儲(chǔ)層裂縫建模方法及系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】公開(kāi)了一種儲(chǔ)層裂縫建模方法及系統(tǒng)。該方法可以包括：基于地層斷層模型、地層構(gòu)造模型以及巖心和/或測(cè)井資料，劃分多層單砂體并建立每層單砂體的三維展布模型；基于地層破裂特征和裂縫參數(shù)分布特征，獲得每層單砂體的各組裂縫平面密度分布強(qiáng)度；基于每層單砂體的三維展布模型和每層單砂體的各組裂縫平面密度分布強(qiáng)度并結(jié)合裂縫控制因素，建立每層單砂體的各組裂縫三維密度模型；以及基于裂縫參數(shù)分布特征、裂縫控制因素以及每層單砂體的各組裂縫三維密度模型，獲得每層單砂體的各組裂縫三維離散模型，進(jìn)而獲得所有單砂體的所有組裂縫三維網(wǎng)絡(luò)模型。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
儲(chǔ)層裂縫建模方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種儲(chǔ)層裂縫建模方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，裂縫性油藏是我國(guó)含油氣盆地中重要的油氣藏類(lèi)型，合理 高效的開(kāi)發(fā)此類(lèi)油藏對(duì)我國(guó)石油工業(yè)的持續(xù)發(fā)展及能源戰(zhàn)略安全具有重要意義。由于油藏 中普遍發(fā)育復(fù)雜的裂縫系統(tǒng)，裂縫不但影響著油氣的儲(chǔ)集和運(yùn)移，而且對(duì)不同階段的生產(chǎn) 開(kāi)發(fā)也產(chǎn)生著重要影響，科學(xué)評(píng)價(jià)裂縫發(fā)育特征，明確其形成機(jī)理、控制因素及分布規(guī)律， 建立準(zhǔn)確的裂縫=維地質(zhì)模型可為有效開(kāi)發(fā)裂縫性油氣藏提供地質(zhì)依據(jù)。由于天然裂縫具 有多成因、多發(fā)育階段及多因素綜合控制等特點(diǎn)，裂縫的研究仍處于探索階段，至今尚未有 一套完整而由公認(rèn)的全面解決裂縫定量預(yù)測(cè)及表征的方法。在裂縫=維表征方面，離散裂 縫網(wǎng)絡(luò)模型自20世紀(jì)70年代W來(lái)被學(xué)者們廣泛研究及應(yīng)用，它主要是采用具有一定產(chǎn)狀及 規(guī)模的離散面元對(duì)裂縫的分布進(jìn)行表征，運(yùn)種方法可W是確定性的，也可W是隨機(jī)性的。目 前比較主流的裂縫建模方法主要是采用分尺度利用不同方法分別對(duì)不同規(guī)模裂縫進(jìn)行建 模，如對(duì)規(guī)模較大的延伸長(zhǎng)度達(dá)百米W上斷層級(jí)別的裂縫，通過(guò)地震資料解釋(如相干體技 術(shù)、媽蟻?zhàn)粉櫦夹g(shù)）的識(shí)別出斷層結(jié)果，采用人機(jī)交互的方式利用確定性建模方法，得到大 尺度裂縫離散分布模型;而對(duì)于小尺度的米級(jí)裂縫，主要采用隨機(jī)建模的方法，首先得到井 間小尺度裂縫分布強(qiáng)度約束體，即W井點(diǎn)巖屯、觀察或成像測(cè)井識(shí)別得到的裂縫密度為硬數(shù) 據(jù)，W地震裂縫屬性體、斷層距離約束、構(gòu)造主曲率裂縫預(yù)測(cè)、數(shù)學(xué)模型及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料等 作為井間裂縫分布趨勢(shì)約束，建立裂縫分布強(qiáng)度模型，在此基礎(chǔ)上結(jié)合地質(zhì)認(rèn)識(shí)建立裂縫 S維網(wǎng)絡(luò)模型。
[0003] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)碎屑巖及碳酸鹽巖等裂縫性油藏的裂縫分布中的小尺度 規(guī)模的裂縫建模精度較低，與實(shí)際情況差異較大。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種高精度的儲(chǔ)層裂縫 建模方法及系統(tǒng)。
[0004] 公開(kāi)于本發(fā)明【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理 解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或W任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有 技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提出了一種儲(chǔ)層裂縫建模方法及系統(tǒng)，其能夠通過(guò)將地層劃分為多層單砂 體并建立每層單砂體的各組裂縫=維離散模型，進(jìn)而獲得所有單砂體的所有組裂縫=維網(wǎng) 絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)整個(gè)儲(chǔ)層的高精度的裂縫建模。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種儲(chǔ)層裂縫建模方法。