frs裂缝预测中建立模型及正演计算
(完整版)裂缝模型说明
裂缝模型说明1 裂缝模型介绍在钢筋混凝土结构的有限元分析中，常用的裂缝模型有以下几种：1，弥散（分布）裂缝模型；2，离散裂缝模型；3，断裂力学模型。
除此之外，还有其他一些形式的模型。
那么，如何在种类繁多的开裂数学模型中选用合适的模型用于实际结构分析呢，这取决于有限元分析的对象以及需要得出哪些数据。
如果需要获得结构的荷载位移特性曲线，而不需要裂缝的实际分布图形及局部应力状况，那么，就可以选择所谓“弥散裂缝模型”。
如果研究的兴趣在于结构局部特性的细节，那么采用离散裂缝模型更为适合。
对于某些特殊类型的问题，采用基于断裂力学原理的开裂模型也许更为方便。
弥散裂缝模型也被称为分布裂缝模型，其实质是将实际的混凝土裂缝“弥散”到整个单元中，将混凝土材料处理为各向异性树料，利用混凝土的材料本构模型来模拟裂缝的影响。
这样，当混凝土某一单元的应力超过了开裂应力，则只需将材料本构矩阵加以调整，无需改变单元形式或重新划分单元网格，易于有限元程序实现，因此得到了非常广泛的应用。
Baza等提出的钝带裂缝模型则进一步发展了传统的弥散裂缝模型，通过引入裂缝带、断裂能等概念，使弥散裂缝模型和断裂力学相结合，减小了单元尺寸的影响。
现在的大型商用非线性有限元程序包里面基本都集成了弥散裂缝模型，用于模拟混凝土、岩石等材料的开裂。
离散裂缝模型是最早提出的模拟混凝土开裂的裂缝模型，其基本思想是：将裂缝处理为单元边界，一旦出现裂缝就调整节点位置或增加新的节点，并重新划分单元网格，使裂缝处于单元边界与边界之间。
这样，由裂缝引起的非连续性可以很自然的得到描述，裂缝的位置、形状、宽度也可以得到较清晰的表达。
由于离散裂缝模型是使用单元边界来模拟裂缝，因此随着裂缝的发生和发展，需要不断调整单元网格。
这是—项非常复杂的工作，需要消耗大量的计算机时，也是妨碍分离裂缝模型发展的主要原因。
对于一个有着大量裂缝的实际混凝土结构．用网格重划来逐个追踪裂缝几乎是不可能的。
FMI裂缝参数计算
利用成像数据计算裂缝参数在使用GeoFrame处理成像数据的BroView模块进行地层特征拾取时，用户可灵活选择原始数据，动态加强数据，静态加强数据，或经BorScale刻度后的成果数据进行拾取工作。
但由于裂缝孔隙度及裂缝张开度的计算是基于BorScale的计算结果，因此若要计算这些参数，需在BorScale计算的成果数据上进行。
具体方法如下：1．运行BorView模块刻度后的成果数据。
2．点击ImageView，将成像显示数据更换为BorScale刻度后的成果数据•双击成像数据图头，程序将弹出以下窗口：• 点击 FMS4 Data 按钮，在弹出窗口中选择相应的BorScale 计算结果。
如下图所示：3. 在显示BorScale 图像的窗口中图像的窗口中，，拾取裂缝倾角Conductive Fracture注意:这个例子是错误的这个例子是错误的，，我的培训数据上没有裂缝菜单条中，，选择Set Recompute Dip Set 弹出以下窗口, 点亮Conductive4. 在菜单条中点亮Recompute），点亮Fracture，给出Fracture Filling Resistivity 参数（泥浆滤液电阻率Rmf，按钮。
按钮。
然后点击OK 或Apply 按钮Traces 按钮Rmf裂缝参数计算裂缝参数5．计算•在菜单条中，选择File Save Session … , 弹出以下窗口：•选择Export Fracture Channels … , 弹出以下窗口，点亮Conductive Fracture, 输入相应参数数据，点击OK 或Apply 按钮, 即可计算出所需的裂缝参数曲线。
给出仪器的井眼覆盖率6. 保存裂缝参数•可以在BorView的信息栏中察看保存的裂缝参数•在DATA>Data Managers>General中显示裂缝参数曲线附件附件：：裂缝参数说明FCAH (IN) ：Cumulative Mean Hydraulic Aperture (from FV AH) in the uphole direction 沿井轴方向的累积的平均水动力沿井轴方向的累积的平均水动力宽度宽度FCAP(IN) ：Cumulative Mean Aperture （from FVA ）in the uphole direction 沿井轴方向的累积的平均宽度FCNB ：Cumulative number of fractures in the uphole direction 沿井轴方向的累积的裂缝条数FVPA(V/V)：Apparent Electrical Fracture Porosity_Ratio of the apparent area of fractures seen on the borehole wall over the area of borehole for a given window height 裂缝孔隙度裂缝孔隙度（（为所见到的裂缝在1m 井壁上的视开口面积除以1m 井段中FMI 图像的覆盖面积图像的覆盖面积，，相当于相当于（（裂缝长度*裂缝宽度裂缝宽度））/井壁面积FV AH(IN) ：Hydraulic Electrical Fracture Aperture_Cube root of the cube of the fracture trace aperture summed over a given window height裂缝水动力宽度裂缝水动力宽度，，是对每个裂缝宽度立方相加再开立方是对每个裂缝宽度立方相加再开立方，，受小裂缝影响大响大，，会降低平均数FV A(IN)：Electrical Fracture Aperture_Mean value of fracture