellules qui correspondent, du point de vue de leurs positions à l'intérieur dudit volume modèle, aux positions des attributs dans le volume réel. Verfahren zum dreidimensionalen mathematischen Modellieren eines begrenzten geologischen Volumens, bei dem Schichten (225a, b, c), die aus einer Vielzahl von Zellen (68) bestehen, konstruiert werden, wobei das Volumen durch kritische Oberflächen (21, 22), (25, 26), (30, 32), (40, 42), (64, 60), (700, 701) begrenzt ist und ein gegebenes stratigraphisches Muster aufweist, das geneigte Ablagerungsflächen (24, 46, 62) einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) Konstruieren eines getrennten Gitters für jede kritische Oberfläche (21, 22, 25, 26, 40, 42), die das Volumen begrenzt, um einen Modellraum zu definieren, der das Volumen darstellt;(b) Konstruieren von Zellschichten (981, 982) in dem Modellraum, wobei die Zellen in den Zellschichten vertikale Eckkanten aufweisen, deren Länge variiert, um sich an die Geomentrie der entsprechenden Ablagerungsschichten in dem geologischen Volumen anzupassen, so daß die Zellen in jeder Schicht zwischen den kritischen Oberflächen an jeder X-Y-Position (mit Ausnahme einer Position, an der eine Zelle einer Schicht an einer kritischen Grenzoberfläche endet) eine vorbestimmte konstante vertikale Dicke aufweisen, und wobei es sich bei dem Volumen um ein tatsächliches geologisches Volumen handelt, wobei das genannte geologische stratigraphische Muster geneigte, übereinander angeordnete Schichten sedimentärer Ablagerungen (24, 62) aufweist, wobei die Gitter ein Modellvolumen analog zu dem tatsächlichen Volumen bilden, wobei die Zellschichten (981, 982) in dem Modellvolumen angeordnet sind, wobei die Zellen (68) in vertikalen Spalten von Zellen (951, 952) angeordnet sind, und wobei die Zellschichten (981, 982) analog zu den Ablagerungsschichten (20, 24, 28, 62) in dem tatsächlichen Volumen geneigt und übereinandergeschichtet sind, und wobei die kritischen Oberflächen (21, 22, 24, 26, 40, 42) ausgewählt werden können aus: (i) einer kritischen Anfangsoberfläche (21, 25) und einer kritischen Grenzoberfläche (22, 26) mit geneigten Ablagerungsschichten (24), die zwischen den beiden kritischen Oberflächen in dem stratigraphischen Muster liegen, wobei die Gitter ein Anfangsgitter zur Darstellung der Anfangsoberfläche und ein Grenzgitter zur Darstellung der Grenzoberfläche sind, wobei die Zellschichten (981, 982) zwischen dem Anfangsgitter und dem Grenzgitter gemäß dem gegebenen stratigraphischen Muster konstruiert sind, wobei die Zellen (68) in vertikalen Spalten (951, 952) von Schicht zu Schicht angeordnet sind, und wobei die Zellschichten im wesentlichen parallel zu der kritischen Anfangsoberfläche und mit konstanter Höhe entlang der entsprechenden Zellschichten (685, 686) angeordnet sind;und(ii) zwei kritischen Anfangsoberflächen (40, 42), (741, 742), wobei die Zellen im lateralen Querschnitt rechtwinklig sind, und wobei sie in der Höhe entlang ihrer entsprechenden Zellschichten (981, 982) variabel sind, und wobei die Zellschichten im wesentlichen parallel zu einer der genannten kritischen Anfangsoberflächen konstruiert sind;und schließlich(c) Zuordnen von Merkmalen (A, M, P, R) von Positionen in dem tatsächlichen Volumen zu Zellen, die räumlich in dem Modellvolumen den Positionen der Merkmale in dem tatsächlichen Volumen entsprechen.
  2. 2
    Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites surfaces critiques comprennent une surface critique d'initialisation (21, 25), au moins une surface critique de limitation (22, 26) et ladite structure stratigraphique comprend des couches sédimentaires inclinées (24), lesdites grilles sont des grilles d'initialisation et des grilles de limitation élémentaires destinées à représenter la surface critique d'initialisation et chaque surface critique de limitation du volume géologique et lesdites couches de cellules (981, 982) sont construites en utilisant l'une desdites grilles comme une frontière pour une première couche. The method of Claim 1 wherein said critical surfaces include an initiating critical surface (21, 25), at least one limiting critical surface (22, 26), and said stratigraphic pattern includes inclined depositional layers (24), said grids are naive initiating and limiting grids to represent the initiating and each limiting critical surface of the geologic volume. and said layers of cells (981, 982) are contructed by using one of said grids as a boundary for a first layer. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die kritischen Oberflächen eine kritische Anfangsoberfläche (21, 25) und mindestens eine kritische Grenzoberfläche (22, 26) aufweisen, und wobei das stratigraphische Muster geneigte Ablagerungsschichten (24) aufweist, wobei es sich bei den Gittern um naive Anfangs- und Grenzgitter handelt, um die kritische Anfangs- und jede kritische Grenzoberfläche des geologischen Volumens darzustellen, und wobei die Zellschichten (981, 982) konstruiert werden, indem eines der Gitter als eine Begrenzung für eine erste Schicht verwendet wird.
