油氣藏內(nèi)天然裂縫的分期、分成因預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種油氣藏內(nèi)天然裂縫的分期、分成因預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法，具體實(shí)施方案為：獲取裂縫充填物樣品；對(duì)樣品進(jìn)行天然裂縫的分期配套分析；開(kāi)展巖石聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)?zāi)M恢復(fù)巖石破裂的記憶期次；明確成因類(lèi)型；確定天然裂縫形成期次和成因類(lèi)型，將油氣藏內(nèi)的天然裂縫系統(tǒng)劃分為多個(gè)單一期次、單一成因類(lèi)型的天然裂縫子系統(tǒng)；對(duì)各天然裂縫子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合疊加形成預(yù)測(cè)結(jié)果；將獲得的預(yù)測(cè)結(jié)果與裂縫發(fā)育情況進(jìn)行對(duì)比分析。采用上述技術(shù)方案，將多期次、多成因類(lèi)型的復(fù)雜天然裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)期次剝離、成因類(lèi)型確定將其劃分為單一期次、單一成因類(lèi)型的天然裂縫子系統(tǒng)作為基本研究對(duì)象，提高了在油氣藏天然裂縫預(yù)測(cè)的精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】油氣藏內(nèi)天然裂縫的分期、分成因預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及裂縫型油氣藏勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，特別涉及到地質(zhì)演化歷史中多期次、多成因疊加而成的復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]天然裂縫是地層中廣泛發(fā)育的一種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象，在油氣勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，天然裂縫往往起到儲(chǔ)存油氣和疏導(dǎo)油氣的作用，是裂縫型油氣藏勘探開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。目前世界油氣產(chǎn)量超過(guò)40%產(chǎn)于裂縫型油氣藏，而裂縫型油氣藏的勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵之一在于對(duì)天然裂縫的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。關(guān)于油氣藏天然裂縫的研究在國(guó)內(nèi)外已開(kāi)展了大量工作，對(duì)期次、成因相對(duì)簡(jiǎn)單的裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特征描述和分布預(yù)測(cè)也取得了很大的進(jìn)展；但在地質(zhì)構(gòu)造演化相對(duì)復(fù)雜的區(qū)域(如我國(guó)西部四川盆地、塔里木盆地等)，其地層中天然裂縫的形成往往是多期構(gòu)造活動(dòng)所致疊加而成，而且每期裂縫的形成成因也有所不同，這大大增加了天然裂縫的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)工作的難度，是目前裂縫型油氣藏勘探開(kāi)發(fā)困難的主要瓶頸。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)油氣藏內(nèi)天然裂縫的研究，目前還未提出將多期次、多成因疊加而成的復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)根據(jù)其形成期次和成因分解成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行研究和預(yù)測(cè)；而還主要是將其作為一個(gè)完整的系統(tǒng)進(jìn)行描述，并采用“基于地球物理的物探預(yù)測(cè)技術(shù)”和“基于地質(zhì)力學(xué)的預(yù)測(cè)技術(shù)”兩種技術(shù)進(jìn)行籠統(tǒng)的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。
[0004]物探預(yù)測(cè)技術(shù)是利用采集的地球物理信息提取對(duì)油氣藏中天然裂縫的響應(yīng)特征，并找到所對(duì)應(yīng)的地震響應(yīng)屬性或者對(duì)屬性的組合、處理、變換之后的新變量之間關(guān)系，從而完成天然裂縫的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)工作；該技術(shù)的主要步驟如下:
[0005]I)對(duì)含裂縫介質(zhì)的地震波響應(yīng)特征進(jìn)行物理模擬和數(shù)值模擬，搞清楚含裂縫介質(zhì)的地震響應(yīng)特征，為物探預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)。
