CN111751886A - 一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,包括:获取裂缝孔隙型页岩气储层的岩石属性信息,其中,岩石属性信息包括裂缝孔隙型页岩气储层的矿物组分信息、流体成分信息和孔隙结构信息;将不同矿物组分的矿物颗粒进行混合,得到岩石基质模型;向岩石基质模型中加入湿润的孤立孔隙,得到固体基质模型;向固体基质模型中加入干燥的连通孔隙,得到干燥孔隙骨架模型;对干燥孔隙骨架模型中的连通孔隙进行流体充填,得到饱和孔隙骨架模型;利用多点地质统计学的裂缝模型,向饱和孔隙骨架模型中加入饱和裂缝,得到饱和岩石模型;基于饱和岩石模型利用分形特征迭代进行裂缝建模。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理勘探技术领域,尤其涉及一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法。
背景技术
裂缝是指岩石受到构造变形发生破裂作用或物理成岩作用形成的没有明显位移的面状不连续提。裂缝的空间展布研究对于油气勘探开发、地热开发、采矿、岩土工程、水文地质等领域具有重要意义。随着油气勘探的不断深入,在页岩气储层研究过程中,通过建立页岩气藏裂缝来反映页岩气地质各种属性的空间分布特征和变化规律,对页岩气以及油气藏的高效开发,也具有十分重要的意义。
现有技术中,主要采用对页岩地质结构进行地震勘探获得的地震数据来建立页岩气储层地质模型。大致可分为基于空间剖分的裂缝建模、离散裂缝网络建模、基于变差函数的裂缝建模、基于多点地质统计学的裂缝建模以及基于分形特征迭代的裂缝建模。但对于裂缝孔隙型页岩气层,由于裂缝孔隙型页岩气储层中裂缝的尺度远小于地震的波长,因此难以利用地震数据准确识别裂缝。目前,对于裂缝地震响应的研究,都是通过建立等效介质模型,将裂缝参数和地震属性结合起来进行的。另外,裂缝孔隙型页岩气储层中的流体饱和裂缝与岩石孔隙液连通,当有地震波通过时会挤压裂缝,引起裂缝间的流体流动和裂缝与孔隙之间的流体流动,从而导致介质的衰减各向异性。
发明内容
本发明实施例提供一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,用以解决现有技术利用地震勘探得到的地震数据难以识别裂缝孔隙页岩气储层岩石中的裂缝的技术问题,该方法包括:
获取裂缝孔隙型页岩气储层的岩石属性信息,其中,岩石属性信息包括裂缝孔隙型页岩气储层的矿物组分信息、流体成分信息和孔隙结构信息;
将不同矿物组分的矿物颗粒进行混合,得到岩石基质模型;
向岩石基质模型中加入湿润的孤立孔隙,得到固体基质模型;
向固体基质模型中加入干燥的连通孔隙,得到干燥孔隙骨架模型;对干燥孔隙骨架模型中的连通孔隙进行流体充填,得到饱和孔隙骨架模型;
利用多点地质统计学的裂缝模型,向饱和孔隙骨架模型中加入饱和裂缝,得到饱和岩石模型;
基于饱和岩石模型利用分形特征迭代进行裂缝建模。
优选的,所述多点地质统计学的裂缝模型易于结合先验裂缝模式信息,并且忠实于硬数据,在后续数值模拟方面具有较强优势,始于静态裂缝建模,包括训练图像获取以及对获得的训练图像进行训练,其中所述训练图像为卫星或露头获得的二维图像以及通过三维地震解释断层、通过应力场数值模拟三维断层以及三维CT获得的三维训练图像,所获取的三维训练图像经过尺度耦合和稳定性分析后通过训练算法进行图像训练,所述训练算法包括数据结构降维以及并行计算。
优选的,所述多点地质统计学的裂缝模型采用变差函数将裂缝模型分为迭代和非迭代两种模型建立方法,所述迭代方法采用基于模拟退火的方法、基于吉布斯取样的后处理迭代方法;所述非迭代算法通过训练图像扫描获取待估点的概率分布,进而模拟沉积相,为了降低扫描图像时运算量及内存消耗,改进的非迭代算法包括SNESIM(Single NormalEquation Simulation)算法、SIMPAT算法、FILTERSIM算法、SIMPAT算法、FILTERSIM算法、DisPAT算法,其中所述SNESIM使用一个平衡方程进行概率估算,一次性将训练图像的条件概率存储于搜索树中,所述SIMPAT利用训练图像获取地下结构的模式,采用相似性方法对地下储层进行恢复和再现,所述FILTERSIM为基于模式滤波的多点地质统计模拟方法,所述DisPAT算法构件数据样式的距离矩阵,应用多维尺度分析进行降维,再使用K-means聚类建立样式据类,后续模拟与SIMPAT相同。
优选的,所述多点地质统计学的裂缝模型的建立过程包括:
