Быстрый способ анализа связности коллектора с использованием быстрого метода прогонки

0010952 По этой заявке испрашивается приоритет предварительной заявки 60/684733 на патент США, поданной 26 мая 2005 г. Предшествующий уровень техники Информация о связности коллектора является крайне необходимой для управления геологоразведочными и производственными фондами, начиная от разведки месторождения и кончая ликвидацией скважины. Оценка связности может существенно влиять на решения, принимаемые на всех этапах полного эксплуатационного цикла основных средств, начиная от оптимального определения исходных мест расположения скважин и кончая решениями по улучшению освоения залежи нефти, принимаемыми позднее при эксплуатации месторождения. Получение оценок связности в различных масштабах и возможность сравнивать эти оценки связности может дать представление об опасностях, связанных с преждевременными вытеканиями газа и воды в планируемые скважины, обеспечить возможность определения лучших процедур по эксплуатации скважины, ранжирования некоторого количества реализаций геологических моделей, улучшения решений, относящихся к освоению месторождения вторичными методами, и определения дренируемых областей и объемов. Сущность изобретения В общем один объект изобретения представлен способом анализа качества связности коллектора углеводородов. Способ включает в себя модель части коллектора, разделенную на ячейки, при этом каждая ячейка имеет объем и некоторые атрибуты, и в способе скоростную функцию задают для части ячеек. Выбирают опорную ячейку. Связность для ячеек в коллекторе определяют, решая уравнение Эйконала,которое описывает нарастание времени пробега фронта волны, проходящей в однородной среде наружу от опорной ячейки до тех пор, пока не будет удовлетворено условие завершения, при этом уравнение Эйконала решают быстрым методом прогонки при скорости распространения, зависящей от пространственного положения, определяемого скоростной функцией. Уравнения Эйконала являются разновидностью дифференциального уравнения в частных производных и хорошо известны специалистам в данной области техники. Прочие могут обратиться, например, к "Partial differential equations of applied mathematics", Erich Zauderer, 2nd Ed., Wiley-Interscience (1989). Используя связность, характеризуют области коллектора качеством связности их относительно опорной ячейки. Осуществления изобретения могут включать в себя одно или несколько из нижеуказанных. Способ может дополнительно включать в себя определение того, что условие завершения удовлетворяется после того, как достигают заранее выбранной минимальной связности, определение того, что условие завершения удовлетворяется после того, как достигают заранее выбранного расстояния от опорной ячейки, или определение того, что условие завершения удовлетворяется после того, как определяют связность ячейки целевого объекта. Способ может дополнительно включать в себя определение оптимального связного пути от одной опорной ячейки до другой ячейки в коллекторе путем образования градиента связности ячеек, отсчитываемого от опорной ячейки, и возврата от другой ячейки к опорной ячейке или ячейкам с использованием градиента. Может быть определен кумулятивный атрибут вдоль оптимального связного пути. Извилистость оптимального пути может быть определена путем деления длины пути на наикратчайшую линию между опорной ячейкой и другой ячейкой. Способ может дополнительно включать в себя суммирование заданных атрибутов всех ячеек с более высокой связностью, чем заранее выбранное значение. Способ может дополнительно включать в себя выбор некоторого количества опорных ячеек в различных местах друг от друга в коллекторе. Наиболее общим примером будет пара мест в коллекторе. Что касается каждой выбранной опорной ячейки, то связность между ячейками в коллекторе определяют,решая уравнение Эйконала, которое описывает нарастание времени пробега, при этом указанный распространяющийся фронт волны проходит наружу от опорной ячейки до тех пор, пока не будет удовлетворено условие завершения, при этом указанное уравнение Эйконала решают быстрым методом прогонки при скорости распространения, зависящей от пространственного положения, определяемого скоростной функцией. Области коллектора характеризуют качеством связности их относительно опорной ячейки, используя связность или связности для каждой ячейки в коллекторе относительно выбранных опорных ячеек, индивидуально просуммированные для каждой ячейки. Способ может дополнительно включать в себя определение того, что условие завершения удовлетворяется после того, как достигают заранее выбранной минимальной связности, определение того, что условие завершения удовлетворяется после того, как достигают заранее выбранного расстояния от опорной ячейки, или определение того, что условие завершения удовлетворяется после того, как определяют связность ячейки целевого объекта. Заданные атрибуты ячеек с большей суммарной связностью, чем заранее выбранное значение связности, могут быть просуммированы. Способ может дополнительно включать в себя определение оптимального пути между первой и второй опорными ячейками через заданную ячейку. Образуют градиент связностей относительно первой опорной ячейки и осуществляют возврат от заданной ячейки к первой опорной ячейке, используя градиент. Образуют градиент связностей относительно второй опорной ячейки и осуществляют возврат от заданной ячейки до второй опорной ячейки, используя градиент. Способ может дополнительно включать в себя определение n-го оптимального пути между первой и второй опорными ячейками. Ячейки в кол-1 0010952 лекторе ранжируют по суммарной связности ячеек. Ячейку или ячейки с ранжированной по n суммарной связностью выбирают в качестве заданной ячейки. Способ может дополнительно включать в себя выбор части ячеек в коллекторе в качестве опорных ячеек. Для каждой опорной ячейки путем решения уравнения Эйконала определяют связность между ячейками. в коллекторе, при этом указанный распространяющийся фронт волны проходит наружу от опорной ячейки до тех пор, пока не удовлетворится условие завершения, указанное уравнение Эйконала решают быстрым методом прогонки при скорости распространения, зависящей от пространственного положения, определяемого скоростной функцией. Используя связность, области коллектора характеризуют качеством связности их относительно опорной ячейки. Суммарный заданный атрибут Vпограничный для каждой опорной ячейки определяют, суммируя заданные атрибуты всех ячеек в коллекторе со связностью относительно опорной ячейки, большей, чем заранее выбранное значение. Способ может дополнительно включать в себя определение того, что условие завершение удовлетворяется после того, как определяют связность ячейки целевого объекта. Способ может дополнительно включать в себя выбор опорных ячеек, для которых сумма соответствующих индексов ячеек может быть