  3. 3
    Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites surfaces critiques (21, 22, 25, 26) sont une surface d'initialisation (21, 25) et une surface de limitation (22, 26), une première desdites grilles est représentative de ladite surface d'initialisation (21, 25), une seconde desdites grilles est représentative de ladite surface de limitation (22, 26), des grilles espacées sont construites entre les première et seconde grilles et sont représentatives de la superposition de couches sédimentaires en concordance avec la structure stratigraphique donnée,l'espace compris entre les grilles set rempli de cellules (68) disposées en colonnes verticales (951, 952), les cellules voisines de chaque colonne (951, 952) étant séparées par l'une desdites grilles, etdes coordonnées sont assignées à chacune desdites cellules (68). The method of Claim 1 wherein said critical surfaces (21, 22, 25, 26) are an initiating surface (21, 25) and a limiting surface (22, 26), a first of said grids is representative of said initiating surface (21, 25), a second of said grids is representative of said limiting surface (22, 26), spaced grids are constructed intermediate the first and second grids representative of depositional layering in accord with the given stratigraphic pattern,the space between the grids is filled with cells (68) arranged in vertical columns (951, 952) with adjacent cells in each column (951, 952) separated by one of said grids, andcoordinates are assigned to each said cell (68). Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei den kritischen Oberflächen (21, 22, 25, 26) um eine kritische Anfangsoberfläche (21, 25) und eine Grenzoberfläche (22, 26) handelt, wobei ein erstes Gitter die Anfangsoberfläche (21, 25) darstellt, und wobei ein zweites Gitter die Grenzoberfläche (22, 26) darstellt;wobei beabstandete Gitter zwischen dem ersten und zweiten Gitter konstruiert sind und die Ablagerungsschichten in Übereinstimmung mit dem gegebenen stratigraphischen Muster darstellen;wobei der Raum zwischen den Gittern mit Zellen (68) ausgefüllt ist, die in vertikalen Spalten (951, 952) mit angrenzenden Zellen in jeder Spalte (951, 952), die durch eines der Gitter getrennt sind, angeordnet sind;undwobei jeder der Zellen (68) Koordinaten zugeordnet werden.
  4. 4
    Procédé selon la revendication 3, comprenant les étapes d'enregistrement en mémoire de manière systématique et retrouvable des coordonnées des cellules. The method of Claim 3, including the steps of systematically and retrievably storing the cell coordinates. Verfahren nach Anspruch 3, das die Schritte des systematischen und abrufbaren Speicherns der Zellkoordinaten umfaßt.
  5. 5
    Procédé selon la revendication 4, comprenant l'étape d'enregistrement en mémoire de manière retrouvable d'une observation obtenue à une position donnée à l'intérieur du volume géologique selon lesdites coordonnées enregistrées de la cellule qui correspond à ladite position à l'intérieur du volume géologique. The method of Claim 4, including the step of retrievably storing an observation obtained at a given position within the geologic volume according to said stored coordinates of the cell which correspond to said given position within the geologic volume. Verfahren nach Anspruch 4, das den Schritt des abrufbaren Speicherns einer Beobachtung umfaßt, die an einer gegebenen Position in dem geologischen Volumen in Übereinstimmung mit den gespeicherten Zellkoordinaten erhalten wird, die der gegebenen Position in dem geologischen Volumen entsprechen.
  6. 6
    Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre l'affectation de coordonnées aux angles de ces cellules (68) de manière à localiser lesdites cellules (68) systématiquement à l'intérieur du volume modèle. The method of Claim 1 further comprising    assigning coordinates to corners of such cells (68) to locate said cells (68) systematically within the model volume. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner die Zuordnung von Koordinaten zu Ecken dieser Zellen (68) umfaßt, um die Zellen (68) systematisch in dem Modellvolumen zu lokalisieren.
  7. 7
    Procédé selon la revendication 6, comprenant de plus les étapes de reprise des attributs (A, M, P, R) de positions situées à l'intérieur du volume modèle qui correspondent à une hauteur ou une profondeur commune dans le volume réel et de représentation des attributs repris sous forme d'une carte. The method of Claim 6, further comprising the steps of recovering attributes (A, M, P, R) from positions within the model volume corresponding to a common elevation or depth ;n the actual volume, and presenting the recovered attributes in map form. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verfahren ferner den Schritt der Wiedergewinnung der Merkmale (A, M, P, R) von Positionen in dem Modellvolumen umfaßt, die einer gewöhnlichen Erhöhung oder Tiefe in dem tatsächlichen Volumen entsprechen, sowie den Schritt der Darstellung der wiedergewonnenen Merkmale in Kartenformat.
