特低渗透砂质砾岩储层裂缝识别及预测研究——以准噶尔盆地西北缘红153井区为例

储层裂缝识别及预测的常用方法有常规测井及成像测井技术,主要应用于碳酸盐岩和砂岩储层,对特低渗透砂质砾岩储层裂缝研究较少,目前缺乏有效的预测手段。以准噶尔盆地红153井区特低渗透砂质砾岩储层为例,建立了一套集地质、地震、测井等技术手段于一体的砂质砾岩油藏裂缝定量表征方法。首先通过岩心、薄片等资料分析裂缝成因、发育特征及主控因素,开展裂缝特征宏观描述,在此基础上,综合利用岩心资料、成像测井及常规测井资料,建立特低渗透砂质砾岩油藏测井裂缝识别模式和解释模型,进行单井裂缝识别和预测;然后通过提取地震叠前各向异性,并结合地震资料、井资料及该区的沉积特征,开展裂缝密度、裂缝方位等规律预测;最后通过岩心、成像测井以及试油试采等资料对裂缝的识别和预测结果进行验证。应用结果表明,红153井区裂缝识别准确率达71.3%,地震叠前裂缝预测结果和实际生产情况吻合良好。     

应用地震纵波方位各向异性定量预测火山岩裂缝

裂缝是火山岩储层的重要组成因素,火山岩裂缝的定量预测是石油物探方法技术研究的前沿课题之一。从火山岩裂缝实际地质特征出发,基于叠前三维地震资料,采用纵波方位各向异性方法预测火山岩储层裂缝发育方向与相对密度;进一步结合FMI测井标定计算得到具有实际地质意义的裂缝密度定量预测成果。应用该方法对松南气田营城组火山岩储层进行裂缝定量预测研究,预测结果符合研究区火山岩裂缝发育规律并与主力含气储层区相吻合,验证了基于纵波方位各向异性的井震结合火山岩裂缝定量预测方法的有效性。     

川西南部大兴场地区栖霞组储层发育有利区预测

大兴场地区栖霞组大面积发育受滩相控制的晶粒云岩及颗粒灰岩储层,其储层类型为裂缝-孔隙型。为了预测栖霞组储层发育有利区,在分析研究区地质特征,总结储层地震响应特征、测井响应特征基础上,对古地貌进行恢复,并选取敏感属性定性预测储层发育有利区;其次进行裂缝预测,找到小断裂及裂缝发育区;同时利用叠后地震属性进行烃类检测试验;最后综合以上的几种预测结果和构造成果综合预测栖霞组储层发育区。     

龙门山金马—鸭子河推覆构造带雷四段储层脆性与裂缝预测

龙门山金马—鸭子河推覆构造带展现出盆—山结合区域地表、地下地质条件复杂的"双复杂"特点,致使储层和裂缝预测难度较大。为此,结合区内地质、地球物理特征,在分析白云岩、灰岩、膏(盐)岩的测井响应差异的基础上,基于地震数据计算岩石脆性与裂缝参数,并以此研究优质脆性储层空间展布和裂缝发育特征,且得出以下认识:(1)根据测井和地震数据分别计算的脆性系数清晰地刻画了白云岩、灰岩储层与上覆泥岩、下伏膏(盐)岩的脆性差异,并据此研究了优质脆性储层空间展布和裂缝发育特征;(2)雷四上亚段储层中存在构造和非构造两类裂缝,其展布规律与构造、沉积等多种内外因素密切相关,且在气藏圈闭内的不同构造部位的裂缝发育程度存在差异;(3)充分利用不同岩性的脆性差异及脆性与裂缝之间的密切关系,能更深刻地认识优质储层的地质特征,但受脆性系数计算精度、地震分辨率等客观因素制约,尚难以精确定量预测脆性储层中的裂缝;(4)雷四上亚段的孔隙度较高、微裂缝较发育、脆性较强的白云岩和灰岩储层,应是气藏开发中选点、选层的关键目标。上述认识在金马—鸭子河推覆构造带PZ1、YaS1等井的实钻资料中获得了验证。     

