基于微地震监测三维点集的压裂储层前缘、面积和体积计算方法技术

本发明专利技术提供一种基于微地震监测三维点集确定压裂储层前缘SRF、计算压裂储层面积SRA和压裂储层体积SRV的方法。该方法首先将全部三维数据点投影到水平面上，采用计算几何学中的Alpha-shape方法确定平面点集的Alpha形状，计算SRF包围的面积就是SRA。然后将微地震三维点集在垂直方向上分层，根据层内事件点的平面分布，计算每一层的SRF和SRA，单层的面积SRA乘以层高得到单层的体积SRV，所有层的体积求和即得到总的SRV。该方法根据微地震监测的事件点三维坐标数据，确定裂缝区域的SRF形状、SRA和SRV定量描述裂缝区域的面积和体积，用于量化估计压裂后产能的大小，提高压裂效果评价的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地球物理领域，特别是涉及到一种根据油气井水力压裂微地震监测结 果（即三维点集）确定压裂储层前缘（英文缩写SRF)、计算压裂储层面积（英文缩写SRA) 和压裂储层体积（英文缩写SRV)的方法。
技术介绍
水力压裂是油气井增产的一项重要措施，水力压裂形成的人工裂缝可以通过微地 震监测结果来进行描述。水力压裂时由于高压流体注入储层，导致储层岩石破裂并释放微 弱的地震信号，通过井下或地面布设监测阵列可以接收这些微地震信号，再通过信号处理 和震源定位可以确定震源坐标。水力压裂微地震监测的结果是三维空间中的一系列事件 点，对于简单的条状裂缝可以由事件点的分布拟合出裂缝的方位、长度、高度等参数，但是 对于复杂的网状裂缝，微地震事件点的分布没有明确的方向性，分布范围比较分散，无法用 方位、长度、高度等简单参数描述。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种根据油气井水力压裂微地震监测 结果事件点的三维坐标数据，特别适用复杂裂缝进行裂缝直观和定量描述需要的基于微地 震监测三维点集的压裂储层前缘、面积和体积计算方法。 本专利技术的总体方案是： 步骤1，将微地震监测结果事件点的三维坐标数据投影到水平面，计算裂缝区域总 体的压裂储层前缘（SRF)和压裂储层面积（SRA); 步骤2,将微地震监测结果事件点在垂直方向分为多层，计算每层的压裂储层前缘 (SRF)和压裂储层面积（SRA);步骤3,将每层的压裂储层面积（SRA)乘以层高，得到每层的压裂储层体积（SRV)， 所有层的压裂储层体积（SRV)求和即得到总体的压裂储层体积（SRV)。 上述方案还包括：计算压裂储层前缘（SRF)是利用水平面上的点集，采用计算几 何学中的Alpha-shape方法确定平面事件点的Alpha形状，其边界点的连线就表示形状的 轮廓，即得到压裂储层前缘（SRF)。 得到的压裂储层前缘（SRF)是平面事件点的一个三角形剖分，计算每个三角形的 面积并求和就得到压裂储层前缘（SRF)形状所表示的压裂储层面积（SRA)。 上述方案进一步包括： 在步骤1中，采用的微地震监测结果是一系列微地震事件三维震源点组成的点集 P=(PiP2…pj，其中N是总的事件点的个数，Pi = (Xiy;Zi)是第i个事件点及其三维 坐标，将三维点集P投影到水平面得到对应的平面点集Q= (?q2…qN}，其中Q1= (X1^1) 是第i个平面事件点及其坐标； 针对平面点集Q，采用计算几何学中的Alpha-shape方法构造平面点集的Alpha形 状，通过不断调整Alpha-shape方法中的可调参数a的值，得到一个接近于真实形状的平 面点集的三角形剖分，取边界点依次连线就得到能够直观地表示压裂裂缝波及区域形状的 压裂储层前缘（SRF); 平面点集Q的Alpha形状是平面点集的一个三角形剖分，按照下面的公式计算每 个三角形的面积，而a，b，c分别为三角形三条边的边长，将平面点集Q的Alpha形状所有三角形面积求和，即得到压裂储层面积（SRA); 在步骤2中，将三维点集P在垂直方向上分层，根据垂向坐标的范围，把层高h分 为M层，每层有Nk个事件点，，第k层的三维点集为$ = " ^L投 影到水平面上得单层的平面点集这=?f2…采用步骤1中相同的方法，即采用 Alpha-shape方法得到单层平面点集Qk的Alpha形状，取边界点依次连线就得第k层的压 裂储层前缘（SRF)，再计算得到第k层的压裂储层面积（SRA); 在步骤3中，利用步骤2得到的每层的（SRA)再乘以层高h，就得到每层的裂缝扩 散区域的体积，所有层的体积求和就得到总的压裂储层体积（SRV)。 