CN106988739B - 页岩储层压裂裂缝识别与解释评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种页岩储层压裂裂缝识别与解释评价方法，主要包括：页岩储层在不同地层应力条件下水力裂缝动态识别、三维天然裂缝及水力裂缝网络重构、基于微地震监测的裂缝网络识别与解释三部分。本发明基于水力压裂裂缝动态识别与微地震监测解释的裂缝综合矫正，实现复杂裂缝网络展布形态认知与评估，以指导压裂优化设计的“压裂‑微地震”一体化裂缝网络预测与评估技术，同时对于优化压裂施工规模、排量及加砂量等压裂施工参数，降低生产成本，提高压裂改造效果具有重要的生产意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种页岩储层压裂裂缝识别与解释评价方法，属于页岩储层压裂裂缝评价领域。
背景技术
页岩气是一类典型的“自生自储”式储层，普遍具有孔隙度低、基质渗透率低等特点，其内形成的水力压裂裂缝网络复杂度高，对其展布形态认知困难；我国南方页岩区块储层天然裂缝破碎带发育，天然裂缝与水力裂缝关系错综复杂，这在很大程度上影响了压裂改造效果；当前微地震解释的储层改造体积（SRV）较实际支撑剂支撑裂缝体积大，难以有效反映改造裂缝网络真实性。这就决定了页岩的储层改造需要采用不同于常规储层的压裂方式。矿场实践和室内实验发现，页岩储层中发育的天然裂缝、层理等弱面对水力裂缝的扩展形态有着显著的影响。体积改造技术就是通过水力裂缝与天然裂缝（层理）之间的相互作用形成一个由主裂缝和多级次生裂缝交织形成的复杂裂缝系统，达到增加储层泄气面积、减小气体从基质向裂缝渗流的距离，从而显著提高气井的初始产能和最终采收率的目的。
但是，目前对于页岩压裂裂缝的起裂和扩展规律的认识并不完善；实现复杂裂缝网络的施工参数要求仍有待深入研究；多井同步压裂以及拉链式压裂对于配对井压裂段之间的裂缝干扰规律的认识尚不清楚。因此，需要对复杂裂缝网络起裂和扩展的规律及表征等问题开展进一步的研究，阐明体积压裂的裂缝网络架构，为页岩气开发策略、现场施工参数的制定和施工效果评价提供合理准确的依据。
目前国内外还未见页岩储层压裂裂缝识别与解释的室内定量评价方法，因此本发明具有一定的创新性和前瞻性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种页岩储层压裂裂缝识别与解释评价方法。本发明基于水力压裂裂缝动态识别与微地震监测解释的裂缝综合矫正，实现复杂裂缝网络展布形态认知与评估，以指导压裂优化设计的“压裂-微地震”一体化裂缝网络预测与评估技术，同时对于优化压裂施工规模、排量及加砂量等压裂施工参数，降低生产成本，提高压裂改造效果具有重要的生产意义。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种页岩储层压裂裂缝识别与解释评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
页岩储层在不同地层应力条件下水力裂缝动态识别：应用真三轴水力压裂实验装置模拟页岩试样在地层条件下的受力状态，借助声发射实验装置获取注入过程中页岩试样因发生张性及剪切破坏产生的岩石破裂所释放声波事件点，这些事件点表征了页岩试样水力压裂裂缝扩展过程；
三维天然裂缝及水力裂缝网络重构：对压裂结束后的页岩试样进行CT扫描，获取含天然裂缝及因水力压裂产生的人工水力裂缝图像，对整个图片进行灰度处理并逐点扫描，提取不同灰度值的裂缝网络曲线，根据叠加原理重构裂缝三维网络图；
基于微地震监测的裂缝网络识别与解释：提取声发射监测获取的有效事件点，以空间曲面最小为原则建立微地震识别裂缝三维网络，并以CT扫描重构的裂缝三维网络为约束，进行压裂裂缝识别与解释的定量分析及评估。
所述页岩储层在不同地层应力条件下水力裂缝动态识别，具体包括如下步骤：
（1）测量页岩试样尺寸，选取合适位置标记，在标记处进行超声波测量，记录样品的波速数据；
