[发明专利]一种裂缝性储层渗透率张量及各向异性定量预测方法

权利要求书

1.一种裂缝性储层渗透率张量及各向异性定量预测方法，所述的步骤如下：

1)对研究区裂缝形成时期的古应力场定时、定向、定量，确定研究区岩石力学参数，建立有限元地质模型进行古应力场数值模拟；

2)运用应力场数值模拟方法得到古裂缝产状，利用古裂缝产状计算现今裂缝产状：

设裂缝形成时期所在平面的单位法向矢量为n′，倾角为α，倾向为β；现今裂缝面的单位法向矢量为n；古岩石力学层所在平面的法向矢量为p₁，现今岩石力学层所在平面的法向矢量为p₂，矢量p₁与矢量p₂所在平面的单位法向矢量为p，矢量n′在大地坐标系中的三个分量为：

nx′=sinαsinβny′=sinαcosβnz′=cosα---(1)]]>

公式(1)中，(n_x′，n_y′，n_z′)为矢量n′在大地坐标系中三个坐标轴的分量；α为裂缝形成时期的倾角，(°)；β为裂缝形成时期的倾向，(°)；

矢量n与矢量n′的定量转换关系可以表示为：

nxnynz=T1·n′xn′yn′z---(2)]]>

公式(2)中，(n_x，n_y，n_z)为矢量n在大地坐标系中三个坐标轴的分量；

公式(2)中，旋转矩阵T₁可以表示为：

T1=(1-px2)cosξ+px2pxpy(1-cosξ)+pzsinξpxpz(1-cosξ)-pysinξpxpy(1-cosξ)-pzsinξ(1-py2)cosξ+py2pypz(1-cosξ)+pxsinξpxpz(1-cosξ)+pysinξpypz(1-cosξ)-pxsinξ(1-pz2)cosξ+pz2---(3)]]>

公式(3)中，(p_x，p_y，p_z)为矢量p在大地坐标系中三个坐标轴的分量；ξ为矢量p₁与矢量p₂重合的旋转角，(°)；

3)通常采用多种方法对研究区现今地应力方位进行了判断，并通过测井、压裂资料以及物理实验计算关键井现今地应力的数值，在此基础上，通过确定岩石力学参数并建立有限元模型，对研究区现今地应力场进行了数值模拟；

4)利用岩石应变能理论、裂缝表面能理论以及能量守恒定律，建立了古今应力场与储层构造裂缝参数之间的定量关系，实现了裂缝线密度预测；在现今应力场中改造后裂缝开度的计算公式为：

b=b01+9σn′/σnref+bres---(4)]]>

公式(4)中，b为裂缝的现今开度，m；b₀为裂缝的原始开度，m；σ′_n为有效正应力，MPa；b_res代表裂缝面承受最大有效正应力时的裂缝开度，m；σ_nref为使裂缝开度减小90％的有效正应力，MPa；

在古今应力场数值模拟的基础上，可以求取单元体内现今裂缝线密度以及开度，单组裂缝的平行渗透率K表示为：

K=b3Dlf12---(15)]]>

公式(5)中，b为裂缝的现今开度，m；D_lf为单组裂缝的线密度，条/m；

5)利用裂缝的产状将静态坐标系与动态坐标系统一到大地坐标系中，建立了裂缝渗透率张量的定量预测模型；

6)利用建立缝渗透率张量的定量预测模型，建立多组裂缝渗透率主方向、主值预测计算模型；

7)建立渗透率各向异性定量预测模型，采用的渗透率极差比τ_b、渗透率突进系数τ_k、渗透率变异系数τ_y评价裂缝各向异性。