本专利技术中的方法构造的所有事件点平面分布的SRF直观地描绘了压裂裂缝波及 区域的平面形状，计算SRF包围形状的面积SRA，可以定量地描述压裂裂缝波及的面积；在 垂直方向划分多层后，可以计算每层事件点的SRF和SRA，在层高和Alpha-shape方法的可 调参数a取值较好时，可以比较准确的计算总体的SRV，从而定量的估计压裂后产能区域 的体积大小。【附图说明】 图1是本专利技术方法的一具体实施例的流程图； 图2是某一口井微地震监测结果事件点的三维空间分布图； 图3是三维事件点在水平面投影的平面点集的分布； 图4是所有微地震事件点的平面点集的Alpha形状； 图5是某一层的平面点集的Alpha形状； 图6是某一层的SRA乘以层高得到的体积示意图。【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所 附图式，作详细说明如下。 第一步，微地震监测结果是一系列微地震事件三维震源点组成的点集P={PlP2 …PN}，其中N是总的事件点的个数,Pi= (Xiy;Zi)是第i个事件点及其三维坐标。将三 维点集P投影到水平面得到对应的平面点集Q=Iq1q2…qN}，其中Q1 =Uuy1)是第i 个平面事件点及其坐标。 针对平面点集Q，采用计算几何学中的Alpha-shape方法构造平面点集的Alpha形 状。Alpha-shape方法是基于平面点集的Delaunay三角形剖分的一种方法,Delaunay三角 形剖分方法得到的点集形状轮廓只能是凸多边形，而Alpha-shape方法可以得到凹多边形 的形状，表示的形状更准确。Alpha-shape方法有一个可调参数a，通过不断调整参数a 的值，可以得到接近于真实形状的轮廓。Alpha-shape方法得到的也是平面点集的一个三角 形剖分，取边界点依次连线就得压裂储层前缘SRF，SRF直观地表示了压裂裂缝波及区域的 形状轮廓。 平面点集Q的Alpha形状是平面点集的一个三角形剖分，按照下面的公式计算每 个三角形的面积，而a，b，c分别为三角形三条边的边长，将平面点集Q的Alpha 形状的所有三角形的面积求和，即得到压裂储层面积SRA，SRA量化地表示了压裂裂缝波及 区域的面积大小。 第二步，将三维点集P在垂直方向上分层，根据垂向坐标的范围，按一定的层高分 为多层，例当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于微地震监测三维点集的压裂储层前缘、面积和体积计算方法，其特征在于该方法包括：步骤1，将微地震监测结果事件点的三维坐标数据投影到水平面，计算裂缝区域总体的压裂储层前缘(SRF)和压裂储层面积(SRA)；步骤2，将微地震监测结果事件点在垂直方向分为多层，计算每层的压裂储层前缘(SRF)和压裂储层面积(SRA)；步骤3，将每层的压裂储层面积(SRA)乘以层高，得到每层的压裂储层体积(SRV)，所有层的压裂储层体积(SRV)求和即得到总体的压裂储层体积(SRV)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李红梅，江洁，王维波，宫红波，刘海宁，王兴谋，董娜，徐梅，孙兴刚，
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胜利油田分公司物探研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11