顺南地区奥陶系碳酸盐岩储层地震识别与评价

顺南地区碳酸盐岩储层类型多、埋深大,储层规模、空间分布及发育程度复杂,区内钻井少,地震资料信噪比相对较低,储层识别与评价难度大。针对研究难点,首先,基于研究区内钻井、测井、地震和地质资料,进行了岩石物理参数特征分析,建立了符合地下实际情况的地震地质模型,通过正演模拟研究了碳酸盐岩储层的地震波场特征,建立了不同类型储层的地震识别模式;其次,开展不同类型储层的地震敏感参数分析,明确了不同尺度储层的预测方法以及小断层、裂缝的识别方法;最后,综合储层、断层及裂缝、油气等预测结果开展含油气储层发育区评价,优选有利区带及勘探目标。结果证明,采用上述思路对顺南地区碳酸盐岩储层进行识别与评价是有效的。     

塔里木油田奥陶系碳酸盐岩缝洞储层的定量地震描述

综合地震数据、地下的测井和钻井资料,对塔里木盆地中—下奥陶系的碳酸盐岩缝洞系统进行三维的空间雕刻和描述。利用地震数据,提取地震几何属性,成像和描述了与岩溶储层相关的地质特征,这些特征包括了岩溶河道、溶洞、平面的圆形或椭圆形断裂特征和裂缝通道等。地震相分析可以用于确定主要岩溶特征,如溶洞和裂缝通道的空间分布及其地震几何属性的门限值;构建构造网格模型并使其与地震数据有同样的分辨率,可以有助于准确地模拟岩溶储层的地质特征;对主要岩溶地质特征(溶洞和裂缝通道)的空间连通性进行分析,可以建立缝洞连通体的空间结构模型;通过测井相分析以及通过井的地质资料、成像测井和钻井资料对其标定,可以建立井的储层类型地质模型;通过地震的约束及测井信息,利用建模技术可以描述储层内部的非均质性,如储层类型和孔隙度分布的地质模型;与缝洞连通体的空间结构相结合,可以得到缝洞连通体的储层地质模型。该研究介绍了定量地震描述方法在奥陶系碳酸盐岩缝洞储层中的应用,研究表明,对岩溶储层缝洞系统的定量地震描述,有助于进一步了解缝洞储层的地质成因及其对储层的地质控制作用。     

储层裂缝识别和预测方法

针对裂缝性储层并没有一套完整的表征技术方法,但在储层裂缝识别和预测方面取得了很大进步,特别是地球物理方法的发展,包括先进的测井系列应用、地震资料的应用、裂缝数学方法的介入及计算机三维建模技术的应用等.储层裂缝研究方法通常包括露头、岩心、地球物理、数值模拟、裂缝储层地质建模和钻井(油藏)动态分析方法等.裂缝性储层研究的关键就是在井筒附近储层裂缝描述的基础上,利用各种技术方法确定储层成因机制和分布规律,并预测未知区裂缝的分布及其定量化描述.其研究方法可归纳为3个方面:裂缝描述,裂缝探测,裂缝预测.裂缝预测分为定性预测和定量预测,定性预测主要是通过裂缝形成的控制和影响因素分析和认识裂缝的分布规律来预测裂缝的发育程度,定量预测是在确定裂缝的成因机制和分布规律的基础上,根据岩石的破裂理论,用量化的参数来预测裂缝的发育程度.     

基岩油气藏裂缝性储层的成像测井评价及裂缝预测

基岩油气藏裂缝性储层具有复杂的储集空间和储层非均质性,为了实现对基岩油气藏的储层精细评价和裂缝预测,以岩心分析资料为基础,将常规测井、成像测井、地震资料与地质理论相结合,对研究区的7口井进行了裂缝及孔洞分析、现今地应力与裂缝有效性分析和储层裂缝定量评价,综合预测了裂缝发育带。分析结果表明,研究区古生界变质岩地层中基本以基岩内幕油气藏为主;现今最大水平主应力方向主要呈北东-南西向和北东东-南西西向;裂缝的主要走向与古潜山主断层走向大致平行,属纵裂缝;裂缝主要发育在东西两侧靠近断层、近源的构造陡坡上的硬脆性变质岩段。此解释结果与试油资料、地质情况吻合较好。     

