基于数字露头的多尺度裂缝模型建立及其对地下裂缝预测指导

塔里木盆地台盆区发育大面积的深层碳酸盐岩油气藏,构造裂缝是深层碳酸盐岩油气藏重要的储层渗流通道和储集空间,但受多种地质因素的影响其分布具有强烈的非均质性,目前无一套有效的技术方法解决储层多尺度裂缝定量化表征的难题。利用数字露头技术,建立露头区三维数字模型,并在此基础上开展露头裂缝识别及裂缝参数的定量描述。基于露头裂缝研究成果,对于不同尺度裂缝的发育特点采用不同的建模方法,针对大、中尺度裂缝,分别采用确定性建模方法和基于分维理论的优化融合建模方法;面对小尺度裂缝建模复杂的难题,利用多元信息融合方法融合断层走向模型、距断层距离模型以及地层构造曲率模型建立小尺度裂缝综合发育概率体,以裂缝综合发育概率体为约束,多元数据协同模拟构建小尺度裂缝网络模型。结果表明：在同一网格体系下,将多尺度裂缝模型及构造模型叠加获得露头原型地质模型。将露头原型地质模型研究成果应用于塔里木盆地跃满地区地下储层裂缝建模中,分尺度描述了裂缝产状、密度等主要建模参数,确定了裂缝发育主控因素,并结合井点裂缝分析成果,构建了储层多尺度裂缝网络模型,与单井裂缝解释、生产资料吻合度较好。实例研究表明露头原型地质模型研究成果可以为地...     

基于离散裂缝网络模型的储层裂缝建模

应用测井和地震资料分析储层裂缝在三维空间上的分布形态.首先对微电阻率成像测井EMI资料处理,人工识别出天然张开裂缝,计算裂缝的密度、长度、宽度、倾角、方位等参数,并生成LAS格式的数据;然后以GoCAD为软件平台,依据离散裂缝网络模型DFN原理,综合运用裂缝定量数据、测井数据和地震资料,建立普光气田碳酸盐岩储层裂缝地质...     

低渗透储层裂缝研究进展

储层裂缝对改善致密砂岩和碳酸盐岩等低渗透储层以及致密砾岩、火成岩、泥页岩等非常规低渗透储层的物性具有重要作用。通过总结近年来储层裂缝的相关研究进展,对储层裂缝的多种识别和预测方法进行了分析,并讨论了储层裂缝研究的几个关键问题。结果表明:储层裂缝的识别技术是点(岩芯、薄片)、线(测井)、面(相似地表露头区)、体(地震资料)和时间(生产动态资料)组成的多维综合体系;储层裂缝的定性预测主要是根据裂缝与构造部位和岩性之间的关系进行,定量预测方法包括井间直接插值法、曲率法、能量法与岩石破裂法(二元法)、地震法、分形分维法、构造应力场数值模拟法和多参数判据法等,每种预测方法各有其优势与不足,因此,需要综合多种方法才能实现储层裂缝的有效预测;储层裂缝研究的关键问题包括裂缝分布预测与精细表征、裂缝动态参数和裂缝三维地质建模等方面。最后,在油气田勘探开发中进行储层裂缝预测及建模等工作时,应以明确储层裂缝的成因、演化及主控因素为基础。     

塔里木盆地顺北5号走滑断裂带北段超深层裂缝储层的地震属性表征方法研究及应用

塔里木盆地顺北5号走滑断裂及其伴生裂缝的分布控制了储层的形成和油气的运聚成藏。如何选择对裂缝储层响应好的地震属性并用其描述储层的空间展布, 是裂缝型储层预测的研究基础。由于研究区不同尺度断裂裂缝发育规模差异较大及客观上存在地震分辨率的差异, 在实际研究过程中需要采用不同的技术方法及其组合对不同尺度和特征的断裂裂缝进行识别。地震属性对比测试表明倾角约束的高精度相干体和面状特征属性可表征断距超过40 m的大尺度断裂; 分频融合相干和应变能属性可表征断距15~40 m的中尺度断裂; 断裂似然体刻画和缝洞增强体可表征断距15 m以下的小尺度断层和裂缝。然后将典型地震属性与成像测井解释得到的实际裂缝数据及裂缝密度曲线进行相关性拟合, 进而优选出混沌属性、面状属性、结构张量第三分量、分频融合相干4种属性, 并将4种属性融合成新的属性用于裂缝密度体计算, 最后用该方法半定量预测裂缝的分布。裂缝预测结果表明以走滑断裂带中部的压扭性断裂处为中心, 约1.5 km范围的鹰山组下段地层整体裂缝最为发育, 为优势储层勘探开发区。      

