CN109100790A - 一种人工裂缝的模拟方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种人工裂缝的模拟方法及装置。所述方法包括:对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体及裂缝分布范围;依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。本发明基于微地震监测资料,结合区域地质信息、压裂施工信息和油藏开发动态等资料等多种资料,建立符合压裂施工信息和人工裂缝扩展机制的离散裂缝网络模型,能够表征水力压裂裂缝网络的非均质性和复杂性。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气油气田勘探开发领域,尤指一种人工裂缝的模拟方法及装置。
背景技术
随着致密油、页岩气等非常规油气藏的开发,油气藏品位越来越差,传统水力压裂工艺的单一裂缝已经满足不了非常规油气藏储层改造的要求;随着压裂工艺的进步,人工压裂朝规模压裂、转向压裂、体积压裂等方向迅速发展,人工压裂形成的缝网越来越复杂,常规裂缝模型已不再适用于人工压裂形成的复杂缝网。
人工裂缝的研究方法可以分为如下几种,1)间接法,利用试井、生产动态拟合等方法近似获取裂缝渗透率的等效属性,该方法只能获得裂缝带的模糊笼统的属性,无法表征裂缝改造储层的非均质性;2)数值模拟法,基于断裂力学、流体压力和应力场的数值模拟方法,用该方法模拟水力裂缝扩展过程需要考虑岩石力学变形、流体压力场变化、应力场变化、断裂扩展准则、水力裂缝与天然裂缝相互作用、应力干扰作用等系列问题,该方法理论上可以模拟储层裂缝的扩展过程,该方法尚处于理论研究阶段,缺乏能满足现场应用的裂缝扩展模型;3)微地震检测法,微地震监测技术是近年兴起的地球物理新技术,它通过观测、分析生产活动中所产生的微小地震事件来监测生产活动效果及地下状态,其基础是声发射学和地震学;与地震勘探相反,微地震监测中震源的位置、发震时刻、震源强度都是未知的,确定这些因素是微地震监测的首要任务;在油田水力压裂过程中,岩石破裂、裂缝张开、闭合、滑移等都会诱生地震,对这些微地震事件的检测可用来研究压裂裂缝的分布。
微地震检测资料已大量应用于裂缝监测设计和压裂效果评价,对微地震信号的反演可以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。国内学者已经开始探索利用微地震资料模拟裂缝形态分布的方法,如秦俐等(专利申请号201410707906.7)提出了一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,尹志军等(专利申请号201710329510.7)提出了基于压裂相的人工裂缝建模方法;这些方法都涉及了利用微地震资料获得裂缝密度信息以及用裂缝密度信息约束模拟建立离散裂缝网络模型的方法,但在如何获取裂缝密度信息以及如何确定人工裂缝产状等关键问题上尚存在问题,秦俐等提及用微地震事件点密度来提取裂缝密度信息,微地震监测获得的是微地震事件点的时空信息和信号强度,微地震事件点只是代表微地震事件的发生,事件点密度反映发生破裂的数量,并不能准确反映裂缝密度信息。基于此急需一种合理表征水力压裂裂缝网络的模拟方法。
发明内容
针对现有技术中存在的不足,本发明的目的之一在于提供一种确定人工裂缝发育密度进行人工裂缝分布模拟的方法,解决现有技术无法准确表征水力压裂裂缝网络的问题。
本发明实施例提供一种人工裂缝的模拟方法,所述方法包括:
对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;
依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体及裂缝分布范围;
依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;
以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;
结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。
本发明实施例还提供一种人工裂缝的模拟装置,所述装置包括:
裂缝扩展网络构建单元,用于对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;
裂缝体积密度计算单元,用于依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体和裂缝分布范围;
裂缝组合类型确定单元,用于依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;
离散裂缝网络模拟单元,用于以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;
裂缝属性场计算单元,用于结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。
本发明实施例还提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;
依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体及裂缝分布范围;
