CN108897942A - 一种模拟煤岩裂缝的dfn裂缝模型建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模拟煤岩裂缝的DFN裂缝模型建模方法，包括以下步骤：步骤S1：从面割里的间距、长度和方位角的统计数据中随机选取数值，生成第一层的二维面割里骨架模型；步骤S2：从端割里的间距和方位角统计数据中随机选取数据，在面割里骨架模型的基础上，生成第一层的二维端割里骨架模型；步骤S3：根据面割里和端割里的倾角统计数据，分别在第一层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型的基础上，生成后续层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型，最终合并生成三维裂缝模型，本方法模拟这个割里系统的形成过程，从而最大程度的还原并描述了煤岩割里系统，形成的煤岩的三维裂缝模型更加精准清晰。
Description
技术领域
本发明涉及一种模拟煤岩裂缝的DFN裂缝模型建模方法，属于模拟建模方法。
背景技术
离散型裂缝模型(Discrete Fracture Network Model,简称DFN)是目前最为准确的用来描述裂缝系统的模型。与传统意义上的等效多孔介质模型相比，DFN模型准确的描述了单个裂缝的产状、几何形态、尺寸、宽度等性质，为获得精确的裂缝几何模型与裂缝参数模型提供了可能。通常，DFN建模的方法是在已获取的裂缝信息基础上，统计分析其各类参数，再通过随机模拟的方式生成。
反应一个裂缝系统的孔渗性质的参数，不仅仅有裂缝的几何参数(如裂缝宽度、长度、开合度等)，还受其各个裂缝之间连通或相交情况控制。对于煤岩的裂缝系统(亦称作，割里系统)，它有其特有的形态特征和分布形式，通常呈现出两组形态不同的割里类型——面割理和端割理。面割理呈板状延伸，互相平行发育，连续性好，是煤层中的主要裂隙。端割理只发育于两条条相邻的面割理之间，与面隔离呈直角相交(T字相交)，且相互平行，是煤层中的次生裂隙。因此，两组割理在空间上交割成立体网状，从而把煤体切割成一系列的方形基质块。
显然，用传统DFN建模方法生成的煤岩割里系统仅仅包含了裂缝的几何特征参数。但由于裂缝分布的空间随机性，各个裂缝之间的相交形式、连通性(如，T字相交形式)却具有极大的不确定性，不符合真实割里系统的发育特征。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为克服上述问题，提供一种提高模拟精准度的模拟煤岩裂缝的DFN裂缝模型建模方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种模拟煤岩裂缝的DFN裂缝模型建模方法，包括以下步骤：
步骤S1：从面割里的间距、长度和方位角的统计数据中随机选取数值，生成第一层的二维面割里骨架模型；
步骤S2：从端割里的间距和方位角统计数据中随机选取数据，在面割里骨架模型的基础上，生成第一层的二维端割里骨架模型；
步骤S3：根据面割里和端割里的倾角统计数据，分别在第一层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型的基础上，生成后续层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型，最终合并生成三维裂缝模型。
优选地，还包括步骤S4：根据面割里和端割里的开合度统计数据，给三维裂缝模型赋予裂缝张开度。
优选地，所述步骤S1具体为：
S11：根据裂缝生成一个m×n×h的三维零矩阵，再生成第一层A1＝A(:,:,1)的裂缝系统，从“面割里间距统计数据”中随机读取间距数值，再根据读取的数值A1(:,m/2)列上选取面割里中心点，将面割里中心点处的元素设置为1；
S12：从“面割里方位角统计数据”和“面割里长度统计数据”中随机读取方位角和长度的数值，从面割里中心点出发，根据读取的方位角和长度，以中心点为中心，生成相应的直线段，即为起始面割里；
S13：再次从“面割里方位角统计数据”和“面割里长度统计数据”中随机读取方位角和长度的数值，以所述起始面割里的两个端点为起点，生成两个相应的直线段，延长起始面割里的长度；
S14：重复步骤S13，直至面割里的长度延长至达到长度m，第一层的二维面割里骨架模型{F1}＝{f11,f12,…,f1n}生成完成。
优选地，所述步骤S2具体为：
S21：从“端割里间距统计数据”中随机读取端割里的间距数值，在已生成的面割里骨架模型{F1}基础上，选取端割里的端点；
S22：再从“端割里方位角统计数据”中随机读取方位角的数值，从步骤S21中选取的面割里(f1i)上的端点出发，根据读取的方位角，向右(X正轴)方向生成相应的直线，直至遇到该面割里(f1i)右边的面割里(f1i+1)，停止生成，此时，每个生成的端割里被两头的面割里相切，形成T字交叉，第一层的二维端割里骨架模型{B1}＝{b11,b12,…,b1n}生成完成。
优选地，所述步骤S3具体为：
S31：从“面割里倾角统计数据”中读取面割里在Z轴方向的倾角，以第一层二维面割里骨架模型{F1}上的每个点出发，根据倾角，生成第二层的面割里骨架模型{F2}；并以此重复到第h层，此时三维的面割里模型形成完毕；
S32：从“端割里倾角统计数据”中读取端割里在Z轴方向的倾角，以第一层二维端割里骨架模型{B1}上的每个点出发，根据倾角，生成第二层的端割里骨架模型{B2}；并以此重复到第h层，此时，三维裂缝模型的骨架形成完毕，每条裂缝的开合度为1。
优选地，所述步骤S4具体为：从“面割里开合度统计数据”和“端割里开合度统计数据”中随机读取开合度的值a，再根据该裂缝的方位角theta和倾角phi的值，加宽裂缝的开合度；待所有割里的开合度赋值完毕，煤岩的裂缝模型重构完成，裂缝的代表数值为1，煤基质为0。