非均质油藏多段压裂水平井不稳态压力分析半解析方法

基于点源函数理论和边界元思想,建立一种可用于非均质油藏多段压裂水平井非稳态压力分析的半解析模型。模型考虑储层横向非均质性的影响,计算所得结果与数值解进行对比与拟合,对横向渗透率的非均质性、储容比、窜流因数、裂缝导流能力、长度及各裂缝泄流面积的影响进行讨论。结果表明:随着储层横向渗透率非均质性的增强,各裂缝间流量的差异性增大;单一提高某一个裂缝附近的渗透率对压力影响较小;泄流面积的差异性仅在晚期对各裂缝流量分布有影响;裂缝导流能力仅对早期裂缝流量的分布有影响,裂缝越长,流量越大。     

碳酸盐岩裂缝研究进展及发展趋势

裂缝对碳酸盐岩储层油气产能有重要的影响。在总结碳酸盐岩裂缝的分类、成因、主控因素、识别与预测等方面的基础上,认为对非构造缝的分类、命名及其含义仍存在较大争议。裂缝成因主要包括构造作用、成岩作用、异常高压作用、剥蚀作用和风化作用。粒度和孔隙度对构造缝发育的影响机理有待进一步深入研究。沉积相对构造缝发育有一定的影响,但同一沉积相内岩性组成复杂,难以准确揭示裂缝发育的影响机理。直接研究岩性对裂缝发育影响更利于揭示裂缝形成机理。基于成岩演化序列对裂缝进行研究可明确裂缝形成时的岩石特征,为深入讨论构造缝发育的主控因素提供了基础。层间缝、缝合线、异常高压缝和溶蚀缝等非构造缝发育的主控因素有待进一步深入研究。近几年地震技术识别裂缝突破不大,非常规测井识别裂缝领域以声波远探测技术发展最快。常规测井识别裂缝一直是研究的热点问题,不同学者提出了40余种裂缝识别方法。测井、地震信息裂缝预测法预测结果可靠性高,是目前主流的裂缝预测技术。规范裂缝分类、梳理裂缝成因、深化构造缝发育机理研究、加强非构造缝主控因素探讨、提高常规测井裂缝识别率、综合现有不同裂缝预测技术预测裂缝是下一步裂缝研究的重要发展方向。      

利用成像测井评价储层孔隙空间的二维非均质性

针对当前储层非均质性评价中表征方法单一、评价仅限于一维的研究现状,提出利用FMI成像测井评价储层井周二维孔隙空间非均质性的方法。通过比较目标储层的孔隙度频数分布曲线,从宏观上判断储层井周二维非均质性。选取合适的孔隙度二值化阈值,明确原、次生孔隙的所在位置。利用成像孔隙度谱将储层进行分类,判断目标储层的储集特性。利用储层非均质程度系数T定量评价储层井周二维非均质性。相比于利用常规测井识别裂缝、孔洞,通过FMI成像测井判断储层非均质性具有评价形式多样化、连续性、方位性、直观性和分辨率较高的优势,从而提高对储层非均质性的认知程度。     

致密低渗透储层裂缝研究进展

我国致密低渗透储层的油气资源量巨大,但储层基质物性差,非均质性强,天然裂缝发育,勘探与开发难度大。天然裂缝是致密低渗透储层的有效储集空间和主要渗流通道,控制了这类油气藏的成藏、单井产能及开发效果,天然裂缝分布规律研究对致密低渗透油气藏的勘探和开发至关重要。在阅读国内外大量文献的基础上,系统地综述了致密低渗透储层裂缝研究中涉及的储层裂缝成因类型、控制因素、储层裂缝参数表征方法、裂缝有效性影响因素与评价方法、天然裂缝与人工裂缝的耦合关系等研究现状,探讨了现阶段储层裂缝研究中存在的问题及进一步需要开展的工作。非常规储层裂缝的形成机理与主控因素、多学科相结合的高精度裂缝井间预测及裂缝三维地质建模、裂缝的分级评价及有效性评价将是近期裂缝研究的重点。      