  8. 8
    Procédé selon la revendication 6, comprenant par ailleurs des étapes de reprise des attributs (A, M, P, R) de positions situées dans le volume modèle qui correspondent à une couche géologique commune se trouvant dans le volume réel et de représentation des attributs repris sous forme d'une carte. The method of Claim 6, further comprising the steps of recovering attributes (A, M, P, R) from positions within the model volume corresponding to a common geologic layer in the actual volume, and presenting the recovered attributes in map form. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verfahren ferner den Schritt der Wiedergewinnung der Merkmale (A, M, P, R) von Positionen in dem Modellvolumen umfaßt, die einer gewöhnlichen geologischen Schicht in dem tatsächlichen Volumen entsprechen, sowie den Schritt der Darstellung der wiedergewonnenen Merkmale in Kartenformat.
  9. 9
    Procédé selon la revendication 6, comprenant par ailleurs les étapes de reprise des attributs (A, M, P, R) de positions situées à l'intérieur du volume modèle qui correspondent à une secteur vertical commun à l'intérieur du volume réel et de représentation des attributs repris sous forme d'un secteur. The method of Claim 6, further comprising the steps of recovering attributes (A, M, P, R) from positions within the model volume corresponding to a common vertical section in the actual volume, and presenting the recovered attributes in section form. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verfahren ferner den Schritt der Wiedergewinnung der Merkmale (A, M, P, R) von Positionen in dem Modellvolumen umfaßt, die einem gemeinsamen vertikalen Abschnitt in dem tatsächlichen Volumen entsprechen, sowie den Schritt der Darstellung der wiedergewonnenen Merkmale in der Form des Abschnitts.
  10. 10
    Procédé selon la revendication 6, comprenant par ailleurs l'étape consistant à assigner des valeurs numériques d'attribut (0,17 ;0,20) aux cellules (68) situées dans une couche de cellules (981, 982) placée entre deux emplacements distants situés dans la couche de cellules et qui ont des valeurs numériques d'attributs qui sont connues, par un gradient mathématique de celles valeurs numériques d'attribut parmi les cellules se trouvant entre les deux emplacements distants. The method of Claim 6, further comprising assigning numerical attribute values (0.17, 0.20) to cells (68) in a cell layer (981, 982) between two spaced locations in the cell layer which have known such numerical attribute values by a mathematical gradient of such numerical attribute values among the ceils between the two spaced locations. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verfahren ferner die Zuordnung numerischer Merkmalswerte (0,17, 0,20) zu Zellen (68) in einer Zellschicht (981, 982) zwischen zwei beabstandeten Stellen in der Zellschicht umfaßt, die solche numerischen Merkmalswerte aufweisen, die von einem mathematischen Gradienten eines solchen numerischen Merkmalswerts zwischen den Zellen zwischen den beiden beabstandeten Stellen bekannt sind.
  11. 11
    Procédé selon la revendication 6, comprenant par ailleurs l'étape consistant à assigner des codes discrets d'attribut aux cellules dans une couche de cellules (981, 982) placée entre deux emplacements distants se trouvant dans la couche de cellules et qui ont des codes discrets d'attribut qui sont connus en assignant le code discret d'attribut d'un premier des emplacements distants aux cellules de la couche de cellules située entre ledit premier emplacement distant et un point approximativement à mi-distance entre les deux emplacements distants et en assignant le code discret d'attribut du second des deux emplacements distants aux cellules de la couche de cellules située entre ledit second emplacement disant et un point situé approximativement à mi-distance entre les deux emplacements distants. The method of Claim 6, further comprising assigning discrete attribute codes to cells in a cell layer (981, 982) between two spaced locations in the cell layer which have known such discrete attribute codes by assigning the discrete attribute code of a first one of the spaced locations to the cells of the cell layer between said first spaced location and a point about midway between the two spaced locations, and assigning the discrete attribute code of the second of the two spaced locations to the cells of the cell layer between said second spaced location and a point about midway between the two spaced locations. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Verfahren ferner die Zuordnung diskreter Merkmalscodes zu Zellen in einer Zellschicht (981, 982) zwischen zwei beabstandeten Stellen in der Zellschicht umfaßt, die solche bekannte disrekte Merkmalscodes aufweisen, durch Zuordnung des diskreten Merkmalscodes einer ersten der beabstandeten Zellen zu den Zellen der Zellschicht zwischen der ersten beabstandeten Stelle und einem Punkt in etwa in der Mitte zwischen den beiden beabstandeten Stellen, und Zuordnung des diskreten Merkmalscodes der zweiten der beiden beabstandeten Stellen zu den Zellen der Zellschicht zwischen der zweiten beabstandeten Stelle und einem Punkt in etwa in der Mitte zwischen den beiden beabstandeten Stellen.
  12. 12
    Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface critique donnée d'initialisation est une surface élémentaire. The method of Claim 1 characterized in which said given initiating critical surface is a naive surface. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der gegebenen Anfangsoberfläche um eine naive Oberfläche handelt.
  13. 13
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, utilisant un processeur à programme mémorisé pour modéliser ledit volume géologique. The method according to any one of Claims 1 to 12 using a stored program processor to model said geologic volume. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein gespeicherter Programmprozessor zum Modellieren des geologischen Volumens verwendet wird.
Independent claims13