[发明专利]裂缝网络三维数字岩心建模方法

摘要

本发明提供一种裂缝网络三维数字岩心建模方法，该裂缝网络三维数字岩心建模方法包括：步骤1，采用CT扫描方法或数值方法建立岩石基质三维数字岩心；步骤2，基于裂缝分布满足分形特征的假设条件，采用随机方法生成分形离散裂缝网络FDFN；以及步骤3，将FDFN离散化后与基质数字岩心逐体素叠合后得到裂缝网络三维数字岩心。该裂缝网络三维数字岩心建模方法能够解决裂缝性储层难以获取代表性岩心的困难，同时也为裂缝性储层岩石物理属性的数值模拟研究提供了研究平台，因此极具推广价值。 1

主权项

1.裂缝网络三维数字岩心建模方法，其特征在于，该裂缝网络三维数字岩心建模方法包括：

步骤1，采用CT扫描方法或数值方法建立岩石基质三维数字岩心；

步骤2，基于裂缝分布满足分形特征的假设条件，采用随机方法生成分形离散裂缝网络FDFN；以及

步骤3，将FDFN离散化后与基质数字岩心逐体素叠合后得到裂缝网络三维数字岩心；

在步骤2中，建立FDFN模型的具体步骤为：

步骤a，分析二维裂缝分布，提取裂缝长度分形维D_l、裂缝中心点分形维D_c、裂缝走向这些参数；

步骤b，通过倍增级联方法生成裂缝中心点；

步骤c，采用坐标系旋转算法随机生成裂缝倾角和倾向；

所述生成裂缝倾角和倾向的具体步骤为：

①设所有裂缝单位法向量的平均单位法向量M在全局坐标系中的角距离和方位距离分别为和以M为Z轴建立局部坐标系，计算第i条裂缝在局部坐标系中法向量的分量(u,v,w)，计算公式为：

u＝sinψ_i sinξ_i

v＝sinψ_i cosξ_i

w＝cosψ_i

式中ψ_i和ξ_i分别为第i条裂缝在局部坐标系中角距离和方位距离，通过下面公式随机生成，

ξ_i＝2πN(0,1)

上面式中N(0,1)为标准正态分布；K为Fisher常数；

②将上面的局部坐标系绕X轴顺时针旋转角，旋转后第i条裂缝法向量分量(u’,v’,w’)的计算公式为：

u′＝u

③将局部坐标系绕Z轴逆时针旋转角，旋转后的坐标系与全局坐标系重合，第i条裂缝法向量的分量(u”,v”,w”)的计算公式为：

w″＝w′

④根据(u”,v”,w”)，计算第i条裂缝的倾角θ_i和倾向ф_i；

步骤d，计算裂缝长度；

步骤e，采用改进的连续随机增加算法生成裂缝开度；以及

步骤f，对三维裂缝网络生成算法进行验证。

2.根据权利要求1所述的裂缝网络三维数字岩心建模方法，其特征在于，在步骤a中，采用图像处理技术标记出图中的主要裂缝并进行编号，计算出每条裂缝的起点和终点坐标、裂缝的发育方位、裂缝的中点坐标和裂缝的长度；

裂缝中心点分形维应用下式计算

式中C₂(r)表示点对相关函数；N(r)表示区域中两点距离小于r的点的个数；r表示区域中两点距离；N表示区域中点的总数；c为比例系数；D_c表示裂缝中心点分形维；

裂缝长度分形维采用下式计算

式中L表示裂缝生成区域的尺寸；α为裂缝的密度，可通过测量得到；D_l为裂缝长度的分形维；D_c为裂缝中心点分形维；N(L)表示在区域L中裂缝的总数；l_min表示最小的裂缝长度；

裂缝走向通过图像处理方法测量得到。

3.根据权利要求1所述的裂缝网络三维数