复杂岩性油藏精细描述研究进展

复杂岩性油藏作为目前油田开发中十分重要的油藏类型之一,其精细描述一直受到研究者的关注和重视。为了给有效开发和调整部署提供依据,系统梳理了目前复杂岩性油藏精细描述中存在的主要问题、主要研究内容和技术发展方向,并总结复杂岩性油藏研究进展。从国内复杂岩性油藏精细描述研究现状入手,总结了该项研究存在的6项主要问题,主要包括岩性岩相识别与分类、储层地质成因分析难度大、地层精细划分与对比具有特殊性、裂缝表征难度很大、测井精细二次解释精度低、地质建模井间储层预测准确率低等。基于文献调研和综述,结合科研实践,认为复杂岩性油藏精细描述核心内容包括岩性岩相识别与分类、储层地质成因机制分析、储集空间识别和描述、储层物性精细测井解释和储层地质建模等5个方面。在此基础上,指出了该项研究的发展趋势,主要包括地层精细划分与对比、微观孔隙结构表征、储层裂缝表征、储层综合定量评价和流体识别等。     

油藏数值模拟的裂缝/溶洞嵌入式计算模型

碎屑岩和碳酸盐岩油藏的数值模拟需要处理几何形态较为复杂的裂缝,对碳酸盐岩缝洞型油藏还须处理形状各异的溶蚀孔洞。采用传统的嵌入式离散裂缝模型时,需要将复杂裂缝划分为细密的网格,计算量较大,且难以准确处理溶洞。建立一种裂缝/溶洞嵌入式计算模型,对基质系统进行结构化网格剖分以形成基质单元,根据需要把单个裂缝或一组裂缝划分为一个裂缝单元,将大型溶洞根据几何形状划分为一个或数个连通的溶洞单元;采用推导的半解析方法计算裂缝或溶洞单元同基质单元的传导率,实现裂缝或溶洞在结构化基质网格中的嵌入。交叉裂缝、含洞储层和三维复杂缝网算例数值模拟结果表明,裂缝/溶洞嵌入式方法计算效率较高,对于形态较为复杂的裂缝和溶洞有很好的适用性。     

分形离散裂缝数值试井解释模型

基于分形理论,考虑裂缝中心、长度和密度的概率分布,以及主应力方向等条件,研究分形离散裂缝模型随机建模方法,建立离散裂缝数值试井解释模型,得到井底压力响应的数值解。对比数值解与基于连续性介质假设的解析解,证明数值试井解释模型的正确性和一致性。结果表明:在相同的分形维数条件下,试井曲线基本重合,说明分形维数对离散裂缝具有较好的控制程度,可以为离散裂缝随机建模提供依据,对认识天然裂缝性油藏裂缝发育特征具有参考意义。     

火山岩体追踪识别及其在气藏有效开发中的应用——以松辽盆地徐东地区营城组一段火山岩储层为例

针对火山岩储层非均质性强烈、横向变化大、有效预测和开发难度大等问题,以松辽盆地徐东地区营城组一段火山岩储层为例,综合岩芯、测井、地震和分析测试等多种资料,在火山岩体发育基本特征表征基础上,从储层精细划分、岩相分类与储层物性分析、有利开发区带预测等方面,阐述了火山岩体追踪识别在气藏有效开发中的应用情况。结果表明:松辽盆地徐东地区单个火山岩体平面上面积多在20km2,平均厚度多在300m;在火山岩储层精细对比中,加入火山岩体的追踪识别可以解决精细分层界限穿越火山岩体的"穿时"矛盾;火山岩体与火山岩相关系密切;靠近火山口的构造高部位多为好储层发育和有利的开发区域。     