塔里木油田奥陶系碳酸盐岩缝洞储层的定量地震描述

综合地震数据、地下的测井和钻井资料,对塔里木盆地中—下奥陶系的碳酸盐岩缝洞系统进行三维的空间雕刻和描述。利用地震数据,提取地震几何属性,成像和描述了与岩溶储层相关的地质特征,这些特征包括了岩溶河道、溶洞、平面的圆形或椭圆形断裂特征和裂缝通道等。地震相分析可以用于确定主要岩溶特征,如溶洞和裂缝通道的空间分布及其地震几何属性的门限值;构建构造网格模型并使其与地震数据有同样的分辨率,可以有助于准确地模拟岩溶储层的地质特征;对主要岩溶地质特征（溶洞和裂缝通道）的空间连通性进行分析,可以建立缝洞连通体的空间结构模型;通过测井相分析以及通过井的地质资料、成像测井和钻井资料对其标定,可以建立井的储层类型地质模型;通过地震的约束及测井信息,利用建模技术可以描述储层内部的非均质性,如储层类型和孔隙度分布的地质模型;与缝洞连通体的空间结构相结合,可以得到缝洞连通体的储层地质模型。该研究介绍了定量地震描述方法在奥陶系碳酸盐岩缝洞储层中的应用,研究表明,对岩溶储层缝洞系统的定量地震描述,有助于进一步了解缝洞储层的地质成因及其对储层的地质控制作用。     

P波各向异性裂缝预测技术在ZY区碳酸盐岩储层中的应用

利用地震数据较为准确地预测碳酸盐岩中的裂缝发育区,是碳酸盐岩裂缝型储层预测的关键手段。文中介绍了基于HTI(具有水平对称轴的横向各向同性)介质P波各向异性裂缝预测方法的原理及思路流程,从ZY区成像测井及岩心资料的裂缝发育情况出发,以叠前地震数据为基础,进行研究区碳酸盐岩裂缝分布特征的预测。通过与衰减有关的P波各向异性得到研究区的裂缝发育特征,认为裂缝发育情况与断层展布特征关系密切,区内裂缝方向以北东向为主,北北东为辅。成像测井及岩心资料上的裂缝信息验证了预测结果的可靠性和准确性;在预测裂缝分布特征基础上设计的井位,试油也获得工业油流。以上理论和应用实践表明,P波方位各向异性裂缝预测方法能够准确预测碳酸盐岩储层裂缝的分布特征,有效提升油气预测的成功率。     

水平层理缝岩石物理建模及其地震响应特征

裂缝介质的岩石物理建模及其地震响应特征分析,是利用地震资料进行裂缝性储层预测的重要基础,通过岩石物理建模可以建立起有效的地震反演及储层描述方法。针对非常规页岩油气储层具有的水平层理缝特征,开展了岩石物理建模方法及其地震响应特征研究。利用实际岩样数据与测井数据,采用Voigt-Reuss-Hill（VRH）边界和等效自相容近似（SCA）理论,将非粘土、粘土、孔隙和流体进行组合得到岩石背景介质;结合实际裂缝产状和发育规律信息,通过Chapman多尺度裂缝岩石物理模型引入水平层理缝;采用传播矩阵方法正演得到地震响应。基于此,结合实际工区资料,形成了一套基于多尺度裂缝岩石物理模型的水平层理缝建模方法及技术流程,并在江汉油田页岩油储层中进行了应用研究。正演结果表明：页岩储层的水平层理缝较发育,地震响应具有明显的频变特征,而且水平层理缝的裂缝长度与裂缝密度是影响其地震各向异性最重要的参数,以上参数可以很好地应用于水平层理缝地震预测中。     

砾岩储层水力裂缝扩展形态及影响因素

水力压裂技术已成为致密油气储层增产改造的主要措施之一。目前针对水力裂缝形态的研究主要集中在致密砂岩及页岩储层,以玛湖油田为代表的砾岩致密油储层由于其发现时间较晚,相关研究较为缺乏。砾岩储层非均质性较强,砾石的存在进一步加大了水力裂缝形态研究的难度。基于有限元中的内聚力模型实现了大型物理模拟实验尺度下基质和砾石的差异化表征,并通过现有实验结果,验证了模型的可行性。在此基础上,开展了影响砾岩储层裂缝形态扩展关键因素机理研究,明确了储层在低应力差下主要表现为绕砾和分叉,高应力差则以穿砾、转向为主的特征行为。在机理研究的基础上,结合现场压裂施工数据、有限元机理模型结果及微地震监测结果,基于边界元方法,论证了可采用等效天然裂缝的方式对砾岩宏观人工裂缝扩展过程进行模拟,并得出水力裂缝在宏观上以双翼缝特征为主,主缝周边可能存在小尺度分支缝的认识。基于现场压裂井的裂缝扩展模拟,验证了宏观裂缝形态的准确性。     