所述方法可W包括:基于地 層斷層模型、地層構(gòu)造模型W及巖屯、和/或測(cè)井資料，劃分多層單砂體并建立每層單砂體的 =維展布模型；基于地層破裂特征和裂縫參數(shù)分布特征，獲得每層單砂體的各組裂縫平面 密度分布強(qiáng)度;基于每層單砂體的=維展布模型和每層單砂體的各組裂縫平面密度分布強(qiáng) 度并結(jié)合裂縫控制因素，建立每層單砂體的各組裂縫=維密度模型；W及基于裂縫參數(shù)分 布特征、裂縫控制因素 W及每層單砂體的各組裂縫=維密度模型，獲得每層單砂體的各組 裂縫=維離散模型，進(jìn)而獲得所有單砂體的所有組裂縫=維網(wǎng)絡(luò)模型。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種儲(chǔ)層裂縫建模系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可W包括:用于 基于地層斷層模型、地層構(gòu)造模型W及巖屯、和/或測(cè)井資料，劃分多層單砂體并建立每層單 砂體的=維展布模型的單元；用于基于地層破裂特征和裂縫參數(shù)分布特征，獲得每層單砂 體的各組裂縫平面密度分布強(qiáng)度的單元;用于基于每層單砂體的=維展布模型和每層單砂 體的各組裂縫平面密度分布強(qiáng)度并結(jié)合裂縫控制因素，建立每層單砂體的各組裂縫=維密 度模型的單元；W及用于基于裂縫參數(shù)分布特征、裂縫控制因素 W及每層單砂體的各組裂 縫=維密度模型，獲得每層單砂體的各組裂縫=維離散模型，進(jìn)而獲得所有單砂體的所有 組裂縫=維網(wǎng)絡(luò)模型的單元。
[0008] 本發(fā)明的方法和裝置具有其它的特性和優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)些特性和優(yōu)點(diǎn)從并入本文中的附 圖和隨后的具體實(shí)施例中將是顯而易見(jiàn)的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實(shí)施 例中進(jìn)行詳細(xì)陳述，運(yùn)些附圖和具體實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明的特定原理。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述W及其它 目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本發(fā)明示例性實(shí)施例中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常 代表相同部件。
[0010] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)層裂縫建模方法的步驟的流程圖。
[0011] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裂縫=維密度模型的示意圖。
[0012] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裂縫S維網(wǎng)絡(luò)模型的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例， 然而應(yīng)該理解，可W W各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被運(yùn)里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供 運(yùn)些實(shí)施例是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng) 域的技術(shù)人員。
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 圖1示出了儲(chǔ)層裂縫建模方法的步驟的流程圖。
[0016] 在該實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)層裂縫建模方法包括:步驟101，基于地層斷層模 型、地層構(gòu)造模型W及巖屯、和/或測(cè)井資料，劃分多層單砂體并建立每層單砂體的=維展布 模型；步驟102，基于地層破裂特征和裂縫參數(shù)分布特征，獲得每層單砂體的各組裂縫平面 密度分布強(qiáng)度;步驟103，基于每層單砂體的=維展布模型和每層單砂體的各組裂縫平面密 度分布強(qiáng)度并結(jié)合裂縫控制因素，建立每層單砂體的各組裂縫=維密度模型；W及步驟 104,基于裂縫參數(shù)分布特征、裂縫控制因素 W及每層單砂體的各組裂縫=維密度模型，獲 得每層單砂體的各組裂縫=維離散模型，進(jìn)而獲得所有單砂體的所有組裂縫=維網(wǎng)絡(luò)模 型。
[0017] 該實(shí)施例通過(guò)將地層劃分為多層單砂體并建立每層單砂體的裂縫=維離散模型， 實(shí)現(xiàn)整個(gè)儲(chǔ)層的高精度的裂縫建模。
[0018] 下面詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的儲(chǔ)層裂縫建模方法的具體步驟。
[0019] 建立單砂體展布模型
[0020] 在一個(gè)示例中，由于小尺度裂縫的發(fā)育多受單砂體控制，可W基于地層斷層模型、 地層構(gòu)造模型W及巖屯、和/或測(cè)井資料，劃分多層單砂體并建立每層單砂體的=維展布模 型。
[0021] 優(yōu)選地，所述地層斷層模型可W是W地球物理解釋斷層和井上對(duì)比斷點(diǎn)相結(jié)合而 建立的地層斷層模型;所述地層構(gòu)造模型可W是W地震構(gòu)造解釋層面和地層對(duì)比資料相結(jié) 合而建立的地層構(gòu)造模型。