（2）根据测试波速数据安装声发射探头：将声发射探头按照设计的位置安装在真三轴水力压裂实验装置的探头夹板上，记录每个探头的空间位置，按顺序标记探头数，将声发射探头紧贴岩石安放在真三轴水力压裂实验装置上；
（3）将声发射探头接线连接在放大器input端，声发射探头对应着探头标记数，将放大器的output端通过电缆线连接在采集卡对应的声发射通道上；
（4）进行采集方式设置，选择采样率，设置声发射通道门限值；
（5）待采集调试完毕后开始真三轴水力压裂实验，同步打开声发射测试系统，进行岩石破裂所释放声波事件点采集，直到实验结束关闭采集系统。
所述三维天然裂缝及水力裂缝网络重构具体包括如下步骤：
（1）在进行真三轴压裂前对页岩试样进行初次CT扫描，获取未压裂时岩样内部所包含的天然裂缝参数；并根据CT扫描的图像进行灰度处理建立天然裂缝三维网络图；
（2）对真三轴压裂后的页岩试件再次进行CT扫描，获取应用荧光剂压裂液在注入过程中产生的人工裂缝参数；并根据CT扫描结果对含荧光区域及不含荧光区域进行不同的灰度处理，建立含天然裂缝的水力裂缝三维网络图；
（3）根据步骤（1）天然裂缝三维网络图对步骤（2）含天然裂缝的水力裂缝三维网络图进行矫正，甄别天然裂缝和水力裂缝网络系统，进一步厘清二者之间的相互关系；
（4）根据修正后的裂缝网络系统，重构天然裂缝三维网络和水力人工裂缝三维网络，实现实际裂缝系统的数值化表征。
所述实际裂缝系统的数值化表征具体包括：
①对每个压裂岩样建立统一标志的XYZ三维直角坐标体系，并获取每层CT扫描的坐标值；
②根据灰度处理的不同灰度值，数值离散化CT扫描裂缝参数，并标注裂缝系统的平面坐标；
③结合CT扫描层位置坐标及数值离散化的裂缝坐标及裂缝参数，得到裂缝系统在三维空间的属性值及其坐标信息，即f（x，y，z）；
④应用建立的裂缝三维空间网络，根据最小曲面原理，计算天然裂缝系统及改造后有效水力裂缝系统的裂缝面积及体积。
所述基于微地震监测的裂缝网络识别与解释定量分析与评估实施过程如下：
（1）提取有效的岩石破裂所释放声波事件点采集数据，并进行数据预处理，再进行声发射定位，获取定位点坐标和极性参数；
（2）根据数据处理结果，以空间曲面最小为原则建立微地震识别裂缝三维空间网络，进一步计算微地震监测所得有效裂缝参数及改造体积；
（3）结合应用CT扫描重构的真实三维裂缝网络，分析微地震监测裂缝系统与实际水力裂缝系统之间的数学特征及模型关系，建立实际改造体积与水力裂缝及天然裂缝系统相关关系：F（x，y，z）=aG（x，y，z）+bH（x，y，z），式中， F为有效改造体积，G为所有微地震事件的有效定位点按照空间最小曲面原理所形成的裂缝体积，H为天然裂缝体积，系数a为表征微地震监测的有效裂缝改造体积系数，b表征因水力压裂形成的水力压裂裂缝和沟通的天然裂缝，但未被微地震有效监测及识别的压裂裂缝体积系数。
采用本发明的优点在于：
1、本发明基于水力压裂裂缝动态识别与微地震监测解释的裂缝综合矫正，实现复杂裂缝网络展布形态认知与评估，以指导压裂优化设计的“压裂-微地震”一体化裂缝网络预测与评估技术，同时对于优化压裂施工规模、排量及加砂量等压裂施工参数，降低生产成本，提高压裂改造效果具有重要的生产意义。
2、本发明能够简单、准确的实现页岩气储层压裂裂缝识别与解释的定量评价，为优化页岩压裂设计、实时指导压裂施工、提高页岩体积压裂效果提供监测及评价手段。
3、本发明致力于对页岩气压裂裂缝进行识别与解释，用以指导优化页岩储层水力压裂设计及施工，进而提高储层改造体积和气井产量。
4、本发明能够准确的实现页岩气压裂裂缝的定量评价，评价方法切实可行。为页岩气压裂设计参数优化、提高页岩压裂效果提供技术支撑。
附图说明
图1为垂向某个水平面内的微地震事件改造面积；
图2为厚度dz微元内微地震事件的水力裂缝改造体积；
图3为露头压裂CT扫描裂缝分布结果。
具体实施方式
实施例1
一种页岩储层压裂裂缝识别与解释评价方法，包括如下步骤：
页岩储层在不同地层应力条件下水力裂缝动态识别：应用真三轴水力压裂实验装置模拟页岩试样在地层条件下的受力状态，借助声发射实验装置获取注入过程中页岩试样因发生张性及剪切破坏产生的岩石破裂所释放声波事件点，这些事件点表征了页岩试样水力压裂裂缝扩展过程；