четной. Путем использования среднего значения Vпограничный соседних ячеек, которые были выбраны в качестве опорных ячеек,может быть определен Vпограничный для ячеек в коллекторе, не выбранных в качестве опорных ячеек. Способ может дополнительно включать в себя выбор опорных ячеек, для которых соответствующие индексы ячеек все являются четными. Vпограничный для ячеек в коллекторе, не выбранных в качестве опорных ячеек,может быть определен путем использования среднего значения Vпограничный соседних ячеек, которые были выбраны в качестве опорных ячеек. Способ может дополнительно включать в себя использование геологических атрибутов для определения скоростной функции. Способ может дополнительно включать в себя адаптацию быстрого метода прогонки для ограничения распространения фронта одним или несколькими заданными направлениями. Способ может дополнительно включать в себя определение скоростной функции согласно направлению распространения фронта волны из быстрого способа прогонки. Скоростную функцию можно образовать,используя данные о пористости. Она может быть линейной функцией, нелинейной функцией или нелинейной ступенчатой функцией. Краткое описание чертежей На чертежах фиг. 1 - иллюстрация пористости коллектора, полученной на основании сейсмических данных; фиг. 2 - иллюстрация применения порогового метода, основанного на наращивании области или обнаружении затравки, для анализа связности коллектора; фиг. 3 - иллюстрация быстрого метода прогонки в двух измерениях; фиг. 4 - блок-схема последовательности операций для выполнения анализа связности коллектора; фиг. 5 - блок-схема последовательности операций для определения времен вступления путем использования быстрого метода прогонки; фиг. 6 А - иллюстрация связности коллектора, вычисленная с использованием ступенчатой скоростной функции, показанной на фиг. 6 В; фиг. 7 А - иллюстрация связности коллектора, вычисленная с использованием нелинейной скоростной функции, показанной на фиг. 7 В; фиг. 8 - вид дренируемого участка скважины, определенный традиционным способом, в сопоставлении с предложенным способом; фиг. 9 - иллюстрация определения оптимального связного пути между целевой ячейкой и опорной ячейкой в модели коллектора; фиг. 10 - разрез сейсмической масштабной модели с показом в полутонах пористости, полученной на основании сейсмических данных; фиг. 11 - иллюстрация кумулятивного атрибута, такого, как объемы извлекаемой нефти, до прорыва газа или воды, определенного предложенным способом; фиг. 12 - иллюстрация способа прореживания в два раза; фиг. 13 - иллюстрация способа прореживания в четыре раза; фиг. 14 - иллюстрация двумерной модели пары скважин, продуктивной и нагнетательной, с показом в полутонах пористости коллектора, полученной на основании сейсмических данных; фиг. 15 - иллюстрация определения связности между продуктивной скважиной и нагнетательной скважиной через любую заданную ячейку между ними; фиг. 16 - иллюстрация времен вступлений, отсчитанных от нагнетательной скважины, показанной в полутонах; фиг. 17 - иллюстрация времен вступлений, отсчитанных от продуктивной скважины, показанной в полутонах; фиг. 18 - иллюстрация определения связности в случае, когда времена вступлений каждой ячейки,отсчитанные от нагнетательной скважины и продуктивной скважины, просуммированы; фиг. 19 - иллюстрация определения альтернативных или следующих наилучших путей между двумя местами и-2 0010952 фиг. 20 - иллюстрация связных путей и качества связности между нагнетательной скважиной и несколькими продуктивными скважинами в перекрывающихся каналах. Подробное описание В общем, предложенный способ относится к анализу качества связности областей подземного коллектора углеводородов при осуществлении распространения фронта волны или фронтов волн с использованием хорошо известного метода, называемого быстрым методом прогонки. (О методе быстрой прогонки см., например, в: Sethian J.A., "Level set methods and fast marching methods", Cambridge UniversityPress, 1999.) Согласно некоторым осуществлениям изобретения используются адаптированные версии быстрого метода прогонки, раскрытые в настоящей заявке. Одно применение этого метода относится к созданию быстрого способа для описания качества связности в коллекторе углеводородов. Входные данные для этого способа могут включать в себя сейсмические модели, геологические модели или имитационные модели, которые содержат описание глубинной геологии. Эти модели обычно подразделяют на небольшие части, которые известны как ячейки. Эти ячейки могут быть небольшими кубами или могут иметь некоторую другую геометрическую форму, и они представляют собой небольшие части коллектора и содержат информацию относительно физических и химических свойств участков, таких как плотность, пористость, литологическая фация и т.д. Скорость фронта волны, распространяющейся через модель коллектора, определяется скоростью,заданной для каждой ячейки пользователем. Скорость задают так, чтобы она была показателем, отображающим, каким образом осуществляется движение углеводородов или других веществ на протяжении модели. В этом способе могут быть заданы многочисленные скоростные функции и модификаторы,обеспечивающие возможность включения более сложной геологии и сложных геометрий в этот способ количественного оценивания качества связности. Один пример информации, которая может быть использована для задания скорости в ячейке, показана на фиг. 1: двумерная сейсмическая масштабная модель, в которой каждая ячейка имеет полученную на основании сейсмических данных пористость в качестве значения атрибута. На фиг. 1 более высокие значения пористости представлены более светлыми оттенками, а более темными оттенками представлены меньшие значения пористости. В других примерах скорость фронта волны, распространяющейся через ячейку, может зависеть от направления распространения фронта волны. Например, такие факторы, как сила тяжести, могут быть учтены путем задания меньших скоростей для направлений распространения, которые действуют против силы тяжести. Распространение может быть начато от одной ячейки или группы ячеек, называемых опорными ячейками. Скорость распространения фронта волны через модель коллектора определяется скоростными функциями. Распространение фронта волны осуществляют с тем, чтобы вычислять времена пробега от опорной ячейки до других ячеек в коллекторе, при этом для каждой ячейки имеется свое собственное время пробега. Эти времена также называют временами вступления, относящимися ко времени, которое требуется для распространения фронта волны до вступления на ячейку, отсчитываемому от опорной ячейки. Эти времена вступления отражают качество связности ячеек в коллекторе, отсчитываемое от опорной ячейки. Чем большее время требуется гипотетическому распространяющемуся фронту для достижения ячейки, тем хуже качество связности ячейки по отношению к опорной ячейке. Поэтому