训练图像构建:通过遥感图像获取岩性及裂缝,并选择某一相同岩性的区域作为训练图像;
确定硬数据:利用微地震数据解释明显的断层作为硬数据;
结合训练图像和硬数据对待估点进行预测;
通过生产数据验证模型的有效性。
优选的,所述分形特征迭代可以用于静态裂缝模拟或者动态裂缝模拟(如延时破裂的模拟、注水诱导缝模拟),适用于分形特征明显的(即本发明中已经获得的饱和岩石模型)裂缝系统模拟,所述分形特征迭代算法包括生成负荷约束条件的分形模型,所述约束条件包括微地震数据以及裂缝密度数据。
优选的,所述基于分形特征的带的裂缝建模方法包括迭代函数系统(IteratedFunction System,IFS)、L-System、谢尔宾斯基三角形。
优选的,所述IFS将待生成的图像看作由许多与整体相似(自相似)或经过一定变换与整体相似的(自仿射)小块拼贴而成,由于裂缝网络通常表现出自相似性或自放射性,因此IFS对二维和三维裂缝系统进行建模,方法架构包括:
首先对初始点群进行一系列迭代数值变换;
随后每次迭代中,应用IFS系统中的函数对点群进行转换、映射、旋转、收缩和扭曲;
当图像中的点群符合分形目标时终止迭代,此时获得页岩气藏裂缝的最终分布图像。
优选的,所述IFS方法包括:
裂缝网络的迭代生成,根据生成模型的分形维数与实际底层裂缝参数空间的分形参数的差异决定迭代发生器的选择和迭代的终止;
对裂缝网络中流体流动进行有限元模拟;
通过与试井资料的匹配关系,利用模拟退火算法优化IFS参数,进而优化天然裂缝网络的集合结构。
优选的,所述分形特征迭代可以采用模拟理想化植物生长的数学模型替代,包括:
将微地震数据解释为与之匹配的分形网络,从而建立二维树的数学模型;
从树干开始,然后沿着主干逐渐扩展到连接的树枝,
再以递归的方式进行同样的过程,该过程持续到最终分枝。
优选的,所述微地震监测数据包括非稳态泊松过程、MCMC、Cluster过程以及Cox过程中裂缝的倾向、倾角、大小和开度,基于三维激光扫描对露头进行扫描获得的三维数据,通过手动或自动方式提取的裂缝参数,基于扫描线法获取的露头裂缝信息,利用UAV获取的多尺度裂缝模式和长度信息,利用城乡测井获取的单井裂缝位置、倾角和开度信息,通过岩心观察统计的单井裂缝信息,或利用CT扫描获取的小尺度裂缝几何形态信息。
本发明实施例还提供一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模装置,用以解决现有技术利用地震勘探得到的地震数据难以识别裂缝孔隙页岩气储层岩石中的裂缝的技术问题,该装置包括:
岩石信息获取模块,用于获取裂缝孔隙型页岩气储层的岩石属性信息,其中,岩石属性信息包括裂缝孔隙型页岩气储层的矿物组分信息、流体成分信息和孔隙结构信息;
岩石基质模型构建模块,用于将不同矿物组分的矿物颗粒进行混合,得到岩石基质模型;
固体基质模型构建模块,用于向岩石基质模型中加入湿润的孤立孔隙,得到固体基质模型;
干燥孔隙骨架模型构建模块,用于向固体基质模型中加入干燥的连通孔隙,得到干燥孔隙骨架模型;
饱和孔隙骨架模型构建模块,用于对干燥孔隙骨架模型中的连通孔隙进行流体充填,得到饱和孔隙骨架模型;
饱和岩石模型构建模块,利用多点地质统计学的裂缝模型,向饱和孔隙骨架模型中加入饱和裂缝,得到饱和岩石模型;
页岩气藏裂缝建模模块,基于饱和岩石模型利用分形特征迭代进行裂缝建模。
本发明实施例还提供一种计算机设备,用以解决现有技术利用地震勘探得到的地震数据难以识别裂缝孔隙页岩气储层岩石中的裂缝的技术问题,该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,处理器执行计算机程序时实现上述基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,用以解决现有技术利用地震勘探得到的地震数据难以识别裂缝孔隙页岩气储层岩石中的裂缝的技术问题,该计算机可读存储介质存储有执行上述基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法的计算机程序。
