CN108072893B - 一种微地震压裂裂缝模型的多样化构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微地震压裂裂缝模型的多样化构建方法，括以下步骤：对微地震数据进行处理；对微地震数据进行可视化展示和分析；对微地震事件进行筛选；对微地震压裂裂缝模型创建方式的选择；利用TetGen算法构建包络体。采用手动和自动相结合的构建方法可以为用户提供多样化的分析手段，构建精准的压裂裂缝模型为后期的压裂体积计算和压裂效果评价提供了有效的分析手段，为非常规油气开发提供技术支持。
Description
技术领域
本发明是应用于页岩气等非常规油气的微地震监测的一种微地震压裂裂缝模型的多样化构建方法。
背景技术
微地震监测技术现在已成为致密储层油气田开发中一项常用的监测技术，通过对检测信号的处理，分析压裂和油气开发过程中裂缝的变化，从而对储层改造效果进行动态评价，为非常规油气开发提供技术支持。
可视化分析技术是最为直观的微地震效果分析手段，用户可以根据微地震事件球的定位结果，再结合压裂裂缝的生长发育过程，通过有效的三维空间数值模拟算法来实现构建压裂裂缝模型，进而进行后期的体积估算和压裂效果评价。
TetGen算法是一款著名的四面体网格生成算法，实现了对空间任意三维物体或有限空间进行四面体的剖分。作为一个四面体网格生成器，它在许多科学与工程应用中也常被用来作为一个网格化组件。目前并没有将TetGen算法运用到构建微地震压裂裂缝模型的相关技术研究。
发明内容
本发明的目的在于将网格生成算法TetGen运用到微地震压裂裂缝模型的构建中，根据微地震事件球的空间位置分布，构建能够包含所有有效事件球的压裂裂缝模型，为后期裂缝体积计算和压裂效果评价打下基础。
一种微地震压裂裂缝模型的多样化构建方法，包括以下步骤：
一、对微地震数据进行处理；
二、对微地震数据进行可视化展示和分析；
三、对微地震事件进行筛选；
四、对微地震压裂裂缝模型创建方式进行选择；
五、利用TetGen算法构建包络体。
其中，步骤一包括：从信号采集车上获得微地震监测原始数据，对数据依次进行预处理、噪音压制、震源扫描、弱信号提取、微地震事件拾取以及震源定位反演，得到具有三维空间坐标、发生时间以及能量值的微地震事件球数据。
步骤二是利用OpenGL开发库实现三维可视化展示和分析。
步骤二包括：
(1)、将微地震监测中的观测系统、压裂井和压裂事件球展示到三维场景中；
(2)、利用可视化分析技术，将微地震事件球按照发生时间在三维可视化系统中进行顺序播放，以此分析压裂裂缝的生长和发育过程。
在步骤四中，压裂裂缝模型创建方式有手动创建和自动创建两种。
所述手动创建需要用户根据事件的位置分布和裂缝发育情况来选择若干个事件球，纳入到构建压裂裂缝模型的事件球集合中。
所述自动创建系统自动将场景中所有事件球纳入到构建压裂裂缝模型的事件球集合中。
步骤五包括：
(一)、将步骤四中的事件球的空间坐标集合作为TetGen算法的输入数据；
(二)、通过TetGen算法的限定四面体剖分技术实现对三维空间最优化剖分；
(四)、输出压裂裂缝模型的顶点集和压裂裂缝模型外包围三角面的顶点索引号集；
(三)、利用OpenGL库实现对每个空间三角面的绘制，从而实现对压裂裂缝模型的显示。
步骤三是通过可视化分析软件提供的二维和三维事件球筛选工具剔除掉异常点。
所述异常点为距离裂缝的垂直距离大于裂缝宽度一半的事件球或者能量值小于所有事件球能量平均值三分之一的事件球
本发明具有以下优点和有益效果：采用手动和自动相结合的构建方法可以为用户提供多样化的分析手段，构建精准的压裂裂缝模型为后期的压裂体积计算和压裂效果评价提供了有效的分析手段，为非常规油气开发提供技术支持。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1是手动创建微地震压裂裂缝模型示意图
图2是自动创建微地震压裂裂缝模型示意图
图3是微地震压裂裂缝模型的多样化构建方法流程图
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
微地震压裂裂缝模型的多样化构建方法主要分为以下几个步骤：
如图3所示，首先读入微地震检测原始数据，从信号采集车上获得微地震监测原始数据，通过对数据进行预处理、噪音压制、震源扫描以及弱信号提取、微地震事件拾取和震源定位反演，得到了具有三维空间坐标、发生时间以及能量值的微地震事件球数据。