trace aperture averaged over a given window height裂缝宽度, 是简单平均是简单平均，，把所有宽度相加后再平均FVTL(1/FT)：Areal Trace Length_Cumulated fracture trace length seen per unit area of borehole wall within a given window height 裂缝长度裂缝长度，，每平方米井壁里面的裂缝长度每平方米井壁里面的裂缝长度，，是裂缝长度之和FVDA(1/FT)：Apparent Fractuer Density_Number of fracture per feet within a given window height裂缝发育密度裂缝发育密度，，沿井轴方向计算出的每米有多少条裂缝FVDC(1/FT)：Corrected Fracture Density_Apparent Fracture Density (FVDA) 校正以后的裂缝发育密度校正以后的裂缝发育密度，，指沿裂缝的垂向法线方向每米有多少条裂缝。
地震资料预测裂缝
日期（月）
永158-56井含水变化曲线 含水变化（%）
99.9 99.9 99.9 99.9 99.9
100 50
8 25
61.5 18.3
9
12.5
14.6
0
4 2001.5 6 7 8 2001.9 10 11 12 2002.1 2 3
日期（月）
永156-48井和永158-56井含水变化曲线 156-48井和永158-56井含水变化曲线 井和永158 油井见水明显的方向性 ，油井见水后含水上升很快
A、一般软件不考虑倾角问题
B、较好的软件使用固定倾角
C、Dtect考虑了实际的倾角 Dtect考虑了实际的倾角
叠后资料检测裂缝——Detect 叠后资料检测裂缝——Detect切片 Detect切片
叠后资料检测裂缝——相干、边缘检测、Dtect处理效果对比 叠后资料检测裂缝——相干、边缘检测、Dtect处理效果对比 相干
叠前资料检测裂缝——FRS Fracture裂缝检测 叠前资料检测裂缝——FRSTM Fracture裂缝检测
FRS
TM
Fracture利用 波地震属性（振幅、频率、波阻抗、 Fracture利用P波地震属性（振幅、频率、波阻抗、衰 利用P
减等属性）随不同方位的变化特征， 减等属性）随不同方位的变化特征，来求取一段时窗内各种属 性的椭圆，通过椭圆长轴、短轴判别裂缝的方向；通过椭圆的 性的椭圆，通过椭圆长轴、短轴判别裂缝的方向； 扁率确定裂缝的密度，从而检测断裂 扁率确定裂缝的密度，
资料品质较差
下沟组K 下沟组K1g3顶沿层相干数据体平面图
窿7
Hale Waihona Puke Q2-15 Q2-2 窿4
Q2-3 窿103
阐述裂缝预测技术
阐述裂缝预测技术0引言20世纪60年代，我国陆续在松辽盆地、四川盆地、吐哈盆地等多个地区发现工业性裂缝油气藏，这些油气藏储量巨大，有着很大的开发潜力，有的单井日初产可达上百吨。
该类油气藏的大量发现，使之作为一种新的油气藏类型，成为今后重要的一个勘探新领域，也成为新增油气储量的重要来源。
这种裂缝型油气藏有多种类型，目前常见的有致密砂岩裂缝型、泥岩裂缝型、碳酸盐岩裂缝型、变质岩裂缝型和火山岩裂缝型等。
油气藏的构造裂缝不仅是储层的主要储集空间，也是形成油气藏的主要动力学诱因，但裂缝型油气藏具有储层岩性复杂、非均质性严重、低渗透、储集空间复杂多变等特点，加大了裂缝性油气藏的勘探技术方法识别和评价难度。
对于储层评价的前提条件是对裂缝发育带的准确预测，这对识别裂缝型油气藏具有重要作用，开展裂缝预测评价技术研究也具有重要的现实意义。
1裂缝的测井技术方法评价通过测井技术资料分析进行裂缝评价，开展裂缝型油气藏的识别，是当前油气藏勘探工作中广泛采用的方法。
油气藏中裂缝的存在，会使勘探中常规测井曲线等资料出现异常响应，产生一些数据的变化，通过对这些变化的分析就可识别裂缝的相关特征。
具体裂缝预测评价时，通过获取的岩心资料标定不同地层结构的测井响应，对测井曲线上的不同响应特征进行分析，计算每种测井响应形成的模糊概率，从而对裂缝发育段的具体情况用不同响应的联合模糊概率来进行预测和评价。
裂缝的长宽度、产状、密度、泥浆侵入深度、充填性状及地层流体类型等多种因素，决定了裂缝发育段在电阻率曲线上的特征。
低角度裂缝会使曲线形状尖锐，深浅侧向读数降低，显示准“负差异”现象；垂直裂缝及高角度裂缝会使深浅侧向之间相对增大，显示准“正差异”现象。
当滑行波沿岩石骨架传播时，裂缝的存在会导致纵波首波出现变化，时差变大；当裂缝出现进一步发育时，变化会出现更大的变化，首波能量会出现严重衰减，从而引起周波跳跃。
密度补偿曲线能够体现地层密度的不同变化，从而反映裂缝造成井壁不规则的程度。
裂缝表征与建模
H1378
H1398 H1483
H1377 H1465 H1472
H1389 H1473 H1481 H065 H1480 H1486 火2
H1488
H1487 H1492 H1491 H233
4981000
H1482
4979000
H1343
H1357
4983000
4985000
H1462
渗流介质
特低渗 裂缝类 孔隙类
H2413井FMI成像测井成果图
(2) 常规测井响应特征
基本思路：利用成像测井+岩心观察 标定常规测井对裂缝发育井段 的响应特征，从而定性识别裂缝发育井段。
裂缝发育井段常规测井的响应 特征:
深浅双测向电阻率出现明 显幅度差;声波时差变高幅度 不大. H2油藏裂缝发育段深浅双侧向 比值大于1.5时，为储层裂缝 发育井段。
井数据
- 岩心观察 - 成像测井 - 常规测井
露头描述 精细地质模型
岩相, 孔隙度, 基质渗透率.