三维天然裂缝及水力裂缝网络重构：对压裂结束后的页岩试样进行CT扫描，获取含天然裂缝及因水力压裂产生的人工水力裂缝图像，对整个图片进行灰度处理并逐点扫描，提取不同灰度值的裂缝网络曲线，根据叠加原理重构裂缝三维网络图；
基于微地震监测的裂缝网络识别与解释：提取声发射监测获取的有效事件点，以空间曲面最小为原则建立微地震识别裂缝三维网络，并以CT扫描重构的裂缝三维网络为约束，进行压裂裂缝识别与解释的定量分析及评估。
所述页岩储层在不同地层应力条件下水力裂缝动态识别，具体包括如下步骤：
（1）测量样品尺寸，选取合适位置标记，在标记处进行超声波测量，记录样品的波速数据。
（2）根据测试数据安装声发射探头。将探头按照设计的位置安装在实验机的探头夹板上，记录每个探头的空间位置，按顺序标记探头数。在探头表面涂抹耦合剂，增强探头与岩石之间的接触，避免波形信号的损失，将探头紧贴岩石安放在实验机上。
（3）将探头接线连接在放大器input端，选用放大倍数40dB，平放在稳定的台面上，对应着探头标记数，将放大器的output端通过电缆线连接在采集卡对应的通道上。
（4）进行采集方式设置，选择采样率，本实验中统一使用2.5MHz采样率；设置声发射通道门限值，由于动态水力压裂实验的特殊性，在设置声发射门限值时，需要根据空采时的噪声波动段优选门限，保证记录较好的声发射信号。
（5）待采集调试完毕后开始真三轴水力压裂实验，同步打开声发射测试系统，进行岩石破裂所释放声波事件点采集，直到实验结束关闭采集系统。
所述三维天然裂缝及水力裂缝网络重构具体包括如下步骤：
（1）在进行真三轴压裂前对页岩试样进行初次CT扫描，获取未压裂时岩样内部所包含的天然裂缝参数；并根据CT扫描的图像进行灰度处理建立天然裂缝三维网络图；
（2）对真三轴压裂后的页岩试件再次进行CT扫描，获取应用荧光剂压裂液在注入过程中产生的人工裂缝参数；并根据CT扫描结果对含荧光区域及不含荧光区域进行不同的灰度处理，建立含天然裂缝的水力裂缝三维网络图；
（3）根据步骤（1）天然裂缝三维网络图对步骤（2）含天然裂缝的水力裂缝三维网络图进行矫正，甄别天然裂缝和水力裂缝网络系统，进一步厘清二者之间的相互关系；
（4）根据修正后的裂缝网络系统，重构天然裂缝三维网络和水力人工裂缝三维网络，实现实际裂缝系统的数值化表征。
所述实际裂缝系统的数值化表征具体包括：
①对每个压裂岩样建立统一标志的XYZ三维直角坐标体系，并获取每层CT扫描的坐标值；
②根据灰度处理的不同灰度值，数值离散化CT扫描裂缝参数，并标注裂缝系统的平面坐标；
③结合CT扫描层位置坐标及数值离散化的裂缝坐标及裂缝参数，得到裂缝系统在三维空间的属性值及其坐标信息，即f（x，y，z）；
④应用建立的裂缝三维空间网络，根据最小曲面原理，计算天然裂缝系统及改造后有效水力裂缝系统的裂缝面积及体积。
所述基于微地震监测的裂缝网络识别与解释定量分析与评估实施过程如下：
（1）提取有效的岩石破裂所释放声波事件点采集数据，并进行数据预处理，再进行声发射定位，获取定位点坐标和极性参数；
（2）根据数据处理结果，以空间曲面最小为原则建立微地震识别裂缝三维空间网络，进一步计算微地震监测所得有效裂缝参数及改造体积；
（3）结合应用CT扫描重构的真实三维裂缝网络，分析微地震监测裂缝系统与实际水力裂缝系统之间的数学特征及模型关系，建立了有效改造体积与水力裂缝及天然裂缝系统相关关系（公式1），通过该关系进行压裂裂缝识别与解释的定量分析及评估：
F（x，y，z）=aG（x，y，z）+bH（x，y，z）, （1）
上式中，F为有效改造体积，此部分主要包含微地震监测到的有效体积、水力裂缝改造体积及有效沟通的天然裂缝体积（未被微地震监测识别），G为所有微地震事件的有效定位点按照空间最小曲面原理所形成的裂缝体积，H为天然裂缝体积，系数a为表征微地震监测的有效裂缝改造体积系数，b表征因水力压裂形成的水力压裂裂缝和沟通的天然裂缝，但未被微地震有效监测及识别的压裂裂缝体积系数。
