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离散裂缝网络随机建模方法

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离散 裂缝 裂痕 网络 随机 建模 方法 法子
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  [收 稿 日 期 ] 2009204220[基 金 项 目 ] 国 家 “ 973” 规 划 项 目 (2006。[作 者 简 介 ] 郑 松 青 (19822) , 男 , 2005 年 大 学 毕 业 , 博 士 , 现 主 要 从 事 缝 洞 型 碳 酸 盐 岩 油 藏 开 发 方 面 的 研 究 工 作 。离 散 裂 缝 网 络 随 机 建 模 方 法郑 松 青 , 姚 志 良   中 国 石 油 大 学 (华 东 ) 石 油 工 程 学 院 , 山 东 东 营 257061中 石 化 石 油 勘 探 开 发 研 究 院 油 藏 所 , 北 京 100083[摘 要 ] 离 散 裂 缝 网 络 模 型 可 以 表 征 裂 缝 性 油 藏 任 意 尺 度 上 的 非 均 质 性 。 在 前 人 工 作 的 基 础 上 , 对 离 散 裂缝 网 络 随 机 建 模 方 法 做 了 进 一 步 的 研 究 : 考 虑 了 局 部 断 层 (或 大 裂 缝 ) 等 不 连 续 面 对 裂 缝 分 布 的 影 响 ,采 用 空 间 变 概 率 的 方 法 确 定 裂 缝 位 置 ; 采 用 循 环 统 计 方 法 分 析 裂 缝 产 状 数 据 。 针 对 裂 缝 不 同 属 性 的 特 征 ,分 别 采 用 了 布 模 型 和 分 形 的 方 法 对 裂 缝 的 产 状 和 大 小 进 行 模 拟 。 计 算 实 例 显 示 , 空 间 变 概 率 方法 确 定 裂 缝 位 置 能 较 好 地 表 征 局 部 断 层 (大 裂 缝 ) 对 裂 缝 分 布 的 影 响 ; 循 环 统 计 方 法 能 有 效 地 避 免 建 模过 程 中 线 性 统 计 造 成 的 误 差 。[关 键 词 ] 裂 缝 网 络 模 型 ; 空 间 变 概 率 法 ; 循 环 统 计 法 ; 布 ; 分 形[中 图 分 类 号 ] 文 献 标 识 码 ] A     [文 章 编 号 ] 100029752 (2009) 0420106205根 据 美 国 国 家 科 学 研 究 委 员 会 的 划 分 , 裂 缝 性 油 藏 表 征 概 念 模 型 有 两 类 : 等 效 连 续 模 型 ( 和 离 散 裂 缝 网 络 模 型 ( [ 1 ] 。 等效 连 续 模 型 适 用 于 表 征 单 元 体 ( 存 在 且 尺 度 合 适 的 油 藏 , 表 征单 元 体 不 存 在 或 尺 度 不 合 适 的 油 藏 , 就 需 要 用 离 散 模 型 进 行 表 征 [2~ 4 ] 。 离 散 模 型 在 环 境 工 程 、 水 文 地 质等 领 域 研 究 较 早 [ 2~ 7 ] , 但 在 石 油 工 程 领 域 , 尚 处 于 起 步 阶 段 。 离 散 模 型 可 以 表 征 油 藏 任 意 尺 度 上 的 非 均质 性 [ 4 ] , 离 散 模 型 建 模 技 术 的 研 究 , 对 于 储 层 连 续 性 差 , 表 征 单 元 体 不 存 在 或 尺 度 不 合 适 油 藏 (如 塔 河油 田 碳 酸 盐 岩 缝 洞 型 油 藏 ) 的 表 征 有 着 重 要 的 意 义 。离 散 裂 缝 网 络 模 型 建 模 的 一 般 过 程 是 : 首 先 进 行 确 定 性 油 藏 构 造 建 模 ; 然 后 在 构 造 模 型 框 架 内 , 根据 井 点 裂 缝 统 计 特 征 , 在 井 间 信 息 (地 震 等 ) 约 束 下 , 对 裂 缝 进 行 随 机 生 成 。 裂 缝 随 机 生 成 时 , 首 先 需要 确 定 裂 缝 的 位 置 , 然 后 根 据 统 计 模 型 确 定 裂 缝 的 其 他 属 性 。 