依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;
以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;
结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;
依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体及裂缝分布范围;
依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;
以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;
结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。
本发明提供了一种将微地震检测资料和压裂施工信息以及岩石破裂准则等相融合,通过构建裂缝扩展网络快速准确计算裂缝体积密度,在此基础上结合现今应力场状态和岩石破裂机制建立了三维人工裂缝分布模型,既体现了裂缝本身的形态和方位特征,又结合了微地震信息和压裂施工评价结果,能够更准确地表征水力压裂裂缝的空间分布。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种人工裂缝的模拟方法的流程图;
图2为本发明实施例中已知井周水力压裂微地震事件点分布图;
图3为实施例中微地震事件点构建裂缝扩展路径连接图;
图4位微地震事件点连接方式示意图;
图5为实施例中井周水力压裂微地震事件点构建裂缝扩展网络图;
图6为实施例中井周裂缝分布密度体(局部);
图7为实施例中井周水力压裂微地震事件点构建裂缝分布范围包络体;
图8A-图8C为本发明实施例中应力状态示意图;
图9A-图9C为本发明实施中不同应力状态产生的裂缝类型及裂缝组合样式示意图;
图10为本发明实施例中已知井周人工裂缝离散裂缝网络示意图;
图11为本发明实施例中用离散裂缝网络模型生成的人工裂缝属性场;
图12为本发明实施例一种人工裂缝的模拟装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种人工裂缝的模拟方法及装置。下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。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。
如图1所示为本发明实施例一种人工裂缝的模拟方法的流程图,图中所示方法包括:步骤S1,对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;
步骤S2,依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体及裂缝分布范围;
步骤S3,依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;
步骤S4,以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;
步骤S5,结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。
在本实施例中,获取油藏中已知井的微地震事件,并对其进行能量补偿校正分类处理,根据经能量补偿校正分类处理的微地震事件点数据,按照不同连接准则生成裂缝扩展路径网络;依据裂缝扩展路径网络,构建裂缝密度体及裂缝分布范围;获取研究区现今应力场数据,根据所述现今应力场数据确定应力状态类型,并根据所述应力状态确定裂缝类型、裂缝组合样式及几何参数等裂缝模拟的参数条件;以裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合应力状态类型和破裂准则生成人工裂缝离散裂缝网络,即根据裂缝密度体、裂缝分布范围、裂缝组合类型和几何参数等条件,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;根据人工裂缝离散裂缝网络,结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。获取油藏中已知井的经能量补偿校正分类处理微地震监测数据。
目前开发油气藏品位越来越差,传统水力压裂工艺的单一裂缝已经满足不了非常规油气储层改造的要求,工艺进步使得人工压裂朝规模压裂、转向压裂、体积压裂等方向迅速发展,人工压裂形成的缝网越来越复杂,简单的裂缝模型已不再适用于复杂缝网。微地震监测技术主要用于裂缝监测设计和压裂效果评价,储层压裂改造过程会产生大量的微地震事件,微地震事件是岩石破裂、裂缝张开、闭合、滑移过程中释放能量产生的,对微地震事件的监测处理可以获取地层破裂的信息。
微地震资料提供了一种模拟人工裂缝的思路方法,如秦俐、尹志军等,这些方法都涉及利用微地震资料获得裂缝密度信息建立离散裂缝网络模型的方法,但在如何获取裂缝密度信息以及如何确定人工裂缝产状等关键问题上尚存在问题,秦俐等提及用微地震事件点密度来提取裂缝密度信息,微地震监测获得的是微地震事件点的时空位置和信号强度,微地震事件点只是代表微地震事件的发生,事件点密度反映发生破裂的数量,并不能准确反映裂缝密度信息。