低渗透油田油井见水规律分析

为了解决低渗透油田不规则面积注水井网中油井见水时间的计算及其影响因素的定量表征问题,将面积注采井网单元细分为一源一汇三角形最小计算单元,运用非达西渗流流管微元法得到不同面积注采井网类型条件下的生产井见水时间计算通式.以鄂尔多斯盆地X油田为例,研究井网类型、储层非均质性和裂缝发育程度对低渗透油田油井见水时间的影响,并通过统计回归得到沿裂缝方向、裂缝半长与油井见水时间之间的经验公式.结果表明:储层非均质性和裂缝规模对油井见水时间的影响最大,井网类型对其影响程度最小;不规则井网或油井所在最小三角形井网单元差异较大时,油井见水存在一个阶梯上升规律;油井见水时间与裂缝半长呈幂指数减小关系.     

矩形致密油藏直井体积压裂不稳态压力半解析方法

基于点源函数理论和边界元思想,建立一种可用于致密油藏直井体积压裂改造非稳态压力分析的半解析模型。模型考虑改造区与未改造区储层非均质性的影响,在均质条件下与解析解进行对比与拟合,并应用已建立的模型对改造区与未改造区渗透率差异性、体积压裂改造程度、改造面积和形态、主裂缝长度及导流能力等参数进行讨论。结果表明:随着改造区内渗透率的增大,压力损耗减小,受改造区面积的影响,单一提高改造区的地层渗透率对整体压力影响较小;相同的储层改造体积情况下,有效裂缝体积较大的开发效果最好。与常规压裂相比,体积压裂井的开发效果主要受主裂缝长度的影响而非导流能力。     

塔里木盆地库车坳陷博孜区块超深层致密砂岩储层裂缝特征及其对油气产能的影响

天然裂缝是深层致密砂岩储层重要的油气运移通道和储集空间,对库车坳陷博孜区块油气产能具有重要意义。利用岩心、薄片、成像测井以及实际生产资料,在明确塔里木盆地库车坳陷博孜区块超深层致密砂岩储层天然裂缝发育特征的基础上,厘定了天然裂缝对油气产能的影响。研究结果表明：库车坳陷博孜区块超深层储层构造裂缝发育,其中主要发育未充填-半充填的高角度剪切缝,局部发育半充填-全充填张性缝,受多期构造运动影响,区内主要发育N-S向和NW-SE向天然裂缝,部分呈近EW向;裂缝是研究区重要的储集空间和渗流通道,通过成像测井资料和试油资料构建了裂缝发育系数和裂缝有效系数用以定量表征裂缝对油气产能的影响,并建立了这两项表征参数和油气产能的定量评价图版,通过验证说明裂缝发育系数和裂缝有效系数可以较好地评价研究区裂缝的有效性,实现了通过裂缝参数对裂缝性储层品质的分类预测。研究成果不仅为研究区油气高效勘探开发提供了地质依据,同时提供了一个致密砂岩储层裂缝对油气产能影响的实例。     

不同渗透率油藏储层应力敏感性实验研究

为了探讨不同渗透率油藏储层应力敏感性的强弱,考虑低渗油藏储层裂缝发育的特征,利用巴西劈裂法室内实验研制含裂缝的储层物理模拟砂岩岩心,测试基质渗透率分别为18.876×10-3,234.247×10-3,540.12×10-3 μm2的均质岩心和裂缝岩心在不同有效压力下的渗透率变化,结合渗透率保持率这一表征参数来分析裂缝对储层应力敏感性的影响,对低渗油藏与中、高渗油藏储层应力敏感性的差别进行了研究。结果表明:裂缝的存在大大增强了储层的应力敏感性。裂缝性油藏储层应力敏感性与裂缝的闭合程度有关,裂缝在低有效压力范围内未完全闭合,储层应力敏感性较强;有效压力超过一定范围后,裂缝完全闭合,储层应力敏感性减弱。不同渗透率下无裂缝均质油藏储层的应力敏感性相近,但在含有相同裂缝条件的油藏储层中,渗透率较低的油藏储层应力敏感性较弱;实际油藏条件下,裂缝多发育在低渗油藏储层中,因此表现为低渗油藏储层应力敏感性比中、高渗油藏储层应力敏感性强。      

