[發明專利]一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法

有效

• 申請號: 202110671334.1
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113236345B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 張天軍;張碩;潘紅宇;張磊;宋爽;高璐;劉楠;秦斌峰;賀綏男
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B49/00;G06T17/05
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所(普通合伙) 13113
• 代理人: 蘇興娟;劉蘭芳

1.一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過研究區域的地層綜合柱狀圖，完善研究區域的地層信息，建立研究區域地層圖；

S2、通過研究區域工作面的基本數據信息、研究區域的鉆孔布置和鉆孔工程信息，得到鉆場的基本信息；

S3、根據研究區域地層圖和鉆場的基本信息確定研究區域的幾何尺寸和其空間位置信息，得到研究區域的鉆孔基本圖；

S4、對得到的鉆孔基本圖進行統一坐標化處理，其相對坐標以鉆孔圓心為原點建立；

S5、將鉆孔基本圖中的鉆場的基本信息沿三維坐標系中的一個坐標軸進行離散化得到由離散點組成的包括空間坐標信息和非空間信息的空間數據體，并對采集的實測數據進行標準化處理；

S6、通過步驟S5空間坐標信息中的鉆孔工程信息中包含的鉆孔所經過地層信息所描述的地層在鉆孔縱向上的分布，確定研究區域內地層分布及其之間的空間關系；

S7、將所得空間數據體中的空間坐標信息、實測數據按空間位置沿離散化時所選的坐標軸進行拆分，并對拆分的每個單元體進行編號，采用ansys中的四邊形網格劃分規則，對每個單元體進行網格劃分；

對離散化時所選的坐標軸刨面的實測數據制定統一的標準進行預處理剔除異常數據；

S8、將實測數據中無數據為空點的地方，識別為裂隙，然后對為空點處進行標記，并對鉆孔周圍的貫通裂隙進行判定；

S9、將空間數據體中的空間坐標信息、實測數據按步驟S7中網格劃分的情況，進行一對一的數據填充和賦值，得到不同的賦值之后的截面，對不同的賦值之后的截面，按照離散化時所選的坐標軸方向進行拼接；

S10、將實測數據沿z軸刨面的數據、沿y軸刨面的數據與沿x軸刨面的數據進行做差比對，當差為0時，即此處數據無問題，當差不為0時，采用線性擬合的方式和形態學算法對實測數據進行修正得到最終裂隙模型，對最終裂隙模型中的不同的賦值通過不同顏色表示，實現可視化；

S11、在最終裂隙模型中，計算裂隙的裂隙寬度、裂隙長度、裂隙的最大擴展半徑、裂隙傾角、裂隙的面積占比率、裂隙的體積占比率；

S12、對鉆孔孔壁的完整度、裂隙的豐度進行評價。

2.根據權利要求1所述的一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法，其特征在于，步驟S1中，研究區域的地層信息包括地層的幾何信息和屬性信息；

幾何信息包括邊界、鉆孔孔壁、鉆孔傾角、鉆孔長度；所述邊界為研究區域的最大范圍；

屬性信息包括地層巖性、厚度、顏色。

3.根據權利要求1所述的一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法，其特征在于，步驟S2中，研究區域工作面的基本數據信息包括生產的階段，年限，井下壓力信息；

鉆孔工程信息包括施工時所得到地面高程、鉆孔編號、鉆孔深度、鉆孔長度、鉆孔直徑、鉆孔傾角、鉆孔所經過地層信息。

4.根據權利要求1所述的一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法，其特征在于，步驟S5中，所述實測數據是通過微震監測、超聲波或鉆孔窺視采集得到的數據；

對實測數據進行標準化處理的過程為：將實測數據進行統一坐標化處理，將地理坐標轉化為直角坐標。

5.根據權利要求1所述的一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法，其特征在于，步驟S8中，在實測數據中某一空點周圍無空點時，則斷定這一空點的數據為正常空隙，而非裂隙；

鉆孔周圍的貫通裂隙判定的規則為：

其中，k為閥值系數，a_ij表示判定點的位置坐標，a_i-1,j表示判定點周圍坐標小于此點坐標的最近點坐標，a_i+1,j表示判定點周圍坐標大于此點坐標的最近點坐標。

6.根據權利要求1所述的一種鉆孔裂隙可視化系統的設計方法，其特征在于，步驟S9中，賦值的規則由賦值函數f(y)表示：

其中：當f(y)＝0時表示此處有裂隙，無穩定結構；當f(y)＝1時，表示此處為鉆孔孔壁完整結構。