本發(fā)明屬于壓裂，具體涉及一種復(fù)雜巖性碳酸鹽巖巖性分布模擬方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、碳酸鹽巖儲(chǔ)層油氣資源儲(chǔ)量豐富，而且全球內(nèi)分布廣泛，其碳酸鹽巖儲(chǔ)層所占的儲(chǔ)量占全球油氣探明可采儲(chǔ)量的50.6％。隨著勘探區(qū)域的擴(kuò)大，巖性特征越來越復(fù)雜，一般碳酸鹽巖礦物成分主要為碳酸鈣(caco3)和碳酸鎂鈣(camg(co3)2)，但碳酸鹽巖儲(chǔ)層往往也伴隨有一些自生礦物，如石膏、硬石膏、重晶石等。儲(chǔ)層巖性分布的非有序性、各向異性、非連續(xù)性是普遍存在的，這種絕對(duì)的、無條件的儲(chǔ)層非均質(zhì)性必然伴隨著儲(chǔ)層屬性空間任意點(diǎn)取值的不確定性和隨機(jī)性，這就是實(shí)際儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)和物性參數(shù)分布的一大特點(diǎn)。為提高井筒附近地層的滲透率，常進(jìn)行酸化處理。對(duì)于巖性較復(fù)雜的儲(chǔ)層，不同的礦物與酸的反應(yīng)能力有差別，礦物成分含量也是酸巖反應(yīng)重要的影響因素，但碳酸鹽巖酸巖反應(yīng)模擬通常以單一礦物成分作為模擬對(duì)象，與實(shí)際儲(chǔ)層巖性相差較大，其裂縫表面巖性分布有較大誤差。

2、目前酸壓數(shù)值模擬中，仍然以單一均質(zhì)礦物或簡(jiǎn)單的布爾分布為主，缺乏考慮多種礦物的酸壓反應(yīng)差異和礦物分布及孔隙度的空間關(guān)聯(lián)性。申請(qǐng)公布號(hào)為cn110797092a的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種考慮變粘酸動(dòng)態(tài)過程的酸壓模擬方法，模擬酸液在基質(zhì)系統(tǒng)中的粘度變化情況，結(jié)合變粘度酸液在裂縫面上的流動(dòng)及反應(yīng)，計(jì)算得到裂縫系統(tǒng)內(nèi)壓力剖面和濾失速度，模擬得到考慮變粘酸動(dòng)態(tài)降率后的酸壓裂縫形態(tài)。適用于均值單一的碳酸鹽巖儲(chǔ)層，然而由于不同溫度下酸液與白云巖、灰?guī)r的酸巖反應(yīng)速率不同，溫度、鈣離子濃度、ph值與酸液粘度的本構(gòu)方程會(huì)發(fā)生變化，因此對(duì)于多種礦物非均質(zhì)分布的實(shí)際儲(chǔ)層并不適用。

3、申請(qǐng)公布號(hào)為cn109882164a的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種裂縫性碳酸鹽巖油藏的大尺度酸化模擬方法，利用雙尺度連續(xù)模型和擬裂縫模型模擬裂縫性地層的酸化過程，根據(jù)初始流場(chǎng)將大尺度地層分為若干小尺度區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域單獨(dú)設(shè)置滲流阻力區(qū)和邊界條件，以分步計(jì)算的方式解決大尺度、裂縫性地層難計(jì)算的問題。但是其建立碳酸鹽巖酸化的數(shù)學(xué)模型未考慮多種礦物酸巖反應(yīng)的差異，尤其未考慮灰?guī)r和白云巖酸巖反應(yīng)級(jí)數(shù)的差異，因此只能適用于純灰?guī)r或純白云巖儲(chǔ)層，不能準(zhǔn)確模擬復(fù)雜巖性儲(chǔ)層，具有一定局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)雜巖性碳酸鹽巖巖性分布模擬方法和裝置，用以解決在復(fù)雜巖性酸壓模擬下巖性分析不準(zhǔn)確的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種復(fù)雜巖性碳酸鹽巖巖性分布模擬方法，包括如下步驟：

3、1)用于模擬巖性分布的圖像進(jìn)行網(wǎng)格化處理，根據(jù)序貫高斯模擬隨機(jī)對(duì)每個(gè)網(wǎng)格中填入隨機(jī)數(shù)；