基于likelihood地震属性的致密气藏断裂预测——以四川盆地川西坳陷新场地区须二段为例

传统地震断裂预测属性难以满足致密砂岩气藏勘探开发中对不同尺度断裂精细刻画的需求。将likelihood属性引入四川盆地须家河组致密砂岩气藏断裂识别,建立了基于likelihood属性及其衍生属性的地震断裂预测方法体系,提出基于Otsu阈值分割方法和成像测井约束下的断层发育区、裂缝带发育区和断裂欠发育区的空间分类,实现了对新场地区须家河组二段断裂精细预测。研究表明：经细化处理的likelihood属性可以体现最可能发育断裂的位置及其概率,断裂密度属性则有效反映了断裂发育强度特征,该属性对产量具有一定预测性。基于likelihood地震属性的断裂预测方法有效提升了新场地区须二段致密气藏断裂地震预测效果,对于其他裂缝型储层断裂预测具有一定借鉴意义。     

基于蚂蚁追踪技术的裂缝型储层建模方法

储层中的裂缝具有明显的层次性,而且小尺度裂缝的发育分布受到大尺度裂缝的控制。针对这种情况,提出以蚂蚁追踪技术为基础,遵循层次建模的原则,通过分级控制分层次进行裂缝型储层建模。利用蚂蚁追踪技术生成蚂蚁属性体,运用断裂自动提取技术从属性体中提取断片,再采用确定性建模方法建立大尺度裂缝离散模型;利用蚂蚁体属性模型约束单井裂缝密度,使用退火模拟算法,通过插值得到裂缝密度分布模型。再在裂缝产状统计数据与裂缝密度分布模型的约束下,采用示点性过程的随机建模方法,建立小尺度裂缝离散模型;通过经验公式计算得出裂缝开度和传导率,再运用Oda数据统计算法,将裂缝网络模型粗化成裂缝属性模型。为该类油藏的开发提供理论基础。     

页岩储层裂缝网络延伸模型及其应用

页岩压裂后水力裂缝与天然裂缝交织形成的复杂裂缝网络无法应用传统基于对称双翼裂缝的压裂模型进行几何参数模拟。借鉴双重介质油藏理论,将页岩改造体积划分为裂缝网格和基质2种介质,假设改造体积为椭球体,提出以主干缝和小尺度次生缝网络构建整个复杂裂缝网络的几何模型。主干缝几何参数以拟三维压裂模型为基础计算,次生缝参数通过椭圆函数进行计算,并对建立的数学模型进行计算分析。通过对美国Piceance页岩盆地储层改造设计的应用,证明了该模型同现场数据吻合较好。模拟结果发现:弹性模量越大,水平应力差越小;压裂液黏度越低,延伸比越大,则整个储层的改造体积越大;水平应力差对储层改造体积结果的影响最为敏感。天然裂缝分布越低,虽然改造体积较为理想,但由于牺牲了裂缝网络的复杂程度,因此有时并不意味着更好的改造效果。该理论成果可为页岩储层水力压裂设计及产能分析提供有效的技术支持。     

碳酸盐岩储层多尺度缝洞体分类表征——以塔河油田S80单元奥陶系油藏为例

碳酸盐岩缝洞型油藏受古地貌、构造及岩溶作用控制,储集体类型多样,主要以不同类型的大尺度溶洞、小尺度孔洞及多尺度裂缝为主,储集体成因机制不同,高度离散,传统连续性储层表征思路难以直接套用。以储集体识别和描述为基础,基于分类表征的思想对不同类型储集体分别进行刻画。以岩溶成因及野外露头为指导,综合地震定性预测与定量反演成果,对于风化壳成因、断控成因的大尺度溶洞分别采用序贯指示方法和基于目标的方法进行模拟。对于小尺度孔洞采用协同序贯指示模拟方法建模,对于多尺度裂缝则以地震信息为基础,采用人工解释、蚂蚁追踪与随机模拟相结合的方法进行表征。在分类表征基础上,根据岩溶成因规律构建分类储集体的融合原则,实现了分类模型的整合。结果表明：该方法能够有效表征S80单元缝洞型油藏的强非均质性特征,基于模型细化评价单元储量级别,设计新钻井位置,筛选有利目标区均取得较好效果,模型应用于油藏数值模拟,为指导剩余油挖潜与开发方案调整奠定地质基础。     

