CN107193042B - 基于压裂相的人工裂缝建模方法及装置、计算机存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于压裂相的人工裂缝建模方法及装置、计算机存储介质，其中，方法包括：利用目标区域的数据信息进行裂缝扩展模拟，获得压裂裂缝的形态分布信息；利用目标区域的微地震监测数据反演压裂引起的微地震事件，获得压裂裂缝的强度范围；根据所述形态分布信息和所述强度范围得到压裂相分布模型；通过所述压裂相分布模型得到多尺度压裂裂缝模型。本发明既体现了裂缝本身的形态和方位特征，又考虑微地震反演的裂缝分布范围及强度信息，能够更准确地表征水力压裂裂缝的空间分布。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及页岩气藏人工压裂裂缝的三维建模方法，具体来说就是一种基于压裂相的人工裂缝建模方法及装置、计算机存储介质。
背景技术
目前，页岩气、页岩油等非常规储层能源正经逐步成为当前油气田开发的主战场，人工压裂技术越来越多应用于非常规储层能源的开发。但关于人工压裂裂缝如何延展、如何分布、特征如何的研究尚无定论，现有研究人工压裂裂缝的方法主要有裂缝扩展法和微地震检测法，但上述两种方法均未涉及人工压裂裂缝如何延展、如何分布、特征如何等问题，例如，微地震检测法已经大量应用于裂缝监测设计和压裂效果评价。利用微地震监测提供的压裂过程，对微地震信号的反演结果通常以三维空间点形式表示微地震事件，反映压裂扰动的范围及强度，但不能得到准确的裂缝形态及参数。因此，为了更好地指导油气田现场实践，本领域急需合理的定量表征人工压裂裂缝的方法，在这个背景下，水力压裂技术应运而生。
水力压裂技术是在地面用高压泵组将高粘液体以远超过地层吸液能力的排量注入油气井中，形成足够大的缝网。水力压裂过程是压裂液流体与岩石变形的动态耦合过程，针对这个过程中岩石的起裂及扩展过程已经有大量的模拟方法。基于压裂过程的模拟方法为正演模拟方法，输入项为压裂施工参数及与地层条件相关的岩石物理参数、天然裂缝参数等，输出结果为压裂缝的类型、开度、高度以及方位的分布等。但是，单纯依赖正演模拟结果划分压裂相具有较大不确定性，因为正演过程输入的岩石物理参数以及天然裂缝都存在很强的不确定性。
因此，本领域技术人员亟需研发一种合理划分压裂相从而准确表征水力压裂裂缝空间分布的人工裂缝建模方法。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种基于压裂相的人工裂缝建模方法及装置、计算机存储介质，解决了现有技术无法准确表征水力压裂裂缝空间分布的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的具体实施方式提供一种基于压裂相的人工裂缝建模方法，包括：利用目标区域的数据信息进行裂缝扩展模拟，获得压裂裂缝的形态分布信息；利用目标区域的微地震监测数据反演压裂引起的微地震事件，获得压裂裂缝的强度范围；根据所述形态分布信息和所述强度范围得到压裂相分布模型，其中，所述压裂相分布模型中包含按照裂缝开度划分得到的多个压裂相范围的裂缝；通过所述压裂相分布模型得到多尺度压裂裂缝模型。
本发明的具体实施方式还提供一种基于压裂相的人工裂缝建模装置，包括：模拟单元，用于利用目标区域的数据信息进行裂缝扩展模拟，获得压裂裂缝的形态分布信息；反演单元，用于利用目标区域的微地震监测数据反演压裂引起的微地震事件，获得压裂裂缝的强度范围；构造单元，用于根据所述形态分布信息和所述强度范围得到压裂相分布模型，其中，所述压裂相分布模型中包含按照裂缝开度划分得到的多个压裂相范围的裂缝；处理单元，用于通过所述压裂相分布模型得到多尺度压裂裂缝模型。
本发明的具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令被数据处理设备处理时，所述数据处理设备执行人工裂缝建模方法。
根据本发明的上述具体实施方式可知，基于压裂相的人工裂缝建模方法及装置、计算机存储介质至少具有以下有益效果：将裂缝扩展正演结果和微地震检测反演结果相融合，从而建立更加准确的压裂裂缝三维分布预测模型，既体现了裂缝本身的形态和方位特征，又考虑微地震反演的裂缝分布范围及强度信息，能够更准确地表征水力压裂裂缝的空间分布。
