一種基于構(gòu)造面幾何恢復(fù)的構(gòu)造裂縫三維建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于構(gòu)造面幾何恢復(fù)的構(gòu)造裂縫三維建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002]天然構(gòu)造裂縫是各類油氣儲(chǔ)層中均較為常見(jiàn)的一種大幅度提高油氣滲透性的特殊儲(chǔ)層介質(zhì)，它是在地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受構(gòu)造應(yīng)力、應(yīng)變變化控制，在油氣藏局部或大部分區(qū)域出現(xiàn)的天然裂縫。天然構(gòu)造裂縫具有期次混雜、組系較多、分布較廣、特征復(fù)雜等特點(diǎn)，對(duì)天然構(gòu)造裂縫的表征和認(rèn)識(shí)一直都是油氣生產(chǎn)過(guò)程中的難題之一。
[0003]天然構(gòu)造裂縫表征的方法較多，有野外剖面及巖心分析法、測(cè)井解釋法、構(gòu)造應(yīng)力及構(gòu)造曲率法、地震描述法、隨機(jī)模擬法等。野外剖面及巖心分析法是通過(guò)巖心描述的方法定性表征天然構(gòu)造裂縫的組系、密度、傾角、方位等，是獲取天然構(gòu)造裂縫屬性特征最直接的方法。測(cè)井解釋法是通過(guò)成像測(cè)井或常規(guī)測(cè)井解釋的方法表征天然構(gòu)造裂縫的方法，能完整地實(shí)現(xiàn)對(duì)全井筒附近天然構(gòu)造裂縫屬性特征的描述和表征。構(gòu)造應(yīng)力及構(gòu)造曲率法是基于不同構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)或曲率誘導(dǎo)產(chǎn)生天然構(gòu)造裂縫的幾率不同而實(shí)現(xiàn)對(duì)天然構(gòu)造裂縫分布范圍的表征。地震描述法利用對(duì)天然構(gòu)造裂縫敏感的地震屬性實(shí)現(xiàn)對(duì)天然構(gòu)造裂縫的預(yù)測(cè)。隨機(jī)模擬法采用隨機(jī)模擬的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)天然構(gòu)造裂縫的預(yù)測(cè)。
[0004]野外剖面及巖心分析法、測(cè)井解釋法、構(gòu)造應(yīng)力及構(gòu)造曲率法、地震描述法、隨機(jī)模擬法等天然構(gòu)造裂縫表征方法都有自己的優(yōu)勢(shì)，也有自身的不足。野外剖面及巖心分析法是獲取天然構(gòu)造裂縫屬性特征最直接的方法，但只能定性表征。測(cè)井解釋法能完整地實(shí)現(xiàn)對(duì)全井筒附近天然構(gòu)造裂縫屬性特征的描述和表征，但難于實(shí)現(xiàn)井間預(yù)測(cè)。構(gòu)造應(yīng)力及構(gòu)造曲率法、隨機(jī)模擬法可以實(shí)現(xiàn)井間天然構(gòu)造裂縫分布的預(yù)測(cè)，但一是無(wú)法獲得天然構(gòu)造裂縫產(chǎn)狀信息，二是預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性難以保證。地震(如螞蟻體)描述法則由于分辨率的原因可以預(yù)測(cè)大型斷層，難以預(yù)測(cè)微小的天然構(gòu)造裂縫，同時(shí)也只能給出分布信息，無(wú)法獲得廣狀?目息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于構(gòu)造面幾何恢復(fù)的構(gòu)造裂縫三維建模方法。
[0006]一種基于構(gòu)造面幾何恢復(fù)的構(gòu)造裂縫三維建模方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一:建立三維構(gòu)造層面模型；
[0008]步驟二:建立構(gòu)造層面幾何恢復(fù)及構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)圖譜；
[0009]步驟三:建立構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)模型；
[0010]步驟四:描述巖心/解釋成像測(cè)井及提取構(gòu)造裂縫特征參數(shù)；
[0011 ]步驟五:建立構(gòu)造裂縫組系模式及構(gòu)造裂縫組系強(qiáng)度模型；
[0012]步驟六:建立構(gòu)造裂縫離散模型；
