裂缝网络复杂度评价方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种裂缝网络复杂度评价方法及系统，所述方法包含：通过微地震监测方法采集裂压时岩石破裂产生的弹性波动数据；分别对所述弹性波动数据中多个弹性波动定位，获得多个微地震事件；以所述微地震事件中任一微地震事件为中心，将多个预定数量的或相互关联的微地震事件组合获得微地震事件集合；根据所述微地震事件集合的各微地震事件的几何信息和运动信息计算获得所述微地震事件集合的几何形态复杂度、运动能量复杂度和统计密度复杂度；根据所述几何形态复杂度、所述运动能量复杂度和所述统计密度复杂度计算获得裂缝网络复杂度。

【技术实现步骤摘要】
裂缝网络复杂度评价方法及系统
本专利技术属于井中地球物理勘探领域，涉及到一种油气开发中增产改造压裂监测技术，尤其是涉及一种基于统计分析的裂缝网络复杂度评价方法及系统。
技术介绍
水力压裂，是致密油气增产改造的一种有效措施。是利用地面高压泵，通过井筒向储层中挤注具有较高粘度的压裂液。当注入压裂液的速度超过储层的吸收能力时，则在井底储层中形成很高的压力，当这种压力超过井底附近岩石的破裂压力时，储层将被压开并产生裂缝。这时，继续不停地向储层中挤注压裂液，裂缝就会继续向储层内部扩张。为了保持压开的裂缝处于张开状态，接着向储层中挤入带有支撑剂(石英砂、陶粒等)的携砂液，携砂液进入裂缝之后，一方面可以使裂缝继续向前延伸，另一方面可以支撑已经压开的裂缝，使其不再闭合。接着再注入顶替液，将井筒中的携砂液体全部顶替进入裂缝，用支撑剂将裂缝支撑起来。最后，注入的压裂液会自动降解排出井筒之外，支撑剂会停留在这些空隙中，在油层中留下一条或多条裂缝，使油层与井筒之间建立起流体通道。为了增加压裂裂缝网络的复杂程度，提高油气产能，学者们对形成裂缝网络的影响因素和压裂工艺等进行了深入研究。文献1(张烨等.科学技术与工程.2015.15(5))采用大尺寸真三轴水力压裂模拟，研究了水平地应力差、泵注排量、井筒数量等因素对致密页岩气储层压裂裂缝扩展规律的影响；文献2(张仕诚等.石油学报.2014.35(3))对页岩露头开展了水力压裂裂缝扩展模拟试验，并利用高能CT扫描观测压后岩心内部裂缝形态，研究了多种因素对致密页岩水平井压裂裂缝扩展规律的影响；文献3(翁定为等.天然气地球科学.2014.25(7))在物理模拟实验结果的基础上，建立了致密砂岩储层裂缝网络的数学模型，并采用数值模拟方法研究了应力场，试验了多种施工工艺；文献4(王小军.江汉石油职工大学学报.2016.29(6))开展了暂堵转向压裂工艺研究，产气剖面资料验证了暂堵压裂工艺是一种提高致密页岩储层人工裂缝网络复杂度的有效方式；文献5(郭天魁等.岩土力学.2013.34(4))探讨了一种压裂形成裂缝网络能力的新的评价方法。文章对10种岩芯，测试岩石力学参数，并对比分析了常用的3种岩石脆性评价方法的精度。微地震监测技术是近20年来兴起的一项地球物理新技术，是水力压裂的一种有效监测手段，可以实时监测压裂时产生的裂缝网络空间形态。当地层破裂产生裂缝时，会释放弹性波动。在储层附近布设观测系统，采集弹性波动信号，采用地球物理方法，可以有效定位地层破裂位置，进一步分析压裂后的储层特性。综上所述，目前关于压裂裂缝网络的研究主要集中在压裂工艺方面，即如何优化压裂工艺以提高裂缝网络的复杂程度。关于裂缝网络复杂度的检测方法主要依赖压裂后油气产量差异，做出定性的判断。尚未见有关应用微地震技术评价压裂裂缝网络复杂度的公开文献或报道，也未公开有关基于微地震技术评价压裂裂缝网络复杂度的详细描述和具体细节。
技术实现思路