应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
附图说明
下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。
图1为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模方法的实施例一的流程图；
图2为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模方法的实施例二的流程图；
图3为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模方法的实施例三的流程图；
图4为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模装置的实施例一的结构示意图；
图5为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模装置的实施例二的结构示意图；
图6为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模装置的实施例三的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本发明所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本发明内容的实施例后，当可由本发明内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明内容的精神与范围。
本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。
某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。
图1为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模方法的实施例一的流程图，如图1所示，先获得压裂裂缝的形态分布信息和强度范围，再根据形态分布信息和强度范围得到压裂相分布模型，最后通过压裂相分布模型得到多尺度压裂裂缝模型。
该附图所示的具体实施方式中，基于压裂相的人工裂缝建模方法包括：
步骤101：利用目标区域的数据信息进行裂缝扩展模拟，获得压裂裂缝的形态分布信息。本发明的具体实施例中，数据信息具体包括基础地质资料、压裂设计方案和压裂施工参数等。基础地质资料具体包括岩性分布数据、岩石力学参数、地应力场数据和天然裂缝发育状态等。形态分布信息具体包括压裂裂缝长度、压裂裂缝宽度、压裂裂缝倾角和压裂裂缝方位信息等。
步骤102：利用目标区域的微地震监测数据反演压裂引起的微地震事件，获得压裂裂缝的强度范围。本发明的具体实施例中，强度范围具体包括压裂裂缝分布范围和裂缝发育强度等。
步骤103：根据所述形态分布信息和所述强度范围得到压裂相分布模型。本发明的具体实施例中，根据裂缝开度将压裂相分成一级压裂相、二级压裂相、三级压裂相和四级压裂相。例如，一级压裂相为井筒附近岩石严重破坏的区域，高压的压裂液使得井筒附近的岩石完全碎裂，也称为碎裂相，裂缝开度大，一般大于2.385mm，充填多层20/40目的砂粒；二级压裂相为被压裂液压开的区域，裂缝规模大，称为破裂相，裂缝开度在0.604mm～2.385mm之间，支撑剂类型为40/70目的多层砂粒或20/40目的单层砂粒；三级压裂相为岩石破坏程度比破裂相稍弱的区域，称为开启相，裂缝中主要被细粒携砂充填，支撑剂类型为100目的单层或多层砂粒，裂缝开度在0.239mm～0.604mm之间；四级压裂相为受压裂影响的地层区域，一般是层理界面在很高的注入液压力下开启，但没有砂粒充填，压裂液返排后完全或不完全闭合的诱导缝，裂缝开度一般小于0.239mm。不同压裂相的裂缝特征不同，利用压裂相分布模型可以建立更加准确的人工裂缝三维分布模型。
步骤104：通过所述压裂相分布模型得到多尺度压裂裂缝模型。本发明的具体实施例中，将多个压裂相的裂缝相互融合可以得到多尺度压裂裂缝模型。