[0006]2)結(jié)合鉆井巖心、成像測(cè)井裂縫解釋段對(duì)井剖面地震響應(yīng)特征進(jìn)行標(biāo)定，落實(shí)油氣藏內(nèi)天然裂縫發(fā)育段典型的地震響應(yīng)特征和信息。
[0007]3)基于不同的地震數(shù)據(jù)體以及其對(duì)油氣藏天然裂縫的響應(yīng)特征，采用各種算法對(duì)地震屬性或者參數(shù)進(jìn)行組合、提取、處理或者變換(如小波多尺度邊緣檢測(cè)算法、希爾伯特變換邊緣檢測(cè)算法、高斯一拉普拉斯邊緣檢測(cè)算法、地震屬性相關(guān)性檢測(cè)法、地震屬性相干檢測(cè)法、小波分形指數(shù)算法等)來(lái)進(jìn)行天然裂縫發(fā)育帶的檢測(cè)。
[0008]4)利用鉆井上天然裂縫發(fā)育情況及油氣生產(chǎn)對(duì)天然裂縫的響應(yīng)特征對(duì)地震預(yù)測(cè)天然裂縫發(fā)育帶進(jìn)行吻合性檢驗(yàn)，如吻合性不夠，結(jié)合檢驗(yàn)情況返回步驟2)繼續(xù)獲取更有效的天然裂縫地震響應(yīng)特征，重新設(shè)計(jì)算法，完成裂縫的預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。
[0009]從國(guó)內(nèi)外目前基于物探預(yù)測(cè)技術(shù)對(duì)天然裂縫的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)工作來(lái)看，該方法對(duì)大尺度的斷層及裂縫系統(tǒng)的識(shí)別率比較高，對(duì)裂縫形成期次和成因單一的裂縫系統(tǒng)的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)往往也具有比較好的效果。但地震資料存在縱橫向極限分辨率的限制，通過(guò)偏移歸位處理，地震資料的縱橫向分辨率能達(dá)到四分之一波長(zhǎng)，而目前國(guó)內(nèi)外能采用的地震資料縱橫向極限分辨率也只能接近10米，而油氣藏內(nèi)很大一部分天然裂縫的尺度是小于10米的。另外多期次、多成因天然裂縫的疊加也增加了含裂縫介質(zhì)對(duì)地震信號(hào)響應(yīng)的復(fù)雜性，使得地震對(duì)這種多期次多成因疊加而成的裂縫系統(tǒng)響應(yīng)的多解性增強(qiáng)，從而大大降低了預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性。通過(guò)物探預(yù)測(cè)技術(shù)預(yù)測(cè)的天然裂縫是一個(gè)籠統(tǒng)的分布，這個(gè)分布缺少了對(duì)裂縫的組系性、有效性、力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)一步深入研究的信息；而在油氣藏的勘探開(kāi)發(fā)中是需要在關(guān)心天然裂縫發(fā)育的同時(shí)，還希望能搞清楚裂縫的組系、有效性、力學(xué)性質(zhì)等；因此針對(duì)油氣藏內(nèi)多期次、多成因天然裂縫系統(tǒng)的籠統(tǒng)預(yù)測(cè)是不能滿(mǎn)足油氣田勘探開(kāi)發(fā)需要的。
[0010]地質(zhì)力學(xué)預(yù)測(cè)技術(shù)也是國(guó)內(nèi)外目前在油氣藏天然裂縫預(yù)測(cè)中用到的主要技術(shù)方法之一，其主要思想是將巖石力學(xué)、巖石損傷力學(xué)等引入，分析油氣藏巖石損傷破裂形成天然裂縫的力學(xué)原因，然后建立對(duì)應(yīng)方法進(jìn)行預(yù)測(cè)，目前主要用到的有構(gòu)造曲率法、屈曲薄板法、構(gòu)造濾波法、應(yīng)力場(chǎng)模擬法等方法。
[0011]采用地質(zhì)力學(xué)預(yù)測(cè)技術(shù)的主要步驟如下:
[0012]I)構(gòu)造曲率法和構(gòu)造濾波法步驟是:①編制目的層位的頂面構(gòu)造圖，并形成矢量化構(gòu)造面數(shù)據(jù)體；②計(jì)算構(gòu)造面的面曲率或者通過(guò)構(gòu)造濾波算子獲得各個(gè)方向的構(gòu)造變形曲率圖；③根據(jù)油氣藏巖石的巖石力學(xué)性質(zhì)，和構(gòu)造變形曲率派生的拉張和擠壓應(yīng)力計(jì)算獲得巖石破裂的臨界曲率值；④通過(guò)臨界曲率值預(yù)測(cè)天然裂縫的分布；⑤利用鉆井天然裂縫的發(fā)育情況檢驗(yàn)預(yù)測(cè)結(jié)果，如果吻合性不夠，回到步驟①重新檢查構(gòu)造圖編制的精度、臨界曲率計(jì)算是否合理，并進(jìn)行校正，重新進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。與本方法相比這兩種方法的不足在于一是只能針對(duì)構(gòu)造變形天然裂縫進(jìn)行預(yù)測(cè)；二是多數(shù)使用者基于的是現(xiàn)今構(gòu)造圖，這也與構(gòu)造成因的天然裂縫形成時(shí)的構(gòu)造形態(tài)不一定完全相符；三是也不適用于多期次、多成因天然裂縫的分布預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。