本发明的有益效果是：本发明的目的在于克服常规技术中建模方法的不确定性和不准确性，通过控制裂缝的相交形式，来克服其缺点；煤岩中两种割里的T型相交形式，是由于面割里和端割里在实际形成中有个先后顺序，面割里先在煤化作用下形成，端割里在后期应力作用下后形成，本方法模拟这个割里系统的形成过程，从而最大程度的还原并描述了煤岩割里系统。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一个实施例的流程图；
图2是本发明所述二维面割里骨架模型的示意图；
图3是本发明所述二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型的示意图；
图4是真实的煤岩裂缝图；
图5是本发明模拟的DFN裂缝模型。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所示的本发明所述一种模拟煤岩裂缝的DFN裂缝模型建模方法，包括以下步骤：
步骤S1：从面割里的间距、长度和方位角的统计数据中随机选取数值，生成第一层的二维面割里骨架模型，如图2中所示；
步骤S2：从端割里的间距和方位角统计数据中随机选取数据，在面割里骨架模型的基础上，生成第一层的二维端割里骨架模型，如图3中所示；
步骤S3：根据面割里和端割里的倾角统计数据，分别在第一层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型的基础上，生成后续层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型，最终合并生成三维裂缝模型，如图5所示，真实的裂缝图如图4中中所示，本发明的目的在于克服常规技术中建模方法的不确定性和不准确性，通过控制裂缝的相交形式，来克服其缺点；煤岩中两种割里的T型相交形式，是由于面割里和端割里在实际形成中有个先后顺序，面割里先在煤化作用下形成，端割里在后期应力作用下后形成，本方法模拟这个割里系统的形成过程，从而最大程度的还原并描述了煤岩割里系统，形成的煤岩的三维裂缝模型更加精准清晰。
在优选的实施方式中，还包括步骤S4：根据面割里和端割里的开合度统计数据，给三维裂缝模型赋予裂缝张开度。
在优选的实施方式中，所述步骤S1具体为：
S11：根据裂缝生成一个m×n×h的三维零矩阵，再生成第一层A1＝A(:,:,1)的裂缝系统，从“面割里间距统计数据”中随机读取间距数值，再根据读取的数值A1(:,m/2)列上选取面割里中心点，将面割里中心点处的元素设置为1；
S12：从“面割里方位角统计数据”和“面割里长度统计数据”中随机读取方位角和长度的数值，从面割里中心点出发，根据读取的方位角和长度，以中心点为中心，生成相应的直线段，即为起始面割里；
S13：再次从“面割里方位角统计数据”和“面割里长度统计数据”中随机读取方位角和长度的数值，以所述起始面割里的两个端点为起点，生成两个相应的直线段，延长起始面割里的长度；
S14：重复步骤S13，直至面割里的长度延长至达到长度m，第一层的二维面割里骨架模型{F1}＝{f11,f12,…,f1n}生成完成。
在优选的实施方式中，所述步骤S2具体为：
S21：从“端割里间距统计数据”中随机读取端割里的间距数值，在已生成的面割里骨架模型{F1}基础上，选取端割里的端点；
S22：再从“端割里方位角统计数据”中随机读取方位角的数值，从步骤S21中选取的面割里(f1i)上的端点出发，根据读取的方位角，向右(X正轴)方向生成相应的直线，直至遇到该面割里(f1i)右边的面割里(f1i+1)，停止生成，此时，每个生成的端割里被两头的面割里相切，形成T字交叉，第一层的二维端割里骨架模型{B1}＝{b11,b12,…,b1n}生成完成。
在优选的实施方式中，所述步骤S3具体为：
S31：从“面割里倾角统计数据”中读取面割里在Z轴方向的倾角，以第一层二维面割里骨架模型{F1}上的每个点出发，根据倾角，生成第二层的面割里骨架模型{F2}；并以此重复到第h层，此时三维的面割里模型形成完毕；
S32：从“端割里倾角统计数据”中读取端割里在Z轴方向的倾角，以第一层二维端割里骨架模型{B1}上的每个点出发，根据倾角，生成第二层的端割里骨架模型{B2}；并以此重复到第h层，此时，三维裂缝模型的骨架形成完毕，每条裂缝的开合度为1。
在优选的实施方式中，所述步骤S4具体为：从“面割里开合度统计数据”和“端割里开合度统计数据”中随机读取开合度的值a，再根据该裂缝的方位角theta和倾角phi的值，加宽裂缝的开合度；待所有割里的开合度赋值完毕，煤岩的裂缝模型重构完成，裂缝的代表数值为1，煤基质为0。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种模拟煤岩裂缝的DFN裂缝模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：从面割里的间距、长度和方位角的统计数据中随机选取数值，生成第一层的二维面割里骨架模型；
步骤S2：从端割里的间距和方位角统计数据中随机选取数据，在面割里骨架模型的基础上，生成第一层的二维端割里骨架模型；
步骤S3：根据面割里和端割里的倾角统计数据，分别在第一层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型的基础上，生成后续层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型，最终合并生成三维裂缝模型。
2.如权利要求1所述的DFN裂缝模型建模方法，其特征在于，还包括步骤S4：根据面割里和端割里的开合度统计数据，给三维裂缝模型赋予裂缝张开度。
3.如权利要求1或2所述的DFN裂缝模型建模方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
S11：根据裂缝生成一个m×n×h的三维零矩阵，再生成第一层A1＝A(:,:,1)的裂缝系统，从“面割里间距统计数据”中随机读取间距数值，再根据读取的数值A1(:,m/2)列上选取面割里中心点，将面割里中心点处的元素设置为1；