G为所有微地震事件的有效定位点按照空间最小曲面原理所形成的裂缝体积，空间最小曲面原理是指从起始定位点（起始定位点是距射孔井眼最近的点）按照空间距离最小原则依次寻找下一相邻定位点，所有定位点均不重复出现，相邻定位点之间形成线段，相邻线段之间形成包络线，该包络线形成的不规则面即为垂向某个水平面内的有效事件改造面积（如图1，SRAi虚线为所有事件改造面积，ESRAi实现为有效微地震事件改造面积），垂向上以厚度微元dz为研究对象，应用积分即可得到两种包络空间体积即为微地震监测的水力裂缝改造体积G和Ge（如图2）：
式中，SRAi—切片i的微地震表征的改造面积，cm2；
dz—切片厚度，cm。
Ge为微地震表征的有效改造体积，其值根据下式计算：
式中：Ge—微地震表征的有效改造体积，cm3；
ESRAi—切片i的微地震表征的有效改造面积，cm2。
系数a为表征微地震监测的有效裂缝改造体积系数，其取值范围为0-1，该值得求取按照下式：
H为天然裂缝体积，该部分体积根据裂缝系统在三维空间的属性值及其坐标信息，其求取过程根据以下各公式：
式中，SFAi—第i条天然裂缝的面积，cm2；
dw—第i条天然裂缝的平均缝宽，cm。
He为因水力压裂形成的水力压裂裂缝和沟通的天然裂缝，但未被微地震有效监测及识别的裂缝体积（如图3种所示的沟通的天然裂缝、未沟通的天然裂缝和水力压裂裂缝），其值根据下式计算：
式中，ESFAi—沟通的天然裂缝和水力压裂裂缝中第i条裂缝的面积，cm2；
dw—沟通的天然裂缝和水力压裂裂缝中第i条裂缝的平均缝宽，cm。
b因水力压裂形成的水力压裂裂缝和沟通的天然裂缝，但未被微地震有效监测及识别的压裂裂缝体积系数，其取值范围为0-1，该值得求取按照下式：
实施例2
本发明主要包括：页岩储层在不同地层应力条件下水力裂缝动态识别、三维天然裂缝及水力裂缝网络重构、基于微地震监测的裂缝网络识别与解释三部分。主要步骤是：
应用真三轴水力压裂实验装置模拟页岩试样在地层条件下的受力状态，借助声发射实验装置获取注入过程中页岩试样因发生张性及剪切破坏产生的岩石破裂所释放声波事件点，这些事件点表征了页岩试样水力压裂裂缝扩展过程；
对压裂结束后的页岩试样进行CT扫描，获取含天然裂缝及因水力压裂产生的人工水力裂缝图像，对整个图片进行灰度处理并逐点扫描，提取不同灰度值的裂缝网络曲线，根据叠加原理重构裂缝三维网络图；
提取声发射监测获取的有效事件点，以空间曲面最小为原则建立微地震识别裂缝三维网络，并以CT扫描重构的裂缝三维网络为约束，进行压裂裂缝识别与解释的定量分析及评估。
1、真三轴压裂实验实施过程如下所示：
（1）模拟水力压裂标准试件制备：
①将页岩露头加工成外形尺寸为30cm×30cm×30cm的正方体试件；
②为模拟水平井压裂，使用硬质合金加长钻头沿平行层理面方向在试件中部钻出直径1.6cm，长16.5cm的模拟井眼，并用酒精清洗干净；
③在页岩岩样表面均匀涂抹防水涂层，以防止岩样遇水膨胀开裂；
④待防水涂层干燥后，在井筒内用化学胶将内径为0.8cm，外径为1.5cm，总长度为13.5cm的钢质注液管固定到试件的中心孔中作为模拟井筒，并确保井筒内的清洁及通畅。
（2）安装声发射底板及底板探头，探头表面涂抹耦合剂，将岩样置于声发射底板上，在安装X轴外侧挡板和井筒后将岩样推入轨道，随后安装其余声发射板及垫板，并将所有声发射线通过X轴暗槽引出并与声发射分析仪连接。
（3）启动真三轴压裂实验装置，连接注入端管线并试压合格，设置数据采集和相关参数，根据模拟条件缓慢加载X、Y、Z方向的设计应力值；同时配制加有荧光剂的压裂液体待用，荧光剂的加入量无特殊要求。
（4）实验准备就绪后，以设定的实验参数向页岩试块进行压裂实验，实验过程中密切观察进液孔是否有渗漏，并做好实验数据采集及记录工作；待注入结束时停止实验，缓慢泄压及三轴应力，做好设备维护及相关记录。
2、裂缝三维网络特征重构过程实施步骤
（1）在进行真三轴压裂前对页岩试件进行初次CT扫描，获取未压裂时岩样内部所包含的天然裂缝参数；并根据CT扫描的图像进行灰度处理建立天然裂缝三维网络图。