[0022] 具體而言，可W W地球物理解釋斷層和井上對(duì)比斷點(diǎn)相結(jié)合建立地層斷層模型； W地震構(gòu)造解釋層面為框架，精細(xì)地層對(duì)比資料為約束建立地層構(gòu)造模型;在此基礎(chǔ)上，結(jié) 合巖屯、及測(cè)井資料，進(jìn)行沉積時(shí)間單元的劃分(也即，劃分多層單砂體），并建立每層單砂體 =維展布模型。
[00剖獲得裂縫平面密度分布強(qiáng)度
[0024] 在一個(gè)示例中，可W基于地層破裂特征和裂縫參數(shù)分布特征，獲得每層單砂體的 各組裂縫平面密度分布強(qiáng)度。實(shí)際上，所述裂縫參數(shù)分布特征可W包括多組裂縫參數(shù)分布 特征，從而可W獲得每層單砂體的不同時(shí)期和/或不同分組的裂縫平面密度分布強(qiáng)度。
[0025] 優(yōu)選地，所述地層破裂特征可W包括:通過(guò)相似露頭識(shí)別多組裂縫切割及限制關(guān) 系，確定多個(gè)觀察點(diǎn)的多個(gè)地層的裂縫組系特征及各組裂縫百分比，確定各組裂縫發(fā)育程 度;基于工區(qū)沉積構(gòu)造演化特征，確定各期次裂縫形成時(shí)期的古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分布，劃分裂縫 形成期次；W及基于古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分布及儲(chǔ)層巖石力學(xué)特征，計(jì)算地層破裂情況，獲得受古 構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)控制的地層破裂特征。
[0026] 具體而言，首先，可W通過(guò)相似露頭觀察識(shí)別各組裂縫切割及限制關(guān)系，確定不同 觀察點(diǎn)天然裂縫組系特征及各組裂縫百分比，繪制各觀察點(diǎn)裂縫走向玫瑰花圖，確定各組 裂縫發(fā)育程度，劃分裂縫形成期次。
[0027] 然后，在工區(qū)沉積構(gòu)造演化特征基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定各組裂縫形成期次及各期裂 縫形成時(shí)期古構(gòu)造應(yīng)力的大小，確定古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分布。其中，可W通過(guò)巖石聲發(fā)射試驗(yàn)、 裂縫包裹體均一溫度測(cè)定和/或碳氧同位素測(cè)定等方法來(lái)確定各期次裂縫形成時(shí)期的古構(gòu) 造應(yīng)力場(chǎng)分布，劃分裂縫形成期次。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限制于此，可W 采用本領(lǐng)域已知的各種常規(guī)方法來(lái)確定各組裂縫形成期次W及古構(gòu)造應(yīng)力。
[0028] 優(yōu)選地，所述裂縫參數(shù)分布特征可W包括:在整個(gè)研究區(qū)域的地表，通過(guò)相似露頭 觀察，確定不同組系的裂縫走向及規(guī)模，統(tǒng)計(jì)裂縫規(guī)模的分布特征。其中，裂縫規(guī)模的分布 特征包括:縱向高度、平面延伸長(zhǎng)度、裂縫平均間距的分布特征;并且縱向高度、平面延伸長(zhǎng) 度、裂縫平均間距與巖層厚度之間滿足定量關(guān)系。
[0029] 具體地，在整個(gè)研究區(qū)域的地表，可W通過(guò)相似露頭觀察，確定不同組系的裂縫走 向，統(tǒng)計(jì)裂縫規(guī)模的參數(shù)分布特征。裂縫規(guī)模的分布特征可W包括縱向高度、平面延伸長(zhǎng) 度、裂縫平均間距=者之間的定量關(guān)系及=者與巖層厚度的定量關(guān)系。實(shí)際上，對(duì)于同組同 一級(jí)次的構(gòu)造裂縫而言，裂縫平均間距、裂縫平面延伸長(zhǎng)度與裂縫縱向高度(或裂縫性巖層 厚度)之間就有如下的定量關(guān)系：
[0030] A =相鄰裂縫間距/裂縫縱向高度
[0031] B =單條裂縫長(zhǎng)度/相鄰裂縫間距
[0032] 其中，A、B是常數(shù)，對(duì)于不同的地區(qū)，A、B的取值不同。利用運(yùn)種關(guān)系可結(jié)合裂縫性 單砂體厚度評(píng)價(jià)不同組裂縫規(guī)模的分布特征。
[0033] 優(yōu)選地，所述裂縫參數(shù)分布特征還可W包括：
[0034] 在具有取屯、井的區(qū)域，對(duì)取屯、井進(jìn)行巖屯、裂縫觀察，描述不同裂縫的裂縫縱向高 度、裂縫走向與地層微層面傾向夾角、裂縫傾角、裂縫充填情況W及裂縫地表開(kāi)度，結(jié)合古 地磁定向確定裂縫走向，統(tǒng)計(jì)裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況W及裂縫 地表開(kāi)度的分布特征。
[0035] 在具有成像測(cè)井的區(qū)域，在所述區(qū)域的不同部位結(jié)合古地磁定向方法劃分的裂縫 組系，分別解釋各組裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況W及裂縫地下開(kāi)度， 統(tǒng)計(jì)裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況W及裂縫地下開(kāi)度的分布特征。