裂 缝 分 析
技术路线
裂 缝 建 模
地应力模拟 构造曲率研究 构造滤波分析
生产动态
-示踪剂 -注水井 -采油井
质量控制
裂缝性储层等效渗透率的获得
XX油田XX层裂缝表征与建模技术路线图
H002井裂缝分析
15656000 15658000
H216 H1110 H1111 H1112 H1015 H1105 H1113
H1149
4985000
火16 H1117 H1116 H1091 火西2 H1074 H1089 火西1 H1128 H1129 H1122 H1131 H217 H1144 H1124
裂缝预测的构造曲率计算方法比较
０
４ Ｚ
， ＼ 一 ± 二兰
ａ ／ ｏ— Ｚ
１
２
４
０
图 １ 构 造 张 裂 缝 示 意 图
２ 主 曲率法 的计算公 式
６
一
７
Ｌ一
对于 一 个 曲面 Ｓ可 由方 程 ｚ ｆ（ ３ 所 唯 一 确 — ｘ，， ） 定 ， Ｐ处 的主曲率 值 Ｋ Ｋｚ 由式 （）进行计 算 ： 点 ， 可 １
（） ２ 差分 法 ： 图 ２ 已知 ～＾ 各 高程 数 据 和 间 如 ，
当岩石受 构造 应力挤 压 时 ， 沿某 一方 向发生 弯 曲 会 （ 始情 况是无 弯 曲 的岩层 ）， 初 中性 面 以上 部位 承 受 拉 张应 力 而形成 张裂缝 （ １ 图 ）。 中性 面 以下 则 承 受挤 压 力， 不能形 成张 裂缝 。曲率法是 根据 岩层 发生 形变 与 曲
比见表 ２ 。
出： 在使用“ 四合一” 钻具时， 直井段防斜打直都小于 ３ 效 咀
果 比较理想 ， 同时在定 向井 眼轨迹控制 时完全能够满足定
表 ２ 镇泾工区常规钻具组合和使用四合一钻具组合时效对 表
从表 ２ 中可以看出， 在施工 的同类型井 时使用“ 四 合一” 钻具组合与常规的钻具组合相 比较 ， 平均钻井周
Ｋ Ｋ。＝ １（ ， ＝ ＝
图 ２ 网 格 形 式
ｒ￡ √ ＋） ±
一 。
（ １ ）
３ 实例 比较
其中ｒ 一
图３ 为一地震资料解释后生成的构造等值线图， 其
４ ８
西部探矿工程
２ １ 年第 ５ ００ 期
形态为东缓西陡、 北高南低的背斜构造。抽出构造面数 据利用差分方法计算其主曲率值， ４ 图 为其主曲率等值 线 图。从该图可以看出对于构造形态微观处主曲率大
恒泰艾普软件培训系列教材-裂缝预测—岩石物理模型及地震正演模拟
恒泰艾普软件培训系列教材RockPhysics Modeling & Azimuth A VO裂缝预测—岩石物理模拟及地震波正演模拟恒泰艾普石油勘探开发技术有限公司目录一、 模块功能二、 原理和方法三、 参数和使用说明四、 应用关键和应用技巧一、模块功能利用地质资料、钻井资料、测井资料和岩石物理测试数据，根据岩石物理理论建立关键井的裂隙储层地质模型和岩石物理模型，利用地震波模拟技术，模拟裂缝储层地震波的各向异性的地震响应，并分析由裂缝引起的地震属性（振幅、频率、相位、速度、旅行时、瞬时参数等）随偏移距和方位角的变化特征，利用该项技术可分析研究区地下裂缝产生的地震响应特征，确定可用于解决研究区地下裂缝的地震属性。
二、原理和方法（一） 基于岩石物理模型的井中横波速度反演Kuster-Toks oz 在1974年基于地震波散射理论，考虑矿物介质弹性性质，体积百分比和形状的影响，确定地震波在双相介质中传播时岩石的等效弹性模量。
在1995年，Xu-White 结合Gassmann 方程和Kuster-Toks z 模型及差分等效介质理论（DEM），提出了一种利用孔隙度和泥质含量估算泥质砂岩总波和横波速度的方法—Xu-White 模型，该方法同时也考虑了岩石基质性质，孔隙度及孔隙形状，孔隙饱含流体性质的影响。
这种模型根据孔隙扁率大小（描述孔隙形状的变量）将泥质砂岩中的孔隙划分为两种，一种是纯砂颗粒之间的孔隙，具有较大的孔隙扁率，一种是纯泥矿物之间的孔隙，具有较小的孔隙扁率，Xu-White 假设这些孔隙是均匀分布在这两种矿物颗粒之间的，而且孔隙既可是完全饱和，也可以是部分饱和。
&&o &&Xu 和White 首先利用Kuster-Toks z 模型求取岩石骨架弹性模量， 公式（1，2，3，4）：o&& ()4113matrix matrixd K A K Aμ+=−()()()1982162matrix matrix d matrixmatrix matrix B K B K μμμμ++=−+()(),13334Nfl matrix l iijj l s cmatrix matrix K K A T K φαμ=−⎛⎞=⎜⎟+⎝⎠∑()()()()(),1425343N fl matrix iijj l ijijl s c matrix matrix T B T K μμαφαμ=−⎛⎞=−⎜⎟+⎝⎠∑通过求取岩石骨架弹性模量，再结合Gassmann 方程估算纵波和横波速度。