本发明与其他发明的主要区别主要在裂缝模拟参数的获取上,技术构思主要在综合利用微地震资料、压裂施工资料、应力场资料等信息获得建立随机离散裂缝网络模型的模拟参数,首先通过构建裂缝扩展网络、岩石力学层的划分和压裂施工参数获取求取裂缝体积密度的重要参数,快速准确估算裂缝体积密度和分布范围;然后依据现今应力状态类型和破裂准则获取裂缝组合类型和产状等模拟参数;利用上述参数作为模拟条件随机模拟离散裂缝网络,获得裂缝属性参数场,包括一下步骤:
步骤一:获取油藏中已知井的微地震监测数据并进行校正分类处理;微地震事件能量的大小与破裂规模有关,对震源能量进行补偿校正并按能量的大小对微地震数据做分类处理,作为本发明的一个实施例,获取油藏中已知井的微地震监测数据均经校正分类处理,图2是实施例中井周微地震事件点分布图。
步骤二:根据所述微地震监测数据构建裂缝扩展网络;作为本发明的一个实施例,根据所述微地震事件点数据进行时空路径解析,按照不同连接模式生成裂缝扩展路径网络,图3为实施例中依据微地震事件点构建裂缝扩展路径连接图。
每一个微地震事件记录在一个特定时间和位置,将每一个微地震事件按时间顺序和位置关系连接起来构建裂缝扩展路径网络,连接模式包括两方面的内容:一是事件点的连接方式,可以是事件与事件间的连接,也可以是事件与路径的连接,也可是路径与事件的连接,图4位微地震事件点连接方式示意图;二是事件点的连接准则,连接准则是对目标区地质条件的综合考虑,譬如地层的各向异性、天然裂缝方位、天然裂缝发育程度、现今应力状态、水平应力差等,可以针对不同地质条件选用不同的连接准则,作为本发明的一个实施例,本实施例中,考虑了如下连接准则:
“时间顺序”准则,事件或路径之间的连接按照时间发生顺序连接;
“距离最短”准则,连接遵循距离最短准则,即连接某一时刻内所选微地震事件与多个其它任一事件距离最短的事件。
“优势方向”准则,按照破裂扩展优势方向连接,优势方向可能与其他网络属性关联,如地层的各向异性、天然裂缝方位、现今应力状态、水平应力差、岩石内摩擦角等。
“能量递减”准则,同一破裂路径上的事件能量逐渐递减。
不同连接方式和连接准则可以组合成连接模式,由此产生的网络路径复杂程度取决于连接模式,连接准则可以依据影响因素复杂程度设计选择,按不同连接模式产生的裂缝扩展网络可以评估裂缝网络的连通性和弯曲度等不确定性等。
依据裂缝扩张路径网络计算体密度,计算公式为:
其中Vf=e×h×l
P33为裂缝体积密度,l为单位网格内的裂缝长度,h为网格内的裂缝高度,e为裂缝开度,Vr网格单元岩石体积;
裂缝长度l由裂缝扩展网络中的破裂路径长度获取,作为本发明的一个实施例,图5为实施例中井周水力压裂微地震事件点按某一连接模式构建的裂缝扩展网络。
裂缝高度h由岩石力学层控制,如不同级次的岩石地层界面、岩性变化面等,裂缝常常终止于岩石力学界面,裂缝扩展高度范围可以根据岩石力学层的划分确定;
裂缝开度e可以由压裂施工参数确定,作为本发明的一个实施例,根据压裂施工参数信息获取的裂缝开度计算裂缝体积密度;本发明的具体实施例中,裂缝开度可以根据压裂施工中支撑剂类型确定,主裂缝裂缝开度大一般充填多层20/40目的砂粒,裂缝开度大于2mm,次级裂缝支撑剂类型为40/70目的多层砂粒,开度在0.5mm~2mm之间;三级裂缝支撑剂类型为100目的砂粒,裂缝开度在0.2mm~0.5mm之间;四级裂缝没有砂粒充填,压裂液返排后完全或不完全闭合,裂缝开度一般小于0.2mm。按裂缝开度分级计算网格单元的裂缝体积。
图6为本实施例中计算得到的裂缝密度体。
根据微地震事件点的三维形状包络确定裂缝分布范围,图7为实施例中井周水力压裂微地震事件点构建裂缝分布范围包络体;
步骤三:获取研究区现今应力场数据,根据所述现今应力场数据确定应力状态,并根据所述应力状态确定裂缝类型、裂缝组合样式以及裂缝倾角、倾向、开度等裂缝模拟的参数条件;
根据应力场数据确定应力状态,包括:根据应力场大小及应力场方向,确定应力状态;
其中应力状态包括:垂向主应力最大型、垂向主应力最小型和垂向主应力居中型。如图8A-图8C所示为本发明实施例中应力状态示意图。其中,图8A为垂向主应力最大型,图8B为垂向主应力最小型,图8C为垂向主应力居中型。图中所示的Sv、SH、Sh分别代表垂向主应力、水平最大主应力、水平最小主应力;S1、S2、S3表示应力大小,且S1>S2>S3。
所述裂缝类型包括张裂缝及剪切缝;形成的裂缝组合样式包括:垂直的张裂缝和高角度的剪切缝、水平的张裂缝和低角度的剪切缝及垂直的张裂缝和垂直的剪切缝。如图9A-图9C所示为本发明实施中不同应力状态产生的裂缝类型及裂缝组合样式示意图。图9A为垂向主应力最大型形成垂直的张裂缝101和高角度的X型剪切缝102,图9B为垂向主应力最小型形成水平张裂缝103和低角度的X型剪切缝104,图9C为垂向主应力居中型形成垂直的张裂缝和垂直的X型剪切缝105。其中,图中a、b代表倾角。
张裂缝的倾向与最小主应力(S3)方向垂直,倾角为90度,走向与中间主应力(S2)方向一致。剪切缝一般为共轭剪切缝,共轭剪切缝的法线方向为最大主应力方向,剪切缝的倾角可以利用已知的岩石内摩擦角来确定。
裂缝的开度可以由压裂施工参数确定,如步骤二所述;
步骤四:用步骤二获取的裂缝密度体和步骤三确定裂缝模拟的几何参数作为约束条件,以获取的裂缝分布范围作为边界条件,利用随机模拟算法,生成离散裂缝网络模型;作为本发明的一个实施例,图10为本实施例中模拟的离散裂缝网络模型,模型中裂缝分布受微地震事件分布约束,能表征复杂的裂缝网络。