针对目前储层压裂改造形成的裂缝网络复杂度评价问题，本专利技术目的在于提供一种基于统计分析的裂缝网络复杂度评价方法及系统。该方法从几何形态，运动能量和统计密度的角度，定量描述压裂后储层裂缝网络分布的复杂程度，用于定量化的压裂工艺研究，油藏建模数模研究等。具体的，所述裂缝网络复杂度评价方法，包含：通过微地震监测方法采集裂压时岩石破裂产生的弹性波动数据；分别对所述弹性波动数据中多个弹性波动定位，获得多个微地震事件；以所述微地震事件中任一微地震事件为中心，将多个预定数量的或相互关联的微地震事件组合获得微地震事件集合；根据所述微地震事件集合的各微地震事件的几何信息和运动信息计算获得所述微地震事件集合的几何形态复杂度、运动能量复杂度和统计密度复杂度；根据所述几何形态复杂度、所述运动能量复杂度和所述统计密度复杂度计算获得裂缝网络复杂度。在本专利技术一实施例中，所述几何信息至少包含空间坐标；所述运动信息至少包含振幅、能量、震级、频率中一种；所述微地震事件集合的统计信息包含事件个数。在本专利技术一实施例中，根据所述微地震事件集合的各微地震事件的几何信息和运动信息计算获得所述微地震事件集合的几何形态复杂度包含：将预定大小的所述微地震事件集合分为预定个数的子集；根据不为空的子集的数量，占所述预定个数的百分比值获得几何形态复杂度。在本专利技术一实施例中，根据所述微地震事件集合的各微地震事件的几何信息和运动信息计算获得所述微地震事件集合的运动能量复杂度包含：将预定大小的所述微地震事件集合分为预定个数的子集；根据运动信息总和大于或等于预设运动能量复杂度的子集的数量，占所述预定个数的百分比值获得运动能量复杂度。在本专利技术一实施例中，根据所述微地震事件集合的各微地震事件的几何信息和运动信息计算获得所述微地震事件集合的统计密度复杂度包含：将预定大小的所述微地震事件集合分为预定个数的子集；根据统计信息总和大于或等于预设统计密度复杂度的子集的数量，占所述预定个数的百分比值获得统计密度复杂度。在本专利技术一实施例中，根据所述几何形态复杂度、所述运动能量复杂度和所述统计密度复杂度计算获得裂缝网络复杂度包含：根据预设系数对所述几何形态复杂度、所述运动能量复杂度和所述统计密度复杂度进行加权平均计算，获得所述裂缝网络复杂度。在本专利技术一实施例中，所述预定大小包含所述微地震事件集合于一维空间的长度、二维空间的面积、三维空间的体积或四维空间的时空。本专利技术还提供一种裂缝网络复杂度评价系统，所述系统包含数据采集模块、事件集合建立模块、计算模块和评价模块；所述数据采集模块用于通过微地震监测方法采集裂压时岩石破裂产生的弹性波动数据；以及分别对所述弹性波动数据中多个弹性波动定位，获得多个微地震事件；所述事件集合建立模块用于以所述微地震事件中任一微地震事件为中心，将多个预定数量的或相互关联的微地震事件组合获得微地震事件集合；所述计算模块用于根据所述微地震事件集合的各微地震事件的几何信息和运动信息计算获得所述微地震事件集合的几何形态复杂度、运动能量复杂度和统计密度复杂度；所述评价模块用于根据所述几何形态复杂度、所述运动能量复杂度和所述统计密度复杂度计算获得裂缝网络复杂度。在本专利技术一实施例中，所述几何信息至少包含空间坐标；所述运动信息至少包含振幅、能量、震级、频率中一种；所述微地震事件集合的统计信息包含事件个数。在本专利技术一实施例中，所述计算模块还包含几何复杂度计算单元，所述几何复杂度计算单元用于将预定大小的所述微地震事件集合分为预定个数的子集；根据不为空的子集的数量，占所述预定个数的百分比值获得几何形态复杂度。在本专利技术一实施例中，所述计算模块还包含运动能量复杂度计算单元，所述运动能量复杂度计算单元用于将预定大小的所述微地震事件集合分为预定个数的子集；根据运动信息总和大于或等于预设运动能量复杂度的子集的数量，占所述预定个数的百分比值获得运动能量复杂度。在本专利技术一实施例中，所述计算模块还包含统计密度复杂度计算单元，所述统计密度复杂度计算单元用于将预定大小的所述微地震事件集合分为预定个数的子集；根据统计信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种裂缝网络复杂度评价方法，其特征在于，所述方法包含：/n通过微地震监测方法采集裂压时岩石破裂产生的弹性波动数据；/n分别对所述弹性波动数据中多个弹性波动定位，获得多个微地震事件；/n以所述微地震事件中任一微地震事件为中心，将多个预定数量的或相互关联的微地震事件组合获得微地震事件集合；/n根据所述微地震事件集合的各微地震事件的几何信息和运动信息计算获得所述微地震事件集合的几何形态复杂度、运动能量复杂度和统计密度复杂度；/n根据所述几何形态复杂度、所述运动能量复杂度和所述统计密度复杂度计算获得裂缝网络复杂度。/n