碳酸盐岩缝洞型油藏三维地质建模方法——以塔河油田四区奥陶系油藏为例

碳酸盐岩缝洞型油藏储集空间类型主要为大型溶洞、溶蚀孔洞及裂缝,尺度大小悬殊,形态不规则,分布不连续。定量刻画孔、洞、缝在三维空间的展布一直是该类油藏开发的技术难题,目前尚缺乏有效的地质建模方法。以塔河碳酸盐岩缝洞型油藏为原型,提出了多元约束碳酸盐岩缝洞型油藏三维地质建模方法,即在古岩溶发育模式控制下,采用两步法建模。第一步,建立4个单一类型储集体模型:首先利用地震识别的大型溶洞和大尺度裂缝,通过确定性建模方法,建立离散大型溶洞模型和离散大尺度裂缝模型;然后在岩溶相控约束下,基于溶洞发育概率体和井间裂缝发育概率体,采用随机建模多属性协同模拟方法,建立溶蚀孔洞模型和小尺度离散裂缝模型。第二步,采用同位条件赋值算法,将4个单一类型模型融合成多尺度离散缝洞储集体三维地质模型。该模型定量刻画了缝洞储集体在三维空间的展布特征,为油田开发奠定了坚实的地质基础。     

微地震事件解释实例

微地震事件是储层对水力压裂的响应,其分布特征与压裂工艺、储层性质、区域构造应力等密切相关。因此,微地震事件解释须结合地质、油藏、工程等信息才能全面、准确地理解水力压裂裂缝延伸过程,提高压裂改造效果评价的可靠性及对储层和压裂工艺的认识,以指导井位部署和压裂设计。针对辽河探区Q1块和S268块三个微地震事件监测实例,利用微地震联合测井岩性分层、三维地震剖面以及三维地震数据相干体属性,探讨了影响微地震事件分布特征的因素,得到以下认识：1天然裂隙是影响微地震事件分布的重要地质因素,储层天然裂隙发育表现为微地震事件重叠,易于形成复杂的裂缝网络,储层天然裂隙不发育表现为微地震事件不重叠且集中分布,也可实现造长裂缝的目的,形成对称缝网;2对致密砂岩储层进行水力压裂时可将在全区稳定分布的煤层作为稳定隔挡层,控制缝高,提高改造效果;3进行井位部署时,要考虑邻近井的影响,采用合理的井间距和压裂工艺,最大限度地降低邻近井对压裂造成的影响;4地层变形形成的局部高应力区域可对水力压裂裂缝形成阻挡,影响改造效果,结合地震资料综合解释有助于微地震监测识别地层变形对压裂的影响。     

碳酸盐岩储层裂缝特征及主控因素

伊拉克A油田Asmari组为连陆局限-半局限台地沉积,发育白云岩、灰岩、砂岩和泥岩多种岩性,由于受扎格罗斯造山运动影响,断层及裂缝发育,导致储层结构复杂、非均质性强。基于岩心、薄片、成像测井和地震等资料对A油田Asmari组碳酸盐岩储层裂缝开展综合研究发现,A油田发育构造缝和成岩缝两种类型裂缝,主要以构造缝占主导。其中,以白云岩为主的A段裂缝发育程度高,裂缝密度大,但裂缝尺度小;以灰岩为主的B段裂缝发育程度低,裂缝密度小,发育中-大尺度裂缝。综合应力场模拟和地震叠前方位角各向异性研究A油田裂缝平面分布发现,裂缝主要分布在应力相对集中的断层附近和背斜轴部。结合构造及储层特征研究裂缝发育控制因素表明,扎格罗斯造山运动是研究区裂缝形成的主控因素,其控制了裂缝平面分布,距离断层越近,裂缝密度越大;而储层的岩性、物性及厚度主要控制了裂缝纵向发育规律。     

哈萨克斯坦盐下油藏双重介质三维地质建模

以哈萨克斯坦肯基亚克盐下石炭系油藏为例.在详细岩心观察基础上.综合取心、测井、地质、地震等多方面资料,分步建立了双重介质储集层的三维地质模型.首先建立研究区构造模型,利用地震相和测井相分析建立沉积相模型,在数据结构分析和方法优选的基础上.建立相控的储集层基质属性模型;第二步利用地震几何属性分析和岩心裂缝描述结果.模拟建立裂缝分布网络模型;第三步将基质属性和裂缝分布网络模型有机结合,利用基质和裂缝渗流交换原理建立双重介质储集层三维综合地质模型.建模最终给出了裂缝的网络分布模型,裂缝的等效渗透率和双重介质等效渗透率模型,可直接提供给油藏工程研究人员开展数值模拟研究.