[0013]步驟七:建立構(gòu)造裂縫等效模型。
[0014]進(jìn)一步地，如上所述的方法，步驟二中，所述構(gòu)造層面幾何恢復(fù)是對(duì)步驟一中三維構(gòu)造層面模型的變形層位面與斷層面分別進(jìn)行去褶皺化和去斷層化處理，消除后期構(gòu)造活動(dòng)產(chǎn)生的構(gòu)造變形，復(fù)原古構(gòu)造活動(dòng)發(fā)生初期沉積地層的變形特征，揭示古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)力發(fā)生狀況和地層受力分布情況。
[0015]進(jìn)一步地，如上所述的方法，步驟二中，所述構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)是通過(guò)構(gòu)造層面幾何恢復(fù)過(guò)程提取得到的，構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)是依據(jù)層面恢復(fù)前后各網(wǎng)格中變形區(qū)域面積與恢復(fù)后平面面積之比，即
[0016]DIi= (A1-Afi)/Ai
[0017]其中，DI1為構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)，i為網(wǎng)格序號(hào)，Af為網(wǎng)格變形量，A為網(wǎng)格面積。
[0018]進(jìn)一步地，如上所述的方法，步驟三所述建立構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)模型包括:在步驟二所述構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)圖譜上設(shè)定一個(gè)截止值，將小于等于該截止值的區(qū)域設(shè)為I，大于該截止值的區(qū)域設(shè)為0，即可建立形成指示構(gòu)造裂縫發(fā)生空域范圍的構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)模型。
[0019]進(jìn)一步地，如上所述的方法，步驟五所述建立構(gòu)造裂縫組系模式為依據(jù)構(gòu)造縫的方位和傾角劃分裂縫組系來(lái)建立構(gòu)造裂縫組系模式；
[0020]所述構(gòu)造裂縫組系強(qiáng)度模型為通過(guò)所述建立構(gòu)造裂縫組系模式求取每個(gè)組系構(gòu)造裂縫密度和寬度的乘積來(lái)構(gòu)建構(gòu)造縫的強(qiáng)度變量。
[0021]進(jìn)一步地，如上所述的方法，步驟六所述建立構(gòu)造裂縫離散模型為以構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)模型為構(gòu)造裂縫插值的空域約束，通過(guò)建立的構(gòu)造裂縫組系強(qiáng)度模型為主輸入，利用儲(chǔ)層建模軟件即可建立形成構(gòu)造裂縫離散模型。
[0022]進(jìn)一步地，如上所述的方法，步驟七所述建立構(gòu)造裂縫等效模型包括:
[0023]依靠測(cè)試發(fā)育構(gòu)造縫與不發(fā)育構(gòu)造縫的巖心樣品的孔滲物性，通過(guò)分別求取發(fā)育構(gòu)造縫與不發(fā)育構(gòu)造縫的巖心樣品的平均孔隙度和平均滲透率，并將發(fā)育構(gòu)造縫巖樣的平均孔隙度和平均滲透率與不發(fā)育構(gòu)造縫的巖心樣品的平均孔隙度和平均滲透率間的比例關(guān)系，等效為儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫孔隙度、滲透率分別與基質(zhì)孔隙度和滲透率間的比例關(guān)系，基于該比例關(guān)系，在儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙度、滲透率模型的基礎(chǔ)上，利用儲(chǔ)層建模軟件即可建立形成構(gòu)造裂縫等效模型。