Petrel裂缝分析与裂缝建模技术-工程课件-精心整理
Petrel裂缝分析与裂缝建模技术-工程课件-精心整理Petrel 裂缝分析与裂缝建模技术Petrel 裂缝分析与裂缝建模技术1．裂缝型油气藏分布及裂缝认识方法1）低渗油藏的主要特点2）裂缝认识方法：通常我们容易在岩心描述数据中获得厘米级的裂缝数据，在地震断层数据中获得公里级的裂缝数据，在露头数据中获得米级、十米级的裂缝数据。
2．裂缝建模理论基础3．裂缝建模理论难点4．Petrel软件裂缝建模1）裂缝强度曲线生成2）裂缝古构造挠曲度分析3）裂缝与断层距离分析4）开发动态对裂缝发育的认识5）裂缝发育方向分析6）裂缝强度属性模拟7）裂缝强度约束下的DFN模拟8）模型粗化5. 影响裂缝发育的地质因素很多，各种因素互相作用，使裂缝分布难以预测。
一般从三个角度来进行，一是针对构造应力场和曲率，二是用统计地质学预测井间裂缝分布，三是充分利用地震资料预测裂缝的空间分布。
裂缝性储层地质建模技术1、裂缝表征参数描述1）裂缝的倾角频率分布图2）裂缝的间距分布图3）裂缝的方位分布图2、裂缝的测井识别3、裂缝的空间分布预测1）构造恢复法2）有限元法3）光弹模拟实验裂缝建模软件ReFract简介1、目前有哪些裂缝建模技术1）地质力学模拟（Geomechanical Modeling）模拟过程极为复杂。
主要依据是构造恢复。
过分简化了裂缝成因，只考虑构造变形，而忽视了岩性分布、岩石物性、和其他复杂地质现象对裂缝发育的影响。
2）离散裂缝网络（Discrete Fracture Network，DFN）对裂缝的模拟采用离散的方法。
非常依赖井中成像数据。
可以较精确的模拟近井位置的裂缝分布，对远离井位的裂缝描述精度较差。
只能使用地质与地震属性的二维分布图来制约裂缝模型的生成。
因此，只适合有大量成像井的区域，而不适合少井的勘探区域。
3）连续裂缝分布模型（Continuous Fracture Models，CFM）与传统地质建模相同的三维空间网格。
裂缝及变形计算1
第八章 裂缝及变形的验算
1）一级和二级抗裂要求的构件，一般要采用预应力；而普 通的钢筋混凝土构件抗裂要求为三级，工作阶段都是带裂缝 的。
钢筋
19
2) 无滑移理论 1966年英国水泥混凝土学会G.D.Base、J.b.Read等人提出 了无滑移理论。这一理论认为，在通常允许的裂缝宽度范 围内，钢筋与混凝土之间的粘结力并不破坏，相对滑移很 小可以忽略不计，钢筋表面处裂缝宽度要比构件表面裂缝 宽度小得多，这表明裂缝的形状如图所示。此理论要点是 表面裂缝宽度是由钢筋至构件表面的应变梯度控制的，即 裂缝宽度随着离钢筋距离的增大而增大，钢筋的混凝土保 护层厚度是影响裂缝宽度的主要因素。
23
开裂前
开裂后
★开裂前，应力均匀分布。 ★裂缝出现瞬间，裂缝处混凝土应
★在构件最薄弱截面位置出现 第一条（批）裂缝。
力为零，钢筋拉应力突增。
24
★由于钢筋与混凝土之间存在粘结，
裂缝间混凝土中拉应力c增加。
★当裂缝间距有足够的长度 l 时，裂
缝间混凝土拉应力c增大到ft，将
出现新的裂缝。
足够的长度 l为粘结应力作用长度，也称传递长度。 当裂缝间距>2l时，还有足够的传递长度，随着外荷载增加，还 可以出现新的裂缝； 当裂缝间距<2l时，没有足够的传递长度，不可能出现新的裂缝。
25
★由于混凝土材料的不均匀性，裂缝的出现、分布和开展具有很 大的离散性，因此裂缝间距和宽度也是不均匀的。但大量的试 验统计资料分析表明，裂缝间距lcr和宽度的平均值wm具有一 定规律性，是钢筋与混凝土之间粘结受力机理的反映。
混凝土路面裂缝预测模型的研究与应用
混凝土路面裂缝预测模型的研究与应用混凝土路面作为公路路面的主要材料，其质量和使用寿命直接关系到公路的安全和经济性。
然而，随着时间的推移和交通负荷的增加，混凝土路面会出现各种各样的问题，其中较为常见的问题是裂缝。
因此，预测混凝土路面裂缝的出现和发展趋势，对于公路养护和维护具有重要的意义。
本文将从混凝土路面裂缝的特点、裂缝预测模型的研究现状、裂缝预测模型的建立方法及其应用等方面进行探讨。
一、混凝土路面裂缝的特点混凝土路面裂缝是指混凝土路面表面或内部出现的不同程度的裂缝，其特点如下：1.裂缝形态多样：混凝土路面裂缝的形态包括横向裂缝、纵向裂缝、网裂缝、龟裂等多种形式。
2.裂缝位置不定：混凝土路面裂缝的位置通常不是固定不变的，而是随着时间的推移和交通负荷的变化而发生变化。
3.裂缝严重程度不同：混凝土路面裂缝的严重程度不同，有些只是浅浅的裂缝，而有些则是深入混凝土路面下层的严重裂缝。
4.裂缝形成原因复杂：混凝土路面裂缝的形成原因包括材料自身的性质、设计和施工的质量、环境因素以及交通负荷等多种因素。
二、裂缝预测模型的研究现状裂缝预测模型是指根据混凝土路面的特点和裂缝形成原因，建立数学模型来预测混凝土路面裂缝的出现和发展趋势。