本发明实施例中,在获取到待建模的裂缝孔隙型页岩气储层的矿物组分、流体成分和孔隙结构等岩石属性信息后,首先基于裂缝孔隙型页岩气储层的矿物组分信息,将不同矿物组分的矿物颗粒进行混合,得到岩石基质模型;然后基于裂缝孔隙型页岩气储层的流体成分信息和孔隙结构信息,向岩石基质模型中加入湿润的孤立孔隙,得到固体基质模型;接着向固体基质模型中加入干燥的连通孔隙,得到干燥孔隙骨架模型,并对干燥孔隙骨架模型中的连通孔隙进行流体充填,得到饱和孔隙骨架模型;最后利用修正的线性滑动模型,向饱和孔隙骨架模型中加入饱和裂缝,得到饱和岩石模型(即裂缝孔隙型页岩气储层岩石物理模型)。基于多点地质统计学的裂缝建模,易于结合先验裂缝模式信息,且忠实于硬数据,并在后续数值模拟方面具有优良的特性,始于静态裂缝建模,在获得分形特征明显的裂缝系统后使用更见简单易行,从而能够准确建立裂缝孔隙型页岩气储层的岩石物理模型,进而实现对裂缝页岩气储层特点描述的技术效果。
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,下面将对实施例或现有技术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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:
图1为本发明实施例中提供的基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法流程图。
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,下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此,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。
在本说明书的描述中,所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施,其中的步骤顺序不作限定,可根据需要作适当调整。
本发明实施例中提供了一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,图1为本发明实施例中提供的方法流程图,如图1所示,一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,用以解决现有技术利用地震勘探得到的地震数据难以识别裂缝孔隙页岩气储层岩石中的裂缝的技术问题,该方法包括:
S101,获取裂缝孔隙型页岩气储层的岩石属性信息,其中,岩石属性信息包括裂缝孔隙型页岩气储层的矿物组分信息、流体成分信息和孔隙结构信息;
S102,将不同矿物组分的矿物颗粒进行混合,得到岩石基质模型;
S103,向岩石基质模型中加入湿润的孤立孔隙,得到固体基质模型;
S104,向固体基质模型中加入干燥的连通孔隙,得到干燥孔隙骨架模型;
S105,对干燥孔隙骨架模型中的连通孔隙进行流体充填,得到饱和孔隙骨架模型;
S106,利用多点地质统计学的裂缝模型,向饱和孔隙骨架模型中加入饱和裂缝,得到饱和岩石模型;
S107,基于饱和岩石模型利用分形特征迭代进行裂缝建模。
多点地质统计学的裂缝模型易于结合先验裂缝模式信息,并且忠实于硬数据,在后续数值模拟方面具有较强优势,始于静态裂缝建模,包括训练图像获取以及对获得的训练图像进行训练,其中训练图像为卫星或露头获得的二维图像以及通过三维地震解释断层、通过应力场数值模拟三维断层以及三维CT获得的三维训练图像,所获取的三维训练图像经过尺度耦合和稳定性分析后通过训练算法进行图像训练,训练算法包括数据结构降维以及并行计算。
多点地质统计学的裂缝模型采用变差函数将裂缝模型分为迭代和非迭代两种模型建立方法,迭代方法采用基于模拟退火的方法、基于吉布斯取样的后处理迭代方法;非迭代算法通过训练图像扫描获取待估点的概率分布,进而模拟沉积相,为了降低扫描图像时运算量及内存消耗,改进的非迭代算法包括SNESIM(Single Normal EquationSimulation)算法、SIMPAT算法、FILTERSIM算法、SIMPAT算法、FILTERSIM算法、DisPAT算法,其中SNESIM使用一个平衡方程进行概率估算,一次性将训练图像的条件概率存储于搜索树中,极大减少了机时,SIMPAT利用训练图像获取地下结构的模式,采用相似性方法对地下储层进行恢复和再现,FILTERSIM为基于模式滤波的多点地质统计模拟方法,DisPAT算法构件数据样式的距离矩阵,应用多维尺度分析进行降维,再使用K-means聚类建立样式据类,后续模拟与SIMPAT相同。
多点地质统计学的裂缝模型的建立过程包括:
训练图像构建:通过遥感图像获取岩性及裂缝,并选择某一相同岩性的区域作为训练图像;
确定硬数据:利用微地震数据解释明显的断层作为硬数据;
结合训练图像和硬数据对待估点进行预测;
通过生产数据验证模型的有效性。