（2）对真三轴压后的页岩试件再次进行CT扫描，获取应用荧光剂压裂液在注入过程中产生的人工裂缝参数；并根据CT扫描结果对含荧光区域及不含荧光区域进行不同的灰度处理，建立含天然裂缝的水力裂缝三维网络图。
（3）根据第一步骤所得的天然裂缝网络图对第二步骤所得的含天然裂缝的水力裂缝网络图进行矫正，甄别天然裂缝和水力裂缝网络系统，进一步厘清二者之间的相互关系。
（4）根据修正后的裂缝网络系统，重构天然裂缝三维网络和水力人工裂缝三维网络，实现实际裂缝系统的数值化表征。
实际裂缝系统的数值化表征过程如下：
①对每个压裂岩样建立统一标志的XYZ三维直角坐标体系，并获取每层CT扫描的坐标值；
②根据灰度处理的不同灰度值，数值离散化CT扫描裂缝参数，并标注裂缝系统的平面坐标；
③结合CT扫描层位置坐标及数值离散化的裂缝坐标及裂缝参数，可以得到裂缝系统在三维空间的属性值及其坐标信息，即f(x,y,z)；
④应用建立的裂缝三维空间网络，根据最小曲面原理，计算天然裂缝系统及改造后有效水力裂缝系统的裂缝面积及体积。
3、基于微地震监测的裂缝网络识别与解释定量分析与评估实施过程：
（1）提取有效的采集数据，并进行数据预处理，通过编写的定位程序，载入扫描的到时信息，进行声发射定位，获取定位点坐标和极性参数。
（2）根据数据处理结果，应用程序语言以空间曲面最小为原则建立微地震识别裂缝三维空间网络，进一步计算微地震监测所得有效裂缝参数及改造体积。
（3）结合应用CT扫描重构的真实三维裂缝网络，分析微地震监测裂缝系统与实际水力裂缝系统之间的数学特征及模型关系，建立实际改造体积与水力裂缝及天然裂缝系统相关关系：F（x，y，z）=aG（x，y，z）+bH（x，y，z）, 进行压裂裂缝识别与解释的定量分析及评估。
本实施例中应用到的实验装置、配制的压裂液等采用现有技术，在此不做详细说明。
Claims (4)
1.一种页岩储层压裂裂缝识别与解释评价方法，其特征在于，包括如下步骤：
页岩储层在不同地层应力条件下水力裂缝动态识别：应用真三轴水力压裂实验装置模拟页岩试样在地层条件下的受力状态，借助声发射实验装置获取注入过程中页岩试样因发生张性及剪切破坏产生的岩石破裂所释放声波事件点，这些事件点表征了页岩试样水力压裂裂缝扩展过程；
三维天然裂缝及水力裂缝网络重构：对压裂结束后的页岩试样进行CT扫描，获取含天然裂缝及因水力压裂产生的人工水力裂缝图像，对整个图片进行灰度处理并逐点扫描，提取不同灰度值的裂缝网络曲线，根据叠加原理重构裂缝三维网络图；
基于微地震监测的裂缝网络识别与解释：提取声发射监测获取的有效事件点，以空间曲面最小为原则建立微地震识别裂缝三维网络，并以CT扫描重构的裂缝三维网络为约束，进行压裂裂缝识别与解释的定量分析及评估；
所述三维天然裂缝及水力裂缝网络重构具体包括如下步骤：
（1）在进行真三轴压裂前对页岩试样进行初次CT扫描，获取未压裂时岩样内部所包含的天然裂缝参数；并根据CT扫描的图像进行灰度处理建立天然裂缝三维网络图；
（2）对真三轴压裂后的页岩试件再次进行CT扫描，获取应用荧光剂压裂液在注入过程中产生的人工裂缝参数；并根据CT扫描结果对含荧光区域及不含荧光区域进行不同的灰度处理，建立含天然裂缝的水力裂缝三维网络图；
（3）根据步骤（1）天然裂缝三维网络图对步骤（2）含天然裂缝的水力裂缝三维网络图进行矫正，甄别天然裂缝和水力裂缝网络系统，进一步厘清二者之间的相互关系；
（4）根据修正后的裂缝网络系统，重构天然裂缝三维网络和水力人工裂缝三维网络，实现实际裂缝系统的数值化表征。
2.根据权利要求1所述的页岩储层压裂裂缝识别与解释评价方法，其特征在于：所述页岩储层在不同地层应力条件下水力裂缝动态识别，具体包括如下步骤：
（1）测量页岩试样尺寸，选取合适位置标记，在标记处进行超声波测量，记录样品的波速数据；
（2）根据测试波速数据安装声发射探头：将声发射探头按照设计的位置安装在真三轴水力压裂实验装置的探头夹板上，记录每个探头的空间位置，按顺序标记探头数，将声发射探头紧贴岩石安放在真三轴水力压裂实验装置上；
（3）将声发射探头接线连接在放大器input端，声发射探头对应着探头标记数，将放大器的output端通过电缆线连接在采集卡对应的声发射通道上；