步骤五:依据获取的离散裂缝网络和水力压裂施工数据等资料生成人工裂缝属性参数场。
可选的,作为本发明的一个实施例,孔隙度裂缝属性参数可由下式计算,计算公式为: 为裂缝孔隙度,Vf为裂缝体积,Vr为单元岩体体积;对于单条裂缝,其体积是裂缝高度、延伸长度和开度的乘积:Vf=e×h×l,e为裂缝开度,h为裂缝高度,l为裂缝长度;
可选的,作为本发明的一个实施例,单条裂缝渗透率计算公式为:Kf为裂缝渗透率,为裂缝孔隙度,e为裂缝开度;
可选的,作为本发明的一个实施例,对于裂缝组,每组裂缝的渗透率计算公式:Di为裂缝间距,ei为裂缝开度,αi为流体压力与裂缝面的夹角。
作为本发明的一个实施例,图11为依据离散裂缝网络建立的裂缝属性场。
可选的,作为本发明的一个实施例,上述步骤一至五可依据不同的裂缝分布特征认识进行分类执行合并。
通过本发明中的模拟方法,利用微地震监测资料获得的水力压裂裂缝密度信息,结合现今应力状态、岩石力学性质和岩石破裂准则等多种资料,建立符合现今构造应力环境及岩石破裂机制的人工裂缝离散裂缝网络模型,获得数值模拟所需要的人工裂缝属性参数场。微地震监测技术已经应用于中国乃至世界各大油田,基于微地震监测的人工裂缝表征方法提供了一种表征人工裂缝的思路,可以应用于具有微地震监测资料的各大油田中,特别是采用水平井大规模压裂改造开发的致密油和非常规油藏中,具有广阔的应用前景。
如图12所示为本发明实施例一种人工裂缝的模拟装置的结构示意图,图中所示装置包括:数裂缝扩展网络构建单元10,用于对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;
裂缝体积密度计算单元20,用于依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体和裂缝分布范围;
裂缝组合类型确定单元30,用于依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;
离散裂缝网络模拟单元40,用于以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;
裂缝属性场计算单元50,用于结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。
作为本发明的一个实施例,根据应力场数据确定应力状态,包括:根据应力场大小及应力场方向,确定应力状态;其中,应力状态包括:垂向主应力最大型、垂向主应力最小型和垂向主应力居中型。
作为本发明的一个实施例,裂缝类型包括张裂缝及剪切缝。
在本实施例中,裂缝组合样式包括:垂直的张裂缝和高角度的剪切缝、水平的张裂缝和低角度的剪切缝及垂直的张裂缝和垂直的剪切缝。
在本实施例中,该装置还包括:裂缝方向倾角单元,用于根据应力状态及裂缝组合样式,确定张裂缝的裂缝走向及裂缝倾角,同时确定剪切缝的裂缝走向。
在本实施例中,该装置还包括:内摩擦角单元,用于对油藏进行岩石力学实验,生成储层岩石内摩擦角;剪切缝倾角单元,用于根据储层岩石内摩擦角数据,确定剪切缝的裂缝倾角。
基于与上述一种人工裂缝的模拟方法相同的申请构思,本发明还提供了上述一种人工裂缝的模拟装置。由于该人工裂缝的模拟装置解决问题的原理与一种人工裂缝的模拟方法相似,因此该人工裂缝的模拟装置的实施可以参见一种人工裂缝的模拟方法的实施,重复之处不再赘述。
通过本发明中的模拟装置,利用微地震监测资料获得的水力压裂裂缝密度信息,结合现今应力状态、岩石力学性质和岩石破裂准则等多种资料,建立符合现今构造应力环境及岩石破裂机制的人工裂缝离散裂缝网络模型,获得数值模拟所需要的人工裂缝属性参数场。微地震监测技术已经应用于中国乃至世界各大油田,基于微地震监测的人工裂缝表征方法提供了一种表征人工裂缝的思路,可以应用于具有微地震监测资料的各大油田中,特别是采用水平井大规模压裂改造开发的致密油和非常规油藏中,具有广阔的应用前景。
本发明实施例还提供一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
根据所述微地震事件点数据按照不同连接准则生成裂缝扩展路径网络;
根据岩石力学层划分确定裂缝扩展高度范围;
根据压裂施工参数信息获取的裂缝开度计算裂缝体积密度;
根据微地震事件点的三维形状包络确定裂缝分布范围;
获取研究区现今应力场数据,根据所述现今应力场数据确定应力状态,并根据所述应力状态确定裂缝类型及裂缝组合样式等裂缝模拟的参数条件;
根据所述裂缝密度、裂缝分布范围和所述裂缝模拟参数条件,利用随机模拟算法,生成离散裂缝网络模型;
根据所述离散裂缝网络模型计算生成裂缝属性参数场模型。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;
依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体及裂缝分布范围;
依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;
以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;
结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。