目前，国内外学者对裂缝预测模型的研究主要集中在以下几个方面：1. 基于统计学方法的裂缝预测模型基于统计学方法的裂缝预测模型是通过对大量的实测数据进行统计分析和建模，来预测混凝土路面裂缝的出现和发展趋势。
这种方法的优点是可以充分利用实测数据，可以比较准确地预测裂缝的发生情况。
但是，这种方法的缺点是只能针对特定的路面情况进行预测，而且建模过程较为复杂。
2. 基于人工神经网络的裂缝预测模型基于人工神经网络的裂缝预测模型是利用人工神经网络的自学习和自适应能力，对混凝土路面的裂缝进行预测。
这种方法的优点是可以自适应地调整预测模型的参数，可以适用于各种不同的路面情况。
但是，这种方法需要大量的数据进行训练，建模过程较为复杂。
12-孙雷——砌块墙体开裂过程数值模型及模拟分析
般认为砌块砌体的开裂多由砂浆开裂引起。取砌块砌
体的受拉、受压弹性模量相同，砌体一旦开裂即进入
塑性阶段，其受拉应力-应变全曲线如公式（3）、（4）
所示[9]:
当 0 时， / E
（3）
当 0 时，
/ ftm ( / t ) 2 / t -1 1.7 + / t
SUN Lei1, WANG Shaojie2, LIU Fusheng1*, CUI Zhaoyan1
(1. Water Conservancy and Civil Engineering College，Shandong Agricultural University，Tai’an 271018, China；
were selected as research subject, and the numerical simulation of the walls fracture process was carried out by adopting the simplified micro-modeling technique and the cohesive surface model, in which the bonding strength, damage and slip between the interactive interfaces were taken into account. Three iterative algorithm were discussed，and the main factors related with the shear strength and fracture patterns, namely compressive loads, aspect ratios and the mortar strength, were analyzed. In addition the numerical simulation results were compared against building damages in the Wenchuan earthquake. The results indicted that compressive loadings and aspect ratios change the cracking loads and fracture patterns significantly，and the mortar strength plays vital parts on the integral working performance. The simulation can accurately reflect the crack initiation, propagation until rupture through the whole wall，and the results are in good agreement with building damages in the Wenchuan earthquake. The method and conclusion can provide beneficial references for in-depth numerical simulation of masonry wall fracture process and structural reliability analysis. Keywords : cohesive surface model；nonlinear contact；fracture patterns；numerical simulation
EPT裂缝预测_FRgeoMech_CH