[0036] 在具有取屯、井并同時(shí)具有成像測(cè)井的區(qū)域，對(duì)取屯、井與成像測(cè)井的裂縫參數(shù)進(jìn)行 相互標(biāo)定，統(tǒng)計(jì)各組裂縫走向、裂縫傾角、裂縫縱向高度、裂縫充填情況、裂縫地下開(kāi)度的分 布特征，并獲得裂縫地下開(kāi)度與裂縫地表開(kāi)度之間的關(guān)系。
[0037] 在沒(méi)有取屯、井也沒(méi)有成像測(cè)井的區(qū)域，基于在具有取屯、井的區(qū)域和具有成像測(cè)井 的區(qū)域所統(tǒng)計(jì)的裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況W及裂縫地下開(kāi)度的分 布特征，標(biāo)定常規(guī)測(cè)井曲線，利用綜合概率指數(shù)法和分形維數(shù)法對(duì)天然裂縫發(fā)育層段進(jìn)行 解釋?zhuān)⒔Y(jié)合裂縫縱向高度、平面延伸長(zhǎng)度、裂縫平均間距與巖層厚度的定量關(guān)系，獲得單 井各組裂縫的發(fā)育密度。
[0038] 優(yōu)選地，裂縫地下開(kāi)度與裂縫地表開(kāi)度之間的關(guān)系可W表示為：
[0039] (1)
[0040] 其中，e表示裂縫地下開(kāi)度，e日表示裂縫地表開(kāi)度，V表示泊松比，E表示楊氏模量，On 表示裂縫面所受到的正應(yīng)力，P表示靜巖圍壓，Cl和C2表示常數(shù)系數(shù)。
[0041 ]其中，e、eo的單位可W為皿，E的單位可W為GPa, On的單位可W為MPaXi的取值范 圍可W為(2.5~4.5) X 1(^2，C2的取值范圍可W為1~1.4,優(yōu)選地，Cl可W為3 X 1(T2，C2可W 為 1.2。
[0042] 然后，可W基于地層破裂特征和裂縫參數(shù)分布特征，獲得每層單砂體的裂縫平面 密度分布強(qiáng)度。
[0043] 具體地，可W首先結(jié)合巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)各層單砂體內(nèi)的不同地質(zhì)體分別賦予巖 石力學(xué)參數(shù)，建立巖石力學(xué)模型。然后，根據(jù)各地質(zhì)體特征對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格剖分W劃分成有限 個(gè)單元，各單元之間為線或面接觸并通過(guò)節(jié)點(diǎn)相連接，整個(gè)地質(zhì)體的應(yīng)力分析轉(zhuǎn)化為單元 節(jié)點(diǎn)的地應(yīng)力分析。然后，結(jié)合古應(yīng)力場(chǎng)分析，確定合理的邊界條件對(duì)模型進(jìn)行加載，并附 加合適的約束條件。對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算及后處理，得到古應(yīng)力場(chǎng)的分布。
[0044] 然后，利用適合研究區(qū)的巖石破裂準(zhǔn)則對(duì)各節(jié)點(diǎn)破裂情況進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而定量預(yù) 測(cè)平面上巖層破裂情況，得到受區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)控制的巖層破裂強(qiáng)度趨勢(shì)。由于基于構(gòu)造應(yīng)力 場(chǎng)預(yù)測(cè)裂縫更多的是判斷巖層的破裂與否及破裂程度，在定量預(yù)測(cè)裂縫密度時(shí)應(yīng)根據(jù)相似 露頭觀察所建立的裂縫發(fā)育模式及裂縫規(guī)模與巖層厚度的關(guān)系，即在判斷巖層破裂基礎(chǔ) 上，依據(jù)裂縫巖層厚度的定量關(guān)系，建立每層單砂體的裂縫平面密度分布強(qiáng)度。
[0045]此外，在地質(zhì)體劃分時(shí)，根據(jù)局部構(gòu)造對(duì)裂縫的控制作用，將斷層與權(quán)皺等局部構(gòu) 造擾動(dòng)應(yīng)力場(chǎng)單獨(dú)進(jìn)行劃分，再單獨(dú)進(jìn)行破裂分析。
[OOW 建立裂縫立維密度模型
[0047] 在一個(gè)示例中，可W基于每層單砂體的=維展布模型和每層單砂體的各組裂縫平 面密度分布強(qiáng)度并結(jié)合裂縫控制因素，建立每層單砂體的各組裂縫=維密度模型。
[0048] 優(yōu)選地，所述裂縫控制因素可W包括:通過(guò)相似露頭及巖屯、觀察，定量分析而獲得 的不同組系裂縫發(fā)育程度與巖性、巖層厚度、巖石力學(xué)性質(zhì)、地應(yīng)力、沉積微相、局部構(gòu)造之 間的關(guān)系。
[0049] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裂縫=維密度模型的示意圖，其中，X、Y軸 表示水平方向，Z軸表示豎直方向。具體地，對(duì)于小尺度裂縫(不包括受斷層控制的小尺度裂 縫），首先根據(jù)成像測(cè)井標(biāo)定巖屯、裂縫結(jié)果并結(jié)合常規(guī)測(cè)井裂縫識(shí)別結(jié)果，按照裂縫形成期 次分組分別得到單井各組裂縫密度曲線，并分別W各組裂縫密度曲線作為硬數(shù)據(jù)，W對(duì)應(yīng) 期次的裂縫平面密度分布強(qiáng)度作為井間裂縫分布趨勢(shì)約束，分別建立各期裂縫=維密度模 型(如圖2所示），也即，建立了單層單砂體的各組裂縫=維密度模型。