参见图1，将裂缝扩展正演结果和微地震检测反演结果相融合，从而建立更加准确的压裂裂缝三维分布预测模型，既体现了裂缝本身的形态和方位特征，又考虑了微地震反演的裂缝分布范围及强度信息，能够更准确地表征水力压裂裂缝的空间分布。
图2为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模方法的实施例二的流程图，如图2所示，通过压裂相分布模型可以得到多尺度压裂裂缝模型。
该附图所示的具体实施方式中，步骤104具体包括：
步骤1041：通过所述压裂相分布模型得到裂缝参数统计模型和离散裂缝网络模型。本发明的具体实施例中，压裂相综合反映了人工裂缝宽度、方位以及长度的空间分布特征，分别在各级压裂相范围内建立相应的离散裂缝网络模型。
步骤1042：根据所述裂缝参数统计模型和所述离散裂缝网络模型得到所述多尺度压裂裂缝模型。
参见图2，通过多尺度压裂裂缝模型既体现了裂缝本身的形态和方位特征，又考虑微地震反演的裂缝分布范围及强度信息，能够更准确地表征水力压裂裂缝的空间分布。
图3为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模方法的实施例三的流程图，如图3所示，进行裂缝扩展模拟之前，需要获取目标区域的数据信息和微地震监测数据。
该附图所示的具体实施方式中，该方法还包括：
步骤100：获取目标区域的所述数据信息和所述微地震监测数据。
参见图3，获取目标区域的数据信息和微地震监测数据，以便进行裂缝扩展模拟，以及进行反演压裂引起的微地震事件。
图4为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模装置的实施例一的结构示意图，如图4所示的装置可以应用到图1～图3所示的方法中，先利用模拟单元获得压裂裂缝的形态分布信息和强度范围，再根据形态分布信息和强度范围得到压裂相分布模型，最后通过压裂相分布模型得到多尺度压裂裂缝模型。
该附图所示的具体实施方式中，基于压裂相的人工裂缝建模装置包括模拟单元11、反演单元12、构造单元13和处理单元14。其中，模拟单元11用于利用目标区域的数据信息进行裂缝扩展模拟，获得压裂裂缝的形态分布信息；反演单元12用于利用目标区域的微地震监测数据反演压裂引起的微地震事件，获得压裂裂缝的强度范围；构造单元13用于根据所述形态分布信息和所述强度范围得到压裂相分布模型；处理单元14用于通过所述压裂相分布模型得到多尺度压裂裂缝模型。
参见图4，将裂缝扩展正演结果和微地震检测反演结果相融合，从而建立更加准确的压裂裂缝三维分布预测模型，既体现了裂缝本身的形态和方位特征，又考虑了微地震反演的裂缝分布范围及强度信息，能够更准确地表征水力压裂裂缝的空间分布。
图5为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模装置的实施例二的结构示意图，如图5所示，处理单元具体包括第一处理模块和第二处理模块。
该附图所示的具体实施方式中，所述处理单元14具体包括第一处理模块141和第二处理模块142。其中，第一处理模块141用于通过所述压裂相分布模型得到裂缝参数统计模型和离散裂缝网络模型；第二处理模块142用于根据所述裂缝参数统计模型和所述离散裂缝网络模型得到所述多尺度压裂裂缝模型。
参见图5，本发明既体现了裂缝本身的形态和方位特征，又考虑微地震反演的裂缝分布范围及强度信息，能够更准确地表征水力压裂裂缝的空间分布。
图6为本发明具体实施方式提供的一种基于压裂相的人工裂缝建模装置的实施例三的结构示意图，如图6所示，进行裂缝扩展模拟之前，需要获取目标区域的数据信息和微地震监测数据。
该附图所示的具体实施方式中，人工裂缝建模装置还包括采集单元15。其中，采集单元15用于获取目标区域的所述数据信息和所述微地震监测数据。
参见图6，获取目标区域的数据信息和微地震监测数据，以便进行裂缝扩展模拟，以及进行反演压裂引起的微地震事件。
本发明具体实施方式还提供一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，所述计算机执行指令由数据处理设备处理时，所述数据处理设备执行上述人工裂缝建模方法，其中，人工裂缝建模方法具体包括以下步骤：
步骤100：获取目标区域的所述数据信息和所述微地震监测数据。
