[发明专利]一种钻孔裂隙可视化系统的设计方法

权利要求书

1.一种钻孔裂隙可视化系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过研究区域的地层综合柱状图，完善研究区域的地层信息，建立研究区域地层图；

S2、通过研究区域工作面的基本数据信息、研究区域的钻孔布置和钻孔工程信息，得到钻场的基本信息；

S3、根据研究区域地层图和钻场的基本信息确定研究区域的几何尺寸和其空间位置信息，得到研究区域的钻孔基本图；

S4、对得到的钻孔基本图进行统一坐标化处理，其相对坐标以钻孔圆心为原点建立；

S5、将钻孔基本图中的钻场的基本信息沿三维坐标系中的一个坐标轴进行离散化得到由离散点组成的包括空间坐标信息和非空间信息的空间数据体，并对采集的实测数据进行标准化处理；

S6、通过步骤S5空间坐标信息中的钻孔工程信息中包含的钻孔所经过地层信息所描述的地层在钻孔纵向上的分布，确定研究区域内地层分布及其之间的空间关系；

S7、将所得空间数据体中的空间坐标信息、实测数据按空间位置沿离散化时所选的坐标轴进行拆分，并对拆分的每个单元体进行编号，采用ansys中的四边形网格划分规则，对每个单元体进行网格划分；

对离散化时所选的坐标轴刨面的实测数据制定统一的标准进行预处理剔除异常数据；

S8、将实测数据中无数据为空点的地方，识别为裂隙，然后对为空点处进行标记，并对钻孔周围的贯通裂隙进行判定；

S9、将空间数据体中的空间坐标信息、实测数据按步骤S7中网格划分的情况，进行一对一的数据填充和赋值，得到不同的赋值之后的截面，对不同的赋值之后的截面，按照离散化时所选的坐标轴方向进行拼接；

S10、将实测数据沿z轴刨面的数据、沿y轴刨面的数据与沿x轴刨面的数据进行做差比对，当差为0时，即此处数据无问题，当差不为0时，采用线性拟合的方式和形态学算法对实测数据进行修正得到最终裂隙模型，对最终裂隙模型中的不同的赋值通过不同颜色表示，实现可视化；

S11、在最终裂隙模型中，计算裂隙的裂隙宽度、裂隙长度、裂隙的最大扩展半径、裂隙倾角、裂隙的面积占比率、裂隙的体积占比率；

S12、对钻孔孔壁的完整度、裂隙的丰度进行评价。

2.根据权利要求1所述的一种钻孔裂隙可视化系统的设计方法，其特征在于，步骤S1中，研究区域的地层信息包括地层的几何信息和属性信息；

几何信息包括边界、钻孔孔壁、钻孔倾角、钻孔长度；所述边界为研究区域的最大范围；

属性信息包括地层岩性、厚度、颜色。

3.根据权利要求1所述的一种钻孔裂隙可视化系统的设计方法，其特征在于，步骤S2中，研究区域工作面的基本数据信息包括生产的阶段，年限，井下压力信息；

钻孔工程信息包括施工时所得到地面高程、钻孔编号、钻孔深度、钻孔长度、钻孔直径、钻孔倾角、钻孔所经过地层信息。

4.根据权利要求1所述的一种钻孔裂隙可视化系统的设计方法，其特征在于，步骤S5中，所述实测数据是通过微震监测、超声波或钻孔窥视采集得到的数据；

对实测数据进行标准化处理的过程为：将实测数据进行统一坐标化处理，将地理坐标转化为直角坐标。

5.根据权利要求1所述的一种钻孔裂隙可视化系统的设计方法，其特征在于，步骤S8中，在实测数据中某一空点周围无空点时，则断定这一空点的数据为正常空隙，而非裂隙；

钻孔周围的贯通裂隙判定的规则为：

其中，k为阀值系数，a_ij表示判定点的位置坐标，a_i-1,j表示判定点周围坐标小于此点坐标的最近点坐标，a_i+1,j表示判定点周围坐标大于此点坐标的最近点坐标。

6.根据权利要求1所述的一种钻孔裂隙可视化系统的设计方法，其特征在于，步骤S9中，赋值的规则由赋值函数f(y)表示：

其中：当f(y)＝0时表示此处有裂隙，无稳定结构；当f(y)＝1时，表示此处为钻孔孔壁完整结构。