[0050] 此外，對(duì)于受斷層和/或權(quán)皺等局部構(gòu)造控制的小尺度裂縫可W將斷層和/或權(quán)皺 轉(zhuǎn)化為離散地質(zhì)體放入地質(zhì)模型中，進(jìn)行應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬，得到受斷層和/或權(quán)皺等控制的 小尺度裂縫的離散分布模型。
[005。建立裂縫立維網(wǎng)絡(luò)模型
[0052] 在一個(gè)示例中，可W基于裂縫參數(shù)分布特征、裂縫控制因素 W及每層單砂體的各 組裂縫=維密度模型，獲得每層單砂體的各組裂縫=維離散模型，進(jìn)而獲得所有單砂體的 所有組裂縫=維網(wǎng)絡(luò)模型。
[0053] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裂縫S維網(wǎng)絡(luò)模型的示意圖，其中，X、Y軸 表示水平方向，Z軸表示豎直方向。具體地，可W通過(guò)相似露頭及巖屯、觀察，分析裂縫的參數(shù) 分布特征，定量分析不同組系裂縫發(fā)育程度與巖性、巖層厚度、沉積微相、局部構(gòu)造（如斷 層、權(quán)皺等)等之間的關(guān)系，確定各類(lèi)地質(zhì)因素對(duì)裂縫發(fā)育程度控制的優(yōu)先程度，進(jìn)而確定 裂縫發(fā)育特征。
[0054] 然后，基于每層單砂體的裂縫=維密度模型，可W根據(jù)露頭觀察、成像測(cè)井、古地 磁定向等資料獲取的裂縫走向、開(kāi)度、充填性及裂縫規(guī)模與巖層厚度的關(guān)系等，分別建立各 單砂體各組裂縫網(wǎng)絡(luò)模型（如圖3所示），最終得到工區(qū)所有目的層總體裂縫=維離散網(wǎng)絡(luò) 模型。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的儲(chǔ)層裂縫建模方法通過(guò)將地層劃分為多層單砂體 并建立每層單砂體的各組裂縫=維離散模型，進(jìn)而獲得所有單砂體的所有組裂縫=維網(wǎng)絡(luò) 模型，實(shí)現(xiàn)整個(gè)儲(chǔ)層的高精度的裂縫建模。
[0化引應(yīng)用示例
[0057]為便于理解本發(fā)明實(shí)施例的方案及其效果，W下給出一個(gè)具體應(yīng)用示例。本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)理解，該示例僅為了便于理解本發(fā)明，其任何具體細(xì)節(jié)并非意在W任何方式限 制本發(fā)明。
[005引 W鄂爾多斯某區(qū)塊為例，建立某單砂體高精度裂縫=維地質(zhì)模型。A區(qū)主力產(chǎn)層為 延長(zhǎng)組長(zhǎng)7油層，儲(chǔ)層平均孔隙度小于10%，平均滲透率1.5mD，為低孔特低滲砂巖儲(chǔ)層，儲(chǔ) 層中天然裂縫發(fā)育。下面W該區(qū)為例，建立精細(xì)=維裂縫模型，包含W下步驟：
[0059] (1)該套地層在延河露頭出露完好，可開(kāi)展露頭觀察和描述。延河露頭長(zhǎng)7地層主 要發(fā)育NE~肥E向、近N-E向及少量NW向裂縫，裂縫在不同觀察點(diǎn)發(fā)育特征差異較大;成像測(cè) 井與巖屯、相互標(biāo)定可知，研究區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層主要發(fā)育NE向及近S-N向裂縫，少量發(fā)育NW向裂縫。 根據(jù)研究區(qū)的構(gòu)造演化特征，并結(jié)合對(duì)露頭及巖屯、取樣所開(kāi)展的聲發(fā)射試驗(yàn)、古地磁定向、 包裹體分析等分析測(cè)試手段可知，裂縫主要在燕山期和喜山期形成，其中研究區(qū)肥向及NW 向裂縫主要在燕山期形成，近S-N向裂縫主要在喜山期形成，形成裂縫時(shí)期的差應(yīng)力分別為 72M 化和 65MPa。
[0060] (2)根據(jù)露頭、巖屯、及成像測(cè)井資料，分析裂縫發(fā)育的控制因素表明，該區(qū)地層平 緩、基本無(wú)斷層及權(quán)皺發(fā)育，絕大多數(shù)構(gòu)造裂縫主要在單巖層內(nèi)發(fā)育，受控于巖性、巖層厚 度、沉積微相等地質(zhì)因素;其中砂巖類(lèi)地層中裂縫較為發(fā)育，泥巖裂縫發(fā)育程度較弱;裂縫 規(guī)模主要受控于巖層厚度，裂縫主要發(fā)育在厚度小于2.5mW內(nèi)厚度的巖層內(nèi)，且同組同規(guī) 模裂縫呈等間距分布，其中裂縫平均間距與巖層厚度之比介于0.8~1.2之間，單條裂縫長(zhǎng) 度與裂縫平均間距介于5。5~11.5之間。
[0061] (3)通過(guò)露頭、巖屯、及成像測(cè)井資料，進(jìn)一步落實(shí)研究區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層各單井天然裂縫 參數(shù)特征，包括裂縫方位、傾角、長(zhǎng)度、高度、開(kāi)度及充填情況等，W及部分參數(shù)與巖層厚度 之間的定量關(guān)系。其中巖屯、觀察到的裂縫開(kāi)度要恢復(fù)到地下圍壓條件下，得到地下裂縫開(kāi) 度。
[0062] (4)利用巖屯、及成像測(cè)井標(biāo)定常規(guī)測(cè)井，利用交會(huì)圖法分析不同常規(guī)測(cè)井系列對(duì) 裂縫的響應(yīng)特征，建立常規(guī)測(cè)井曲線識(shí)別天然裂縫的定量標(biāo)準(zhǔn)，利用綜合概率指數(shù)法和分 形維數(shù)法對(duì)工區(qū)的所有井進(jìn)行天然裂縫識(shí)別解釋。