[0024]本發(fā)明方法在吸收天然構(gòu)造裂縫表征的野外剖面及巖心分析法、測(cè)井解釋法和隨機(jī)模擬法優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，依靠構(gòu)造層面幾何恢復(fù)，構(gòu)建構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)模型，以此為空域約束建立天然構(gòu)造裂縫三維離散模型，實(shí)現(xiàn)每組天然構(gòu)造裂縫分布位置、發(fā)育規(guī)模、延伸方位及切割關(guān)系的三維可視化；同時(shí)建立天然構(gòu)造裂縫三維等效模型，定量表征每組天然構(gòu)造裂縫分布位置處儲(chǔ)層的孔隙度和滲透率。獲得的建模結(jié)果不僅在三維空間再現(xiàn)了天然構(gòu)造裂縫的分布規(guī)模及特征，還為生產(chǎn)模擬提供了天然構(gòu)造裂縫三維定量孔滲屬性模型，從而為油氣生產(chǎn)方案的科學(xué)合理制定奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本發(fā)明的主要內(nèi)容包括如下內(nèi)容。
[0025](I)三維構(gòu)造層面模型
[0026]通過(guò)井震結(jié)合方法識(shí)別地層和斷裂系統(tǒng)，輸入商業(yè)化建模軟件建立三維構(gòu)造層面模型是當(dāng)前油氣儲(chǔ)層表征領(lǐng)域內(nèi)的成熟技術(shù)，建立完成的三維構(gòu)造層面模型成為本發(fā)明需要的初始輸入數(shù)據(jù)。
[0027](2)構(gòu)造層面幾何恢復(fù)及構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)圖譜建立
[0028]構(gòu)造層面幾何恢復(fù)是對(duì)三維構(gòu)造層面模型的變形層位面與斷層面分別進(jìn)行去褶皺化和去斷層化處理，消除后期構(gòu)造活動(dòng)產(chǎn)生的構(gòu)造變形，復(fù)原古構(gòu)造活動(dòng)發(fā)生初期沉積地層的變形特征，揭示古構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)力發(fā)生狀況和地層受力分布情況。根據(jù)單剪角原理，配合構(gòu)造分析和平衡剖面技術(shù)，可以高質(zhì)量地實(shí)現(xiàn)構(gòu)造層面幾何恢復(fù)。
[0029]構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)是通過(guò)構(gòu)造層面幾何恢復(fù)過(guò)程提取得到的，構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)是依據(jù)層面恢復(fù)前后各網(wǎng)格中變形區(qū)域面積與恢復(fù)后平面面積之比，即
[0030]DIi= (A1-Afi)/Ai
[0031]其中DI1為構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)，i為網(wǎng)格序號(hào)，Af為網(wǎng)格變形量，A為網(wǎng)格面積。
[0032]由此可見(jiàn)，構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)指出了構(gòu)造變形的劇烈程度，值越大，構(gòu)造變形越弱，值越小，構(gòu)造變形越劇烈；而構(gòu)造變形的劇烈程度與構(gòu)造裂縫發(fā)生的幾率成正比，構(gòu)造變形越劇烈，構(gòu)造裂縫發(fā)生的幾率就越大。按每個(gè)網(wǎng)格上構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)值的大小涂色，構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)值越小，顏色越白，由此建立獲得構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)圖譜;而色彩變黑的程度則反映了構(gòu)造裂縫發(fā)生的強(qiáng)度信息，黑色區(qū)域代表了構(gòu)造縫發(fā)生強(qiáng)度較大，白色區(qū)域代表構(gòu)造縫發(fā)生發(fā)生強(qiáng)度較小。
[0033](3)構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)模型的建立
[0034]構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)圖譜指明了構(gòu)造縫發(fā)生的可能性，但無(wú)法限定構(gòu)造縫發(fā)生的空域位置，為此，需要在構(gòu)造裂縫發(fā)生指數(shù)圖譜上設(shè)定一個(gè)截止值，將小于等于該截止值的區(qū)域設(shè)為I，大于該截止值的區(qū)域設(shè)為0，即可建立形成指示構(gòu)造裂縫發(fā)生空域范圍的構(gòu)造