4、2)將所有網(wǎng)格中的隨機(jī)數(shù)按照設(shè)置的排序方式進(jìn)行排序，得到隨機(jī)數(shù)序列；根據(jù)模擬需要的巖性種類的個(gè)數(shù)，將隨機(jī)數(shù)序列分為相應(yīng)個(gè)數(shù)的區(qū)間，且每個(gè)區(qū)間中隨機(jī)數(shù)個(gè)數(shù)占隨機(jī)數(shù)序列總個(gè)數(shù)的比重與對(duì)應(yīng)的巖性在所述圖像中的分布占比相同；

5、3)將同一區(qū)間內(nèi)的隨機(jī)數(shù)賦值為同一設(shè)定值，一個(gè)設(shè)定值對(duì)應(yīng)一種巖性，按照設(shè)定值形成巖性隨機(jī)分布空間，生成巖性分布模擬圖像。

6、其有益效果為：針對(duì)在復(fù)雜巖性的酸壓模擬下巖性分析不準(zhǔn)確的問題，本發(fā)明運(yùn)用將序貫高斯模擬隨機(jī)對(duì)設(shè)定網(wǎng)格中生成隨機(jī)數(shù)，并對(duì)所有隨機(jī)數(shù)進(jìn)行排序得到設(shè)定順序的隨機(jī)數(shù)序列，根據(jù)所需的巖性種類以及各巖性的占比劃分隨機(jī)數(shù)序列以得到相應(yīng)的區(qū)間，對(duì)劃分的同一區(qū)間內(nèi)的所有隨機(jī)數(shù)賦值為同一數(shù)值，并按照賦值形成巖性隨機(jī)分布空間，生成巖性分布模擬圖像。本發(fā)明方法建立可控制、隨機(jī)且具有空間關(guān)聯(lián)性的礦物分布模型，相比常規(guī)的模擬方法可進(jìn)一步提升復(fù)雜巖性儲(chǔ)層酸壓模擬精確度，增強(qiáng)了礦場(chǎng)適用性。

7、進(jìn)一步地，步驟1)中序貫高斯模擬前要設(shè)置橫、縱方向的關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度用以控制橫向和縱向分布。

8、其有益效果為：孔隙分布在空間中具有關(guān)聯(lián)性，并且?guī)r石礦物的分布具有層理性，本發(fā)明將巖石礦物的隨機(jī)分布特點(diǎn)和空間關(guān)聯(lián)特點(diǎn)結(jié)合起來，并通過特征參數(shù)無因次關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度控制空間關(guān)聯(lián)強(qiáng)度，可模擬實(shí)際儲(chǔ)層巖性的空間分布變化。

9、進(jìn)一步地，序貫高斯模擬具體步驟包括：

10、①確定原始數(shù)據(jù){z(x)|i＝1，2，…，n}的單變量的條件累計(jì)分布函數(shù)fz(z)；

11、②進(jìn)行正態(tài)變換，把數(shù)據(jù)變?yōu)榫哂袠?biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的y數(shù)據(jù)；

12、③隨機(jī)生成一條模擬路徑，依次訪問網(wǎng)格上的各個(gè)結(jié)點(diǎn)；

13、④計(jì)算第一個(gè)結(jié)點(diǎn)的分布函數(shù)，從中隨機(jī)提取一個(gè)分位數(shù)，即為該結(jié)點(diǎn)的估計(jì)值；

14、⑤將結(jié)點(diǎn)的估計(jì)值加入到數(shù)據(jù)集中，成為模擬下一個(gè)結(jié)點(diǎn)的條件數(shù)據(jù)，其中數(shù)據(jù)集為已經(jīng)過計(jì)算得到估計(jì)值的結(jié)點(diǎn)組成的數(shù)據(jù)集；

15、⑥重復(fù)步驟1)至步驟5)，直至模擬完所有待估點(diǎn)的值后就獲得了序貫高斯概率場(chǎng)模擬的第1次正態(tài)數(shù)值y(1)(u)變換回原始變量的模擬值z(mì)(1)(u)；

16、⑦通過變差函數(shù)進(jìn)行隨機(jī)模擬生成模擬值，生成隨機(jī)性變量分布空間。

17、其有益效果為：利用序貫高斯模擬生成的隨機(jī)數(shù)來表示巖性分布非有序性、各向異性、非連續(xù)性，用以建立多種巖性的非均勻分布模型，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際礦物非均質(zhì)的模擬效果。