[0013]2)屈曲薄板法的步驟是:①將油氣藏看成一個(gè)平板，并建立一個(gè)平板模型；②選擇合適的應(yīng)力加載方向，逐漸加載使其變形與目前的構(gòu)造形態(tài)達(dá)到最佳擬合狀態(tài)；③計(jì)算巖體中的最大、最小、剪切應(yīng)力分布；④利用巖石破裂準(zhǔn)則(通常選擇格里菲斯破裂準(zhǔn)則)，計(jì)算獲得天然裂縫的分布；⑤同樣利用單井天然裂縫的發(fā)育情況進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。該技術(shù)的不足之處在于一是它需要假設(shè)油氣藏內(nèi)天然裂縫形成過(guò)程是地層處于一個(gè)平板狀態(tài)變形到目前構(gòu)造形態(tài)時(shí)應(yīng)力狀態(tài)超過(guò)巖石屈服強(qiáng)度是而產(chǎn)生的，這與實(shí)際情況有時(shí)候是不符的；二是地史演化中，力學(xué)環(huán)境和巖石力學(xué)性質(zhì)的變化是復(fù)雜的，對(duì)于多期次多成因天然裂縫的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)仍然有其局限性。
[0014]3)應(yīng)力場(chǎng)模擬法的步驟是:①建立油氣藏天然裂縫形成前的地質(zhì)模型和巖石力學(xué)模型；②通過(guò)區(qū)域構(gòu)造研究成果，確定應(yīng)力場(chǎng)加載方向及大小并進(jìn)行加載，獲得油藏的地應(yīng)力分布；③利用巖石破裂準(zhǔn)則(通常選擇格里菲斯破裂準(zhǔn)則)，計(jì)算獲得巖石的破裂系數(shù)，并利用實(shí)驗(yàn)室破裂系數(shù)來(lái)完成油氣藏天然裂縫的分布預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)；④同樣利用單井天然裂縫的發(fā)育情況進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。該技術(shù)的不足之處在于應(yīng)力場(chǎng)模擬通常是認(rèn)為巖體不發(fā)生位移的，因此只能認(rèn)為天然裂縫是在地層發(fā)生變形之前產(chǎn)生的，認(rèn)為同樣沒(méi)有考慮多期次多成因天然裂縫的評(píng)價(jià)。
[0015]綜合來(lái)看，地質(zhì)力學(xué)預(yù)測(cè)技術(shù)也是在單一期次和成因裂縫預(yù)測(cè)研究中具有較好的效果，但在面對(duì)多期次、多成因天然裂縫系統(tǒng)時(shí)，不能將其分解成單一的天然裂縫系統(tǒng)是難以獲得有效的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]由于油氣藏內(nèi)天然裂縫因?yàn)槎嗥谛院投喑梢蝾?lèi)型疊加的復(fù)雜性，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)的不適應(yīng)性，提出了將多期次、多成因類(lèi)型的復(fù)雜天然裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)期次剝離、成因類(lèi)型確定將其劃分為單一期次、單一成因類(lèi)型的天然裂縫子系統(tǒng)作為基本研究對(duì)象，從而使研究問(wèn)題簡(jiǎn)化；另外在預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)中建立了以追求理論研究與實(shí)際地質(zhì)表現(xiàn)和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料相吻合為目的，通過(guò)循環(huán)迭代檢驗(yàn)校正逐漸將理論研究認(rèn)識(shí)向?qū)嶋H地質(zhì)情況進(jìn)行逼近的研究思路。本發(fā)明技術(shù)方法在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)得到驗(yàn)證，較以往評(píng)價(jià)技術(shù)在油氣藏天然裂縫預(yù)測(cè)精度上得到了明顯提高。
[0017]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案，步驟如下:
[0018]a、采用專(zhuān)業(yè)設(shè)備對(duì)研究工區(qū)內(nèi)的鉆井巖心和附近相似露頭上鉆取基巖標(biāo)準(zhǔn)柱樣(直徑2.5-5cm、長(zhǎng)度5-lOcm)和獲取裂縫充填物樣品；并完成鉆井井剖面成像測(cè)井裂縫解釋。
[0019]b、通過(guò)步驟a中的鉆井巖心和成像測(cè)井資料，以及附近相似露頭對(duì)天然裂縫進(jìn)行鑒定，并從裂縫之間的切割關(guān)系、產(chǎn)狀、組系、力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行天然裂縫的分期配套分析。
[0020]C、對(duì)步驟a中所取基巖標(biāo)準(zhǔn)柱樣開(kāi)展巖石聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)?zāi)M恢復(fù)巖石破裂的記憶期次，同時(shí)對(duì)獲取裂縫充填物進(jìn)行碳氧同位素年代分析和流體包裹體年代分析；綜合步驟b對(duì)天然裂縫分期配套分析結(jié)果及實(shí)驗(yàn)獲取的期次信息，并結(jié)合該工區(qū)區(qū)域構(gòu)造和地質(zhì)力學(xué)環(huán)境演化歷史確定天然裂縫的形成期次。
