[发明专利]一种构造裂缝产状定量预测方法

权利要求书

1.一种构造裂缝产状定量预测方法，所述的步骤如下：

1)通过岩心观测、测井解释、薄片观测结合应力场演化，确定研究区裂缝形成力学机制；

2)结合岩石力学实验及测井资料，对岩石力学参数进行单轴-三轴校正和动态-静态校正，确定研究区目的层位的岩石力学参数；

3)恢复研究区的古构造图，着重考虑影响古应力场分布的因素，如先存断层、构造起伏、断层展布等；

4)结合区域构造演化、构造应力场演化以及岩心、测井、地震等地质资料，对古应力场定时、定向、定量，进而模拟研究区造缝期古应力场；

5)选择合适的岩石破裂准则，若岩石受力破坏形成的裂缝是剪切性质或以剪切性质为主，适用库伦-莫尔准则，若形成的是张性或以张性为主的裂缝，适用格里菲斯准则，当张应力存在时，可先用拉伸破裂准则判断岩石是否发生张破裂，如果达到岩石张破裂强度条件，则岩石发生拉张破裂，如果不能达到岩石的拉张破裂条件，再用库伦-莫尔破裂准则判断是否会发生剪切破裂；

6)根据岩石破裂准则对古裂缝产状预测，首先求取应力场坐标系中裂缝的产状，将应力场坐标系中裂缝的产状转换到大地坐标系中裂缝的产状，若形成的裂缝为剪裂缝，结合地应力类型，选择区域平面剪应力或剖面剪应力分布，预测剪裂缝的优势走向或优势倾向；

7)设计仿真蚂蚁追踪技术，实现古今岩层空间位置耦合；

8)在古今岩石力学层空间位置耦合的基础上，建立裂缝古今岩层空间转换理论模型；

9)在建立裂缝古今岩层空间转换理论模型的基础上，对裂缝运动学特征分析；

10)根据裂缝运动学特征以及古裂缝的产状，求取现今裂缝的产状。

2.根据权利要求1所述的一种构造裂缝产状定量预测方法，其特征在于：

所述的应力场坐标系中裂缝产状转换到大地坐标系中的产状步骤如下：

在应力场数值模拟中，得到主应力方向与大地坐标系X-Y-Z轴的夹角：

①σ₁与X-Y-Z轴的夹角：α₁₁、α₁₂、α₁₃；

②σ₂与X-Y-Z轴的夹角：α₂₁、α₂₂、α₂₃；

③σ₃与X-Y-Z轴的夹角：α₃₁、α₃₂、α₃₃；

以岩石剪破裂为例，裂缝在应力场坐标系中产生的两组裂缝面的单位法向矢量可以表示为：

n′′xn′′yn′′z=sinθ0cosθ]]>或n′′xn′′yn′′z=sinθ0-cosθ---(7)]]>

公式(7)中，θ为破裂角，(°)；

n″_x为古裂缝的单位法向矢量在应力场坐标系中最大主应力方向的分量，无量纲；

n″_y为古裂缝的单位法向矢量在应力场坐标系中中间主应力方向的分量，无量纲；

n″_z为古裂缝的单位法向矢量在应力场坐标系中最小主应力方向的分量，无量纲；

裂缝面单位法向矢量在大地坐标系中的三个分量表示为：

n′xn′yn′z=cosα11cosα21cosα31cosα12cosα22cosα32cosα13cosα23cosα33n′′xn′′yn′′z---(8)]]>

n′_x为古裂缝的单位法向矢量在大地坐标系中X轴方向的分量，无量纲；

n′_y为古裂缝的单位法向矢量在大地坐标系中Y轴方向的分量，无量纲；

n′_z为古裂缝的单位法向矢量在大地坐标系中Z轴方向的分量，无量纲；

根据公式(7)-(8)得到古裂缝单位法向矢量在大地坐标系中的三个分量，便可求取古裂缝的产状。