基于与上述一种人工裂缝的模拟方法相同的申请构思,本发明还提供了上述一种计算机设备及一种计算机可读存储介质。由于该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质解决问题的原理与一种人工裂缝的模拟方法相似,因此该一种计算机设备及一种计算机可读存储介质的实施可以参见一种人工裂缝的模拟方法的实施,重复之处不再赘述。
通过本发明中的计算机设备及计算机可读存储介质,利用微地震监测资料获得的水力压裂裂缝密度信息,结合现今应力状态、岩石力学性质和岩石破裂准则等多种资料,建立符合现今构造应力环境及岩石破裂机制的人工裂缝离散裂缝网络模型,获得数值模拟所需要的人工裂缝属性参数场。微地震监测技术已经应用于中国乃至世界各大油田,基于微地震监测的人工裂缝表征方法提供了一种表征人工裂缝的思路,可以应用于具有微地震监测资料的各大油田中,特别是采用水平井大规模压裂改造开发的致密油和非常规油藏中,具有广阔的应用前景。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,比如ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种人工裂缝的模拟方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;
依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体及裂缝分布范围;
依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;
以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;
结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对获取的微地震事件数据进行分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络包括:
确定所述微地震事件点的连接方式,形成连接路径网络;
按照不同连接准则生成所述裂缝扩展网络,用以评估不同网络的弯曲度、不确定性及生成统计参数。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体及裂缝分布范围包括:获取裂缝长度及裂缝高度,依据所述裂缝扩展路径网络生成裂缝密度体及裂缝分布范围。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述应力状态类型包括:垂向主应力最大型、垂向主应力最小型和垂向主应力居中型。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述裂缝组合类型包括:垂直的张裂缝和高角度的剪切缝、水平的张裂缝和低角度的剪切缝及垂直的张裂缝和垂直的剪切缝;其中,所述垂向主应力最大型形成垂直的张裂缝和高角度的X型剪切缝,所述垂向主应力最小型形成水平张裂缝和低角度的X型剪切缝,所述垂向主应力居中型形成垂直的张裂缝和垂直的X型剪切缝。
6.一种人工裂缝的模拟装置,其特征在于,所述装置包括:
裂缝扩展网络构建单元,用于对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;
裂缝体积密度计算单元,用于依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体和裂缝分布范围;
裂缝组合类型确定单元,用于依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;
离散裂缝网络模拟单元,用于以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;
裂缝属性场计算单元,用于结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述裂缝扩展网络构建单元包括:
裂缝破裂路径解析模块:用于确定所述微地震事件点的连接方式,形成连接路径网络;
裂缝扩展模拟模块:用于按照不同连接准则生成所述裂缝扩展网络,用以评估不同网络的弯曲度、不确定性及生成统计参数。
8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述裂缝组合类型确定单元包括:
裂缝参数计算模块:用于获取裂缝长度及裂缝高度,依据所述裂缝扩展路径网络生成裂缝密度体及裂缝分布范围。
9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,离散裂缝网络模拟单元包括:
裂缝网络模拟模块,用于根据所述裂缝体积密度和裂缝类型样式,利用随机模拟算法,对任一一组裂缝生成离散裂缝网络;
裂缝网络组合模块:对不同裂缝网络模型进行组合合并。
10.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;
依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体及裂缝分布范围;
依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;
以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;
结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。