18、進(jìn)一步地，步驟④的具體步驟包括：

19、a)隨機(jī)抽取空間中沒有模擬結(jié)果的第i個(gè)點(diǎn)；

20、b)使用簡(jiǎn)單克里金插值的計(jì)算方式估計(jì)高斯條件概率分布的均值和方差，計(jì)算公式如下：

21、

22、

23、其中，z*(x0)為某位置x0處的估計(jì)值；m0為x0處估值點(diǎn)的平均值；λi為權(quán)重；z(xi)為某位置xi處的測(cè)量值；mi為xi處的測(cè)量值與周圍j個(gè)已知量測(cè)量值的平均值；j為估計(jì)過程中測(cè)量值的個(gè)數(shù)；c(x0-xj)為采樣點(diǎn)之間的協(xié)方差；c(xi-xj)為估值點(diǎn)與采樣點(diǎn)之間的協(xié)方差；

24、c)從局部條件概率分布隨機(jī)地抽取一個(gè)值，然后由高斯分布計(jì)算zi，計(jì)算公式如下：

25、

26、其中，p(zi|z1，z2，...，zi-1)為zi的概率分布函數(shù)；為高斯分布函數(shù)，此處為e的次方，將zi代入高斯分布函數(shù)；

27、d)把新模擬的值添加到數(shù)據(jù)集中，即當(dāng)模擬第i+1個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的值z(mì)i+1時(shí)，將第i個(gè)點(diǎn)的模擬值作zi為控制點(diǎn)參與計(jì)算。

28、其有益效果為：有利于序貫高斯模擬生成隨機(jī)數(shù)，更加能符合巖性復(fù)雜的分布模擬，進(jìn)一步提升復(fù)雜巖性儲(chǔ)層酸壓模擬精確度，增強(qiáng)了礦場(chǎng)適用性。

29、進(jìn)一步地，步驟⑦中由橫、縱方向的關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度構(gòu)成的空間關(guān)聯(lián)分布函數(shù)控制屬性在二維空間分布，其中，(lx，ly)分別為橫、縱方向上的無因次關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度，x方向的無因次關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度為關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度除以x方向?qū)嶋H尺寸公式為：l＝l/2re。

30、其有益效果為：當(dāng)水平方向上的無因次關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度lx較大時(shí)，則水平方向上的孔隙度值關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，當(dāng)垂直方向上的無因次關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度ly較大時(shí)，則垂直方向上的孔隙度值關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，以此判斷巖石礦物的隨機(jī)分布特點(diǎn)和空間關(guān)聯(lián)性，以建立更為精確的巖性分布模型。

31、進(jìn)一步地，差變函數(shù)指二階平穩(wěn)的區(qū)域變化量z(x)在x與x+h兩點(diǎn)處的增量的方差之半，以h為橫坐標(biāo)，γ(h)為縱坐標(biāo)，構(gòu)成變差函數(shù)圖，計(jì)算公式為：

32、

33、其中，xi為第i個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)；z(xi)和z(xi+h)分別為xi和xi+h兩點(diǎn)處的觀測(cè)值；h為兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的距離，表示一定間隔長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)對(duì)，改變間隔長(zhǎng)度，得到相應(yīng)間隔下的半變量值，由此能產(chǎn)生一些間隔值與半變量值；n(h)為相距h數(shù)據(jù)對(duì)的數(shù)目；γ(h)為變差函數(shù)的值。

34、其有益效果為：有利于序貫高斯模擬生成隨機(jī)數(shù)，更加能符合巖性復(fù)雜的分布模擬，進(jìn)一步提升復(fù)雜巖性儲(chǔ)層酸壓模擬精確度，增強(qiáng)了礦場(chǎng)適用性。

35、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種復(fù)雜巖性碳酸鹽巖巖性分布模擬裝置，包括存儲(chǔ)器和處理器，處理器用于執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序指令以實(shí)現(xiàn)上述介紹的一種復(fù)雜巖性碳酸鹽巖巖性分布模擬方法。

36、其有益效果為：該裝置保證了一種復(fù)雜巖性碳酸鹽巖巖性分布模擬方法的有效可靠執(zhí)行。