[發明專利]一種基于巖心測量的地層裂縫空間重構方法

有效

• 申請號: 201310019575.3
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103114848A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 李皋;孟英峰;段慕白;魏納;劉佳潔;趙強
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及油氣開發領域的地層裂縫分析、描述方法，特別是一種基于巖心測量的地層裂縫空間重構方法。

背景技術

隨著油氣勘探開發工作的逐步深入，裂縫性油藏和受裂縫影響的油氣藏在已發現油氣儲量中所占比例日益增大，探明儲量和產量所占比例也逐漸上升，儲層裂縫研究日益受到重視。裂縫是油氣儲集層的普遍特征，鉆井與開發過程中，大部分儲集層都受到了裂縫的影響。但由于裂縫性儲層普遍埋藏深，鉆井過程中安全密度窗口窄、井筒壓力波動大，經常面臨溢漏同存、井控風險大等問題。基于巖心測量與重構裂縫空間是前述問題和進一步開展相關工程技術研究的基礎。

在過去幾十年里，石油工業在利用多學科判別裂縫方面積累了不少經驗，如：地震剖面的異常和模糊、井間壓力干擾試井、鉆井時泥漿漏失、巖心收獲率低、鉆速高和許多測井響應等等，都與裂縫的存在有關。儲層裂縫的研究已經從單純的地質分析方法，向與數值模擬方法相結合的方向發展，目前主要通過露頭、巖心、測井、地震、試井、試油試采、鉆井、錄井等資料，借助于地質學定性分析法、巖心室內測定法、試井分析法、裂縫數理統計法和測井資料法等綜合分析，尋找裂縫的控制因素，在地質規律上得出定性和半定量的認識，較有效的研究方法還有下述的計算機層析技術、灰色綜合評判法、人工智能技術等。

目前地層裂縫重構方法總體來講可分為間接重構法和直接測量重構法。間接重構法主要是根據已獲取的二維裂縫巖心統計資料在實驗室內進行人工模擬來重構裂縫空間，常用的是二維鑄體薄片研究法和掃描電鏡分析法。前者將染色樹脂注入到被洗凈和抽空的巖心裂縫內，待樹脂凝固后，再將巖心裂縫切片放在顯微鏡下觀察，以獲取其裂縫各個參數的統計資料。該方法適合均質性發育的裂縫，對于非均質性發育的裂縫，該方法使用效果較差。后者通過電鏡掃描可直接觀察二維裂縫表面形態，再結合統計規律及分形學實現對裂縫空間的重構，但該方法試驗精度不高，構造出來的裂縫與實際裂縫空間存在一定誤差。

直接測量重構法主要是通過實驗分析直接獲取裂縫巖心的裂縫形態，該方法主要包括工業CT測試法和光電三維面形測試法。工業CT測試法通過掃描裂縫得到裂縫投影值，由圖像重建算法重建出裂縫圖像，直接獲取真實的裂縫空間結構，測試過程節約時間，對樣品無破壞，但重建過程數學計算量大，并且由于CT測試法分辨率的影響，該方法只能反映尺寸較大的裂縫，無法獲取小尺寸的裂縫空間特征。光電三維面形測試法通過研制光電三維面形儀獲取裂縫兩表面形態的拓撲特性，經一系列數學處理得到微凸體參數，重構巖體裂縫空間。雖然面形測試達微米精度，在這一方法中仍然存在跨尺度問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種通過非接觸式測量系統結合計算機、數學等一系列手段最終實現地層裂縫空間重構的基于巖心測量的地層裂縫空間重構方法。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種基于巖心測量的地層裂縫空間重構方法，它包括以下步驟：

S1、選取實驗地層圓柱體裂縫巖心；

S2、使用非接觸式測量系統對裂縫巖樣進行掃描及處理，將選取的裂縫巖心的兩塊剖面先后放在相同的參考平面上進行測量，得到裂縫表面整體形態曲面圖；

S3、采用三維點云數據逆向工程軟件進行點數據處理，獲得掃描裂縫表面整體形態數據；

S4、導出步驟S3中測量儀器掃描完成后的數據，進行去除噪點處理，并生成點云文件；

S5、將點云文件使用MATLAB中的以下函數生成裂縫空間網格圖：

[ＸI,ＹI]＝meshgrid(x,y);

ZI＝griddata(x,y,z,XI,YI);

mesh(XI，YI，ZI)；

S6、在步驟S5的基礎上，應用MATLAB中的contour（）函數繪制等高線并標注高程，得到數字化處理后粗糙裂縫剖面的等高線圖；

S7、將上述步驟中獲得的巖心剖面微凸體高度的圖像數據信息導入MATLAB，將高度數據數值化，巖心部分設置為1，其余部分設置為0，處理生成測試巖石裂縫面微凸體空間高度圖；

S8、根據裂縫合成表面生成原理對上述步驟中獲取的裂縫的一對粗糙表面上微凸體的圖形參數信息作必要的旋轉和移動，在MATLAB中重構裂縫空間模型。