[发明专利]一种油气藏裂缝开度数值模拟方法

摘要

本发明涉及油气田勘探开发领域，尤其是一种油气藏裂缝开度数值模拟方法。通过获取裂缝面的三维表面形貌，求取裂缝面粗糙度系数以及吻合系数；利用三维分形插值算法，在裂缝面粗糙度系数约束下，恢复单侧裂缝壁的三维形貌；在裂缝开度频率分布图以及吻合系数约束下，构建双侧裂缝壁的有限元几何模型；通过确定油气藏的三维有效应力以及岩石力学参数，建立有限元地质力学模型，进行应力场数值模拟，求取裂缝的残余开度、闭合率。本发明专利从有限元建模的角度提出了一种分析油气藏裂缝开度数值模拟方法，预测结果对优选油气、矿产勘探重点区域以及天然裂缝性储层双孔双渗建模等多个方面有一定的参考意义。

主权项

1.一种油气藏裂缝开度数值模拟方法，实现的步骤如下：第一步获取裂缝的三维表面形貌；通过CT三维扫描、激光三维扫描仪、表面光度仪或位移传感器获取裂缝的三维表面形貌；第二步裂缝面粗糙度系数以及吻合系数求取；利用裂缝的三维表面形貌，计算研究区裂缝面粗糙度系数以及吻合系数的数值；第三步不同尺度的裂缝开度统计；通过岩心观测、薄片统计、测井解释、CT三维扫描、激光三维扫描仪、表面光度仪或位移传感器统计得到裂缝开度的频率分布图；第四步裂缝三维表面形貌特征点提取；利用获取的裂缝的三维表面形貌，等间距获取能够反映裂缝三维表面形貌特征的矩阵点集；第五步裂缝面粗糙度系数约束下单侧裂缝壁三维分形插值；利用三维分形插值理论，在裂缝面粗糙度系数约束下，获取裂缝三维表面形貌特征的精细矩阵点集；第六步裂缝开度频率分布图以及吻合系数约束下的双侧裂缝壁有限元几何模型构建；以统计的不同尺度的裂缝开度频率分布图为约束，通过调整每条测线对应的裂缝面双壁吻合系数，建立另一侧裂缝的三维形貌，进而建立双侧裂缝壁的有限元几何模型构建；第七步三维有效应力的计算；通过岩石声发射实验、阵列声波测井以及微地震监测确定现今水平主应力的大小；通过油气藏动态资料监测，确定孔隙压力，进而确定油气藏的三维有效应力；第八步裂缝面与岩石的力学参数测试；通过岩石力学实验，确定裂缝面的动静态摩擦系数、刚度系数，岩石的杨氏模量、泊松比、内摩擦角以及密度；第九步应力场数值模拟与裂缝残余开度、闭合率的求取；利用裂缝三维表面形貌特征的精细矩阵点集，裂缝面与岩石的力学参数以及三维有效应力，建立有限元模型，进行应力场数值模拟，利用模拟得到的节点的位移数据，求取裂缝残余开度、闭合率。