然后进行可视化展示和分析：利用OpenGL开发库实现三维可视化显示系统。将微地震监测中的观测系统、压裂井和压裂事件球展示到三维场景中。利用可视化分析技术，将微地震事件球按照发生时间在三维可视化系统中进行顺序播放，帮助用户分析压裂裂缝的生长和发育过程。
接着对微地震事件筛选：微地震数据处理得到的事件球的定位结果可能会存在一些异常值，比如明显远离压裂裂缝集中区域或者能量值极小的事件球。需要通过可视化分析软件提供的二维和三维事件球筛选工具剔除掉异常点。
随后对压裂裂缝模型创建方式的选择：
系统提供了两种压裂裂缝模型创建方式，一种是手动的创建，另一种是自动创建。图1为手动创建的示意图，手动创建需要用户根据事件的位置分布和裂缝发育情况，依靠自己的经验来选择若干个事件球，将场景中被拾取时间球空间坐标信息纳入到构建压裂裂缝模型的事件球集合中。手动创建不够智能化，需要有经验的解释人员进行人工干预，增加了工作量。但这使得构建的压裂裂缝模型更加精确。
图2为自动创建的示意图。选择自动创建时，系统自动将场景中所有事件球纳入到构建压裂裂缝模型的事件球集合中。自动创建对于压裂效果不好，压裂事件球分布不集中的情况，自动构建的压裂裂缝模型不精确。但是，对于压裂效果较好，压裂事件球分布集中的情况，自动构建更加智能化，可以减少解释人员的工作量。
用户可以根据裂缝的发育情况来决定选择哪种创建方式。采用手动和自动相结合的构建方法可以为用户提供多样化的分析手段，构建精准的压裂裂缝模型为后期的压裂体积计算和压裂效果评价提供了有效的分析手段，为非常规油气开发提供技术支持。
最后利用TetGen算法构建包络体：将选中的事件球的空间坐标集合作为TetGen算法的输入数据，通过TetGen算法的限定四面体剖分技术实现对三维空间最优化剖分，输出数据包括压裂裂缝模型的顶点集和压裂裂缝模型外包围三角面的顶点索引号集。利用OpenGL库实现对每个空间三角面的绘制，从而实现对压裂裂缝模型的显示。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (5)
1.一种微地震压裂裂缝模型的多样化构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、对微地震数据进行处理，包括：从信号采集车上获得微地震监测原始数据，对数据依次进行预处理、噪音压制、震源扫描、弱信号提取、微地震事件拾取以及震源定位反演，得到具有三维空间坐标、发生时间以及能量值的微地震事件球数据；
二、对微地震数据进行可视化展示和分析，包括：
(1)、将微地震监测中的观测系统、压裂井和压裂事件球展示到三维场景中；
(2)、利用可视化分析技术，将微地震事件球按照发生时间在三维可视化系统中进行顺序播放，以此分析压裂裂缝的生长和发育过程；
三、对微地震事件进行筛选，通过可视化分析软件提供的二维和三维事件球筛选工具剔除掉异常点，所述异常点为明显远离压裂裂缝集中区域或者能量值极小的事件球；
四、对微地震压裂裂缝模型创建方式进行选择，所述压裂裂缝模型创建方式有手动创建和自动创建两种；
五、利用TetGen算法构建包络体。
2.根据权利要求1所述的一种微地震压裂裂缝模型的多样化构建方法，其特征在于，步骤二是利用OpenGL开发库实现三维可视化展示和分析。
3.根据权利要求1所述的一种微地震压裂裂缝模型的多样化构建方法，其特征在于，所述手动创建需要用户根据事件的位置分布和裂缝发育情况来选择若干个事件球，纳入到构建压裂裂缝模型的事件球集合中。
4.根据权利要求1所述的一种微地震压裂裂缝模型的多样化构建方法，其特征在于，所述自动创建系统自动将场景中所有事件球纳入到构建压裂裂缝模型的事件球集合中。
5.根据权利要求1所述的一种微地震压裂裂缝模型的多样化构建方法，其特征在于，步骤五包括：
(一)、将步骤四中的事件球的空间坐标集合作为TetGen算法的输入数据；
(二)、通过TetGen算法的限定四面体剖分技术实现对三维空间最优化剖分；
(三)、输出压裂裂缝模型的顶点集和压裂裂缝模型外包围三角面的顶点索引号集；
(四)、利用OpenGL库实现对每个空间三角面的绘制，从而实现对压裂裂缝模型的显示。
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