[0063] (5)依據(jù)測(cè)井資料及分層數(shù)據(jù)，對(duì)目的層進(jìn)行精細(xì)地層對(duì)比，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行沉積 時(shí)間單元的劃分，精細(xì)刻畫(huà)單砂體展布，依托化trel平臺(tái)建立構(gòu)造及單砂體=維展布模型。
[0064] (6)基于各類(lèi)試驗(yàn)所取得的古應(yīng)力場(chǎng)資料，結(jié)合巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)，利用有限元數(shù)值模 擬技術(shù)對(duì)長(zhǎng)7儲(chǔ)層不同單砂體各期古應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬并結(jié)合該區(qū)巖石破裂準(zhǔn)則，進(jìn)行 巖層平面破裂強(qiáng)度計(jì)算，并結(jié)合相似露頭觀察所建立的裂縫發(fā)育模式及裂縫規(guī)模與巖層厚 度的關(guān)系，得到裂縫平面密度分布強(qiáng)度。
[0065] (7)根據(jù)成像測(cè)井標(biāo)定巖屯、裂縫結(jié)果，結(jié)合常規(guī)測(cè)井裂縫識(shí)別成果，依據(jù)裂縫形成 期次及數(shù)量分別得到各井各組裂縫密度曲線，并將其作為硬數(shù)據(jù)，W各單砂體對(duì)應(yīng)期次的 裂縫平面密度分布強(qiáng)度結(jié)果作為井間裂縫分布趨勢(shì)約束，分別建立各組裂縫=維密度模 型。
[0066] (8)根據(jù)露頭觀察、成像測(cè)井、古地磁定向等資料獲取的裂縫走向、開(kāi)度、充填性及 裂縫規(guī)模與巖層厚度的關(guān)系等建立裂縫網(wǎng)絡(luò)模型。
[0067] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述的目的僅為了示例性地說(shuō) 明本發(fā)明的實(shí)施例的有益效果，并不意在將本發(fā)明的實(shí)施例限制于所給出的任何示例。
[006引 實(shí)施例2
[0069] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種儲(chǔ)層裂縫建模系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可W包括:用于基 于地層斷層模型、地層構(gòu)造模型W及巖屯、和/或測(cè)井資料，劃分多層單砂體并建立每層單砂 體的=維展布模型的單元；用于基于地層破裂特征和裂縫參數(shù)分布特征，獲得每層單砂體 的各組裂縫平面密度分布強(qiáng)度的單元;用于基于每層單砂體的=維展布模型和每層單砂體 的各組裂縫平面密度分布強(qiáng)度并結(jié)合裂縫控制因素，建立每層單砂體的各組裂縫=維密度 模型的單元；W及用于基于裂縫參數(shù)分布特征、裂縫控制因素 W及每層單砂體的各組裂縫 =維密度模型，獲得每層單砂體的各組裂縫=維離散模型，進(jìn)而獲得所有單砂體的所有組 裂縫=維網(wǎng)絡(luò)模型的單元。
[0070] 該實(shí)施例通過(guò)將地層劃分為多層單砂體并建立每層單砂體的裂縫=維離散模型， 實(shí)現(xiàn)整個(gè)儲(chǔ)層的高精度的裂縫建模。
[0071] 在一個(gè)示例中，所述裂縫參數(shù)分布特征可W包括:在整個(gè)研究區(qū)域的地表，通過(guò)相 似露頭觀察，確定不同組系的裂縫走向及規(guī)模，統(tǒng)計(jì)裂縫規(guī)模的分布特征，其中，裂縫規(guī)模 的分布特征包括:縱向高度、平面延伸長(zhǎng)度、裂縫平均間距的分布特征；W及其中，縱向高 度、平面延伸長(zhǎng)度、裂縫平均間距與巖層厚度之間滿足定量關(guān)系。
[0072] 在一個(gè)示例中，所述裂縫參數(shù)分布特征還可W包括:在具有取屯、井的區(qū)域，對(duì)取屯、 井進(jìn)行巖屯、裂縫觀察，描述不同裂縫的裂縫縱向高度、裂縫走向與地層微層面傾向夾角、裂 縫傾角、裂縫充填情況W及裂縫地表開(kāi)度，結(jié)合古地磁定向確定裂縫走向，統(tǒng)計(jì)裂縫走向、 裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況W及裂縫地表開(kāi)度的分布特征;在具有成像測(cè)井的 區(qū)域，在所述區(qū)域的不同部位結(jié)合古地磁定向方法劃分的裂縫組系，分別解釋各組裂縫走 向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況W及裂縫地下開(kāi)度，統(tǒng)計(jì)裂縫走向、裂縫縱向高 度、裂縫傾角、裂縫充填情況W及裂縫地下開(kāi)度的分布特征;在具有取屯、井并同時(shí)具有成像 測(cè)井的區(qū)域，對(duì)取屯、井與成像測(cè)井的裂縫參數(shù)進(jìn)行相互標(biāo)定，統(tǒng)計(jì)各組裂縫走向、裂縫傾 角、裂縫縱向高度、裂縫充填情況、裂縫地下開(kāi)度的分布特征，并獲得裂縫地下開(kāi)度與裂縫 地表開(kāi)度之間的關(guān)系；W及，在沒(méi)有取屯、井也沒(méi)有成像測(cè)井的區(qū)域，基于在具有取屯、井的區(qū) 域和具有成像測(cè)井的區(qū)域所統(tǒng)計(jì)的裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況W及 裂縫地下開(kāi)度的分布特征，標(biāo)定常規(guī)測(cè)井曲線，利用綜合概率指數(shù)法和分形維數(shù)法對(duì)天然 裂縫發(fā)育層段進(jìn)行解釋?zhuān)⒔Y(jié)合裂縫縱向高度、平面延伸長(zhǎng)度、裂縫平均間距與巖層厚度的 定量關(guān)系，獲得單井各組裂縫的發(fā)育密度。