（4）进行采集方式设置，选择采样率，设置声发射通道门限值；
（5）待采集调试完毕后开始真三轴水力压裂实验，同步打开声发射测试系统，进行岩石破裂所释放声波事件点采集，直到实验结束关闭采集系统。
3.根据权利要求2所述的页岩储层压裂裂缝识别与解释评价方法，其特征在于：所述实际裂缝系统的数值化表征具体包括：
①对每个压裂岩样建立统一标志的XYZ三维直角坐标体系，并获取每层CT扫描的坐标值；
②根据灰度处理的不同灰度值，数值离散化CT扫描裂缝参数，并标注裂缝系统的平面坐标；
③结合CT扫描层位置坐标及数值离散化的裂缝坐标及裂缝参数，得到裂缝系统在三维空间的属性值及其坐标信息，即f（x，y，z）；
④应用建立的裂缝三维空间网络，根据最小曲面原理，计算天然裂缝系统及改造后有效水力裂缝系统的裂缝面积及体积。
4.根据权利要求3所述的页岩储层压裂裂缝识别与解释评价方法，其特征在于：所述基于微地震监测的裂缝网络识别与解释定量分析与评估实施过程如下：
（1）提取有效的岩石破裂所释放声波事件点采集数据，并进行数据预处理，再进行声发射定位，获取定位点坐标和极性参数；
（2）根据数据处理结果，以空间曲面最小为原则建立微地震识别裂缝三维空间网络，进一步计算微地震监测所得有效裂缝参数及改造体积；
（3）结合应用CT扫描重构的真实三维裂缝网络，分析微地震监测裂缝系统与实际水力裂缝系统之间的数学特征及模型关系，建立实际改造体积与水力裂缝及天然裂缝系统相关关系：F（x，y，z）=aG（x，y，z）+bH（x，y，z），F为有效改造体积，G为所有微地震事件的有效定位点按照空间最小曲面原理所形成的裂缝体积，H为天然裂缝体积，系数a为表征微地震监测的有效裂缝改造体积系数，b表征因水力压裂形成的水力压裂裂缝和沟通的天然裂缝，但未被微地震有效监测及识别的压裂裂缝体积系数。
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| CN108984877A (zh) * | 2018-07-03 | 2018-12-11 | 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院 | 一种致密储层复杂压裂裂缝形成条件的评估方法 |
| CN110872943B (zh) * | 2018-08-30 | 2021-07-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种确定地层射孔方向的方法 |
| CN109298448B (zh) * | 2018-09-06 | 2020-08-21 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种致密气压裂工程甜点的预测方法和装置 |
| CN109598015B (zh) * | 2018-10-08 | 2023-06-06 | 成都理工大学 | 碎裂结构岩体碎裂程度分级评价方法 |
| CN109490949A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-03-19 | 四川圣诺油气工程技术服务有限公司 | 一种基于微地震解释结果的压后产能评价方法 |
| CN111597671B (zh) * | 2019-02-19 | 2023-08-22 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法及系统 |
| CN110080753B (zh) * | 2019-04-10 | 2020-09-18 | 中国石油大学(北京) | 基于微震参数的油页岩储层原位加热改造评价方法和装置 |
| CN111829887B (zh) * | 2019-04-22 | 2023-07-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种基于高压压汞的岩石压裂模拟实验方法 |