分形特征迭代可以用于静态裂缝模拟或者动态裂缝模拟(如延时破裂的模拟、注水诱导缝模拟),适用于分形特征明显的(即本发明中已经获得的饱和岩石模型)裂缝系统模拟,分形特征迭代算法包括生成负荷约束条件的分形模型,约束条件包括微地震数据以及裂缝密度数据。
基于分形特征的带的裂缝建模方法包括迭代函数系统(Iterated FunctionSystem,IFS)、L-System、谢尔宾斯基三角形。
IFS将待生成的图像看作由许多与整体相似(自相似)或经过一定变换与整体相似的(自仿射)小块拼贴而成,由于裂缝网络通常表现出自相似性或自放射性,因此IFS对二维和三维裂缝系统进行建模,方法架构包括:
首先对初始点群进行一系列迭代数值变换;
随后每次迭代中,应用IFS系统中的函数对点群进行转换、映射、旋转、收缩和扭曲;
当图像中的点群符合分形目标时终止迭代,此时获得页岩气藏裂缝的最终分布图像。
IFS方法包括:
裂缝网络的迭代生成,根据生成模型的分形维数与实际底层裂缝参数空间的分形参数的差异决定迭代发生器的选择和迭代的终止;
对裂缝网络中流体流动进行有限元模拟;
通过与试井资料的匹配关系,利用模拟退火算法优化IFS参数,进而优化天然裂缝网络的集合结构。
分形特征迭代可以采用模拟理想化植物生长的数学模型替代,包括:
将微地震数据解释为与之匹配的分形网络,从而建立二维树的数学模型;
从树干开始,然后沿着主干逐渐扩展到连接的树枝,
再以递归的方式进行同样的过程,该过程持续到最终分枝。
微地震数据包括非稳态泊松过程、MCMC、Cluster过程以及Cox过程中裂缝的倾向、倾角、大小和开度,基于三维激光扫描对露头进行扫描获得的三维数据,通过手动或自动方式提取的裂缝参数,基于扫描线法获取的露头裂缝信息,利用UAV获取的多尺度裂缝模式和长度信息,利用城乡测井获取的单井裂缝位置、倾角和开度信息,通过岩心观察统计的单井裂缝信息,或利用CT扫描获取的小尺度裂缝几何形态信息。
实施例还提供一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模装置,用以解决现有技术利用地震勘探得到的地震数据难以识别裂缝孔隙页岩气储层岩石中的裂缝的技术问题,该装置包括:
岩石信息获取模块,用于获取裂缝孔隙型页岩气储层的岩石属性信息,其中,岩石属性信息包括裂缝孔隙型页岩气储层的矿物组分信息、流体成分信息和孔隙结构信息;
岩石基质模型构建模块,用于将不同矿物组分的矿物颗粒进行混合,得到岩石基质模型;
固体基质模型构建模块,用于向岩石基质模型中加入湿润的孤立孔隙,得到固体基质模型;
干燥孔隙骨架模型构建模块,用于向固体基质模型中加入干燥的连通孔隙,得到干燥孔隙骨架模型;
饱和孔隙骨架模型构建模块,用于对干燥孔隙骨架模型中的连通孔隙进行流体充填,得到饱和孔隙骨架模型;
饱和岩石模型构建模块,利用多点地质统计学的裂缝模型,向饱和孔隙骨架模型中加入饱和裂缝,得到饱和岩石模型;
页岩气藏裂缝建模模块,基于饱和岩石模型利用分形特征迭代进行裂缝建模。
本发明实施例还提供一种计算机设备,用以解决现有技术利用地震勘探得到的地震数据难以识别裂缝孔隙页岩气储层岩石中的裂缝的技术问题,该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,处理器执行计算机程序时实现上述基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,用以解决现有技术利用地震勘探得到的地震数据难以识别裂缝孔隙页岩气储层岩石中的裂缝的技术问题,该计算机可读存储介质存储有执行上述基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法的计算机程序。
本发明实施例中,在获取到待建模的裂缝孔隙型页岩气储层的矿物组分、流体成分和孔隙结构等岩石属性信息后,首先基于裂缝孔隙型页岩气储层的矿物组分信息,将不同矿物组分的矿物颗粒进行混合,得到岩石基质模型;然后基于裂缝孔隙型页岩气储层的流体成分信息和孔隙结构信息,向岩石基质模型中加入湿润的孤立孔隙,得到固体基质模型;接着向固体基质模型中加入干燥的连通孔隙,得到干燥孔隙骨架模型,并对干燥孔隙骨架模型中的连通孔隙进行流体充填,得到饱和孔隙骨架模型;最后利用修正的线性滑动模型,向饱和孔隙骨架模型中加入饱和裂缝,得到饱和岩石模型(即裂缝孔隙型页岩气储层岩石物理模型)。基于多点地质统计学的裂缝建模,易于结合先验裂缝模式信息,且忠实于硬数据,并在后续数值模拟方面具有优良的特性,始于静态裂缝建模,在获得分形特征明显的裂缝系统后使用更见简单易行,从而能够准确建立裂缝孔隙型页岩气储层的岩石物理模型,进而实现对裂缝页岩气储层特点描述的技术效果。
