[发明专利]一种模拟煤岩裂缝的DFN裂缝模型建模方法

说明书

本发明涉及一种模拟煤岩裂缝的DFN裂缝模型建模方法，包括以下步骤：步骤S1：从面割里的间距、长度和方位角的统计数据中随机选取数值，生成第一层的二维面割里骨架模型；步骤S2：从端割里的间距和方位角统计数据中随机选取数据，在面割里骨架模型的基础上，生成第一层的二维端割里骨架模型；步骤S3：根据面割里和端割里的倾角统计数据，分别在第一层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型的基础上，生成后续层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型，最终合并生成三维裂缝模型，本方法模拟这个割里系统的形成过程，从而最大程度的还原并描述了煤岩割里系统，形成的煤岩的三维裂缝模型更加精准清晰。

技术领域

本发明涉及一种模拟煤岩裂缝的DFN裂缝模型建模方法，属于模拟建模方法。

背景技术

离散型裂缝模型(Discrete Fracture Network Model,简称DFN)是目前最为准确的用来描述裂缝系统的模型。与传统意义上的等效多孔介质模型相比，DFN模型准确的描述了单个裂缝的产状、几何形态、尺寸、宽度等性质，为获得精确的裂缝几何模型与裂缝参数模型提供了可能。通常，DFN建模的方法是在已获取的裂缝信息基础上，统计分析其各类参数，再通过随机模拟的方式生成。

反应一个裂缝系统的孔渗性质的参数，不仅仅有裂缝的几何参数(如裂缝宽度、长度、开合度等)，还受其各个裂缝之间连通或相交情况控制。对于煤岩的裂缝系统(亦称作，割里系统)，它有其特有的形态特征和分布形式，通常呈现出两组形态不同的割里类型——面割理和端割理。面割理呈板状延伸，互相平行发育，连续性好，是煤层中的主要裂隙。端割理只发育于两条条相邻的面割理之间，与面隔离呈直角相交(T字相交)，且相互平行，是煤层中的次生裂隙。因此，两组割理在空间上交割成立体网状，从而把煤体切割成一系列的方形基质块。

显然，用传统DFN建模方法生成的煤岩割里系统仅仅包含了裂缝的几何特征参数。但由于裂缝分布的空间随机性，各个裂缝之间的相交形式、连通性(如，T字相交形式)却具有极大的不确定性，不符合真实割里系统的发育特征。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为克服上述问题，提供一种提高模拟精准度的模拟煤岩裂缝的DFN裂缝模型建模方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种模拟煤岩裂缝的DFN裂缝模型建模方法，包括以下步骤：

步骤S1：从面割里的间距、长度和方位角的统计数据中随机选取数值，生成第一层的二维面割里骨架模型；

步骤S2：从端割里的间距和方位角统计数据中随机选取数据，在面割里骨架模型的基础上，生成第一层的二维端割里骨架模型；

步骤S3：根据面割里和端割里的倾角统计数据，分别在第一层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型的基础上，生成后续层的二维面割里骨架模型和二维端割里骨架模型，最终合并生成三维裂缝模型。

优选地，还包括步骤S4：根据面割里和端割里的开合度统计数据，给三维裂缝模型赋予裂缝张开度。

优选地，所述步骤S1具体为：

S11：根据裂缝生成一个m×n×h的三维零矩阵，再生成第一层A1＝A(:,:,1)的裂缝系统，从“面割里间距统计数据”中随机读取间距数值，再根据读取的数值A1(:,m/2)列上选取面割里中心点，将面割里中心点处的元素设置为1；

S12：从“面割里方位角统计数据”和“面割里长度统计数据”中随机读取方位角和长度的数值，从面割里中心点出发，根据读取的方位角和长度，以中心点为中心，生成相应的直线段，即为起始面割里；

S13：再次从“面割里方位角统计数据”和“面割里长度统计数据”中随机读取方位角和长度的数值，以所述起始面割里的两个端点为起点，生成两个相应的直线段，延长起始面割里的长度；