| CN110259442B (zh) * | 2019-06-28 | 2022-10-21 | 重庆大学 | 一种煤系地层水力压裂破裂层位识别方法 |
| CN110426405A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-08 | 北京建筑大学 | 一种页岩超临界co2压裂试验分析方法 |
| CN110469308A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-11-19 | 北京九恒质信能源技术有限公司 | 一种直井缝内暂堵转向压裂实验方法 |
| CN110658077B (zh) * | 2019-10-18 | 2021-11-23 | 山东科技大学 | 增强型地热系统裂缝沟通评价与热提取测试的试验方法 |
| CN111779477B (zh) * | 2020-07-31 | 2023-05-12 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种基于分形理论的水力裂缝复杂度动态评价方法 |
| CN111779471B (zh) * | 2020-07-31 | 2022-07-05 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种基于微地震监测的压裂效果动态诊断方法 |
| CN112233235B (zh) * | 2020-10-16 | 2023-04-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 页岩气水平井空间分析方法、装置及存储介质 |
| CN112446586A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-03-05 | 中国石油天然气集团有限公司 | 致密油储层暂堵压裂工艺效果定量评价方法及装置 |
| CN112878982B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-03-01 | 西南石油大学 | 一种考虑裂缝长期导流能力的深层页岩气产能预测方法 |
| CN113222923B (zh) * | 2021-04-30 | 2021-11-12 | 广东石油化工学院 | 一种基于岩心照片识别裂缝类型的方法 |
| CN114048674B (zh) * | 2021-10-28 | 2024-03-01 | 同济大学 | 一种基于页岩压裂实验数据修复的页岩压裂判别方法 |
| CN114037695A (zh) * | 2021-11-19 | 2022-02-11 | 中国石油大学(华东) | 一种基于ct扫描图像的复杂裂缝网络开度分析方法 |
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| CN116006167B (zh) * | 2022-12-19 | 2024-05-14 | 新奥(天津)能源技术有限公司 | 压裂缝网检测方法、装置、介质及设备 |
| CN117404072B (zh) * | 2023-12-15 | 2024-02-23 | 山东新云鹏电气有限公司 | 一种基于人工智能的钻场管理系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103821487A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-05-28 | 中国石油大学(华东) | 一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验装置 |
| CN103835709A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-06-04 | 中国石油大学(华东) | 稠油热采储层破裂的模拟实验方法 |