качество связности обратно пропорционально времени пробега. Большие времена пробега характеризуют более низкое качество связности, а меньшие временя пробега характеризуют более высокое качество связности. Времена пробега вычисляют путем включения скоростной функции в быстрый метод прогонки, быстрый численный метод, который обеспечивает возможность вычисления времен пробега для заданной скоростной функции. Быстрый метод прогонки используют для вычисления времен пробега на ячейках распространяющегося фронта волны до тех пор, пока не будет удовлетворяться критерий завершения, то есть пока не будет достигнуто максимальное время вступления, пока не будет достигнуто максимальное расстояние или пока распространяющийся фронт волны не достигнет целевого объекта. Ниже представлен детальный пример предложенного способа. Пример начинается с выбора скоростной функции, которой определяется скорость распространяющегося фронта волны. Скорость распространения гипотетического фронта волны через соседние ячейки задает пользователь для аппроксимации проводимости/гидравлической связности ячеек в модели. Время, необходимое для перемещения фронта волны от опорной ячейки к другой ячейке, является показателем того, насколько хорошо две ячейки связаны. Этот способ обеспечивает возможность численного оценивания связности коллектора путем использования быстрых методов прогонки. Этими методами решаются дифференциальные уравнения в частных производных, описывающие распространение фронта волны, вместо использования геометрических методов Лагранжа, таких, как пороговые методы, основанные на наращивании областей или обнаружении затравки, и методы, основанные на теории графов. На фиг. 2 показаны результаты, полученные пороговыми методами, при этом блок 201 является опорной ячейкой. Изображение показано как чернобелое изображение, на котором связность передается как предположение то ли/то ли: либо ячейки являются связанными (белый цвет), либо они не являются связанными (черный цвет). По сравнению с этим результатом в способе, описываемом в этом изобретении, вычисляют качество связности для всех ячеек в модели в непрерывных значениях, обеспечивающих степени связности. Основным вычислительным-3 0010952 модулем является численный метод, в соответствии с которым вычисляют границу распространения(местоположение распространяющегося фронта волны) на основании начальной границы (опорных ячеек), распространяющейся наружу, при этом скорость в каждой ячейке является полностью положительной. Уравнение Эйконала, описывающее распространение фронта волны в двух измерениях (в трех измерениях способ является аналогичным), имеет вид: где F(t=0) представляет собой начальное местоположение границы в момент t=0 времени,Т(х,у) - время вступления на ячейку, расположенную в (х,у), иF(x,y) - скорость распространения в ячейке (х,у). Быстрый метод прогонки, численный метод, хорошо известный в данной области техники, используют для вычисления T(х,у) во всех местах нахождения ячеек, заданных начальным условием, точно определенным уравнением (1 а), и скорости F(x,y) во всех местах (х,y). На фиг. 3 показаны начальный фронт Г(t=0) волны и положение расширяющегося фронта Г(t) волны, который представляет собой совокупность ячеек, имеющих одно и то же время T(x,y)=t вступления в двумерном пространстве. В показанном примере скорость F(x,y) зависит только от положения. Быстрый метод прогонки используют для решения уравнения (1), указанного выше, чтобы вычислить качество связности в модели. Кроме того,как будет показано ниже, способ может быть адаптирован для согласования с различными геологическими характеристиками, которые влияют на проводимость ячеек. Следовательно, для этого способа имеются многочисленные применения при разведке и налаживании добычи углеводородов. Обратимся к фиг. 4, где пример способа начинается с ввода (блок 410) модели, описывающей геологию и структуру коллектора в виде объема ячеек коллектора. Затем вводят (блок 420) скоростные функции с целью получения скорости для выбранных атрибутов на основании входной модели, которая отражает геологию резервуара. Скоростная функция может быть задана для всех или меньше, чем для всех, атрибутов. Кроме того, она может быть задана для всех или меньше, чем для всех, ячеек в коллекторе. Нет необходимости выражать скоростную функцию в аналитически замкнутой форме. Скоростную функцию F(x,y,z) находят для модели, используя различную информацию из сейсмических данных, данных каротажа скважины, интерпретированной структурной/стратиграфической геологии и/или спрогнозированной проницаемости/относительной проницаемости, доступных во время процесса моделирования. Однозначная скоростная функция может быть задана для конкретной фации или дискретных атрибутов и может быть скорректирована для учета изменяющихся масштабов ячеек и различий проницаемости по вертикали и горизонтали. Простая скоростная функция может быть образована путем использования спрогнозированной пористости, полученной на основании сейсмических амплитуд, и набора зависимостей, обнаруженных между значениями пористости и проницаемости, характерными для геологической модели. Обычно распространение является всенаправленным, но предусмотрены варианты, допускающие ограниченное распространение только в горизонтальном направлении и вверх или в горизонтальном направлении и вниз. Затем выбирают (блок 430) опорные ячейки. Эти опорные ячейки могут быть ячейкой или группой ячеек на интервалах перфорации нагнетательной/продуктивной скважины, группой ячеек, которые образуют газонефтяные или водонефтяные углеводородные контакты, геологические поверхности или трехмерные области, или многообразие других точек или границ, которые должны представлять интерес. Возможность с помощью быстрого метода прогонки осуществлять распространение фронта волны от одного источника или распространение нескольких фронтов волн одновременно от нескольких источников к нескольким объектам исследования позволяет применять этот метод для решения ряда различных задач. Как детально показано на фиг. 5, после этого вычисляют (блок 440) времена вступления для ячеек в объеме коллектора. Качество связности областей коллектора может быть описано (блок 450) путем использования времен вступлений. В способе, показанном на фиг. 5, осуществляют распространение начального гипотетического фронта волны, а быстрый метод прогонки используют для решения уравнения(1) и вычисления времен вступления для ячеек в коллекторе. Прежде всего для опорных ячеек на начальном фронте Г(t=0) волны задают (блок 510) нулевое время вступления. Затем эти ячейки маркируют(блок 510) как известные, имея в виду, что время вступления является известным. Далее, все ячейки,соседствующие с известными ячейками, которые не промаркированы как известные, маркируют(блок 520) как пробные. В одном примере две ячейки являются соседними, если они имеют общую поверхность в