[0021]d、根據(jù)步驟c中所確定的天然裂縫期次，恢復(fù)每一期天然裂縫當(dāng)時(shí)形成的地質(zhì)力學(xué)環(huán)境，通過(guò)分析該期天然裂縫發(fā)育控制因素，明確由步驟c確定的各期天然裂縫的成因類(lèi)型。
[0022]e、根據(jù)步驟c和步驟d所確定的天然裂縫形成期次和成因類(lèi)型，將油氣藏內(nèi)的天然裂縫系統(tǒng)劃分為多個(gè)單一期次、單一成因類(lèi)型的天然裂縫子系統(tǒng)；并針對(duì)每一個(gè)天然裂縫子系統(tǒng)，根據(jù)其成因類(lèi)型選擇對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)方法完成各個(gè)天然裂縫子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)。
[0023]f、對(duì)步驟e所完成各個(gè)天然裂縫子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合疊加形成油氣藏內(nèi)天然裂縫系統(tǒng)的預(yù)測(cè)結(jié)果。
[0024]g、將步驟f中獲得的油氣藏內(nèi)的天然裂縫系統(tǒng)的預(yù)測(cè)結(jié)果與油氣藏內(nèi)鉆井上裂縫發(fā)育情況、油氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)價(jià)油氣藏內(nèi)天然裂縫系統(tǒng)預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性，如預(yù)測(cè)結(jié)果達(dá)不到實(shí)際要求，返回步驟b進(jìn)行校正和調(diào)整直到預(yù)測(cè)結(jié)果達(dá)到要求為止。
[0025]采用上述技術(shù)方案，主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析、地質(zhì)表現(xiàn)推斷、地質(zhì)過(guò)程演化恢復(fù)相結(jié)合，互為佐證，從而確定出油氣藏內(nèi)天然裂縫可靠的形成期次。具體方法是:通過(guò)步驟a獲取研究工區(qū)鉆井巖心及野外露頭樣品，為油氣藏天然裂縫形成期次提供了實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)，基于所取基巖樣品進(jìn)行聲發(fā)射現(xiàn)象測(cè)試恢復(fù)對(duì)巖石破裂期次的記憶序列，基于裂縫充填物的碳氧同位素分析和包裹體分析獲得裂縫充填物形成年代，從而從實(shí)驗(yàn)上對(duì)裂縫形成期次進(jìn)行分析；通過(guò)步驟b以鉆井巖心和成像測(cè)井資料和研究區(qū)附近相似露頭為基礎(chǔ)對(duì)天然裂縫進(jìn)行鑒定，并從裂縫之間的切割關(guān)系、產(chǎn)狀、組系、力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行地質(zhì)表現(xiàn)推斷，獲得天然裂縫的分期配套關(guān)系；通過(guò)步驟c中完成研究區(qū)的區(qū)域構(gòu)造和地質(zhì)力學(xué)環(huán)境演化歷史恢復(fù)，從地質(zhì)過(guò)程演化角度確定天然裂縫的形成期次；最后綜合上述實(shí)驗(yàn)分析、地質(zhì)表現(xiàn)推斷、地質(zhì)過(guò)程演化恢復(fù)的匹配分析，確定油氣藏天然裂縫的形成期次。這一方法最大程度地規(guī)避了天然裂縫形成期次確定的不確定性，為油氣藏天然裂縫分期評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ)。
[0026]本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:步驟d中根據(jù)對(duì)步驟c中所確定的天然裂縫期次，恢復(fù)每一期天然裂縫形成時(shí)的地質(zhì)力學(xué)環(huán)境，采用巖石力學(xué)、巖石損傷力學(xué)、材料力學(xué)理論分析，從成因上確定該期天然裂縫的成因類(lèi)型。這一方法將地史、構(gòu)造演化恢復(fù)和巖石破裂機(jī)理結(jié)合起來(lái)，從巖石破裂的內(nèi)外環(huán)境、巖石破裂機(jī)理上確定了天然裂縫的成因，突破了前人在裂縫成因認(rèn)識(shí)困惑和不足；也為油氣藏天然裂縫分成因類(lèi)型評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ)。
[0027]采用上述兩方面的技術(shù)方案是實(shí)現(xiàn)油氣藏天然裂縫分期、分成因預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵，也將為后續(xù)的天然裂縫系統(tǒng)分期、分成因劃分成子系統(tǒng)提供基礎(chǔ)。
[0028]本發(fā)明更進(jìn)一步設(shè)置為:步驟e中考慮在步驟步驟c和步驟d中確定的油氣藏天然裂縫的形成期次和成因類(lèi)型，對(duì)復(fù)雜的天然裂縫系統(tǒng)劃分為多個(gè)單一期次、單一成因類(lèi)型的天然裂縫子系統(tǒng)，將每一個(gè)單一期次、單一成因類(lèi)型的天然裂縫子系統(tǒng)作為研究的基礎(chǔ)對(duì)象，使得研究問(wèn)題簡(jiǎn)單化，同時(shí)也保證采用的評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)手段和技術(shù)在單一期次、單一成因類(lèi)型的天然裂縫系統(tǒng)研究中的更具適用性；在該步驟中對(duì)所劃分的各個(gè)裂縫子系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)后再進(jìn)行綜合疊加便可獲得油氣藏內(nèi)天然裂縫系統(tǒng)的預(yù)測(cè)結(jié)果。