FRS fractureFRgeoMech参考手册E&P Tech, Inc.FRS fractureFRgeoMech 版本 3.0参考手册地质力学裂缝预测E&P Tech, Inc.4800 Sugar Grove BlvdSuite 607Stafford, TX 77477, U.S.A.Phone: +1 (281)2775901Fax: +1 (281)2775902support@目录概述 (1)1. File (2)2. Edit (5)3. View (7)4. StressModel (9)5. Discontinuity (12)6. Utility (15)概述FRgeoMech是裂缝储层描述软件（FRS）的模块之一。
它包括两种方法：地质力学建模和不连续性分析。
在地质力学建模方面，它建立与裂缝分布相关的构造模型。
输出的应变和应力能够帮助用户研究控制裂缝方向和密度分布的构造。
地质力学接近地质，所以地质岩层的纵波速度Vp，横波速度Vs和岩石密度和地层厚度都能够作为输入数据输入到网格中，或者使用它们的平均值（忽略岩性的各向异性）。
在不连续性分析中，使用二维和三维地震数据检测断层和子断层。
不连续分析由地质数据约束。
FRgeoMech给用户提供了一套使用构造不连续性、岩性和地层厚度等数据检测和解释与断裂指示相关的空间构造的工具。
启动FRgeoMech可以双击主控面板中的图标（图1），或在命令窗口中键入”mech”，然后按回车键。
FRgeoMech主窗口显示在图2中，主要菜单有File, Edit, Display, StressModel, Discontinuity和 Utility。
图 1图 21. FileFile – Load Stress Data图1-1功能：加载构造建模中输出的各种变量，如曲率，应变，应力和应力方向等，把它们显示在窗口中。
所有的曲率，应变和应力都可以作为背景。
EPoffice裂缝预测技术
FVPA 裂缝孔
隙度
裂 缝 发 育 程 度检测 剖面 FRS+局部构造熵非连续性检测，
与钻井、反演剖面结果对比，检测真 实、有 效
4
多属性各向异性裂缝密度拟合技术
FMI井裂缝约束校正
将成像测井解释数据作为硬数据，对地震裂缝解释数据进行校正和标定。
FMI井裂缝密度统计 地震预测裂缝密度统计
FMI测井、地震数据对于预测裂缝密 度的统 计比较
裂缝型储层地震响应随入射角和方位 角变化 ， 模拟结果指导裂缝分析描述
叠前地震方位属性优选技术
运用不同属性分别计算裂缝强度，通过井上FMI裂缝解释标定情况，认为衰 减起始频率（图③）对裂缝最为敏感，选作为裂缝强度计算。
T-256P [MD] 井A
MD 0FPoMints/Ita解dpole释pane裂l 1 缝90 0分.00 布Intensity
重建前
重建后
道集整形前
基于MWNI方法的道集重建技术
道集整形后
叠前道集整形技术
2
叠前地震方位各向异性正演及属性优选技术
岩石物理各向异性正演分析技术
模拟各向异性和各向同性 介质地震响应特征； 模拟不同方位角地震反射 振幅随偏移距变化特征； 交互分析地震方位振幅椭 圆与裂缝发育方向的关系。
裂缝型储层预测解决方案软件 EPoffice FRS+
短轴
R Y
长轴
azimuth
X
方 位 振幅值
恒泰艾普石油天然气技术服务股份有限公司 LandOcean Energy Services Co.,Ltd.
裂缝型储层预测解决方案软件 EPoffice FRS+
EPoffice FRS+裂缝型储层预测解决方案软件是恒泰艾普公司历经多年在新一代软件平台上 研发的新产品，适用于国内外各大能源公司常规（非常规）裂缝型油气藏研究，形成了从单 井裂缝分析-叠前各向异性裂缝检测-应力场分析的技术体系，居世界领先。
裂缝预测操作手册2009-1108
弹性位移建模工具—FaultED操作手册GTS Energy Services Inc.2009年11月目录总论弹性位移建模工具——FaultED第一节 FaultED –方法学第二节使用FaultED第三节创建一个模拟情景的流程第四节创建/修改一个观察网格的流程第五节模拟断层面板的流程第六节生成弹性模型的流程第七节生成ED属性的流程第八节输出断层面属性的流程第九节逻辑过滤器第十节属性范围过滤器第十一节在FaultED建模中使用列表编辑器第十二节研究实例——北海Gullfaks 油田总论弹性位移建模工具——FaultED在启动FaultED 模块之前，必须完成所有通常的框架建模任务，即必须完成断层解释和相交建模，没有把它们包含在FaultED建模中。
必须建立所有断层及其框架模型，并计算断层的断距。
TrapTester中的FaultED模块允许对用户定义的观察到的网格进行正演（或反演），产生一个变形面，匹配已有的地震面和模拟ED属性，在体积编辑器中用矢量表示或者用彩色图面表示。
允许你：（1）评价应变和应力矢量；（2）通过规格化的最大哥伦布剪切应力密度因子预测断层密度；（3）在3D中预测裂缝的方向；（4）预测裂缝模式-剪切或张性。
第一节 FaultED –方法学总论裂缝对流体流动的影响现在已经开始被考虑在蜂窝油藏模型和油藏模拟中。