трех измерениях и общую кромку в двух измерениях. Все другие ячейки маркируют как дальние. После этого, используя быстрый метод прогонки, вычисляют (блок 520) время вступления для пробных ячеек. Ячейку с самым ранним временем прихода среди текущих пробных ячеек маркируют (блок 530) как известную, и время вступления на эту ячейку принимают за время вступления для этой ячейки. Вновь принятое время вступления для ячейки является текущим временем распростра-4 0010952 нения фронта волны. Пример способа повторяют (блоки 520 и 530) до тех пор, пока не будет удовлетворен (блок 540) критерий завершения. Например, распространение может быть прекращено после того, как будет достигнуто заданное максимальное время Tmax вступления, достигнут кумулятивный атрибут, достигнуто расстояние, или распространяющимся фронтом волны достигнут определенный целевой объект. Когда критерий завершения удовлетворен, процесс заканчивается (блок 550). Когда распространение прекращают, доходят до блока 450 на фиг. 4, и качество связности области коллектора, для которой были вычислены времена вступления, определяют относительно выбранных опорных ячеек. Имеется обратная зависимость между временами вступления и качеством связности ячейки. Эта зависимость представляется в виде: Q(x,y)1/T(x,y), где Q является качеством связности и T является временем вступления. Чем больше время вступления, тем ниже качество связности, а чем меньше время вступления, тем выше качество связности. На фиг. 6 А и 7A показаны наиболее существенные характеристики, полученные путем использования настоящего примера, то есть модели пористости из фиг. 1. Черной точкой в центре изображена опорная ячейка. Участками с более светлыми оттенками представлены области с высоким качеством связности относительно опорных ячеек. Более темными оттенками изображены области с худшим качеством связности относительно опорных ячеек. На практике предпочтительно использовать цвет вместо полутонов для визуального отображение данных, таких,как на фиг. 6 А и 7 А (а также на фиг. 1, 8, 10, 11, 14 и 16-20). Должно быть понятно, что качество связности и время вступления используются как синонимы, но время вступления является обратно пропорциональным качеству связности. Такое описание качества связности коллектора в представленном примере насчитывает много применений. В одном применении суммированием атрибутов, то есть извлекаемой нефти, пористости, геометрического объема или процентного содержания глины, для каждой ячейки, до которой фронт волны распространяется спустя заранее выбранное время, или которая находится при заданной связности, обеспечивается непрерывное оценивание в заданное время распространения кумулятивного атрибута ячеек,через которые произошло распространение. В случае, когда атрибутом является объем нефти, извлекаемой из отдельной ячейки, этот объем может быть определен путем использования объема пористости ячейки, умноженной на средний коэффициент нефтеотдачи для месторождения или коллектора. Объем пористости ячейки вычисляют путем умножения геометрического объема ячейки на атрибут пористости. Нижеследующим примером иллюстрируются принятый в настоящее время способ с использованием очень простых скоростных функций и влияние выбора скоростной функции на определяемую связность. Хотя настоящий пример применим с равным успехом для трехмерной модели, для ясности при пояснении используется двумерный пример. На фиг. 6 А показано время Т(х,y) вступления на каждую ячейку (х,y), отсчитанное от опорной ячейки, показанной блоком 601, вычисленное при распространении фронта волны в соответствии с уравнением (1) с использованием следующей скоростной функции (показанной на фиг. 6 В), полученной на основании двумерной модели из фиг. 1: В случае этой скоростной функции скорость в ячейке равна 1, когда ее пористость (х,у) больше или равна 25. Скорость в ячейке равна 0, когда ее пористость меньше 25. На фиг. 6 А показаны времена вступления, вычисленные с использованием этой скоростной функции. Более ранние времена вступления показаны более светлыми оттенками, а более поздние времена вступления показаны более темными оттенками. Скоростная функция из уравнения (2) эквивалентна пороговым значениям, используемым в традиционном способе обнаружения затравки, показанном на фиг. 2. На фиг. 2 представлено черно-белое изображение, на котором связность относительно опорной ячейки передается как предположение то ли/то ли: либо ячейки являются связными (белый цвет), либо они не являются связными (черный цвет). Однако на фиг. 6 А времена вступления на каждую ячейку показаны в различных оттенках, отображающих качество связности ячейки. Связность в предложенном способе не является предположением то ли/то ли, а одним из показателей. Скоростная функция может не быть ступенчатой функцией, аналогичной функции, описанной уравнением (2) и показанной на фиг. 6 В. Например, зависимость между скоростью распространения и пористостью, определенной на основании сейсмических данных, может быть лучше описана нелинейной функцией, например показанной на фиг. 7 В. На фиг. 7 А показаны времена вступления, отсчитанные от опорной ячейки, изображенной блоком 701, вычисленные с использованием нелинейной скоростной функции из фиг. 7 В на основании двумерной модели пористости из фиг. 1. По различию времен пробега,наблюдаемому для двух случаев на фиг. 6 А и фиг. 7 А, видно влияние выбора скоростной функции. Этим примером иллюстрируется значение использования геологической информации, такой, как нелинейная зависимость между пористостью и связностью, при задании скоростной функции. В других случаях, если известно влияние некоторой фации и обстановки осадконакопления на скорость распространения, скоростная функция может быть рассчитана на отражение этих характеристик.-5 0010952 В нижеследующем примере способа описывается использование предложенного способа для определения кумулятивных атрибутов на внутренней стороне распространяющегося фронта волны, когда распространение прекращают на заданном расстоянии. В способе этого примера учитывают геологическую неоднородность коллектора, позволяющую оценивать кумулятивные атрибуты, такие, как данные об объеме, дренируемом скважиной, используемые для содействия определению потенциальных местоположений скважин и, возможно, для определения выгодных ситуаций дренирования. Сначала границу начального распространения, или опорную ячейку или ячейки, располагают на интервалах перфорации вертикальной/горизонтальной скважины. Для определенной модели пользователь задает скорость распространения в каждой ячейке в соответствии с информацией, имеющей отношение к проводимости,такой, как проницаемость, и к фации модели. Затем осуществляют распространение гипотетического фронта волны для определения времен вступления на другие ячейки, отсчитываемых от опорных ячеек. Распространение прекращают, когда достигается заданное расстояние. После