基于上述S101至S107提供的方案,首先,将不同矿物组分的矿物颗粒进行混合,得到岩石基质;然后,将岩石基质与湿润的孤立孔隙混合得到固体基质;接着,向固体基质中添加干燥的连通孔隙得到干燥孔隙骨架;对干燥孔隙骨架中的连通孔隙进行流体充填得到饱和孔隙骨架;向饱和流体骨架中加入平行排列的饱和裂缝,得到各向同性VTI介质;进行坐标变换后,得到裂缝角度任意分布的各向异性TTI介质。
在计算得到裂缝孔隙型页岩气储层岩石的纵波速度和横波速度后,根据测井资料提供的纵波速度,获取计算得到的纵波速度与测井资料提供的纵波速度之间的偏差,并输出偏差最小时裂缝孔隙型页岩气储层岩石的纵波速度和横波速度。例如,初始给定一个软孔比例因子的值,比如0.001,然后不断对其进行改变,比如每次增加0.001,直到0.1;然后在这些软孔因子计算得到的结果中找到与实际值最接近的值,对应的结果就是最终结果。
本发明实施例中还提供了基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模装置,如下面的实施例。由于该装置实施例解决问题的原理与基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法相似,因此该装置实施例的实施可以参见方法的实施,重复之处不再赘述。
通过本发明实施例提供的基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模装置,能够准确建立裂缝孔隙型页岩气储层的岩石物理模型,进而实现对裂缝页岩气储层特点描述的技术效果。
本发明实施例中还提供了一种计算机设备,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,处理器执行计算机程序时实现上述基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法。
本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有执行上述基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法的计算机程序。
综上所述,本发明实施例提供的基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,可以实现但不限于如下技术效果:第一,综合了能够精细刻画复杂孔隙结构的部分连通孔隙模型和描述任意倾角的平行裂缝系统的多点地质统计学模型,可以对裂缝-孔隙型页岩气储层的特点进行描述;第二,考虑了裂缝与孔隙之间的分形特征,能够描述频散衰减效应。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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 (10)
1.一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,其特征在于包括:
获取裂缝孔隙型页岩气储层的岩石属性信息,其中,岩石属性信息包括裂缝孔隙型页岩气储层的矿物组分信息、流体成分信息和孔隙结构信息;
将不同矿物组分的矿物颗粒进行混合,得到岩石基质模型;
向岩石基质模型中加入湿润的孤立孔隙,得到固体基质模型;
向固体基质模型中加入干燥的连通孔隙,得到干燥孔隙骨架模型;对干燥孔隙骨架模型中的连通孔隙进行流体充填,得到饱和孔隙骨架模型;
利用多点地质统计学的裂缝模型,向饱和孔隙骨架模型中加入饱和裂缝,得到饱和岩石模型;
基于饱和岩石模型利用分形特征迭代进行裂缝建模。
2.根据权利要求1所述的一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,其特征在于:所述多点地质统计学的裂缝模型易于结合先验裂缝模式信息,并且忠实于硬数据,在后续数值模拟方面具有较强优势,始于静态裂缝建模,包括训练图像获取以及对获得的训练图像进行训练,其中所述训练图像为卫星或露头获得的二维图像以及通过三维地震解释断层、通过应力场数值模拟三维断层以及三维CT获得的三维训练图像,所获取的三维训练图像经过尺度耦合和稳定性分析后通过训练算法进行图像训练,所述训练算法包括数据结构降维以及并行计算。