11.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
对获取的微地震事件进行数据分类及时空路径解析,构建裂缝扩展路径网络;
依据所述裂缝扩展路径网络构建裂缝密度体及裂缝分布范围;
依据应力状态类型和破裂准则确定裂缝组合类型及几何参数;
以所述裂缝分布密度体和裂缝分布范围约束,结合所述应力状态类型和破裂准则,随机模拟生成人工裂缝离散裂缝网络;
结合获取的水力压裂施工数据和油藏开发动态资料生成人工裂缝属性参数场。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110469303A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-11-19 | 西南石油大学 | 一种基于四类改造体积的体积压裂参数优化设计方法 |
CN111175816A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-05-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 油藏改造实时构建微地震裂缝网络的方法及装置 |
CN111272630A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-12 | 西南石油大学 | 致密岩心人工裂缝参数的计算方法 |
CN111597671A (zh) * | 2019-02-19 | 2020-08-28 | 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 |
CN111830557A (zh) * | 2019-04-15 | 2020-10-27 | 中国石油天然气集团有限公司 | 基于压裂微地震的人工裂缝复杂度指数获取方法及系统 |
CN113323618A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-31 | 德仕能源科技集团股份有限公司 | 一种特低渗透油藏人工裂缝水窜治理方法及设备 |
CN113945966A (zh) * | 2021-05-25 | 2022-01-18 | 中国矿业大学(北京) | 人工压裂裂缝网络构建方法及装置 |
CN113963112A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-21 | 清华大学 | 一种离散裂缝网络的产生方法和装置 |
CN114075974A (zh) * | 2020-08-20 | 2022-02-22 | 中国石油天然气股份有限公司 | 暂堵转向压裂方法、装置、控制设备以及存储介质 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060047431A1 (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Geiser Peter A | Method and apparatus for imaging permeability pathways of geologic fluid reservoirs using seismic emission tomography |
CN102466811A (zh) * | 2010-11-03 | 2012-05-23 | 北京科若思技术开发有限公司 | 一种微地震监测系统和方法 |
US20150029820A1 (en) * | 2013-07-28 | 2015-01-29 | Robert H. Brune | Method for Visualizing Multi-Component Seismic Data Including Rotational Data |
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 |
CN104678436A (zh) * | 2015-03-11 | 2015-06-03 | 中国石油大学(华东) | 一种覆盖区压性断裂带厚度预测方法 |
CN106991236A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-07-28 | 西南石油大学 | 一种基于四维地应力动态变化的重复压裂选井选层方法 |
CN107193042A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-09-22 | 中国石油大学(北京) | 基于压裂相的人工裂缝建模方法及装置、计算机存储介质 |
CN107942404A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-04-20 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种确定裂缝的方法及装置 |
-
2018