этого заданные атрибуты ячеек, через которые произошло распространение, суммируют для определения кумулятивного атрибута. В случае, когда необходим дренируемый объем, извлекаемый объем ячейки является атрибутом, который суммируют. В нижеследующем примере способа описывается использование предложенного способа для определения дренируемой области. В этом случае распространение прекращают, когда объем нефти из ячеек,через которые произошло распространение, превышает количество добытой нефти. Местоположение фронта волны в этот момент времени является простым приближением для дренируемой области ствола скважины. Быстрый метод прогонки хорошо подходит для этого применения, поскольку в нем одновременно осуществляется распространение к одной ячейке и обеспечивается возможность вычисления суммарного объема добываемой нефти при распространении фронта волны. На фиг. 8 показана оцененная дренируемая площадь, полученная традиционным способом (окружность 81 и овал 82), и дренируемая площадь, оцененная предложенным способом (окружность 83 и овал 84). Фиг. 8 представляет собой вид сверху вертикальной скважины (в окружностях 81 и 83 на левой стороне фиг. 8) и горизонтальной скважины (в овалах 82 и 84 на правой стороне) на картографическом изображении трехмерной модели, отражающей только нефтесодержащую часть пласта. Ячейки с более светлыми оттенками соответствуют наивысшей скорости, а текстурированные ячейки соответствуют наименьшей скорости. Ячейки с промежуточной скоростью представляются прозрачными, а на фиг. 8 показаны черными. Дренируемые области, оцененные обоими способами для вертикальной скважины, являются подобными, поскольку геологические атрибуты вокруг скважины, являются относительно равномерно распределенными. В некоторых традиционных способах предполагаются равномерное распределение нефти и использование одинаковой средней пористости для всех ячеек в окружающей области. Хотя в примере способа это предположение не делается, скорость распространения является более или менее одинаковой в окружающей области вследствие геологической однородности вокруг вертикальной скважины. В результате этого дренируемая площадь, спрогнозированная с помощью способа, также является однородной вокруг скважины. Однако, что касается дренируемых площадей для горизонтальной скважины, то значительные различия проявляются между предложенным и традиционными способами. Неравномерно распределенные пористости и геологические атрибуты вокруг ствола скважины приводят к неодинаковым скоростям. Это проявляется в более видоизмененном изображении дренируемого участка (84) с помощью предложенного способа по сравнению со сглаженной картиной (82) прогнозирования традиционным способом. Кроме того, предложенный способ может быть использован для определения оптимальных связных путей между точками, представляющими интерес. Времена Т(х,y,z) вступления или качества Q(x,y,z) связности ячеек в модели коллектора могут быть использованы для нахождения оптимального пути от источника или опорной ячейки или ячеек до ячейки в (xf,yf, zf) путем вычисления градиента Txf,yf,zf) и возврата из (xf,yf,zf) с помощью градиента до тех пор, пока не будет достигнут источник распространения. Фиг. 9 этот способ иллюстрируется в общих чертах в двух измерениях. В центре фиг. 9 находится опорная ячейка, окруженная контурами. Каждый контур, окружающий опорную ячейку, отражает фронт распространения волны в конкретное время. Фиг. 9 иллюстрируется, что путем вычисления градиента времен вступления оптимальный путь может быть прослежен от ячейки прямоугольной формы в (х,y) обратно к опорной ячейке круглой формы. Оптимальный путь к ячейке от опорной ячейки, выбранной на интервале перфорации, показан на фиг. 6 яркой кривой. Этот оптимальный путь является путем наивысшего качества от перфорации к ячейке, представляющей интерес, который может быть найден с трудом, и он представляет большой интерес в трехмерной модели. В дополнение к этому можно определить несколько характеристик оптимального пути. Например, кумулятивный атрибут пути может быть определен путем суммирования любого заданного атрибута каждой ячейки вдоль пути. Кроме того, извилистость пути может быть определена путем деления длины пути на наикратчайшую линию между концами пути. Эти характеристики могут приводить к дополнительному пониманию качества связности пути. Предложенный способ также может быть использован для определения кумулятивного атрибута(например полезного объема пористости, накопленного углеводорода и т.д.) для местоположения скважины до прорыва воды или газа в скважину или возникновения другой ситуации. Для скважины, в которой основная опасность заключается в прорыве воды/газа или в другой нежелательной ситуации, полезно-6 0010952 прогнозировать кумулятивный атрибут до возникновения прорыва. Кроме того, полезно знать вероятные связные пути между стволом скважины и контактом вода/газ или другими пограничными контактами. Для существующей скважины этот анализ связности может обеспечить способность проникновения в суть при попытке определения стратегии добычи, при осуществлении которой будет исключаться или задерживаться прорыв газа или воды или другая нежелательная ситуация и в то же самое время обеспечиваться максимизация добычи из этой скважины. Для новой скважины этот анализ связности будет способствовать определению местоположения скважины, в соответствии с которым будет уменьшаться опасность разрушения границы контакта газа и воды. Способ описывается ниже. Место для начального распространяющегося фронта волны назначают на одной или нескольких ячейках геологической/коллекторной модели, которая соответствует местоположениям интервалов перфорации. Распространение фронта волны осуществляют до тех пор, пока он не достигнет воды, газа или другой границы. Все ячейки, которые находятся на внутренней стороне распространяющегося фронта Гпрорыва волны,имеют более высокое качество связности, чем на пути от перфорационного интервала до контакта газ/вода или другого пограничного контакта. Атрибут этих ячеек суммируют и определяют суммарный объем Vпрорыва, который содержится на внутренней стороне конечного распространяющегося фронта Гпрорыва волны. Vпрорыва может отражать, например, извлекаемый объем, определяемый путем использования пористости каждой ячейки и ее переводного коэффициента. В таком случае в этом способе нет необходимости вычислять самым точным образом объем Vпрорыва нефти, которая может быть добыта до разрыва границы газ/вода или другой границы. Извлекаемый объем нефти может быть более точно спрогнозирован путем использования способа моделирования коллектора, в котором решают дифференциальное уравнение, описывающее динамический режим перемещения флюидов в пористых средах. Однако объемVпрорыва, получаемый этим способом, может быть использован в качестве представительного показателя для прогнозирования объема