笔 者 在 前 人 工 作 的 基 础 上 , 对 裂 缝 的 随 机生 成 做 了 进 一 步 的 研 究 。 确 定 裂 缝 位 置 时 , 考 虑 了 局 部 断 层 、 大 裂 缝 等 不 连 续 面 对 裂 缝 分 布 的 影 响 , 采用 了 空 间 变 概 率 的 方 法 。 裂 缝 产 状 数 据 分 析 , 采 用 了 循 环 统 计 方 法 , 避 免 了 线 性 统 计 误 差 。 针 对 裂 缝 不同 属 性 的 特 征 , 对 产 状 和 大 小 的 模 拟 分 别 采 用 了 布 模 型 和 分 形 的 方 法 。1   裂 缝 形 状 模 型离 散 裂 缝 网 络 模 型 以 描 述 裂 缝 形 状 作 为 表 征 储 层 非 均 质 性 的 手 段 [ 1 ,5 ,7 ,8 ] 。 裂 缝 形 状 模 型 的 选 择 , 要考 虑 两 方 面 的 因 素 , 一 是 尽 可 能 接 近 真 实 裂 缝 的 形 状 , 二 是 在 目 前 储 层 识 别 预 测 技 术 水 平 下 , 能 够 获 得这 些 模 型 参 数 的 信 息 。 对 裂 缝 形 状 描 述 越 准 确 , 对 储 层 识 别 预 测 技 术 要 求 就 越 高 。 所 以 目 前 采 用 最 多 的还 是 盘 模 型 和 多 边 形 模 型 [1 ,5 ,7 ] 。 笔 者 采 用 了 多 边 形 形 状 模 型 (图 1) 。 其 属 性 参 数 主 要 包 括位 置 、 大 小 (长 度 、 开 度 ) 、 产 状 (倾 角 、 走 向 ) 等 。2   裂 缝 位 置 的 随 机 模 拟前 人 的 研 究 中 , 裂 缝 位 置 (多 边 形 重 心 ) 一 般 通 过 泊 松 点 过 程 确 定 [ 1 ,5 ,7 ,11 ] 。 根 据 泊 松 点 过 程 的 定·601·石 油 天 然 气 学 报 (江 汉 石 油 学 院 学 报 )   2009 年 8 月   第 31 卷   第 4 期il I)   若 在 三 维 区 域 S 内 生 成 一 系 列 泊 松 点 ,则 对 于 A P 0     C > 0 S/ C) +π     C 0(5)C = ∑ 1ψ i ) (6)·701·第 31 卷 第 4 期 郑 松 青 等 : 离 散 裂 缝 网 络 随 机 建 模 方 法      S = ∑ 1ψ i ) (7)式 中 , n 表 示 统 计 裂 缝 的 条 数 。利 用 循 环 统 计 方 法 和 线 性 统 计 方 法 分 别 确 定 裂 缝 的 平 均 方 位 (表 1) , 可 以 发 现 循 环 统 计 的 结 果 0°更 符 合 常 理 。 说 明 在 对 裂 缝 产 状 进 行 统 计 时 , 循 环 统 计 方 法 能 有 效 避 免 线 性 统 计 的 误 差 。表 1   循 环 统 计 方 法 与 线 性 统 计 方 法 对 比 (均 值 )统 计 方 法 原 始 方 位 角 α i/ (° )   正 弦 i 余 弦 i S/ C 统 计 结 果 / (° )循 环 统 计 2 31 49 × 10 - 2 11 00 - 5136 × 10 - 8 0358 - 31 49 × 10 - 2 11 004 61 98 × 10 - 2 11 00356 - 61 98 × 10 - 2 11 006 11 05 × 10 - 1 01 99354 - 11 05 × 10 - 1 01 99线 性 统 计 180 180312   产 状 模 拟描 述 裂 缝 产 状 的 概 率 分 布 有 布 、 布 、 双 变 量 正 态 分 布 、 均 匀 分 布 等 ,但 一 般 认 为 布 提 供 了 相 对 较 佳 的 拟 合 [1 ,5 ,7 ,11 ] 。 布 是 把 转 至 裂 缝 的 平 均 矢 量 方 向 (θ m ,
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