断层和裂缝网络评价的关键是定义一个完整的裂缝网络，如空间分布、方位和裂缝类型或模式。
充分确定整个断层和裂缝网络的困难妨碍了对断层和裂缝对流体流动影响的评价。
可以从地震和井数据中提取断层和裂缝总体信息，但难以确定整个储层断层和裂缝的空间特征。
没有考虑或许已经发挥重要控制作用的断层滑动分布情况；在建立一个全样本地下地震断层模型时忽略了岩石力学作用。
断裂构造建模弹性断层理论应用的最新成果已经被TrapTester成功地实现，根据地震确定的断层形态和累计滑动的知识，可以预测地震可分辨断层周围岩石体内的应变和应力场。
裂纹尖端有限元模型建模技术研究和精度分析
1
前言
在进行断裂力学分析中，最大的困难是模拟裂纹从萌生到断裂的整个过程。这是在一个疲 劳载荷周期内，裂纹的扩展速率、开裂角度以及支裂纹等都会影响下一阶段的断裂模型的建立。 本文基于 ANSYS/APDL 语言提出了一种裂纹尖端模块化建模方法， 将已建立好的裂纹模块， 通 过各种形式的组和，快速得到所需裂纹形式。
同时，断裂力学中裂纹应力强度因子等参数的计算常采用的方法有限元法、边界元法以及 基于哈密顿体系的辛几何算法。前者属于数值解法，在进行裂纹应力强度因子计算时，存在应 力奇异的问题；而后两种方法属于半解析半数值的方法，能够很好的解决有限元法在裂纹尖端 存在应力奇异问题。但是，由于裂纹尖端常常有一定范围的塑性区域，该部位属于材料非线性 问题，边界元法和辛几何算法是无法考虑求解域内的材料塑性问题，这也是边界元法和哈密顿 体系下的力学分析无法在工程中广泛应用的一个重要原因之一。 基于有限元法的断裂力学分析可分为直接法和间接法。直接法指通过裂纹尖端附近的应力 场和位移场的关系直接确定应力强度因子的值；间接法指通过有限元法分析，依据能量守恒的 原理，求出中间变量（如：J 积分），进而根据应力强度因子与这些中间变量之间的关系，简介 换算出应力强度因子的数值。 直接法有自身的一些劣势，式 1 所列的是直裂纹尖端的应力场分布公式。KI 为应力强度因 子，KI 为一类裂纹的应力强度因子，r 是观测点与裂纹尖端之间的距离，可见随着观察点与裂 纹尖端节点距离的减小，应力值会随之增大，并趋近于无穷大。
裂纹尖端有限元模型建模技术研究和精度分析
王予津 1，张俊芳 2 1.上海交通大学机械与动力工程学院，200240 2.上海交通大学材料科学与工程学院，200240 [ 摘 要 ] 在进行有限元模拟裂纹扩展过程中，需要建立裂纹尖端模型、提取裂纹应力强度 因子等参数和裂纹扩展速率和方向的计算。 如果模拟某一部件从裂纹萌生到部件断裂这一过程， 就需要重复对不同时期的裂纹进行建模和分析。 本文基于于 ANSYS/APDL 语言， 通过建立模块 化的裂纹尖端模型，从而实现裂纹尖端模型的快速重建。并在上述技术基础上，又采用位移外 推法，J 积分和虚拟裂纹闭合法计算裂纹的应力强度因子，并与解析解进行了对比，分析不同裂 纹深度下，各个计算方法的误差。
第3章 水力压裂裂缝扩展模型及几何参数计算
H(x) 1− f y1
f
2 y1
⎤⎦⎥⎥⎫⎬⎪⎭⎪
26
（六）拟（假）三维裂缝扩展模型
压力方程：
dp
12q ( x) μ
dx = − H(x)Φ(1)W03
3
∫ ∫ Φ(1) =
−+2121(WW0
)3d( y ) H(x)
=
1 2
+1 2
−1 2
⎡ ⎣⎢1
−
(
2y )2 H(x)
⎤2 ⎦⎥
d(
2y ) H(x)
基本假设：
①裂缝是等宽的； ②压裂液从缝壁面垂直而又线性地渗入地层； ③缝壁上某点的滤失速度取决于此点暴露于液体中的时间； ④缝壁上各点的速度函数是相同的； ⑤裂缝内各点压力相等，等于井底延伸压力。
体积平衡方程： 注注入入速速率率＝＝滤滤失失速速率率＋＋裂裂缝缝体体积积变变化化率率
Q (t ) = QL (t ) + QF (t )
缝宽方程：
∫ ∫ Wfe
=
4(1 − v 2 )
π E H(x)
1 fl
f 2df 2 f2 p( f1 )df1
f
2 2
−
fl2
0
f
2 2
−
f
2 1
W0
=
2(1 − v2 )H(x)( pf E
− S1)
×
⎧⎨⎪1 − ⎩⎪
2
π
(
S2 pf
−
S1
)
⎡ ⎢cos−1
(
− S1 ⎣⎢
f y1)
−
f y1 ln
10
（一）卡特模型（裂缝面积公式）
滤失量QL(t)：
岩石冲击开裂裂缝条数预测模型的建立与验证
Ｘ ＝ （ ，２ … ， ） ０≤ ≤ １ １ ， ， ．
（） ２
（） ３
模 糊变 换为
Ｙ ＝Ｘ Ｒ ｏ ．
其 中 ： 表 示模 糊运 算． 际上 ， 实 模糊 变换 ｙ是 权 向 量 与模 糊评 判矩 阵 Ｒ 的合成．
Ｙ＝∑ 矿 ｆ Ｊ＝１
或 者模 糊运算