извлекаемой нефти, который в противном случае придется получать, используя математические соотношения для моделирования коллектора, требующие большей вычислительной интенсивности. Кроме того, описанный выше способ, предназначенный для нахождения путей между ячейками, может быть использован для определения путей до пограничного контакта газ/вода. Эти пути обеспечивают дополнительное понимание поведения скважины. Эти пути также могут быть использованы в процессе адаптации модели для содействия идентификации областей внутри скважины,которые являются связными для контактов, и относительных временных соотношений этих связных путей. Это может способствовать процессу адаптации модели благодаря предоставлению дополнительного геологического контроля специалистам по разработке месторождений, когда они пытаются установить,где в скважине могут появляться реальные углеводороды, и при этом уменьшается число циклов моделирования, необходимых для достижения хорошей адаптации модели. В еще одном применении предложенный способ может быть использован для определения хороших претендентов, посредством которых максимально увеличивается заданный атрибут, то есть, объем извлекаемой нефти или полная пористость, до наступления любого возможного разрыва границы газ/вода. Для коллектора, в котором основная опасность заключается в разрыве границы вода/газ или другой границы, полезно определять возможные местоположения скважин в геологической модели, где имеется большой объем дренируемых пор до возникновения разрыва границы вода/газ или другой границы. На фиг. 10 показан разрез сейсмической масштабной модели с определенной на основании сейсмических данных пористостью каждой ячейки в полутонах, и при этом газонефтяной и водонефтяной контакты изображены пунктирной линией и сплошной линией, соответственно. Без способа анализа связности, включенного в этот пример, интерпретатор будет пытаться подыскать место для скважины путем визуального просмотра крупного тела коллектора, которое имеет высокую проницаемость/пористость и хорошо защищено от контактов с водой или газом. В этом примере с помощью способа анализа связности настоящего изобретения (более светлые оттенки) может быть получен максимальный заданный кумулятивный атрибут, например достижимый объем нефти или пористость, из перфорации в (x,y,z); при этом указанный максимальный кумулятивный атрибут определяют в момент возникновения прорыва газа (Vx,y,z, газапрорыв) или воды (Vx,y,z, водыпрорыв). Это может быть выполнено путем осуществления начального распространения фронта волны от опорной ячейки, расположенной в (x,y,z). Распространение фронта волны осуществляют до достижения воды, газа или другой границы. Заданный кумулятивный атрибут ячеек, через которые фронт волны распространился, суммируют и запоминают для ячейки в (x,y,z). Этот процесс может быть повторен для всех ячеек в коллекторе. Кумулятивный атрибут может быть использован для эффективного прогнозирования объема нефти, полезного объема пористости или некоторого другого кумулятивного атрибута до достижения границы вода/газ или другой границы. Совершенство предложенного способа позволяет каждую ячейку в данной модели, состоящей из многих миллионов ячеек, рассматривать как опорную ячейку. На фиг. 11 показан разрез ячеек со значениями Vx,y,z, газапрорыв или Vx,y,z,воды прорыв в полутонах: более светлые оттенки в случае большого дренируемого объема и более темные оттенки в случае низкого дренируемого объема. Эти значения,Vx,y,z,газапрорыв или Vx,y,z,водыпрорыв, отражают вероятный объем нефти, извлекаемой из опорной ячейки до разрыва границы газ/вода. Конечная трехмерная модель с этими значениями в ячейках отражает объем риска. Объем риска, наряду с другой информацией, может быть использован для выбора новых мест рас-7 0010952 положения скважин ручным методом или численным методом оптимизации. Хотя быстрый метод прогонки является эффективным численным методом для решения уравнения(1), вычисление объема риска потенциального прорыва воды/газа для модели со многими миллионами ячеек все же может отнимать время порядка часов. При стремлении уменьшить время, необходимое для получения объема риска, могут быть использованы прореживание в два раза, прореживание в четыре раза или другие аналогичные схемы. В схеме прореживания в два раза, показанной на фиг. 12 А и 12 В,Vx,y,z,газапрорыв ИЛИ Vx,y, z, водыпрорыв ВЫЧИСЛЯЮТ ДЛЯ ячеек в коллекторе, для которого суммы соответствующих ячейкам индексов i, j и k ячеек, являются четными. Эти ячейки затенены на фиг. 12 А и 12 В. (В качестве альтернативы сумма индексов ячеек может быть нечетной.) На фиг. 12 А показан горизонтальный срез для случая, когда (для затененных ячеек) суммы индексов ячеек являются четными, если k является нечетным, а на фиг. 12 В показан слой для случая, когда суммы являются четными, если k является четным. В схеме прореживания в четыре раза, показанной на фиг. 13 А и 13 В, Vx,y,z, газапрорыв илиVx,y,z,водыпрорыв вычисляют для ячеек, у которых все индексы ячеек являются четными или все индексы ячеек являются нечетными, то есть, для данной ячейки все i, j и k являются четными числами или для данной ячейки все i, j и k являются нечетными числами. Эти ячейки затенены на фиг. 13 А и 13 В. На фиг. 13 А показан пример горизонтального среза для случая, когда все индексы ячеек (для затененных ячеек) являются нечетными, если k является нечетным, а на фиг. 13 В показан слой для случая, когда все индексы ячеек являются четными, если k является четным. Для той ячейки, для которой Vx,y,z,газапрорыв илиVx,y,z,водыпрорыв не ВЫЧИСЛЯЮТ, объем при прорыве газа или воды оценивают как среднее значение объемов нефти, вычисленных в соседних ячейках первого порядка. В случае прореживания в два раза существуют 14 соседних ячеек, для которых имеются вычисленные объемы нефти. При прореживании в четыре раза существуют шесть соседних ячеек, для которых имеются вычисленные объемы нефти. В получающемся в результате объеме риска сохраняется точность, необходимая для выбора новых мест расположения скважин с меньшей опасностью прорывов воды/газа. Кроме того, предложенный способ может быть использован для определения кумулятивных атрибутов, таких, как поровый объем, связанных с парой скважин, нагнетательной и продуктивной. В случае предшествующих попыток определить этот поровый объем обычно было необходимо использовать пороговое значение для нахождения связности между соседними ячейками. В представленном примере порог не используют. Осуществляют распространение начального фронта волны через ячейки со скоростью, задаваемой для каждой ячейки пользователем на основании пористости ячейки или других атрибутов, которые влияют на проводимость флюидов. При осуществлении этого примера сначала определяют времена вступления для ячеек в коллекторе, начиная от нагнетательной скважины и до достижения продуктивной скважины или до удовлетворения