超深超高压裂缝性致密砂岩气藏气井不稳定压力分析

对于超深超高压裂缝性致密砂岩气藏,综合考虑孔缝并存、离散裂缝与连续介质裂缝并存、应力敏感效应及3个物性分区的影响,建立裂缝性致密砂岩气藏气井不稳定压力模型,采用Pedrosa变换、摄动变换、Laplace变换等方法求解模型,通过编程绘制不稳定压力典型曲线;根据不稳定压力典型曲线特征划分流动阶段,对影响因素进行敏感性分析。结果表明：复杂气藏压裂井渗流过程划分14个典型流动阶段;存在应力敏感效应时,导数曲线中后期位置更高;钻遇离散裂缝长度越长,Ⅰ区缝网系统线性流等阶段的导数曲线位置越低;流度比主要影响相应拟径向流和窜流等阶段的压力导数曲线。各区储容比越小,相应窜流阶段压力导数曲线上的凹子越深;各区窜流系数越小,相应窜流阶段压力导数曲线上的凹子出现时间越晚。该结果为超深超高压裂缝性复杂气藏试井解释提供支撑。     

渝东南地区龙马溪组构造应力场数值模拟及裂缝有利区预测

渝东南地区页岩储层发育,以下志留统龙马溪组为主力储层。此类页岩储层以构造裂缝发育为主要特征,是控制研究区油气运移与富集的主要因素。对渝东南地区龙马溪组的裂缝进行预测,可为研究区下一步勘探开发提供重要依据。以野外地质踏勘为基本方法,选取区内典型剖面,对渝东南地区的构造特征进行系统分析;在此基础上,针对研究区龙马溪组页岩储层建立地质模型,利用有限元分析软件ANSYS15.0进行构造应力场数值模拟。以构造应力场数值模拟结果为依据,进一步综合页岩储层的多个影响因素,引入"裂缝综合发育系数I_F",定量表征与预测页岩储层的裂缝分布与发育程度。结果表明,裂缝综合发育系数I_F越大,页岩储层裂缝越发育。依此将渝东南地区龙马溪组页岩储层划分为Ⅰ类裂缝有利区带（I_F ≥ 3.0,裂缝发育）、Ⅱ类裂缝有利区带（（3.0,2.0],裂缝较发育）和Ⅲ类裂缝有利区带（2.0,1.0]。构造应力场数值模拟结果恢复再现了喜马拉雅时期的构造应力场,与实际地质构造取得了较高的吻合度。      

河西务构造带J１１断块储层非均质性

针对渤海湾盆地廊固凹陷河西务构造带J１１断块沙四上亚段Ⅰ~Ⅲ砂组储层的非均质性进行了分析,从微观和宏观两个方面入手,分析了其主控因素.结果表明:研究区储层非均质性表现为层内非均质性、层间非均质性、平面非均质性和岩石微观非均质性.层内非均质性主要受渗透率韵律类型、夹层分布特征差异影响;层间非均质性主要受隔层分布特征、分层系数、砂岩密度特征影响;平面非均质性主要受砂体连续性影响;微观非均质性主要受岩石结构及孔隙结构影响.沉积环境和成岩作用是储层非均质性的主控因素.通过对上述影响因素的分析,对研究区主力小层进行了储层评价,预测有利储层分布在研究区的东南部和西南部地区,为下一步勘探开发提供了一定的依据.      

储层构造裂缝识别及预测研究进展

构造裂缝的发育改变了储层岩石的物性与力学性质,严重影响着压裂施工及油气开发效率,因此,查清构造裂缝的发育特征具有非常重要的理论与实际价值。但由于仪器探测能力的限制,准确识别天然裂缝的难度很大,目前尚无一种系统的方法可以精确表征裂缝的发育特征。基于前人研究成果,认为构造裂缝的发育规律、形态特征等主要受控于岩石物理性质及构造应力场。对比分析了露头、岩心、测井、离散随机建模、地震、构造应力场模拟等裂缝研究方法的优势与局限性,总结了构造裂缝研究的趋势,归纳出系统研究裂缝的方法:①结合地震、岩心、测井及离散随机建模的裂缝研究系统;②结合构造应力场模拟与岩心、测井相结合的裂缝研究系统。