Ｔａ ． Ｃｏ ｒ ｌ ｔｏ ｅ ｒ ｅ ｆｖ ｒｏ ｓ ｆ ｃｏ ｓ ｂ ９ ｒ ｅａｉｎ ｄ ｇ ｅｓｏ ａ ｉｕ ａ ｔｒ
通 过灰 色关 联 的 分 析 方 法 得 到 各 因子 的关 联 度， 然后 根据式 （ ） 联度 归一 化处理 得 到权重 集 ９关
Ｘ ： １ ２ ，４ ，６ ） ： ０ １０ ， （ ， ，３ ，５ ，７ （ ． ５ ４
一
５ 一 ２
西安石油大学学报 （ 自然科学版 ）
以上述 ７ 个影响因素作为灰色关联分析的比较 序列 ， 实验结 果 作为 参 考序 列 ， 据式 （ ２ 一式 根 １）
（６ 计算 各 因子 的关 联度 ， 中分辨 系数 Ｐ取 ０５， １） 其 ．
结 果见 表 ９ ．
表 ９ 各 因 素 的 关 联 度
，
Ｄ Ｏ， （ ｉ ）＝ １ （～）一 （ √ Ｉ ｘ ｏ ） ． ，
ｍｉ ｍｉ ｎ ｎ
（２ １） （３ １） （４ １）
Ｄ ｉ ＝ ｉＩ （， ）一Ｘ ０ １ （， ． ） Ｄ ＝ ｉｌ （√ Ｘ ｉ ）一ｘ ｏ ）． （√ １
的关 联度 ， 即
Ｒ ｍＪ Ｌｒ １ ｍ Байду номын сангаас
ｍ ２
桕 … ｒ ｍ
ｒ表示 第 ｉ 因素 “在 第 个评语 ｖ上 的频 率分 布． 个 ｉ ｉ
9.3 裂缝计算方法
sk
(1 . 9 c 0 . 08
Es
r te
)
受弯构件 cr =1.5×1.66×0.85=2.1 构件受力特征系数
类 型
轴心受拉构件 cr =1.5×1.9×0.85×1.1=2.7
钢筋砼构件
预应力砼构件
受弯、偏心受压
偏心受拉
2.1
2.4
1.7
--
轴心受拉
2.7
f tk
Mc 1 . 1 1 M
1 . 1 0 . 65
s
sk
r te
9.3 裂缝宽度的计算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
四、最大裂缝宽度
实测表明，裂缝宽度具有很大的离散性。 取实测裂缝宽度wt与上述计算的平均裂缝宽度wm的比值为t 。
大量裂缝量测结果统计表明，t 的概率密度分布基本为正态。
采用rte 后，裂缝间距可统一表示为:
lm K 2 c K 1
d eq
r te
9.3 裂缝宽度的计算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
根据试验资料统计分析，并考虑受力特征的影响，对于常用的 带肋钢筋，《规范》给出的平均裂缝间距lm的计算公式为: 受弯构件
l m 1 . 9 c 0 . 08 d
第九章 变形和裂缝宽度的计算
9.3 裂缝宽度计算——荷载引起的裂缝宽度
一、裂缝的出现、分布与开展
9.3 裂缝宽度的计算
第九章 变形和裂缝宽度的计算
★在裂缝出现前，混凝土和钢筋的应变沿构件的长度基本上是均匀分布的。 ★当混凝土的拉应力达到抗拉强度时，首先会在构件最薄弱截面位置出现第 一条（批）裂缝。
w max t t l w m 0 . 85 t t l
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裂缝模型AVAz正演－正演结果的分析
操作和分析：
选择拟合裂缝段（时间或深度） 选择入射角。实际应用时，一般选 择具有最大偏移距的方位角道集绘 制各向异性椭圆。 单击鼠标即开始绘图。 分析各方位角道集绘制的AVO曲线
。0度代表裂缝法向，90度代表裂
缝走向。本示例中，沿裂缝方向， 振幅随着offset的增大而减小；垂直
Ly
数据的解释。
问题：少数时候对多井或多层段进行 正演模拟时，所得结果可能形成矛盾 。这时需要仔细分析原因，进行更多 的正演来获得正确的结论。（注： FRS近期增加了平均数据提取方式， 以提高模拟的稳定性）
井数据
井旁地震道
用方位角道集 绘制的AVO曲 线
合成地震记录
用入射角道集 绘制的各向异 性椭圆。
不同入射角、 不同方位角的 正演地震道集 数据 用户交互操作： 选定时间（深度 ）和入射角
各向异性椭圆扁率 Ratio＝长轴/短轴， 可解释为裂缝密度
各向异性椭圆 长轴的方向与 裂缝方向的关 系:
Maximum=平行 Minimum=垂直
FRS裂缝预测几个重要步骤－建立模型和正演计算
Φ1
Φ2
正演设计：裂缝介质流体置换的方
位 AVO道集模拟
正演需要的数据： A. 实际井的 P波、S波和 密度、 走向（正北）和密度。
VP/VS比，可置换的含
流体性。
FRS裂缝预测几个重要步骤－建立模型和正演计算
于裂缝方向，振幅随着offset的增大
而增大。这些特征与模拟的井的数 据和含流体性定义有关系。
裂缝模型AVAz正演－正演结果的分析
操作和分析：
分析各向异性椭圆。本示例中，各向 异性椭圆扁率Ratio =1.017代表模型定
义的裂缝密度。Orientaion=Minimum
说明本区各向异性椭圆的短轴平行于 裂缝方向。这个结论将应用于对实际 Lx