一种不同尺度裂缝面密度预测方法

摘要

本发明涉及油气田勘探开发领域，尤其是一种不同尺度裂缝面密度预测方法。本发明在断裂带数据化后，通过分析断层、裂缝的相似性，选择合适的分形以及密度计算单元的边长，推导设计相应的算法，实现不同尺度的裂缝面密度表征。本发明对于不同尺度裂缝面密度预测等方面具有较高的实用价值，并且预测成本低廉、可操作性强，评价结果对预测油气勘探重点区域、裂缝优势分布区域以及后期裂缝孔渗参数的表征等多个方面有一定的指导意义。

主权项

一种不同尺度裂缝面密度预测方法，预测的步骤如下：1)通过地震解释、油田动态开发以及小层对比，获取断裂平面展布图；2)通过统计断层、裂缝的空间展布，裂缝、断层的规模、尺度分析，确定工区断层、裂缝的相似性，初步分析研究区断裂系统的相似性，论证基于相似性理论预测不同尺度的裂缝面密度的可行性；3)在识别每条裂缝、断层的基础上，将每条断层沿着走向线依次取点，断层取点依次标记为(a_i0、a_i1、a_i2...a_in‑1、a_in)，其中，i表示第i条断层，n为该条断层的取点数目；设置断层的充填间距b，充填后得到的断层数据体为Ω_D(X，Y)；其中X，Y为充填点的坐标；4)确定分形统计单元边长r以及裂缝面密度计算单元边长L，通过不断地变换分形统计单元的边长r，并分别用边长为r/3、r/4、r/5、r/6、r/7、r/8的栅格覆盖，得到工区断层体系单元边长与r信息维、自相似性参数R²、D的分布关系，选取信息维D、相关系数R²在趋于稳定后的最小值作为断裂分形统计单元边长r；用不同的计算单元边长L，得到的工区的裂缝参数可能有很大的差异，通过不断地变换密度计算单元边长L，并求取对应的平均面密度ρ_Laver，拟合公式得到乘幂函数：上式中，ρ_Laver为不同单元边长L对应的工区平均面密度，单位：km/km²；L为不同的计算单元边长，单位：km；a、b为拟合系数，无量纲；同时计算整个工区断裂的平均面密度ρ_aver：上式中，L_sum为工区内断层的总长度；S为工区面积；上式中，L_opt为ρ_Laver＝ρ_aver时，对应的边长，单位：km；合适的断裂面密度计算单元边长L介于1.8×r_opt～2.2×r_opt，从而确定断裂面密度计算单元边长L；5)确定分统计单元断裂参数C、D，断裂分维D是断裂相似性的综合量化指标，其计算原理为：上式中，P_i是每个信息点落入第i个小栅格的概率；ε为栅格的边长，m；I(r)＝‑Dln(r)+C   (5)上式中，r为分形统计单元边长，m；D为断裂信息维，无量纲；C为断裂相似性拟合系数；统计落入其中的总点数T_sum，将统计单元划分为N(ε)个边长ε的栅格，计落入第i个栅格的点数为T_i，进而可以求取信息点落入不同栅格的概率P_i，I(ε)可以表示为：通过不断地变换栅格的边长ε，得到不同ε对应的变量I(ε)；对变量ln(ε)、I(ε)线性拟合后，可以得到断裂信息维以及对应的相关系数R²，可以计算得到统计单元内的信息维值D；在分形统计区间内，利用公式(1)，通过拟合得到裂缝在分形统计区间内的信息维D以及截距C；6)对于特定的面密度计算单元E_k，为了提高计算精度，将其分为10×10网格，计算断层充填点在不同的小栅格内的概率δ_ij：落入该计算单元E_k内尺度为d的裂缝点数N_k可以表示为： N_k＝e^‑Dln(d)+C   (8)单元E_k内，不同的栅格内尺度为d的裂缝面密度ρ_s可以表示为：公式(9)中，d为裂缝的尺度，m，利用公式(7)‑(9)计算不同尺度的裂缝面密度；7)通过不同单元的循环迭代，实现不同单元的不同尺度裂缝面密度预测，并进行模拟结果的对比验证。