- 2018-09-25 CN CN201811113544.3A patent/CN109100790B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060047431A1 (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Geiser Peter A | Method and apparatus for imaging permeability pathways of geologic fluid reservoirs using seismic emission tomography |
CN102466811A (zh) * | 2010-11-03 | 2012-05-23 | 北京科若思技术开发有限公司 | 一种微地震监测系统和方法 |
US20150029820A1 (en) * | 2013-07-28 | 2015-01-29 | Robert H. Brune | Method for Visualizing Multi-Component Seismic Data Including Rotational Data |
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 |
CN104678436A (zh) * | 2015-03-11 | 2015-06-03 | 中国石油大学(华东) | 一种覆盖区压性断裂带厚度预测方法 |
CN106991236A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-07-28 | 西南石油大学 | 一种基于四维地应力动态变化的重复压裂选井选层方法 |
CN107193042A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-09-22 | 中国石油大学(北京) | 基于压裂相的人工裂缝建模方法及装置、计算机存储介质 |
CN107942404A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-04-20 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种确定裂缝的方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
李宪文,等: "体积压裂缝网系统模拟及缝网形态优化研究", 《西安石油大学学报(自然科学版)》 * |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111597671A (zh) * | 2019-02-19 | 2020-08-28 | 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 |
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 |
CN111830557A (zh) * | 2019-04-15 | 2020-10-27 | 中国石油天然气集团有限公司 | 基于压裂微地震的人工裂缝复杂度指数获取方法及系统 |
CN110469303A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-11-19 | 西南石油大学 | 一种基于四类改造体积的体积压裂参数优化设计方法 |
CN111175816A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-05-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 油藏改造实时构建微地震裂缝网络的方法及装置 |
CN111175816B (zh) * | 2020-01-06 | 2022-04-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 油藏改造实时构建微地震裂缝网络的方法及装置 |
CN111272630A (zh) * | 2020-02-28 | 2020-06-12 | 西南石油大学 | 致密岩心人工裂缝参数的计算方法 |
CN114075974A (zh) * | 2020-08-20 | 2022-02-22 | 中国石油天然气股份有限公司 | 暂堵转向压裂方法、装置、控制设备以及存储介质 |
CN114075974B (zh) * | 2020-08-20 | 2023-07-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 暂堵转向压裂方法、装置、控制设备以及存储介质 |
CN113945966A (zh) * | 2021-05-25 | 2022-01-18 | 中国矿业大学(北京) | 人工压裂裂缝网络构建方法及装置 |
CN113323618A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-08-31 | 德仕能源科技集团股份有限公司 | 一种特低渗透油藏人工裂缝水窜治理方法及设备 |
CN113963112A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-21 | 清华大学 | 一种离散裂缝网络的产生方法和装置 |
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