本發(fā)明涉及石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)，尤其涉及一種多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、四川盆地南部頁(yè)巖氣可采儲(chǔ)量2萬(wàn)億立方米以上，具備上產(chǎn)500億方穩(wěn)產(chǎn)20年的能力。瀘州深層頁(yè)巖氣采用“水平井鉆井+體積壓裂”的開(kāi)發(fā)方式，目前在瀘州地區(qū)深層頁(yè)巖氣主要受套變與壓竄影響導(dǎo)致開(kāi)發(fā)遇到較大困難，瀘州地區(qū)開(kāi)發(fā)效果不及預(yù)期，制約了規(guī)模效益開(kāi)發(fā)進(jìn)程。天然裂縫滑移也是誘發(fā)套變及壓竄的主要機(jī)制，同時(shí)地下裂縫發(fā)育特征及規(guī)模也是工程方案設(shè)計(jì)及優(yōu)化的重要指標(biāo)，精確表征天然裂縫的分布規(guī)律對(duì)防范壓竄和套變風(fēng)險(xiǎn)具有決定性的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法和系統(tǒng)，用于地球物理預(yù)測(cè)裂縫與測(cè)井天然裂縫識(shí)別，定量表征頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中天然裂縫的分布特征及規(guī)模，可應(yīng)用于非常規(guī)頁(yè)巖氣壓裂施工鄰井壓竄及套變風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，對(duì)水平井軌跡設(shè)計(jì)、壓裂參數(shù)優(yōu)化和水平井套變、壓竄分析防治有十分重要的意義。

2、本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明第一方面提供：一種多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法，包括以下步驟：

3、步驟1：收集地質(zhì)數(shù)據(jù)，根據(jù)研究區(qū)域的地質(zhì)學(xué)資料和取芯數(shù)據(jù)，進(jìn)行天然裂縫的定量描述和統(tǒng)計(jì)；

4、步驟2：計(jì)算裂縫強(qiáng)度，使用取芯資料計(jì)算裂縫強(qiáng)度；

5、步驟3：測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)分析，通過(guò)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)分析橫波能量分異的各向異性；

6、步驟4：微地震數(shù)據(jù)分析，使用微地震數(shù)據(jù)計(jì)算b值；

7、步驟5：地震曲率屬性分析，根據(jù)曲線的曲率計(jì)算地震曲率屬性；

8、步驟6：綜合分析，綜合上述步驟中的結(jié)果，確定地層中天然裂縫的數(shù)量、強(qiáng)度和分布情況；根據(jù)這些分析，進(jìn)一步解釋地質(zhì)特征和相關(guān)地質(zhì)活動(dòng)，并提供指導(dǎo)性的建議用于工程設(shè)計(jì)和地質(zhì)勘探。

9、優(yōu)選的，所述計(jì)算裂縫強(qiáng)度，公式如下：

10、；其中，fc表示單位長(zhǎng)度裂縫強(qiáng)度，nc是觀測(cè)到的天然裂縫數(shù)量，lc是取芯資料的總長(zhǎng)度；若fc=0，說(shuō)明沒(méi)有天然裂縫；若fc>0，說(shuō)明存在天然裂縫，且數(shù)值越高表示裂縫強(qiáng)度越大。

11、優(yōu)選的，所述各向異性，公式如下：

12、；其中，eq是快速橫波的能量，esl是慢速橫波的能量；若pe＜0.1，說(shuō)明地層中沒(méi)有天然裂縫；若pe≥0.1，說(shuō)明地層中存在天然裂縫，且數(shù)值越高表示裂縫數(shù)量越多。

13、優(yōu)選的，計(jì)算b值，公式如下：

14、；其中，代表平均震級(jí)，mc是線性突變的絕對(duì)最小震級(jí)；若b≥2，說(shuō)明存在天然裂縫；若b＜2，說(shuō)明沒(méi)有天然裂縫。

15、優(yōu)選的，計(jì)算地震曲率屬性，公式如下：

16、；其中，k為曲線上p點(diǎn)的曲率值，?為切線旋轉(zhuǎn)角度的微分，ds為對(duì)應(yīng)弧長(zhǎng)的微分，r為曲率半徑；若k≥0.5，說(shuō)明存在天然裂縫；若k＜0.5，說(shuō)明天然裂縫不發(fā)育。

17、本發(fā)明第二方面提供：一種天然裂縫綜合表征系統(tǒng)，用于實(shí)施上述任一種多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法，包括：

18、數(shù)據(jù)采集模塊：收集研究區(qū)域的地質(zhì)數(shù)據(jù)、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、地震數(shù)據(jù)和取芯數(shù)據(jù)；包括快慢橫波、微地震、三維地震的多種數(shù)據(jù)類型；