[0073] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述的目的僅為了示例性地說(shuō) 明本發(fā)明的實(shí)施例的有益效果，并不意在將本發(fā)明的實(shí)施例限制于所給出的任何示例。
[0074] W上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實(shí)施例，上述說(shuō)明是示例性的，并非窮盡性的，并且也 不限于所披露的各實(shí)施例。在不偏離所說(shuō)明的各實(shí)施例的范圍和精神的情況下，對(duì)于本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)許多修改和變更都是顯而易見(jiàn)的。本文中所用術(shù)語(yǔ)的選擇，旨 在最好地解釋各實(shí)施例的原理、實(shí)際應(yīng)用或?qū)κ袌?chǎng)中的技術(shù)的改進(jìn)，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的 其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種儲(chǔ)層裂縫建模方法，包括： 基于地層斷層模型、地層構(gòu)造模型以及巖心和/或測(cè)井資料，劃分多層單砂體并建立每 層單砂體的三維展布模型； 基于地層破裂特征和裂縫參數(shù)分布特征，獲得每層單砂體的各組裂縫平面密度分布強(qiáng) 度； 基于每層單砂體的三維展布模型和每層單砂體的各組裂縫平面密度分布強(qiáng)度并結(jié)合 裂縫控制因素，建立每層單砂體的各組裂縫三維密度模型；以及 基于裂縫參數(shù)分布特征、裂縫控制因素以及每層單砂體的各組裂縫三維密度模型，獲 得每層單砂體的各組裂縫三維離散模型，進(jìn)而獲得所有單砂體的所有組裂縫三維網(wǎng)絡(luò)模 型。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)層裂縫建模方法，其中，所述裂縫參數(shù)分布特征包括： 在整個(gè)研究區(qū)域的地表，通過(guò)相似露頭觀察，確定不同組系的裂縫走向及規(guī)模，統(tǒng)計(jì)裂 縫規(guī)模的分布特征， 其中，裂縫規(guī)模的分布特征包括:縱向高度、平面延伸長(zhǎng)度、裂縫平均間距的分布特征； 以及 其中，縱向高度、平面延伸長(zhǎng)度、裂縫平均間距與巖層厚度之間滿足定量關(guān)系。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的儲(chǔ)層裂縫建模方法，其中，所述裂縫參數(shù)分布特征還包括： 在具有取心井的區(qū)域，對(duì)取心井進(jìn)行巖心裂縫觀察，描述不同裂縫縱向高度、裂縫走向 與地層微層面傾向夾角、裂縫傾角、裂縫充填情況以及裂縫地表開(kāi)度，結(jié)合古地磁定向確定 裂縫走向，統(tǒng)計(jì)裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況以及裂縫地表開(kāi)度的分 布特征； 在具有成像測(cè)井的區(qū)域，在所述區(qū)域的不同部位結(jié)合古地磁定向方法劃分的裂縫組 系，分別解釋各組裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況以及裂縫地下開(kāi)度，統(tǒng) 計(jì)裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況以及裂縫地下開(kāi)度的分布特征； 在具有取心井并同時(shí)具有成像測(cè)井的區(qū)域，對(duì)取心井與成像測(cè)井的裂縫參數(shù)進(jìn)行相互 標(biāo)定，統(tǒng)計(jì)各組裂縫走向、裂縫傾角、裂縫縱向高度、裂縫充填情況、裂縫地下開(kāi)度的分布特 征，并獲得裂縫地下開(kāi)度與裂縫地表開(kāi)度之間的關(guān)系；以及 在沒(méi)有取心井也沒(méi)有成像測(cè)井的區(qū)域，基于在具有取心井的區(qū)域和具有成像測(cè)井的區(qū) 域所統(tǒng)計(jì)的裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況以及裂縫地下開(kāi)度的分布特 征，標(biāo)定常規(guī)測(cè)井曲線，利用綜合概率指數(shù)法和分形維數(shù)法對(duì)天然裂縫發(fā)育層段進(jìn)行解釋?zhuān)?并結(jié)合裂縫縱向高度、平面延伸長(zhǎng)度、裂縫平均間距與巖層厚度的定量關(guān)系，獲得單井各組 裂縫的發(fā)育密度。