[發明專利]不含天然裂縫的致密儲層體積壓裂樹狀隨機縫網描述方法

在審

• 申請號: 201510845925.0
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105298464A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 馮福平;胡超洋;艾池;李玉偉;韓旭;王軒濱
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

1.一種不含天然裂縫的致密儲層體積壓裂樹狀隨機縫網描述方法，其特征在于：這種不含天然裂縫的致密儲層體積壓裂樹狀隨機縫網描述方法：

步驟一、選取與待壓點儲層巖石物性較為接近的不含天然裂縫的巖樣，根據待壓點三向地應力的大小進行室內水力壓裂模擬實驗；

步驟二、采用大型工業CT掃描室內壓裂巖樣裂縫圖像，將巖樣上生成的裂縫從裂縫根部到尖端平均分成n段，采用盒維法計算各段裂縫分形維數D_i，i＝1,2,3…n，統計并計算各條裂縫之間的平均轉角θ；

步驟三、確定主裂縫為掃描圖中最長的裂縫，測量其長度Z，長度單位為m，其余裂縫均為次生裂縫；給定次生裂縫的級數m，第j級次生裂縫的長度范圍為l_j＜c≤l_j-1，式中l_j-1＝al_j，a＞1，j＝1,2,3…m，l₀＝Z，根據每條次生裂縫的測量長度c對次生裂縫進行分級；統計最靠近裂縫根部第一段裂縫的各級次生裂縫數量N_1j以及總長度S_1j；

步驟四、給定一個生成元主桿節數M，確定分形L系統的生成元參數：

各級裂縫長度變化系數為：

βj=S1jN1j-1S1j-1N1jM]]>

式中N₁₀＝1，S₁₀＝Z；

第j次迭代的分支數量為：

B0=1Bj=N1jΣx=1jNj-xMx-1,]]>式中(j＝1,2,3....m)；

主桿分岔概率：

p=MD1-1-β1B11M]]>

其中給定的主桿節數M應使p在(0,1)的范圍內；

步驟五、以初始元F₀為基礎，令生成元分支在生成元主桿的節之間或分支端點上，每次迭代后其位置都重新隨機分配，迭代m次得出多級隨機樹狀縫網的生成元產生式，

第j次迭代的生成元產生式的通式為：

F_a[+F_b][-F_b]F_a[+F_b][-F_b]F_a…F_a

其中，F為一個可形成分支的行進單元，角標為a的行進單元為生成元主桿的節，其數量為M；角標為b的行進單元為生成元分支，其數量為B_j最接近的整數，

第1次迭代的方法為：將初始元替換為生成元，并將新的產生式中“F_a”的角標a換為0，“F_b”的角標b換為1，得到第1次迭代產生式，

除第1次以外，第j次迭代的方法為：先進行替換，將j-1次迭代后的產生式中“F”且角標小于j-1行進單元的元替換為生成元，所有“F”角標等于j-1的元替換為生成元的概率為p，若未被替換成生成元，則將其替換成M個“X_a”，X為一個無分支的行進單元，將所有“X”替換成M個“X_a”；再處理角標，將新的產生式中“F_a”、“X_a”角標a繼承被替換行進單元的角標，令“F_b”的角標b等于j，得到第j次迭代產生式；

步驟六、根據現場實際壓裂參數及應力條件，采用連續性方程、壓降方程、縫寬方程、以及縫高方程計算主裂縫的縫長L_f、縫寬和縫高，并設定各級次生裂縫的縫寬、縫高與主裂縫縫寬、縫高的比例關系；

步驟七、運用分形L系統繪制m次迭代后各段裂縫的平面形態，然后將各段裂縫形態按照順序首尾連接到一起，并與各級裂縫的縫寬、縫高相結合生成三維樹狀縫網圖形，

其中各段裂縫平面形態的每個行進單元的步長為

Cij=LfMjMmΠx=1j(βx-MD1-MDiBx)]]>

式中，i為段的編號，j為元“F”或“X”的角標，β₀＝1。