步骤101：利用目标区域的数据信息进行裂缝扩展模拟，获得压裂裂缝的形态分布信息。
步骤102：利用目标区域的微地震监测数据反演压裂引起的微地震事件，获得压裂裂缝的强度范围。
步骤103：根据所述形态分布信息和所述强度范围得到压裂相分布模型。
步骤104：通过所述压裂相分布模型得到多尺度压裂裂缝模型。
进一步地，步骤104具体包括：
步骤1041：通过所述压裂相分布模型得到裂缝参数统计模型和离散裂缝网络模型。
步骤1042：根据所述裂缝参数统计模型和所述离散裂缝网络模型得到所述多尺度压裂裂缝模型。
本发明具体实施例提供一种基于压裂相的人工裂缝建模方法及装置、计算机存储介质，将裂缝扩展正演结果和微地震检测反演结果相融合，从而建立更加准确的压裂裂缝三维分布预测模型，既体现了裂缝本身的形态和方位特征，又考虑微地震反演的裂缝分布范围及强度信息，能够更准确地表征水力压裂裂缝的空间分布。另外，由于本发明的技术方案具有良好的应用前景，因此得到《致密气储层精细描述与地质建模技术》的资助，基金号为：2016ZX05047-003，从而进一步印证了本发明的实用性。
上述的本发明实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明的实施例也可为在数据信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)中执行上述方法的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种基于压裂相的人工裂缝建模方法，其特征在于，该方法包括：
利用目标区域的数据信息进行裂缝扩展模拟，获得压裂裂缝的形态分布信息；
利用目标区域的微地震监测数据反演压裂引起的微地震事件，获得压裂裂缝的强度范围；
根据所述形态分布信息和所述强度范围得到压裂相分布模型，其中，所述压裂相分布模型中包含按照裂缝开度划分得到的多个压裂相范围的裂缝；以及
通过所述压裂相分布模型得到多尺度压裂裂缝模型；
其中，所述形态分布信息具体包括：压裂裂缝长度、压裂裂缝宽度和压裂裂缝方位信息；所述强度范围具体包括：压裂裂缝分布范围和裂缝发育强度；
其中，通过所述压裂相分布模型得到多尺度压裂裂缝模型的步骤，具体包括：
通过所述压裂相分布模型得到裂缝参数统计模型和离散裂缝网络模型；以及
根据所述裂缝参数统计模型和所述离散裂缝网络模型得到所述多尺度压裂裂缝模型；
其中，所述离散裂缝网络模型是在各级压裂相范围内建立的。
2.如权利要求1所述的基于压裂相的人工裂缝建模方法，其特征在于，该方法还包括：
获取目标区域的所述数据信息和所述微地震监测数据。
3.如权利要求1所述的基于压裂相的人工裂缝建模方法，其特征在于，所述数据信息具体包括：基础地质资料、压裂设计方案和压裂施工参数。
4.一种基于压裂相的人工裂缝建模装置，其特征在于，该装置包括：
模拟单元，用于利用目标区域的数据信息进行裂缝扩展模拟，获得压裂裂缝的形态分布信息；
反演单元，用于利用目标区域的微地震监测数据反演压裂引起的微地震事件，获得压裂裂缝的强度范围；
构造单元，用于根据所述形态分布信息和所述强度范围得到压裂相分布模型，其中，所述压裂相分布模型中包含按照裂缝开度划分得到的多个压裂相范围的裂缝；以及
处理单元，用于通过所述压裂相分布模型得到多尺度压裂裂缝模型；
其中，所述形态分布信息具体包括：压裂裂缝长度、压裂裂缝宽度和压裂裂缝方位信息；所述强度范围具体包括：压裂裂缝分布范围和裂缝发育强度；
其中，所述处理单元具体包括：
第一处理模块，用于通过所述压裂相分布模型得到裂缝参数统计模型和离散裂缝网络模型；以及
第二处理模块，用于根据所述裂缝参数统计模型和所述离散裂缝网络模型得到所述多尺度压裂裂缝模型；
其中，所述第一处理模块还用于在各级压裂相范围内建立所述离散裂缝网络模型。
5.如权利要求4所述的基于压裂相的人工裂缝建模装置，其特征在于，该装置还包括：
采集单元，用于获取目标区域的所述数据信息和所述微地震监测数据。
6.一种包含计算机执行指令的计算机存储介质，其特征在于，所述计算机执行指令被数据处理设备处理时，所述数据处理设备执行权利要求1～3任一所述的人工裂缝建模方法。
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