【技术特征摘要】
1.一种裂缝网络复杂度评价方法，其特征在于，所述方法包含：
通过微地震监测方法采集裂压时岩石破裂产生的弹性波动数据；
分别对所述弹性波动数据中多个弹性波动定位，获得多个微地震事件；
以所述微地震事件中任一微地震事件为中心，将多个预定数量的或相互关联的微地震事件组合获得微地震事件集合；
根据所述微地震事件集合的各微地震事件的几何信息和运动信息计算获得所述微地震事件集合的几何形态复杂度、运动能量复杂度和统计密度复杂度；
根据所述几何形态复杂度、所述运动能量复杂度和所述统计密度复杂度计算获得裂缝网络复杂度。


2.根据权利要求1所述的裂缝网络复杂度评价方法，其特征在于，所述几何信息至少包含空间坐标；所述运动信息至少包含振幅、能量、震级、频率中一种；所述微地震事件集合的统计信息包含事件个数。


3.根据权利要求2所述的裂缝网络复杂度评价方法，其特征在于，根据所述微地震事件集合的各微地震事件的几何信息和运动信息计算获得所述微地震事件集合的几何形态复杂度包含：将预定大小的所述微地震事件集合分为预定个数的子集；根据不为空的子集的数量，占所述预定个数的百分比值获得几何形态复杂度。


4.根据权利要求2所述的裂缝网络复杂度评价方法，其特征在于，根据所述微地震事件集合的各微地震事件的几何信息和运动信息计算获得所述微地震事件集合的运动能量复杂度包含：将预定大小的所述微地震事件集合分为预定个数的子集；根据运动信息总和大于或等于预设运动能量复杂度的子集的数量，占所述预定个数的百分比值获得运动能量复杂度。


5.根据权利要求2所述的裂缝网络复杂度评价方法，其特征在于，根据所述微地震事件集合的各微地震事件的几何信息和运动信息计算获得所述微地震事件集合的统计密度复杂度包含：将预定大小的所述微地震事件集合分为预定个数的子集；根据统计信息总和大于或等于预设统计密度复杂度的子集的数量，占所述预定个数的百分比值获得统计密度复杂度。


6.根据权利要求2所述的裂缝网络复杂度评价方法，其特征在于，根据所述几何形态复杂度、所述运动能量复杂度和所述统计密度复杂度计算获得裂缝网络复杂度包含：根据预设系数对所述几何形态复杂度、所述运动能量复杂度和所述统计密度复杂度进行加权平均计算，获得所述裂缝网络复杂度。


7.根据权利要求3至6中任一项所述的裂缝网络复杂度评价方法，其特征在于，所述预定大小包含所述微地震事件集合于一维空间的长度、二维空间的面积、三维空间的体积或四维空间的时空。


8.一种裂缝网络复杂度评价系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：金其虎，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11