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申请/专利权人：中国石油大学(华东)

摘要：本发明属于油气田开发地质学和石油工程岩石力学技术领域，公开一种储层三维应力场模拟方法、模拟系统、终端、存储介质。根据井上层理裂缝和天然裂缝发育特征对地震相进行分类。在地震相约束下，利用增强曲率属性跟踪裂缝线，实现在地震尺度上建立离散天然裂缝网络确定性模型，同时考虑断层、天然裂缝等地质不连续面导致的局部强度弱化和应力集中对整个岩石力学场和地应力场的影响，开发相关网格转换程序实现地质模型和地应力有限元模型的网格转换，利用竞争粒子群优化算法实现地应力场最优解获取。本发明获取高精度和分辨率的三维地应力结果，为后续开展工程甜点预测、钻井井身结构设计、压裂增产方案分析等油气田勘探开发工作提供重要技术支持。

主权项：1.一种基于确定性多尺度裂缝建模和竞争粒子群算法的储层三维应力场模拟方法，其特征在于，所述基于确定性多尺度裂缝建模和竞争粒子群算法的储层三维应力场模拟方法包括：根据井上层理裂缝和天然裂缝发育特征对地震相进行分类；在地震相约束下，利用增强曲率属性跟踪裂缝线，实现在地震尺度上建立离散天然裂缝网络的确定性模型；基于建立的裂缝确定性模型，利用相关网格转换程序进行地质模型和地应力有限元模型的网格转换，并利用竞争粒子群优化算法实现地应力场最优解获取；具体包括：步骤一，利用井震结合方式建立区块构造模型，包括：利用二维地震解释成果为横向基础，通过单井分层数据作为校正点，并结合断层发育特征，形成全区构造模型；步骤二，确定纵横向约束条件和选择变差函数，利用多点地质统计学资料，以及利用序贯指示随机模拟方法进行岩相建模；在岩相建模和构造建模的基础上，分析不同岩相各属性分布范围及频率分布形态，通过插值方法进行渗透率和孔隙度关键属性建模，并通过单井解释数据进行约束；步骤三，利用三维地震进行区块天然裂缝的刻画和描述；步骤四，对测井曲线进行预处理，同时对扩径、井壁冲刷位置的测井数据进行修正，测井数据包括地层的伽马射线、密度、纵波时长，根据声波测井数据计算得到的岩石参数，包括弹性模量、泊松比关键参数；对目的层岩心力学参数进行单轴三轴压缩试验和纵横声波速度测试，分析建立动静态参数转换模型；步骤五，通过从地表至目的层的全时窗叠前三维地震反演得到动态弹性体参数，并利用动静态转换模型进行静态数据的计算，得到三维岩石力学数据体，对于薄层力学参数，引入地质统计信息进行薄层弹性参数专门预测；步骤六，把断层作为不连续体引入到三维岩石力学参数模型中，分析断层两侧的地应力场变化；并结合单井测井、地震解释结果和室内实验成果，对三维岩石力学参数模型进行校正，最终更新井震结合的三维岩石力学场，获得针对地质构造影响的三维岩石力学参数模型；步骤七，利用单井声波-电阻率和密度测井数据进行孔隙压力预测，并利用现场钻井或者测井实测数据进行约束，综合钻井和试井数据，确定目的层的孔隙压力值最大和最小范围区间，为孔隙压力计算结果进行约束；步骤八，结合区块地质分层特点，利用现场收集小压数据和钻井数据反求，获取各层的构造应力系数，并通过组合弹簧模型地应力计算公式进行单井测井地应力计算，同时利用不同层位的地应力实验结果对测井计算地应力数据进行修正；步骤九，利用网格交互算法，将地质角点网格转换为对应的三维有限元网格模型，并采用全局和局部定位方法寻找节点和单元信息，利用球型区域搜索方法和自然邻点插值算法进行节点赋值，实现将地质模型属性结果传导至有限元的应力模型中；步骤十，对区块几何体进行离散；步骤十一，在确定地应力反演工区以及参演参数后，建立构造三维地应力场反演目标函数，初始化粒子群参数，确定误差和迭代精度，利用竞争粒子群算法获取全局最优解；步骤十二，进行有限元数值模拟计算，当迭代或者计算精度后停止计算，最终获取区块三维地应力分布特征。

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