S12：从“面割里方位角统计数据”和“面割里长度统计数据”中随机读取方位角和长度的数值，从面割里中心点出发，根据读取的方位角和长度，以中心点为中心，生成相应的直线段，即为起始面割里；
S13：再次从“面割里方位角统计数据”和“面割里长度统计数据”中随机读取方位角和长度的数值，以所述起始面割里的两个端点为起点，生成两个相应的直线段，延长起始面割里的长度；
S14：重复步骤S13，直至面割里的长度延长至达到长度m，第一层的二维面割里骨架模型{F1}＝{f11,f12,…,f1n}生成完成。
4.如权利要求1-3任一项所述的DFN裂缝模型建模方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
S21：从“端割里间距统计数据”中随机读取端割里的间距数值，在已生成的面割里骨架模型{F1}基础上，选取端割里的端点；
S22：再从“端割里方位角统计数据”中随机读取方位角的数值，从步骤S21中选取的面割里(f1i)上的端点出发，根据读取的方位角，向右(X正轴)方向生成相应的直线，直至遇到该面割里(f1i)右边的面割里(f1i+1)，停止生成，此时，每个生成的端割里被两头的面割里相切，形成T字交叉，第一层的二维端割里骨架模型{B1}＝{b11,b12,…,b1n}生成完成。
5.如权利要求1-4任一项所述的DFN裂缝模型建模方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：
S31：从“面割里倾角统计数据”中读取面割里在Z轴方向的倾角，以第一层二维面割里骨架模型{F1}上的每个点出发，根据倾角，生成第二层的面割里骨架模型{F2}；并以此重复到第h层，此时三维的面割里模型形成完毕；
S32：从“端割里倾角统计数据”中读取端割里在Z轴方向的倾角，以第一层二维端割里骨架模型{B1}上的每个点出发，根据倾角，生成第二层的端割里骨架模型{B2}；并以此重复到第h层，此时，三维裂缝模型的骨架形成完毕，每条裂缝的开合度为1。
6.如权利要求2-5任一项所述的DFN裂缝模型建模方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：从“面割里开合度统计数据”和“端割里开合度统计数据”中随机读取开合度的值a，再根据该裂缝的方位角theta和倾角phi的值，加宽裂缝的开合度；待所有割里的开合度赋值完毕，煤岩的裂缝模型重构完成，裂缝的代表数值为1，煤基质为0。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110032801A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-19 | 太原理工大学 | 一种含有t形割理网络节理煤体模型的重构方法 |
| CN112131642A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-25 | 四川大学 | 一种基于波数法的岩体粗糙离散裂隙网络生成方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104459775A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-25 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司 | 基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法 |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104459775A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-03-25 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司 | 基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| SADEGH KARIMPOULI: "Stochastic modeling of coal fracture network by direct use of microcomputed tomography images", 《ELSEVIER》 * |
| YU JING等: "Coal cleat reconstruction using micro-computed tomography imaging", 《ELSEVIER》 * |
| YU JING等: "Rough-walled discrete fracture network modelling for coal", 《ELSEVIER》 * |
| 刘月田等: "油藏裂缝方向表征及渗透率各向异性参数计算", 《石油学报》 * |
| 李昊: "裂缝性稠油油藏蒸汽吞吐合理技术政策研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
| 王晓卿: "节理煤体模型重构及其力学响应特征研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110032801A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-19 | 太原理工大学 | 一种含有t形割理网络节理煤体模型的重构方法 |
| CN112131642A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-25 | 四川大学 | 一种基于波数法的岩体粗糙离散裂隙网络生成方法 |
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