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的儲(chǔ)層裂縫建模方法，其中，裂縫地下開(kāi)度與裂縫地表開(kāi)度之間 的關(guān)系表不為：其中，e表示裂縫地下開(kāi)度，eo表示裂縫地表開(kāi)度，V表示泊松比，E表示楊氏模量，ση表示 裂縫面所受到的正應(yīng)力，P表示靜巖圍壓，&和&表示常數(shù)系數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)層裂縫建模方法，其中，所述地層斷層模型是以地球物理解 釋斷層和井上對(duì)比斷點(diǎn)相結(jié)合而建立的地層斷層模型；以及 所述地層構(gòu)造模型是以地震構(gòu)造解釋層面和地層對(duì)比資料相結(jié)合而建立的地層構(gòu)造 模型。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)層裂縫建模方法，其中，所述地層破裂特征包括： 通過(guò)相似露頭識(shí)別多組裂縫切割及限制關(guān)系，確定多個(gè)觀察點(diǎn)的多個(gè)地層的裂縫組系 特征及各組裂縫百分比，確定各組裂縫發(fā)育程度； 基于工區(qū)沉積構(gòu)造演化特征，確定各期次裂縫形成時(shí)期的古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分布，劃分裂 縫形成期次；以及 基于古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分布及儲(chǔ)層巖石力學(xué)特征，計(jì)算地層破裂情況，獲得受古構(gòu)造應(yīng)力 場(chǎng)控制的地層破裂特征。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)層裂縫建模方法，其中，所述裂縫控制因素包括： 通過(guò)相似露頭及巖心觀察，定量分析而獲得的不同組系裂縫發(fā)育程度與巖性、巖層厚 度、沉積微相、局部構(gòu)造之間的關(guān)系。8. -種儲(chǔ)層裂縫建模系統(tǒng)，包括： 用于基于地層斷層模型、地層構(gòu)造模型以及巖心和/或測(cè)井資料，劃分多層單砂體并建 立每層單砂體的三維展布模型的單元； 用于基于地層破裂特征和裂縫參數(shù)分布特征，獲得每層單砂體的各組裂縫平面密度分 布強(qiáng)度的單元； 用于基于每層單砂體的三維展布模型和每層單砂體的各組裂縫平面密度分布強(qiáng)度并 結(jié)合裂縫控制因素，建立每層單砂體的各組裂縫三維密度模型的單元;以及 用于基于裂縫參數(shù)分布特征、裂縫控制因素以及每層單砂體的各組裂縫三維密度模 型，獲得每層單砂體的各組裂縫三維離散模型，進(jìn)而獲得所有單砂體的所有組裂縫三維網(wǎng) 絡(luò)模型的單元。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的儲(chǔ)層裂縫建模系統(tǒng)，其中，所述裂縫參數(shù)分布特征包括： 在整個(gè)研究區(qū)域的地表，通過(guò)相似露頭觀察，確定不同組系的裂縫走向及規(guī)模，統(tǒng)計(jì)裂 縫規(guī)模的分布特征， 其中，裂縫規(guī)模的分布特征包括:縱向高度、平面延伸長(zhǎng)度、裂縫平均間距的分布特征； 以及 其中，縱向高度、平面延伸長(zhǎng)度、裂縫平均間距與巖層厚度之間滿足定量關(guān)系。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的儲(chǔ)層裂縫建模系統(tǒng)，其中，所述裂縫參數(shù)分布特征還包括： 在具有取心井的區(qū)域，對(duì)取心井進(jìn)行巖心裂縫觀察，描述不同裂縫縱向高度、裂縫走向 與地層微層面傾向夾角、裂縫傾角、裂縫充填情況以及裂縫地表開(kāi)度，結(jié)合古地磁定向確定 裂縫走向，統(tǒng)計(jì)裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況以及裂縫地表開(kāi)度的分 布特征； 在具有成像測(cè)井的區(qū)域，在所述區(qū)域的不同部位結(jié)合古地磁定向方法劃分的裂縫組 系，分別解釋各組裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況以及裂縫地下開(kāi)度，統(tǒng) 計(jì)裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況以及裂縫地下開(kāi)度的分布特征； 在具有取心井并同時(shí)具有成像測(cè)井的區(qū)域，對(duì)取心井與成像測(cè)井的裂縫參數(shù)進(jìn)行相互 標(biāo)定，統(tǒng)計(jì)各組裂縫走向、裂縫傾角、裂縫縱向高度、裂縫充填情況、裂縫地下開(kāi)度的分布特 征，并獲得裂縫地下開(kāi)度與裂縫地表開(kāi)度之間的關(guān)系；以及 在沒(méi)有取心井也沒(méi)有成像測(cè)井的區(qū)域，基于在具有取心井的區(qū)域和具有成像測(cè)井的區(qū) 域所統(tǒng)計(jì)的裂縫走向、裂縫縱向高度、裂縫傾角、裂縫充填情況以及裂縫地下開(kāi)度的分布特 征，標(biāo)定常規(guī)測(cè)井曲線，利用綜合概率指數(shù)法和分形維數(shù)法對(duì)天然裂縫發(fā)育層段進(jìn)行解釋?zhuān)?并結(jié)合裂縫縱向高度、平面延伸長(zhǎng)度、裂縫平均間距與巖層厚度的定量關(guān)系，獲得單井各組 裂縫的發(fā)育密度。
【文檔編號(hào)】G01V99/00GK106019405SQ201610320111
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】趙向原, 曾聯(lián)波, 周旭煌
【申請(qǐng)人】趙向原