[0029]上述技術(shù)方案是本發(fā)明專(zhuān)利的核心思想所在，也是對(duì)復(fù)雜地質(zhì)問(wèn)題通過(guò)分解簡(jiǎn)化的具體思路所在；這也是在前人針對(duì)油氣藏多期、多成因類(lèi)型疊加天然裂縫系統(tǒng)不加以分解、剝離而籠統(tǒng)評(píng)價(jià)技術(shù)上的一大進(jìn)步和重要?jiǎng)?chuàng)新之處。
[0030]本發(fā)明最后的設(shè)置中還考了要遵循地質(zhì)認(rèn)識(shí)基本規(guī)律:即在步驟g中追求理論研究與實(shí)際地質(zhì)表現(xiàn)和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料的吻合，通過(guò)循環(huán)迭代檢驗(yàn)校正逐漸將理論研究認(rèn)識(shí)向?qū)嶋H地質(zhì)情況進(jìn)行逼近；這一技術(shù)方案是體現(xiàn)了地質(zhì)認(rèn)知辯證思維，確保了油氣藏內(nèi)天然裂縫分期、分成因預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的客觀性和有效性。
[0031]采用上述所以技術(shù)方案，對(duì)油氣藏內(nèi)天然裂縫預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)通過(guò)分期、分成因劃分子系統(tǒng)評(píng)價(jià)，并采用循環(huán)迭代檢驗(yàn)校正逐漸將理論研究認(rèn)識(shí)向?qū)嶋H地質(zhì)情況進(jìn)行逼近，實(shí)現(xiàn)了多期次、多成因類(lèi)型疊加的復(fù)雜天然裂縫系統(tǒng)的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)。
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中巖心裂縫產(chǎn)狀分布統(tǒng)計(jì)圖；
[0034]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中成像測(cè)井須二段裂縫走向玫瑰花圖；
[0035]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中新場(chǎng)須二氣藏巖石聲發(fā)射試驗(yàn)結(jié)果圖表；
[0036]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中須家河組地層中裂縫充填方解石碳氧同位素特征示意圖；
[0037]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中包裹薄片及測(cè)溫位置圖；
[0038]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中包裹體測(cè)試均一溫度與鹽度關(guān)系圖；
[0039]圖7為本發(fā)明實(shí)施例中印支期巖石聲發(fā)射模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比圖表；
[0040]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中印支期最大古應(yīng)力場(chǎng)分布圖；
[0041]圖9為本發(fā)明實(shí)施例中燕山期斷層共(派)生成因裂縫發(fā)育控制函數(shù)關(guān)系示意圖；
[0042]圖10為本發(fā)明實(shí)施例中喜山期斷層共(派)生成因裂縫發(fā)育控制函數(shù)關(guān)系示意圖；
[0043]圖11為本發(fā)明實(shí)施例中燕山期和喜山期斷層共(派)生成因裂縫子系統(tǒng)預(yù)測(cè)結(jié)果示意圖；
[0044]圖12為本發(fā)明實(shí)施例中燕山期構(gòu)造變形成因裂縫子系統(tǒng)預(yù)測(cè)結(jié)果示意圖；
[0045]圖13為本發(fā)明實(shí)施例中喜山期構(gòu)造變形成因裂縫子系統(tǒng)預(yù)測(cè)結(jié)果示意圖；
[0046]圖14為本發(fā)明實(shí)施例中綜合預(yù)測(cè)結(jié)果示意圖；
[0047]圖15為本發(fā)明實(shí)施例中綜合預(yù)測(cè)結(jié)果的吻合性評(píng)價(jià)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0048]案例為“川西地區(qū)新場(chǎng)氣田須二氣藏天然裂縫系統(tǒng)分布預(yù)測(cè)研究”。該案例涉及的氣田位置位于四川省德陽(yáng)市以北約20km，東經(jīng)104° 17'?27'、北緯31° 13'?19'的范圍內(nèi)，處于四川盆地川西坳陷中段孝泉一豐谷北東東向隆起帶的西段，為孝泉一新場(chǎng)復(fù)式背斜的新場(chǎng)局部圈閉。