19、數(shù)據(jù)處理與分析模塊：對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析；包括對(duì)取芯數(shù)據(jù)的定量描述、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的解釋、微地震數(shù)據(jù)和三維地震數(shù)據(jù)的分析；?裂縫強(qiáng)度計(jì)算模塊：根據(jù)取芯數(shù)據(jù)計(jì)算裂縫強(qiáng)度，并統(tǒng)計(jì)分析不同深度的裂縫強(qiáng)度數(shù)據(jù)；

20、裂縫識(shí)別模塊：通過(guò)測(cè)井學(xué)方法解釋裂縫，利用快慢橫波數(shù)據(jù)檢測(cè)裂縫的存在與否，并通過(guò)速度差異的比例判斷裂縫發(fā)育程度；

21、地震數(shù)據(jù)分析模塊：對(duì)微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以表征井組范圍內(nèi)壓裂后的天然裂縫形態(tài)；對(duì)于未鉆井和壓裂的區(qū)域，通過(guò)三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行天然裂縫的表征；

22、3d可視化模塊：通過(guò)三維建模，將天然裂縫的定量分析結(jié)果可視化；?綜合分析與報(bào)告模塊：綜合所有數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，生成一份綜合報(bào)告，提供天然裂縫的三維定量表征；

23、用戶界面與交互模塊：提供用戶友好的界面，方便用戶查看、分析和操作。

24、本發(fā)明第三方面提供：一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一種多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法。

25、本發(fā)明第四方面提供：一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述任一種多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法。

26、本發(fā)明的有益效果是：

27、1）多學(xué)科多尺度驗(yàn)證：通過(guò)不同學(xué)科的數(shù)據(jù)來(lái)源和分析方法，相互驗(yàn)證，提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)巖心、測(cè)井、微地震和三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，使得裂縫模型更為精確。

28、2）提高裂縫模型的精度：采用多學(xué)科、多信息、多尺度的裂縫建模技術(shù)，有助于建立更準(zhǔn)確的裂縫模型。通過(guò)融合不同學(xué)科的結(jié)果，確保了模型的精度，減少了錯(cuò)誤判斷的可能性。

29、3）提高頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)效益：精確的裂縫模型有助于減少套變、壓竄等問(wèn)題，從而提升頁(yè)巖氣勘探和開(kāi)發(fā)的效益。模型的精確性確保了更有效的施工規(guī)劃，降低了開(kāi)發(fā)成本。

30、4）減少數(shù)據(jù)誤差與不確定性：通過(guò)多學(xué)科的數(shù)據(jù)交叉驗(yàn)證，降低了數(shù)據(jù)誤差和分析的不確定性。這樣不僅能確保模型的準(zhǔn)確性，還能降低在后續(xù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。

31、5）支持更精準(zhǔn)的工程決策：精確的裂縫模型為工程決策提供了更可靠的依據(jù)，使得頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的每一步都更為精準(zhǔn)。這種精度可以幫助開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)做出更好的決策，提升整個(gè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的效率。

技術(shù)特征：

1.一種多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法，其特征在于：所述計(jì)算裂縫強(qiáng)度，公式如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法，其特征在于：所述各向異性，公式如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法，其特征在于：計(jì)算b值，公式如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法，其特征在于：計(jì)算地震曲率屬性，公式如下：

6.一種天然裂縫綜合表征系統(tǒng)，其特征在于：用于實(shí)施如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法，包括：

7.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于：包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法。

8.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于：其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種多學(xué)科交叉的天然裂縫三維定量表征方法和系統(tǒng)，屬于石油天然氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。方法包括：根據(jù)研究區(qū)域的地質(zhì)學(xué)資料和取芯數(shù)據(jù)，進(jìn)行天然裂縫的定量描述和統(tǒng)計(jì)；使用取芯資料計(jì)算裂縫強(qiáng)度；通過(guò)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)分析橫波能量分異的各向異性；使用微地震數(shù)據(jù)計(jì)算b值；根據(jù)曲線的曲率計(jì)算地震曲率屬性；綜合上述結(jié)果，確定地層中天然裂縫的數(shù)量、強(qiáng)度和分布情況；根據(jù)這些分析，進(jìn)一步解釋地質(zhì)特征和相關(guān)地質(zhì)活動(dòng)，并提供指導(dǎo)性的建議用于工程設(shè)計(jì)和地質(zhì)勘探。本發(fā)明提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高了頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)效益，減少了數(shù)據(jù)誤差與不確定性，支持更精準(zhǔn)的工程決策。

技術(shù)研發(fā)人員：李建海,邱文霜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福瑞升（成都）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2