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一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法及系统


技术摘要:
本发明提供了一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法及系统,所述方法包括:根据水力压裂时形成的微地震事件的事件信息建立包含所有微地震事件的三维空间;按照预定规则选取所述三维空间不同位置处位于预设三维空间范围内的微地震事件的事件信息;根据所述三维空间  全部
背景技术:
水力压裂是致密油气增产改造的一种有效措施。水力压裂是利用地面高压泵通过 井筒向油气储层中挤注具有较高粘度的压裂液。当注入压裂液的速度超过储层的吸收能力 时,则在井底储层中形成很高的压力,当这种压力超过井底附近岩石的破裂压力时,储层将 被压开并产生裂缝。这时,继续不停地向储层中挤注压裂液,裂缝就会继续向储层内部扩 张。为了保持压开的裂缝处于张开状态,接着向储层中挤入带有支撑剂(石英砂、陶粒等)的 携砂液,携砂液进入裂缝之后,一方面可以使裂缝继续向前延伸,另一方面可以支撑已经压 开的裂缝,使其不再闭合。接着再注入顶替液,将井筒中的携砂液体全部顶替进入裂缝,用 支撑剂将裂缝支撑起来。最后,注入的压裂液会自动降解排出井筒之外,支撑剂会停留在这 些空隙中,在油层中留下一条或多条裂缝,使油层与井筒之间建立起流体通道。 为了增加压裂裂缝网络的复杂程度,提高油气产能,学者们对形成裂缝网络的影 响因素和压裂工艺等进行了深入研究。文献1(张烨等.科学技术与工程.2015.15(5))采用 大尺寸真三轴水力压裂模拟,研究了水平地应力差、泵注排量、井筒数量等因素对致密页岩 气储层压裂裂缝扩展规律的影响;文献2(张仕诚等.石油学报.2014.35(3))对页岩露头开 展了水力压裂裂缝扩展模拟试验,并利用高能CT扫描观测压后岩心内部裂缝形态,研究了 多种因素对致密页岩水平井压裂裂缝扩展规律的影响;文献3(翁定为等.天然气地球科学 .2014.25(7))在物理模拟实验结果的基础上,建立了致密砂岩储层裂缝网络的数学模型, 并采用数值模拟方法研究了应力场,试验了多种施工工艺;文献4(王小军.江汉石油职工大 学学报.2016.29(6))开展了暂堵转向压裂工艺研究,产气剖面资料验证了暂堵压裂工艺是 一种提高致密页岩储层人工裂缝网络复杂度的有效方式;文献5(郭天魁等.岩土力学 .2013.34(4))探讨了一种压裂形成裂缝网络能力的新的评价方法,对10种岩芯测试岩石力 学参数,并对比分析了常用的3种岩石脆性评价方法的精度。但是,目前关于压裂时产生的 裂缝网络的研究主要集中在压裂工艺方面,即如何优化压裂工艺以提高裂缝网络的复杂程 度。而关于裂缝网络复杂度的检测方法主要依赖压裂后油气产量差异,做出定性的判断,而 无法对裂缝网络复杂度进行直接的和定量的分析。
技术实现要素:
本发明的一个目的在于提供一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法,从微 地震事件的概率分布角度,定量确定压裂后储层裂缝网络分布的复杂程度。本发明的另一 个目的在于提供一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定系统。本发明的再一个目的在于 提供一种计算机设备。本发明的还一个目的在于提供一种可读介质。 为了达到以上目的,本发明一方面公开了一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确 4 CN 111597671 A 说 明 书 2/11 页 定方法,包括: 根据水力压裂时形成的微地震事件的事件信息建立包含所有微地震事件的三维 空间; 按照预定规则选取所述三维空间不同位置处位于预设三维空间范围内的微地震 事件的事件信息; 根据所述三维空间不同位置处选取得到的事件信息确定裂缝网络复杂度。 优选地,所述根据水力压裂时形成的微地震事件的事件信息建立包含所有微地震 事件的三维空间具体包括: 获取微地震监测系统监测的水力压裂时形成的微地震事件的事件信息; 根据所述事件信息得到每个微地震事件的位置和震级; 根据所有微地震事件的位置形成包含所有微地震事件的三维空间。 优选地,所述预定规则为依次沿所述三维空间的三个相互垂直的坐标轴方向选取 不同位置处位于预设三维空间范围内的微地震事件的事件信息。 优选地,所述预定规则为依次以每个微地震事件为中心选取位于预设三维空间范 围内的微地震事件的事件信息。 优选地,所述根据所述三维空间不同位置处选取得到的事件信息确定裂缝网络复 杂度具体包括: 根据每次选取得到的事件信息确定三维空间的事件密度分布复杂度和事件震级 分布复杂度; 将所述事件密度分布复杂度和所述事件震级分布复杂度相乘得到所述裂缝网络 复杂度。 优选地,根据每次选取得到的事件信息确定三维空间的事件密度分布复杂度具体 包括: 根据每次选取得到的事件信息得到每次选取时预设三维空间中的微地震事件数 量; 计算每次选取时预设三维空间中的微地震事件数量相对于所述三维空间的微地 震事件数量的事件空间概率; 将所述预设三维空间划分为多个子空间并确定每次选取时每个子空间的微地震 事件数量; 计算每次选取时每个子空间的微地震事件数量相对于预设三维空间中的微地震 事件数量的事件概率; 根据所述事件概率以及所述事件空间概率得到事件密度分布复杂度。 