一种建立平行裂缝等效介质模型的方法技术

公开了一种建立平行裂缝等效介质模型的方法。该方法包括以下步骤：建立包含基体和包体的不均匀岩石的平均应变

【技术实现步骤摘要】
一种建立平行裂缝等效介质模型的方法
本专利技术涉及油汽地球物理
，更具体地，涉及一种平行裂缝等效介质模型的方法。
技术介绍
裂缝型储层是一种广泛存在的油气储层类型，是目前油气勘探开发的热点和难点。建立准确的裂缝的等效介质模型，是做好该类储层的关键问题之一。针对平行裂缝目前地球物理界主要有Hudson等效介质模型和Schoenberg&Sayers裂缝模型。Hudson模型将裂缝看成是非常扁的椭球体，利用弹性扰动理论给出裂缝等效各向异性介质的弹性系数与各向同性背景介质的刚度系数、裂缝参数之间的关系。Schoenberg&Sayers模型将裂缝看成是具有线性滑动边界条件的柔性边界，给出了裂缝等效各向异性介质的柔性矩阵。许多学者运用这两种等效介质模型来研究地震波在裂缝型油气储层中的传播。Hudson模型又分为一阶模型和二阶模型，其中一阶的Hudson模型没有考虑裂缝之间的相互作用，所以误差相对较大。二阶的Hudson模型考虑了裂缝间的彼此影响，精度相对较高，所以人们往往在应用中采用二阶的Hudson模型。但是二阶的Hudson模型存在适用的范围相对较窄的问题。Schoenberg&Sayers裂缝模型采用柔度系数来描述裂缝介质的等效弹性特性，然而实际中柔度测量比较困难，而工程中往往用刚度系数来描述材料弹性特性，所以Schoenberg&Sayers裂缝模型存在使用不便的问题。因此，有必要开发一种利用刚度系数来描述裂缝介质的弹性特征的方法。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
裂缝型储层是一种广泛存在的油气储层类型，是目前世界油气勘探开发的重点。建立准确的平行裂缝等效介质模型来描述该类储层是进行裂缝型储层勘探开发的重要基础，为此本专利技术基于材料学中背应力法提出了一种建立了一种建立平行裂缝等效介质模型的方法。本专利技术提出了一种建立平行裂缝等效介质模型的方法。该方法可以包括以下步骤：建立包含基体和包体的不均匀岩石的平均应变的表达式；建立所述包含基体和包体的不均匀岩石中的平均应力的表达式；基于基体应变与包体应变之间的关系、基体应力与包体应力之间的关系，得到裂缝介质等效弹性模量的计算公式；将所述裂缝介质等效弹性模量转换为6阶对称的裂缝介质等效弹性矩阵。优选地，所述平均应变的表达式为：其中，fm，fr分别为单元介质内基体和包体所占含量，εm、εr分别为基体和包体的应变，r为包体的序号，n为所包含的包体种类的数目。优选地，所述平均应力的表达式为：其中，fm，fr分别为单元介质内基体和包体所占含量，σm、σr分别为基体和包体的应力，r为包体的序号，n为所包含的包体种类的数目。优选地，基体应变与包体应变之间的关系式为：εr＝A·εm(3)，基体应力与包体应力之间的关系式为：σr＝B·σm(4)，其中，A是包体内的应变集中系数，B是包体内的应力集中系数。优选地，将关系式(3)、(4)代入至裂缝介质等效弹性模量与平均应变和平均应力之间的关系式：中，得到裂缝介质等效弹性模量计算公式：其中，I表示四阶单位张量，Cm为基体的四阶弹性模量，Cr为包体的四阶弹性模量，“：”表示张量之间的缩并运算。优选地，当介质含一组对称轴平行于x轴的真空裂缝时，Cr＝0，Cm的非零分量的表达式为：其中，K0为岩石介质的体积模量，G0为剪切模量。优选地，裂缝密度η和裂缝横纵比α的关系式为：优选地，包体内的应力集中系数A的表达式为：其中，S为Eshelby四阶张量，其非零分量的表达式为：其中，υ0是背景介质的泊松比。优选地，单元介质内基体和包体所占含量之间的关系式为：fr+fm＝1(19)。优选地，将裂缝介质等效弹性模量表达为以下形式的6×6刚度矩阵：其中，C12＝C21，C13＝C31，C23＝C32，C13＝C12，C22＝C33，C55＝C66；基于表达式(7)-(9)、(10)、(12)-(18)、(19)得到所述刚度矩阵(20)的各分量分别为：C44＝G0(23)C44＝G0(25)其中本专利技术利用材料学中的背应力方法建立了一种新的平行裂缝等效介质模型。该模型采用刚度系数来描述裂缝介质，比现有技术中用柔度系数表示的Schoenberg&Sayers裂缝模型更方便，并且与现有的二阶Hudson模型相比，其具有更高的裂缝密度适用范围。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1为根据本专利技术的一个实施例的建立平行裂缝等效介质模型的方法的流程图。图2为平行裂缝介质的示意图。图3显示了根据本专利技术的模型所计算以及根据Hudson模型计算的刚度系数C11与裂缝密度η的关系曲线。图4显示了根据本专利技术的模型所计算以及根据Hudson模型计算的刚度系数C12与裂缝密度η的关系曲线。图5显示了根据本专利技术的模型所计算以及根据Hudson模型计算的刚度系数C22与裂缝密度η的关系曲线。图6显示了根据本专利技术的模型所计算以及根据Hudson模型计算的刚度系数C23与裂缝密度η的关系曲线。图7显示了根据本专利技术的模型所计算以及根据Hudson模型计算的刚度系数C44与裂缝密度η的关系曲线。图8显示了根据本专利技术的模型所计算以及根据Hudson模型计算的刚度系数C55与裂缝密度η的关系曲线。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。实施例1图1为根据本专利技术的一个实施例的建立平行裂缝等效介质模型的方法的流程图。该方法可以包括以下步骤：(1)建立包含基体和包体的不均匀岩石的平均应变的表达式。不均匀岩石中通常包含基体材料和夹杂材料(即包体)。根据材料学背应力法，夹杂材料周围的应变是基体材料基体的平均应变，因此可以得到不均匀岩石中的平均应变的表达式为：其中，fm，fr分别为单元介质内基体和包体所占含量，εm、εr分别为基体和包体的应变，r为包体的序号，n为所包含的包体种类的数目。(2)建立所述包含基体和包体的不均匀岩石中的平均应力的表达式。同样，夹杂材料周围的应力是基体材料基体的平均应力，因此可以得到不均匀岩石中的平均应力的表达式为：其中，fm，fr分别为单元介质内基体和包体所占含量，σm、σr分别为基体和包体的应力，r为包体的序号，n为所包含的包体种类的数目。(3)基于基体应变与包体应变之间的关系、基体应力与包体应力之间的关系，得到裂缝介质等效弹性模量的计算公式。所述裂缝介质等效弹性模量与所述平均应力以及所述均应变之间的关系为：其中，所述裂缝介质等效弹性模量为4阶张量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建立平行裂缝等效介质模型的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：建立包含基体和包体的不均匀岩石的平均应变