3.根据权利要求2所述的一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,其特征在于:所述多点地质统计学的裂缝模型采用变差函数将裂缝模型分为迭代和非迭代两种模型建立方法,所述迭代方法采用基于模拟退火的方法、基于吉布斯取样的后处理迭代方法;所述非迭代算法通过训练图像扫描获取待估点的概率分布,进而模拟沉积相,为了降低扫描图像时运算量及内存消耗,改进的非迭代算法包括SNESIM(Single Normal EquationSimulation)算法、SIMPAT算法、FILTERSIM算法、SIMPAT算法、FILTERSIM算法、DisPAT算法,其中所述SNESIM使用一个平衡方程进行概率估算,一次性将训练图像的条件概率存储于搜索树中,所述SIMPAT利用训练图像获取地下结构的模式,采用相似性方法对地下储层进行恢复和再现,所述FILTERSIM为基于模式滤波的多点地质统计模拟方法,所述DisPAT算法构件数据样式的距离矩阵,应用多维尺度分析进行降维,再使用K-means聚类建立样式据类,后续模拟与SIMPAT相同。
4.根据权利要求3所述的一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,其特征在于:所述多点地质统计学的裂缝模型的建立过程包括:
训练图像构建:通过遥感图像获取岩性及裂缝,并选择某一相同岩性的区域作为训练图像;
确定硬数据:利用微地震数据解释明显的断层作为硬数据;
结合训练图像和硬数据对待估点进行预测;
通过生产数据验证模型的有效性。
5.根据权利要求4所述的一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,其特征在于:所述分形特征迭代可以用于静态裂缝模拟或者动态裂缝模拟,适用于分形特征明显的裂缝系统模拟,所述分形特征迭代算法包括生成负荷约束条件的分形模型,所述约束条件包括微地震数据以及裂缝密度数据。
6.根据权利要求5所述的一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,其特征在于:所述基于分形特征的带的裂缝建模方法包括迭代函数系统(Iterated FunctionSystem,IFS)、L-System、谢尔宾斯基三角形。
7.根据权利要求6所述的一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,其特征在于:所述IFS将待生成的图像看作由许多与整体相似或经过一定变换与整体相似的小块拼贴而成,由于裂缝网络通常表现出自相似性或自放射性,因此IFS对二维和三维裂缝系统进行建模,方法架构包括:
首先对初始点群进行一系列迭代数值变换;
随后每次迭代中,应用IFS系统中的函数对点群进行转换、映射、旋转、收缩和扭曲;
当图像中的点群符合分形目标时终止迭代,此时获得页岩气藏裂缝的最终分布图像。
8.根据权利要求7所述的一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,其特征在于所述IFS方法包括:
裂缝网络的迭代生成,根据生成模型的分形维数与实际底层裂缝参数空间的分形参数的差异决定迭代发生器的选择和迭代的终止;
对裂缝网络中流体流动进行有限元模拟;
通过与试井资料的匹配关系,利用模拟退火算法优化IFS参数,进而优化天然裂缝网络的集合结构。
9.根据权利要求1所述的一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,其特征在于所述分形特征迭代可以采用模拟理想化植物生长的数学模型替代,包括:
将微地震数据解释为与之匹配的分形网络,从而建立二维树的数学模型;
从树干开始,然后沿着主干逐渐扩展到连接的树枝,
再以递归的方式进行同样的过程,该过程持续到最终分枝。
10.根据权利要求1所述的一种基于微地震监测数据的页岩气藏裂缝建模方法,其特征在于:所述微地震监测数据包括非稳态泊松过程、MCMC、Cluster过程以及Cox过程中裂缝的倾向、倾角、大小和开度,基于三维激光扫描对露头进行扫描获得的三维数据,通过手动或自动方式提取的裂缝参数,基于扫描线法获取的露头裂缝信息,利用UAV获取的多尺度裂缝模式和长度信息,利用城乡测井获取的单井裂缝位置、倾角和开度信息,通过岩心观察统计的单井裂缝信息,或利用CT扫描获取的小尺度裂缝几何形态信息。
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