【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气藏地质力学与工程，更具体地，涉及基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法及系统。
技术介绍
1、油气藏工程中，储层岩石普遍存在断层结构，注采活动引起的地层应力常常会引起储层特别是断层的失稳，进而引起油田水窜、储气库渗漏、井壁失稳等工程事故。断层在注采交变荷载作用下的储层的力学稳定性是确定油田注采压力及储气库运行压力的重要考虑因素。
2、采用专业的力学计算软件对注采活动下储层及断层的应力演变是对储层和断层进行稳定性判断的前提。但通用的力学计算软件ansys、abaqus、flac3d等均难以建立精细的地质模型，特别是不能反映油气藏储层中普遍存在的地层尖灭、断层等不连续地质现象。同时，这些软件的中地质体的力学参数采用分层或分区域赋值的方式，不能反映储层力学参数的高度非均质性。
3、油藏地质建模软件petrel可建立目标区域的精细角点网格模型，但该网格不能直接用于力学计算。其主要原因是角点网格在任意角点处的节点都是不连续的，违反了力学计算中地质体的连续性要求。同时，断层两侧刚性连接，不能考虑断层两侧可以发生相对位移的性能，且角点网格中没有显式的断层面，不能施加能够反映断层力学性能的切向刚度、法向刚度等力学性能。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是：提出基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法及系统，将角点网格转化为力学计算的有限元网格，既能利用油藏地质建模软件的优势，进行储层和断层的精细建模，又可以利用通用力学计算软件强大
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术公开了基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，所述方法包括如下步骤：
4、建立地层的几何框架和断层面的延展框架；
5、计算地层内各点的梯度值；
6、以地层的几何框架、断层面的延展框架和梯度值为约束，建立各地层的地质体几何模型，划分地质体网格m1；
7、根据断层面的延展框架和地质体网格m1，形成含储层地质体-断层面力学计算综合网格m3；
8、对综合网格m3中的各实体单元进行物性参数赋值和力学参数赋值，对综合网格m3中的每个断层面单元进行力学参数赋值；
9、建立综合网格m3的外侧框架，在综合网格m3的外侧框架上施加地应力荷载、自重荷载和边界位移约束；
10、根据数值模拟采用的求解器，将综合网格m3、物性参数、力学参数、地应力荷载、自重荷载和边界位移约束组合为三维地质力学模型数据体并保存为求解器直接读取的三维地质模型数据文件。
11、优选地，基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，所述方法具体包括如下步骤：
12、步骤1：基于角点网格的几何信息确定储层地质体的展布范围及断层面产状，建立地层的几何框架和断层面的延展框架；
13、步骤2：基于角点网格的物性参数，结合地震解释数据、测井解释数据和力学实验数据，插值计算地层内各点的梯度值；
14、步骤3：以地层的几何框架、断层面的延展框架和梯度值为约束，建立各地层的地质体几何模型，划分地质体网格m1；
15、步骤4：根据断层面的延展框架和地质体网格m1，形成断层面网格m2，断层面网格m2与地质体网格m1组合形成含储层地质体-断层面力学计算综合网格m3；
16、步骤5：基于角点网格的物性参数，结合地震解释数据、测井解释数据和力学实验数据，采用插值法对综合网格m3中的各实体单元进行物性参数赋值和力学参数赋值，对综合网格m3中的每个断层面单元，基于结构面实验数据进行力学参数赋值；
17、步骤6：建立综合网格m3的外侧框架，根据区域地应力的测量数据和地质体的埋深，在综合网格m3的外侧框架上施加地应力荷载、自重荷载和边界位移约束；
18、步骤7：根据数值模拟采用的求解器，将综合网格m3、物性参数、力学参数、地应力荷载、自重荷载和边界位移约束组合为三维地质力学模型数据体并保存为求解器直接读取的三维地质模型数据文件。
19、优选地，基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，还包括：
20、在所述步骤1之后，根据所研究的区域范围，对地层的几何框架和断层面的延展框架进行延伸，延伸范围取研究区域范围的5倍及以上。
21、优选地，所述步骤2包括以下步骤：
22、步骤201：采用角点网格中包含的物性参数，建立物性参数分布场；
23、步骤202：采用地震解释数据、测井解释数据和力学实验数据对参数分布场进行验证和校正；
24、步骤203：选择纵向步距和横向步距，建立栅格网，以角点网格中包含的物性参数和力学参数为插值源数据，以栅格网点的坐标为插值坐标数据，采用kring插值法计算每个栅格网点处各物性参数和力学参数；然后基于栅格纵向步距和横向步距，计算物性参数和力学参数的梯度，采用各参数梯度的最大值作为的该栅格网点的梯度值。
25、优选地，所述步骤3包括以下步骤：
26、步骤301：根据断层延伸对地层的切割关系得到断层面的延展框架，对地层格架进行区域划分，建立地层的几何框架；
27、步骤302：以地层的几何框架、断层面的延展框架建立各地层的地质体几何模型；
28、步骤303：根据梯度值设置地质体几何模型的网格尺寸范围、局部加密因子及质量因子下限；
29、步骤304：采用delaunay算法进行地质体几何模型的六面体网格划分，形成地质体网格m1。
30、优选地，所述步骤3还包括：
31、在所述步骤303之后，进行网格质量检查，对质量因子低于下限的单元进行修正和调整。
32、优选地，所述步骤3还包括：
33、在所述步骤304之后，基于角点网格的节点坐标、单元形状及单元尺寸等几何信息，分析地层的不连续情况，在不连续点处对地质体网格m1进行细分、对四面体或楔形体单元过渡处理得到储层地质体精细网格。
34、优选地，所述步骤4包括以下步骤：
35、步骤401：对断层面的延展框架中的每一组断层面，选取已划分的地质体网格m1在断层面上网格节点；
36、步骤402：采用delaunay算法将选出的网格节点连接成四边形面网格，边界处采用三角形网格或四边形面网格；
37、步骤403：对每一组断层面，断层面两侧的层面四边形网格匹配，形成断层面网格组，将每一组断层面网格组合形成断层面网格m2；
38、步骤404：将断层面网格m2与地质体网格m1组合形成地质体-断层面力学计算综合网格m3。
39、优选地，所述步骤4还包括：
40、在步骤404之后，进行断层面两侧网格的匹配度检测，若两侧网格的相互嵌入或脱离距离超过容差，则进行局部调整。
41、优选地，所述步骤5包括以下步骤：<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求2所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤3还包括：
7.根据权利要求5所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤3还包括：
8.根据权利要求2所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，
10.根据权利要求2所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤5包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤5还包括：
12.根据权利要求2所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤6包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤6还包括：
14.基于角点网格的含断层复杂地质体三维地质力学建模系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求2所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤3还包括：
7.根据权利要求5所述的基于角点网格的复杂地质体三维地质力学建模方法，其特征在于，所述步骤3还包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙军昌，朱思南，李春，郑少婧，邱小松，钟荣，刘先山，武志德，石磊，胡冰洁，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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