некоторого другого условия завершения. Затем вычисляют времена вступления, начиная от продуктивной скважины и до достижения нагнетательной скважины или до удовлетворения некоторого другого условия завершения. Для каждой отдельной ячейки суммируют два значения времени, а суммарным временем для каждой ячейки определяется оптимальное или наименьшее время пробега между нагнетательной скважиной и продуктивной скважиной через эту ячейку. Заданные атрибуты ячеек с суммарным временем пробега, меньшим, чем заранее выбранное значение(или со связностью, большей, чем заранее выбранное значение), суммируют, чтобы получить отсчет кумулятивного атрибута, то есть порового объема, связанного с парой скважин. Конкретно, этот способ определения порового объема для пары скважин, нагнетательной и продуктивной, осуществляют следующим образом. Сначала образуют скоростную функцию, используя данные о пористости для коллектора. Значения пористости для сейсмической масштабной модели коллектора показаны на фиг. 14 в полутонах (более светлые оттенки означают более высокую пористость). Позицией 1401 обозначено местоположение нагнетательной скважины, а позицией 1402 обозначено местоположение продуктивной скважины. Затем осуществляют распространение начального фронта волны от нагнетательной скважины (1501 на фиг. 15) до тех пор, пока он не достигнет продуктивной скважины (1502),или не будет удовлетворяться некоторое другое условие завершения. Эти фронты ВОЛН, такие, как Гнагнетальной,промежуточный (1504) И Гнагнетательной, макс (1505), показаны сплошными линиями на фиг. 15. В результате ЭТОГО времена пробега, Tнагнетательной(x,y) ИЛИ Tнагнетательной (x, у, z) в трех измерениях, были вычислены для каждой ячейки и показаны в полутонах на фиг. 16. Продуктивная скважина (1602) находится в нижнем левом углу, а нагнетательная скважина (1601) находится в правом верхнем углу. Тнагнетальной(x,у) ячейки представляет собой время пробега от нагнетательной скважины до этой отдельной ячейки. Затем, как показано на фиг. 15, осуществляют распространение начального фронта волны от продуктивной скважины (1502) до тех пор, пока он не достигнет нагнетательной скважины (1501), или не будет удовлетворяться некоторое другое условие завершения, вычисляют для каждой ячейки Tпродуктивной(x,y) или Tпродуктивной(x,y,z) в трех измерениях. Эти фронты волн показаны контурами из пунктирных линий на фиг. 15 как Гнагнетальной,промежуточный (1506) и Гнагнетательной,макс (1507). На фиг. 17 показаны в полутонах вычисленные времена пробега, Тпродуктивной(x,y), (1701 указывает на нагнетательную скважину и 1702 указывает на продуктивную скважину), Тпродуктивной (x,y) ячейки представляет собой время пробега от продуктивной скважины до этой отдельной ячейки. После этого складывают Тнагнетательной (x,y) и Тпродуктивной(x,y) для каждой ячейки (х,y) с целью определения полного времени пробега Тполное(x,у) (1503). Оно-8 0010952 представляет собой полное время пробега от нагнетательной скважины до продуктивной скважины через эти ячейки. Параметр Qсуммарное (1/Tполное(x,y будет представлять собой качество связности между продуктивной скважиной и нагнетательной скважиной. На фиг. 18 показано Тполное(х,у) для примера двумерной модели. Серый оттенок ячейки в (х,y) отражает значение Тполное (x,y) и указывает на время пробега или качество связности пути от нагнетательной скважины (1801) до продуктивной скважины (1802) через ячейку в (х,у). Более светлые оттенки указывают на меньшие времена пробега и более высокую связность, а более темные оттенки указывают на большие времена пробега и меньшую связность. Для определения порового объема, который может быть в контакте с замещающим флюидом, все поровые объемы ячеек, которые имеют качествоQ(x,y)1/Tполное(x,у) связности, большее, чем Qминсуммарное, складывают. Одно преимущество этого способа заключается в легкости, с которой можно анализировать влияние Qминсуммарное на поровый объем и форму поврежденного геологического тела. С другой стороны, следует отметить, что в вытесняемом поровом объеме, оцениваемом по этому способу, не учитывается требующий большей вычислительной интенсивности градиент динамического давления, который необходимо учитывать для более точного прогнозирования перемещений флюидов. В этом примере можно также осуществлять распространение нескольких фронтов волн от нескольких опорных ячеек в модели коллектора и несколько связностей можно суммировать для определения нескольких времен пробега для различных опорных ячеек через любую отдельную ячейку. Кроме того, этот способ может быть использован для определения оптимального пути между двумя ячейками через любую заданную ячейку и также n-го наилучшего пути между двумя ячейками. На фиг. 15 показан соответствующий оптимальный путь между продуктивной скважиной и нагнетательной скважиной через (х,у), представленный в виде сочетания двух найденных путей: пути 1508 от нагнетательной скважины до ячейки в (х,y) и пути 1509 от продуктивной скважины до ячейки в (х,y). Это осуществляют путем первоначального определения градиента Tпродуктивной(x,y) и возврата с помощью градиента от заданной ячейки до тех пор, пока не будет достигнута продуктивная скважина. После этого определяют градиент Тнагнетательной(x,y) и следуют обратно от заданной ячейки до тех пор, пока не будет достигнута нагнетательная скважина. Путем использования этого способа n-ый наилучший путь можно определить путем ранжирования ячеек по Qсуммарное. n-ый наилучший путь был определен путем выбора nой ранжированной ячейки в качестве заданной ячейки. Это показано на фиг. 19. На фиг. 19 в полутонах показаны Тполное(x,у) и наилучшие 4 пути, связывающие пару скважин, продуктивную (1902) и нагнетательную (1901). Эти пути найдены путем вычисления оптимальных путей, которые проходят через четыре ячейки с четырьмя наименьшими значениями Tполное(x,y). Кроме того, предложенный способ может быть использован для оценивания опасности непреднамеренного затопления скважины нагнетаемой водой, когда нагнетаемой водой нефть вытесняется в целевую скважину. Когда геометрия коллектора является сложной, такой, как в области с перекрывающимися каналами, при разработке стратегии добычи важно иметь в виду связные пути между несколькими скважинами. Ниже приведен пример использования предложенного способа для выявления связных путей между областями с перекрывающимися каналами. На фиг. 20 показаны искусственно образованные перекрывающиеся каналы: канал 201 и канал 202. Нагнетательная скважина расположена в нижней части канала 201 в 203, а продуктивные скважины 205 и 204 проникают в канал 201 и канал 202. В этом примере было необходимо установить, имеются ли связные пути между нагнетательной скважиной и продуктивной скважиной 204 в канале 202. Путем использования предложенного способа для определения времен вступлений от нагнетательной и продуктивной скважин были обнаружены пути от нагнетательных скважин к продуктивным скважинам. На фиг. 20 пути показаны белыми и черными линиями. Используя этот способ, можно выявить, что качество связности для продуктивной скважины 205 в канале 201 лучше, чем качество связности для продуктивной скважины 204 в канале 202. Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на пример осуществления его, специалисты в данной области техники сумеют представить себе различные изменения по форме, которые могут быть сделаны без отступления от сущности и объема заявленного изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения. Например, специалист в данной области техники должен понимать, что для моделирования коллектора могут быть использованы различные способы, например, с тетраэдрами или с другими трехмерными ячейками. В качестве еще одного примера, специалист в данной области техники должен понимать, что получаемые времена пробега или времена вступления являются взаимозаменяемыми с их обратными функциями, значениями связности. Подразумевается, что все такие варианты включены в нижеследующую формулу изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ анализа качества связности коллектора углеводородов, содержащий этапы, при выполнении которых:(a) получают модель части коллектора и разделяют ее на ячейки, при этом каждая ячейка имеет объем и некоторые атрибуты;(b) задают скоростную функцию для части ячеек;(d) определяют связность между ячейками в коллекторе, решая уравнение Эйконала, описывающее распространяющийся фронт волны в неоднородной среде, при этом указанный фронт продвигают наружу от опорной ячейки до тех пор, пока не удовлетворится условие завершения, указанное уравнение Эйконала решают быстрым методом прогонки при скорости распространения, зависящей от пространственного положения, определяемого скоростной функцией; и(e) используя связность, характеризуют области коллектора качеством связности их относительно опорной ячейки. 2. Способ по п.1, в котором условие завершения удовлетворяется после того, как достигают заранее выбранной минимальной связности. 3. Способ по п.1, в котором условие завершения удовлетворяется после того, как достигают заранее выбранного расстояния от опорной ячейки. 4. Способ по п.1, в котором условие завершения удовлетворяется после того, как определяют связность ячейки целевого объекта. 5. Способ по п.1, в котором дополнительно определяют оптимальный связный путь от опорной ячейки до другой ячейки в коллекторе путем образования градиента связности ячеек и возврата от другой ячейки к опорной ячейке с использованием градиента. 6. Способ по п.5, в котором дополнительно определяют кумулятивный атрибут вдоль оптимального связного пути, суммируя заданный атрибут ячеек вдоль пути. 7. Способ по п.5, в котором дополнительно определяют извилистость оптимального пути путем деления длины пути на наикратчайшую линию между опорной ячейкой и другой ячейкой. 8. Способ по п.1, в котором дополнительно суммируют заданные атрибуты всех ячеек с более высокой связностью, чем заранее выбранное значение. 9. Способ по п.1, в котором на этапе (с) выбирают некоторое количество опорных ячеек в различных местах друг от друга в коллекторе, при этом в способе дополнительно выполняют этап (d) и этап (е) относительно каждой выбранной опорной ячейки; и индивидуально суммируют связности для каждой ячейки в коллекторе относительно опорных ячеек, выбранных на этапе (с). 10. Способ по п.9, в котором условие завершения удовлетворяется после того, как достигают заранее выбранной минимальной связности. 11. Способ по п.9, в котором условие завершения удовлетворяется после того, как определяют связность ячейки целевого объекта. 12. Способ по п.9, в котором условие завершения удовлетворяется после того, как достигают заранее выбранного расстояния от опорной ячейки. 13. Способ по п.9, в котором дополнительно суммируют заданные атрибуты ячеек с более высокой связностью, чем заранее выбранное значение связности. 14. Способ по п.9, в котором дополнительно определяют оптимальный путь между первой и второй опорными ячейками через заданную ячейку путем образования градиента связностей относительно первой опорной ячейки и возврата от заданной ячейки к первой опорной ячейке с использованием градиента; и образования градиента связностей относительно второй опорной ячейки и возврата от заданной ячейки ко второй опорной ячейке с использованием градиента. 15. Способ по п.14, в котором дополнительно определяют n-ый оптимальный путь между первой и второй опорными ячейками путем ранжирования ячеек в коллекторе по суммарной связности ячеек; выбора ячейки или ячеек с ранжированной по n суммарной связностью в качестве заданной ячейки. 16. Способ по п.1, в котором на этапе (с) выбирают часть ячеек в коллекторе в качестве опорных ячеек, при этом в способе дополнительно выполняют этап (d) и этап (е) относительно каждой выбранной опорной ячейки; и определяют суммарный желаемый атрибут Vпограничный для каждой опорной ячейки, суммируя заданные атрибуты всех ячеек в коллекторе со связностью относительно опорной ячейки, большей, чем заранее выбранное значение. 17. Способ по п.16, в котором условие завершения удовлетворяется после того, как определяют связность ячейки целевого объекта. 18. Способ по п.16, в котором ячейки имеют соответствующие индексы ячеек, при этом часть ячеек, выбранных в качестве опорных ячеек, содержит ячейки, для которых сумма соответствующих индексов ячеек может быть четной, а в способе дополнительно определяют Vпограничный для ячеек в коллекторе, не выбранных в качестве опорных ячеек, используя среднее значение Vпограничный соседних ячеек, которые были выбраны в качестве опорных ячеек. 19. Способ по п.16, в котором ячейки имеют соответствующие индексы ячеек, при этом часть ячеек,- 100010952 выбранных в качестве опорных ячеек, содержит ячейки, для которых соответствующие индексы ячеек все являются четными или все являются нечетными, а в способе дополнительно определяют Vпограничный для ячеек в коллекторе, не выбранных в качестве опорных ячеек, используя среднее значение Vпограничный соседних ячеек, которые были выбраны в качестве опорных ячеек. 20. Способ по п.1, в котором скоростную функцию определяют, используя геологические атрибуты. 21. Способ по п.1, в котором быстрый метод прогонки адаптируют для ограничения распространения фронта волны одним или несколькимизаданными направлениями. 22. Способ по п.21, в котором скоростную функцию определяют согласно направлению распространения фронта волны из быстрого метода прогонки. 23. Способ по п.1, в котором скоростную функцию образуют, используя данные о пористости. 24. Способ по п.23, в котором скоростная функция представляет собой линейную функцию. 25. Способ по п.23, в котором скоростная функция представляет собой нелинейную функцию. 26. Способ по п.23, в котором нелинейная функция является ступенчатой функцией.