优选地,根据所述事件概率以及所述事件空间概率得到事件密度分布复杂度具体 包括: 对每个子空间的事件概率取对数后求绝对值得到第一绝对值; 将每个子空间的所述第一绝对值与事件概率相乘得到每个子空间的事件密度复 杂度; 对所有子空间的事件密度复杂度求和得到第一和值; 将所述第一和值与所述事件空间概率和密度分布校正系数相乘得到事件密度分 5 CN 111597671 A 说 明 书 3/11 页 布复杂度。 优选地,根据每次选取得到的事件信息确定三维空间的事件震级分布复杂度具体 包括: 根据每次选取得到的事件信息得到每次选取时预设三维空间中所有微地震事件 的震级总数; 计算每次选取时预设三维空间中所有微地震事件的震级总数相对于所述三维空 间的震级空间概率; 将所述预设三维空间划分为多个子空间并确定每次选取时每个子空间中所有微 地震事件的震级总数; 计算每次选取时每个子空间的震级总数相对于预设三维空间中所有微地震事件 的震级总数的震级概率; 根据所述震级概率以及所述震级空间概率得到事件震级分布复杂度。 优选地,根据所述震级概率以及所述震级空间概率得到事件震级分布复杂度具体 包括: 对每个子空间的震级概率取对数后求绝对值得到第二绝对值; 将每个子空间的所述第二绝对值与震级概率相乘得到每个子空间的事件震级复 杂度; 对所有子空间的事件震级复杂度求和得到第二和值; 将所述第二和值与所述震级空间概率和震级分布校正系数相乘得到事件震级分 布复杂度。 本发明还公开了一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定系统,包括: 空间建立单元,用于根据水力压裂时形成的微地震事件的事件信息建立包含所有 微地震事件的三维空间; 空间扫描单元,用于按照预定规则选取所述三维空间不同位置处位于预设三维空 间范围内的微地震事件的事件信息; 复杂度计算单元,用于根据所述三维空间不同位置处选取得到的事件信息确定裂 缝网络复杂度。 优选地,所述预定规则为依次沿所述三维空间的三个相互垂直的坐标轴方向选取 不同位置处位于预设三维空间范围内的微地震事件的事件信息。 优选地,所述预定规则为依次以每个微地震事件为中心选取位于预设三维空间范 围内的微地震事件的事件信息。 本发明还公开了一种计算机设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可 在处理器上运行的计算机程序, 所述处理器执行所述程序时实现如上所述方法。 本发明还公开了一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序, 该程序被处理器执行时实现如上所述方法。 本发明针对目前储层压裂改造形成的裂缝网络复杂度的评价问题,提出一种从微 地震事件的概率分布角度进行裂缝网络复杂度的确定方案,定量化的描述压裂后储层裂缝 网络分布的复杂程度,量化压裂效果的优劣,可用于定量化的压裂工艺研究、压裂参数优化 6 CN 111597671 A 说 明 书 4/11 页 研究以及油藏建模数模研究等,对于油藏开发具有重大意义。 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。 图1示出本发明一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法一个具体实施例的 示意图之一; 图2示出本发明一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法一个具体实施例的 示意图之二; 图3示出本发明一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法一个具体实施例一 种预定规则的工作原理图; 图4示出本发明一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法一个具体实施例另 一种预定规则的工作原理图; 图5示出本发明一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法一个具体实施例的 示意图之三; 图6示出本发明一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法一个具体实施例的 示意图之四; 图7示出本发明一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法一个具体实施例的 示意图之五; 图8示出本发明一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法一个具体实施例中 密度分布校正系数和震级分布校正系数的曲线图; 图9示出本发明一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法一个具体实施例的 示意图之六; 图10示出本发明一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定方法一个具体实施例 的示意图之七; 图11示出本发明一种基于概率分布的裂缝网络复杂度确定系统一个具体实施例 的结构图; 图12示出适于用来实现本发明实施例的计算机设备的结构示意图。
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