氣田為2000年10月份被發(fā)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)至今一直受到天然裂縫特征認(rèn)識(shí)模糊和分布規(guī)律不清的困擾，先后由中石化西南油氣田分公司研究院、德陽(yáng)分院、西南石油大學(xué)等單位采用不同技術(shù)進(jìn)行了研究，最后在生產(chǎn)實(shí)踐中檢驗(yàn)效果均不佳，于2011-2012年本團(tuán)隊(duì)基于本上述技術(shù)方案進(jìn)行了研究，最后成果廣泛應(yīng)用到該氣田的開(kāi)發(fā)井位部署、開(kāi)發(fā)對(duì)策實(shí)施中，獲得了良好的生產(chǎn)效果和經(jīng)濟(jì)效益，并被四川省科技廳組織科技成果鑒定中認(rèn)定為是一項(xiàng)具有創(chuàng)新性技術(shù)成果，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
[0049]實(shí)施的基本條件:
[0050]①案例所選地區(qū)具備良好的物探資料、成像測(cè)井資料、常規(guī)測(cè)井資料、取心資料、區(qū)域地質(zhì)基礎(chǔ)資料、為本方法研究中提供了全面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資料。
[0051]②“油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供了 MTS815程控伺服巖石剛性試驗(yàn)機(jī)、SAEU2S聲發(fā)射測(cè)試系統(tǒng)、MAT253氣體同位素質(zhì)譜儀、Renishaw inVia激光拉曼光譜儀、THMSG-600型冷熱臺(tái)等配套測(cè)試系統(tǒng)可供本方法在實(shí)施過(guò)程中提供各類(lèi)實(shí)驗(yàn)支持。
[0052]案例說(shuō)明:
[0053]針對(duì)川西地區(qū)新場(chǎng)氣田須二氣藏天然裂縫系統(tǒng)，采用本技術(shù)方案的研究思路為:基于14 口鉆井巖心獲取基巖柱樣和裂縫充填物樣品開(kāi)展裂縫期次實(shí)驗(yàn)分析，結(jié)合14 口鉆井巖心和成像測(cè)井資料反映的天然裂縫之間的切割關(guān)系、產(chǎn)狀、組系、力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行天然裂縫的分期配套分析，再考慮川西地區(qū)的區(qū)域構(gòu)造和地質(zhì)力學(xué)環(huán)境演化歷史確定天然裂縫的形成期次；恢復(fù)川西地區(qū)各期天然裂縫形成時(shí)的地質(zhì)力學(xué)環(huán)境，通過(guò)巖石力學(xué)、巖石損傷力學(xué)等分析確定每期天然裂縫的成因類(lèi)型；基于對(duì)川西地區(qū)新場(chǎng)氣田須二段天然裂縫的形成期次和成因類(lèi)型將該裂縫系統(tǒng)劃分為單一期次、單一成因類(lèi)型的裂縫子系統(tǒng)；對(duì)所劃分的裂縫子系統(tǒng)根據(jù)其成因類(lèi)型選擇對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法開(kāi)展預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，并將其進(jìn)行疊加形成整個(gè)裂縫系統(tǒng)的預(yù)測(cè)結(jié)果；最后結(jié)合氣藏28 口井點(diǎn)的裂縫發(fā)育情況和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)情況對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和校驗(yàn)獲得最佳的裂縫預(yù)測(cè)識(shí)別結(jié)果。
[0054]實(shí)施過(guò)程:
[0055]裂縫特征研究
[0056]通過(guò)14 口鉆井403.42m巖心上對(duì)129條天然裂縫的產(chǎn)狀、力學(xué)性質(zhì)、有效性、規(guī)模特征進(jìn)行了描述和分析，84張薄片鏡下天然裂縫特征的鑒定，14 口成像測(cè)井1169條天然裂縫產(chǎn)狀、有效性、力學(xué)性質(zhì)及規(guī)模的描述和分析；獲得了天然裂縫特征為:主要發(fā)育垂直裂縫及高角度裂縫，并且其有效性高，水平縫不發(fā)育(圖1);裂縫組系主要有北東、北西和近南北、東西4個(gè)組系(圖2)，其中東南傾伏端主要為北東組系，西北陡翼及西南靠近構(gòu)造核部等位置主要以北西一南東向占優(yōu)勢(shì)，斷層附近裂縫優(yōu)勢(shì)走向與斷層走向具有一致性；裂縫成因與斷層發(fā)育及構(gòu)造變形密切相關(guān)，構(gòu)造西翼地層陡峭、構(gòu)造變形大區(qū)域裂縫發(fā)育，裂縫密度較大，而東翼平緩、構(gòu)造變形緩處裂縫發(fā)育程度相對(duì)弱；另外裂縫發(fā)育密度與巖性和巖層厚度相關(guān)。
[0057]確定天然裂縫形成的期次:
[0058]通過(guò)6組54個(gè)標(biāo)準(zhǔn)巖樣巖石聲發(fā)射測(cè)試結(jié)果(圖3)、15個(gè)裂縫充填物碳氧穩(wěn)定同位素分析(圖4)以及7個(gè)充填物包裹體測(cè)溫資料(圖5、圖6)，結(jié)合川西地區(qū)地層埋藏史分析和構(gòu)造演化背景，將須二氣藏天然裂縫期次劃分為印支期、燕山期和喜山期三期，其中印支期和燕山期破裂作用相對(duì)較弱，喜山期破裂作用最強(qiáng)。
[0059]確定各期次裂縫的成因類(lèi)型:
