(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111442768.0 (22)申请日 2021.11.30 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114091287 A (43)申请公布日 2022.02.25 (73)专利权人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 江有适　寇焱　李勇明　贾靖　 赵金洲　 (74)专利代理 机构 成都其知创新专利代理事务 所(普通合伙) 51326 专利代理师 房立普 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06K 9/62(2022.01) G06F 119/02(2020.01) 审查员 高宇峰 (54)发明名称 基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化 裂缝参数的方法 (57)摘要 本发明公开基于复杂网络理论评价裂缝连 通性及优化裂缝参数的方法， 包括以下步骤： 根 据地层天然裂缝前期认识及岩心裂缝统计分析 获取地层天然裂缝分布规律及特征参数， 并基于 此建立天然裂缝离散裂缝网络模 型； 设置水力压 裂裂缝， 确定裂缝网络中裂缝的相交关系及交点 坐标； 根据复杂网络理论将实际裂缝网络转换为 复杂网络对偶拓扑图， 并计算复杂网络的评价性 指标， 实现对裂缝网络连通性的评价； 改变水力 压裂裂缝参数， 得到不同水力裂缝方案的评价指 标， 对比不同方案的评价指标， 实现水力裂缝位 置、 缝长等裂缝参数的优化。 本发明能够有效评 价地层裂缝网络的连通程度并实现水力压裂裂 缝参数的优化， 对于油气田增产改造方案的制定 具有一定指导作用。 权利要求书2页 说明书12页 附图7页 CN 114091287 B 2022.10.18 CN 114091287 B 1.基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 步骤S10、 根据地层天然裂缝前期认识及岩心裂缝统计分析获取地层天然裂缝分布规 律及地层天然裂缝实际特 征参数； 步骤S20、 根据地层天然裂缝分布规律及地层天然裂缝特征参数建立天然裂缝离散裂 缝网络模型； 步骤S30、 设置水力压裂裂缝参数， 并根据天然裂缝离散裂缝网络模型确定裂缝网络 中 裂缝的交点 坐标和裂缝的相交关系； 步骤S40、 根据复杂网络理论和裂缝网络中裂缝的相交关系将实际裂缝网络转换为复 杂网络对偶拓扑图； 步骤S50根据转换后的复杂网络对偶拓扑图计算复杂网络的平均度、 中心度、 平均聚类 系数， 并根据平均度、 中心度、 平均聚类系数计算综合评价指标； 步骤S60、 设置多个水力裂缝方案的水力压裂裂缝参数， 并重复步骤S30 ‑S50得到多个 水力裂缝 方案的综合评价指标； 步骤S70、 根据多个水力裂缝 方案的综合评价指标确定最优水力裂缝 方案。 2.根据权利要求1所述的基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法， 其特征在于， 所述 步骤S10中地层天然裂缝 特征参数包括裂缝长度参数、 裂缝 走向参数。 3.根据权利要求1所述的基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法， 其特征在于， 所述 步骤S20中建立天然裂缝离 散裂缝网络模型的具体过程 为： 步骤S201、 根据地层天然裂缝分布规律随机生成天然裂缝离散裂缝网络模型的裂缝数 据； 步骤S202、 基于分形离散裂缝网络理论确定生成裂缝中心点的坐标， 并利用裂缝中心 点的坐标和裂缝数据， 建立裂缝对应直线 方程， 计算生成裂缝的端点坐标， 并得到各裂缝坐 标取值范围； 步骤S203、 赋予裂缝中心点裂缝属性， 建立天然裂缝离 散裂缝网络模型。 4.根据权利要求3所述的基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法， 其特征在于， 所述 步骤S30的具体过程 为： 步骤S301、 设置水力压裂裂缝参数， 再对水力压裂裂缝参数进行编号并记录其水力裂 缝端点坐标； 步骤S302、 根据步骤S202中生成裂缝的端点坐标与步骤S301中的水力裂缝端点坐标， 建立各裂缝的直线方程， 并求 解出相交裂缝的交点 坐标； 步骤S303、 根据步骤S302中所得相交裂缝的交点坐标并结合对应裂缝各自坐标范围， 判断裂缝相交关系； 步骤S304、 重复步骤S3 02‑S303直至完成整个 裂缝网络中裂缝相交关系的判断并记录 。 5.根据权利要求4所述的基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法， 其特征在于， 所述 步骤S40的具体过程 为： 步骤S401、 将天然裂缝离散裂缝网络模型中的每条裂缝都转换为复杂网络理论下的节 点并编号记录； 步骤S402、 根据裂缝相交关系， 将相交裂缝对应节点用一条边相连， 并编号记录；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114091287 B 2步骤S403、 重复步骤S402直到 完成对裂缝网络中所有裂缝及其相交关系的转换。 6.根据权利要求1所述的基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法， 其特征在于， 所述平均度的计算公式如下： 式中： Kp为平均度； M为裂缝网络中节点的总数； Ki为任意复杂网络中节点 i的节点度。 7.根据权利要求1所述的基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法， 其特征在于， 所述中心度的计算公式如下： 式中： di为中心度； M为裂缝网络中节点的总数； Ki为任意复杂网络中节点 i的节点度。 8.根据权利要求1所述的基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法， 其特征在于， 所述平均聚类系数的计算公式如下： 式中： C为平均聚类系数； Ci为节点i的聚类系数； M为裂缝网络中节点的总数； Ei为节点i 的相邻节点彼此相连边的实际数量。 9.根据权利要求1所述的基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法， 其特征在于， 所述综合评价指标的计算过程 为： 首先， 分别将平均度、 中心度、 平均聚类系数进行无因次化， 具体无因次化计算公式如 下： 式中： Li为任意水力裂缝方案i 的某种裂缝连通性评价指标无因次化值； li为任意水力 裂缝方案i的某种裂缝连通性评价指 标； max(li)为所有备选水力裂缝方案中的某种裂缝连 通性评价指标的最大值； 再将所得无因次化后的平均度、 中心度、 平均聚类系数计算得到综合评价指标， 具体计 算公式如下： 式中： Fi为任意水力裂缝方案i的综合评价指标， 其值越大代表该方案下的裂缝的连通 性越好； LKi为任意水力裂缝方案i下平均度的无因次化后的值； Ldi为任意水力裂缝方案i下 中心度无因次化后的值； LCi为任意水力裂缝 方案i下平均聚类系数 无因次化后的值。 10.根据权利要求9所述的基于复杂网络理论评价裂缝连通性及优化裂缝参数的方法， 其特征在于， 所述 步骤S70中确定综合评价指标最大的水力裂缝 方案为最优水力裂缝 方案。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114091287 B 3