| CN104614497A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-05-13 | 中国矿业大学 | 真三轴流压致裂、割缝、渗流、瓦斯驱赶一体化实验系统 |
| CN105134186A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-12-09 | 中国地质大学（武汉） | 页岩气水力压裂物理模拟试验系统 |
| CN105866006A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-08-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种致密砂岩裂缝检测装置与方法 |
| CN106251321A (zh) * | 2015-06-12 | 2016-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于获取岩石裂缝信息的方法和装置 |
| CN106501090A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-03-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | 用于水力压裂模拟实验的裂缝表征方法 |
-
2017
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103821487A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-05-28 | 中国石油大学(华东) | 一种用于稠油热采储层破裂的模拟实验装置 |
| CN103835709A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-06-04 | 中国石油大学(华东) | 稠油热采储层破裂的模拟实验方法 |
| CN104614497A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-05-13 | 中国矿业大学 | 真三轴流压致裂、割缝、渗流、瓦斯驱赶一体化实验系统 |
| CN106251321A (zh) * | 2015-06-12 | 2016-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 用于获取岩石裂缝信息的方法和装置 |
| CN105134186A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-12-09 | 中国地质大学（武汉） | 页岩气水力压裂物理模拟试验系统 |
| CN105866006A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-08-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种致密砂岩裂缝检测装置与方法 |
| CN106501090A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-03-15 | 中国石油天然气股份有限公司 | 用于水力压裂模拟实验的裂缝表征方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 油气田典型岩石三轴压缩变形破坏与_省略_盆地震旦系白云岩及页岩的破坏过程;李霞颖;《地球物理学报》;20150331;第53卷(第3期);第982-992页 * |
| 页岩水力压裂物理模拟与裂缝表征方法研究;郭印同等;《岩石力学与工程学报》;20140131;第33卷(第1期);第52-59页 * |
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