石油行业中裂缝网络模拟是怎样的情况呢？
裂隙网络模拟
Tom Doe, Golder Associates
tom_doe@golder.com 李采译，吴爱民校译
离散裂隙网络（Discrete Fracture Network, DFN）模拟努力将真实的裂隙网络地质与几何性质包含到地下水模拟中。DFN模拟适合那些裂隙在水流系统中占支配地位的问题。通过忽略基体（或将它简略为一个双重孔隙系统），这个数值模型包含一个与三维空间相连的二维平面，从而形成裂隙网络结构。实际上，每一个平面本身都是一个具有导水系数、储水系数和输水孔隙的含水层。所有这些参数可以在一条单个裂隙中被定义，均匀或非均匀分布。裂隙网络模型的有限元网格显示嵌于在岩石基体中的特征（图1）。
图1
图2
裂隙网络模拟的根源可追溯到David Snow（1965）论文工作。Snow推广了一种思想，即将各条裂隙处理为含水层或导水管并将岩石总体性质作为每条裂隙贡献的一个集合。20世纪70年代，在岩石总体稳定性风险分析的推动下，裂隙几何与水文性质统计方法得到了发展。裂隙网络模型便是Snow的裂隙导水管的概念、几何统计学与有限元水流解算器相结合的产物（Long, et al., 1983; Dershowitz, 1984）。
20世纪80年代与90年代，在放射性废物处置研究中地下试验设施的应用中，裂隙网络模型获得极大发展。Stripa 项目（Fairhurst, et al. 1993），Kamaishi 项目（日本）,Aspo硬岩实验室（瑞典）促进了DFN模型向实际应用的发展。试验设施工作得到的一个主要认识是DFN模型应该作为确定性的特征的主要导水管道（断层，裂隙带等）（图2），叠加在随机产生的特征背景上。对于分层系统，模型还可能包含具有基质特性的顺层面裂隙。
裂隙网络模型可以用在许多方面。这个网络可以被离散并通过定义适当边界条件直接模拟来求解，得到如图3中模拟井测试的结果。另一种就是定义连续体的参数，对于像MODFLOW这样的多孔介质解算器，通过在连续体每个网格单元内提取网络来计算水流，或者从裂隙几何学中计算每个单元的透水系数张量(图4)。
图3
图4
和许多模型一样，为DFN模拟定义输入参数是极富挑战性的。对于裂隙网络模型，重要的是要认识到起导水作用的网络通常只是所有给予地质定义的裂隙的一小部分。这些年来的新方法，如改进的水流测井和井内电视录井，通过识别导水裂隙并确定它们的地质与几何性质，对于定义这小部分子集提供了极大的帮助。井孔试验分析的发展也为约束定义裂隙网络提供了资料，同时也为测试DFN模型性能提供了依据。
——摘自International Groundwater Modeling Center Newsletter；Volume XX，Issue 1；Spring 2002。
