页岩储层层理及天然裂缝发育、各向异性特征显著,水力压裂改造后的缝网非常复杂,缝网的准确表征是压裂效果评价的核心和压裂施工优化的基础,微地震监测技术作为监测压裂裂缝的主要方法,可以获取压裂改造时事件点的时空信息,但是如何基于微震事件准确构建连续裂缝网络并揭示裂缝网络复杂拓扑结构特征是现在所面临的关键问题。针对上述问题,本文具体工作与研究内容如下: 针对缝网表征中无效事件点干扰问题,提出了一种基于椭球邻域的密度聚类算法(RAPCDB)。首先通过随机抽样一致算法(RANSAC)对微震事件做平面拟合,得到破裂面模型参数与法向量,然后利用主成分分析方法(PCA)识别破裂面特征参数,得到裂缝网络三维特征参数(裂缝网络形态与方位);最后通过识别出的裂缝网络形态与方位来改进密度聚类算法(DBSCAN)的搜索邻域机制得到RAPCDB算法。实验结果表明,RAPCDB算法能够有效识别出无效事件点,并且RAPCDB算法相比于DBSCAN算法与基于密度的局部异常值的离群点检测方法(LOF)更能适应微震事件点云的空间分布特征,识别无效事件点的准确性更高。 针对现有裂缝表征方法在揭示裂缝网络复杂拓扑结构特征方面的不足,提出了一种基于复杂网络的缝网表征方法。首先依据“点缝”连接准则,利用微震事件点构建出连续裂缝网络;然后基于复杂网络理论和裂缝网络中裂缝的相交关系与分支指数值将连续裂缝网络转换成复杂网络拓扑图;随后通过复杂网络统计指标分析复杂缝网的度分布情况,识别出缝网中的关键节点;最后基于复杂网络拓扑结构图中裂缝节点的连接情况与分支指数,对裂缝节点进行分类,并根据分类结果建立了一种基于裂缝网络拓扑结构的水力压裂效果综合评价指标及其表达形式。通过实例分析与相关性分析结果表明,综合评价指标与储层体积SRV呈一定程度上的正相关,当综合指标值越大时,储层体积SRV越大,水力压裂效果也就越好。本文方法有助于压裂工程师从复杂缝网拓扑结构的角度深入理解水力压裂后的缝网情况,从而优化施工工艺,提高压裂作业的效率和效果。