[0060]根據(jù)古構(gòu)造的恢復(fù)，研究工區(qū)在印支期基本上未發(fā)生變形，該期間的破裂主要受擠壓區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的作用，其成因單一，為區(qū)域構(gòu)造裂縫成因類(lèi)型。燕山期強(qiáng)烈構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使研究工區(qū)地層不均一抬升，形成了南北向?yàn)橹鞯臄嗔眩霈F(xiàn)構(gòu)造變形，該期裂縫成因主要為斷層共(派)生成因類(lèi)型和構(gòu)造變形成因類(lèi)型。喜山期區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)向北西方向偏移，該期形成了近東西向斷裂，構(gòu)造變形進(jìn)一步加劇，因此該期天然裂縫成因類(lèi)型為斷層共(派)生成因類(lèi)型和構(gòu)造變形成因類(lèi)型。
[0061]綜合上述資料的分析結(jié)果，將新場(chǎng)須二氣藏多期次、多成因復(fù)雜天然裂縫系統(tǒng)劃分為5個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，即印支期區(qū)域構(gòu)造裂縫子系統(tǒng)、燕山期斷層共(派)生成因裂縫子系統(tǒng)、燕山期構(gòu)造變形成因裂縫子系統(tǒng)、喜山期斷層共(派)生成因裂縫子系統(tǒng)、喜山期構(gòu)造變形成因裂縫子系統(tǒng)。
[0062]對(duì)每個(gè)天然裂縫子系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè):
[0063]綜合上述5個(gè)子系統(tǒng)來(lái)看，主要為三類(lèi)成因裂縫，即區(qū)域構(gòu)造裂縫、斷層共(派)生成因裂縫和構(gòu)造變形成因裂縫。區(qū)域構(gòu)造裂縫選擇古應(yīng)力場(chǎng)的模擬法進(jìn)行預(yù)測(cè)；斷層共(派)生成因裂縫通過(guò)建立斷層控制函數(shù)法進(jìn)行預(yù)測(cè)，由于斷層組系和期次之間的關(guān)系是明確的，因此建立斷層控制函數(shù)時(shí)不存在期次剝離的問(wèn)題，因此將燕山期和喜山期斷層共(派)生成因裂縫子系統(tǒng)歸并成一個(gè)子系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)；構(gòu)造變形成因裂縫通過(guò)構(gòu)建形成期構(gòu)造面曲率進(jìn)行預(yù)測(cè)。下面是對(duì)這些裂縫子系統(tǒng)預(yù)測(cè)具體思路和預(yù)測(cè)結(jié)果。
[0064](I)印支期區(qū)域構(gòu)造裂縫子系統(tǒng)
[0065]以須二段為目的層，按照工區(qū)大小、考慮到克服邊界效應(yīng)等的影響，建立長(zhǎng)約30km、寬約20km、高約500m地質(zhì)模型，并根據(jù)巖石力學(xué)測(cè)試和解釋結(jié)果建立巖石力學(xué)模型，并按照印支期區(qū)域古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)加載，并與實(shí)測(cè)古應(yīng)力點(diǎn)擬合獲得研究工區(qū)古應(yīng)力場(chǎng)分布圖(圖7、圖8);依據(jù)該應(yīng)力場(chǎng)分布圖和巖石力學(xué)性質(zhì)，可以計(jì)算獲得巖石的破裂系數(shù)，從而完成該裂縫子系統(tǒng)的裂縫分布。
[0066](2)燕山期和喜山期斷層共生成因裂縫子系統(tǒng)
[0067]根據(jù)斷層附近鉆井裂縫發(fā)育指數(shù)與距離斷層之間距離的關(guān)系可以建立燕山期和喜山期斷層共生成因裂縫的控制函數(shù)(圖9、圖10)。然后依據(jù)該控制函數(shù)，編程計(jì)算獲得該裂縫子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)結(jié)果(圖11)。
[0068](3)燕山期構(gòu)造變形成因裂縫子系統(tǒng)
[0069]通過(guò)古構(gòu)造恢復(fù)獲得燕山期研究目的層頂面構(gòu)造圖，然后給予該構(gòu)造計(jì)算獲得面曲率，然后通過(guò)巖石力學(xué)性質(zhì)獲得臨界曲率，從而完成該子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)(圖12)。
[0070](4)喜山期構(gòu)造變形成因裂縫子系統(tǒng)
[0071]根據(jù)地震資料獲得現(xiàn)今構(gòu)造圖，并基于該構(gòu)造結(jié)果計(jì)算獲得其面曲率，同樣依據(jù)巖石力學(xué)性質(zhì)獲得臨界曲率，從而完成該子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)(圖13)。
[0072]疊加各個(gè)裂縫子系統(tǒng)預(yù)測(cè)結(jié)果形成綜合預(yù)測(cè)結(jié)果
[0073]通過(guò)將各個(gè)裂縫子系統(tǒng)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行疊加合成，形成綜合預(yù)測(cè)結(jié)果圖(圖14)。
[0074]對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià):