【技术特征摘要】
1.一种建立平行裂缝等效介质模型的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：建立包含基体和包体的不均匀岩石的平均应变的表达式；建立所述包含基体和包体的不均匀岩石中的平均应力的表达式；基于基体应变与包体应变之间的关系、基体应力与包体应力之间的关系，得到裂缝介质等效弹性模量的计算公式；将所述裂缝介质等效弹性模量转换为6阶对称的裂缝介质等效弹性矩阵。2.根据权利要1所述的建立平行裂缝等效介质模型的方法，其特征在于，所述平均应变的表达式为：其中，fm，fr分别为单元介质内基体和包体所占含量，εm、εr分别为基体和包体的应变，r为包体的序号，n为所包含的包体种类的数目。3.根据权利要求2所述的建立平行裂缝等效介质模型的方法，其特征在于，所述平均应力的表达式为：其中，fm，fr分别为单元介质内基体和包体所占含量，σm、σr分别为基体和包体的应力，r为包体的序号，n为所包含的包体种类的数目。4.根据权利要3所述的建立平行裂缝等效介质模型的方法，其特征在于，基体应变与包体应变之间的关系式为：εr＝A·εm(3)，基体应力与包体应力之间的关系式为：σr＝B·σm(4)，其中，A是包体内的应变集中系数，B是包体内的应力集中系数。5.根据权利要4所述的建立平行裂缝等效介质模型的方法，其特征在于，将关系式(3)、(4)代入至裂缝介质等效弹性模量与平均应变和平均应力之间的关系式：中，得到裂缝介...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘炯，季玉新，陈天胜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11