[0075]將綜合預(yù)測(cè)結(jié)果與鉆井生產(chǎn)資料進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)，目前生產(chǎn)實(shí)際對(duì)裂縫的響應(yīng)與預(yù)測(cè)結(jié)果吻合率達(dá)到90.91% (圖15)，表明了預(yù)測(cè)結(jié)果能與實(shí)際生產(chǎn)相吻合，可以指導(dǎo)實(shí)際的勘探開(kāi)發(fā)工作。
【權(quán)利要求】
1.一種油氣藏內(nèi)天然裂縫的分期、分成因預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法，其步驟主要包括如下: a、采用專(zhuān)業(yè)設(shè)備對(duì)研究工區(qū)內(nèi)的鉆井巖心和附近相似露頭上鉆取基巖標(biāo)準(zhǔn)柱樣直徑2.5-5cm、長(zhǎng)度5-lOcm和獲取裂縫充填物樣品；并完成鉆井井剖面成像測(cè)井裂縫解釋?zhuān)? b、通過(guò)步驟a中的鉆井巖心和成像測(cè)井資料，以及附近相似露頭對(duì)天然裂縫進(jìn)行鑒定，并從裂縫之間的切割關(guān)系、產(chǎn)狀、組系、力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行天然裂縫的分期配套分析； C、對(duì)步驟a中所取基巖標(biāo)準(zhǔn)柱樣開(kāi)展巖石聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)?zāi)M恢復(fù)巖石破裂的記憶期次，同時(shí)對(duì)獲取裂縫充填物進(jìn)行碳氧同位素年代分析和流體包裹體年代分析；綜合步驟b對(duì)天然裂縫分期配套分析結(jié)果及實(shí)驗(yàn)獲取的期次信息，并結(jié)合該工區(qū)區(qū)域構(gòu)造和地質(zhì)力學(xué)環(huán)境演化歷史確定天然裂縫的形成期次； d、根據(jù)步驟c中所確定的天然裂縫期次，恢復(fù)每一期天然裂縫當(dāng)時(shí)形成的地質(zhì)力學(xué)環(huán)境，通過(guò)分析該期天然裂縫發(fā)育控制因素，明確由步驟c確定的各期天然裂縫的成因類(lèi)型； e、根據(jù)步驟c和步驟d所確定的天然裂縫形成期次和成因類(lèi)型，將油氣藏內(nèi)的天然裂縫系統(tǒng)劃分為多個(gè)單一期次、單一成因類(lèi)型的天然裂縫子系統(tǒng)；并針對(duì)每一個(gè)天然裂縫子系統(tǒng)，根據(jù)其成因類(lèi)型選擇對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)方法完成各個(gè)天然裂縫子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)； f、對(duì)步驟e所完成各個(gè)天然裂縫子系統(tǒng)的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合疊加形成油氣藏內(nèi)天然裂縫系統(tǒng)的預(yù)測(cè)結(jié)果； g、將步驟f中獲得的油氣藏內(nèi)的天然裂縫系統(tǒng)的預(yù)測(cè)結(jié)果與油氣藏內(nèi)鉆井上裂縫發(fā)育情況、油氣井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)價(jià)油氣藏內(nèi)天然裂縫系統(tǒng)預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性，如預(yù)測(cè)結(jié)果達(dá)不到實(shí)際要求，返回步驟b進(jìn)行校正和調(diào)整直到預(yù)測(cè)結(jié)果達(dá)到要求為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣藏內(nèi)天然裂縫的分期、分成因預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:所述步驟b和步驟c中綜合裂縫期次實(shí)驗(yàn)研究、野外和巖心天然裂縫分期配套分析、研究區(qū)所處區(qū)域構(gòu)造和地質(zhì)力學(xué)環(huán)境演化歷史等從理論上、實(shí)驗(yàn)上、地質(zhì)表現(xiàn)以及地質(zhì)演化過(guò)程等相互佐證，從而獲得準(zhǔn)確的油氣藏天然裂縫形成期次。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣藏內(nèi)天然裂縫的分期、分成因預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法，其特征在于:所述步驟d中針對(duì)油氣藏內(nèi)每一期天然裂縫形成時(shí)的地質(zhì)力學(xué)環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)，采用巖石力學(xué)、巖石損傷力學(xué)、材料力學(xué)理論分析并明確該期天然裂縫的成因類(lèi)型。
【文檔編號(hào)】G06Q10/04GK104331745SQ201410553929
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】鄧虎成, 周文, 謝潤(rùn)成, 張銀德, 彭先鋒, 肖睿 申請(qǐng)人:成都理工大學(xué)