岩心裂缝图像分析技术及应用

针对传统岩心裂缝参数计算方法的计算结果存在较大误差的问题,在对裂缝型储层岩心常规观察统计的基础上,利用岩心图像分析技术,通过岩心图像预处理和裂缝目标提取分析,实现了常见岩心裂缝参数的自动统计计算。在研究中引入分形几何方法,通过岩心裂缝图像软件分析自动计算裂缝分维数,进而结合储层常规孔渗参数的分析进行裂缝连通性和渗流性综合评价。对义古78井1 850.06～1 898.41m井段碳酸盐岩储层裂缝参数的分析结果表明,分维数和裂缝密度决定了裂缝的发育程度,分维数与渗透率的相关性明显好于裂缝线密度与渗透率的相关性。岩心裂缝相关参数的自动计算方便快捷、准确性高,可替代传统岩心观察、人工统计裂缝参数方法。     

川西地区须五段储层裂缝特征及分布评价

四川盆地西部地区须五段是新的勘探开发层位,储层岩性主要为致密砂岩和泥页岩,天然裂缝的存在大大提高了其储集能力和渗透特征。通过岩心观察和薄片鉴定须五段裂缝,总结出须五段裂缝以构造成因类型为主,剪切缝主要发育在砂岩中,张性缝主要发育在泥页岩中,产状类型以斜交缝为主,有效程度较高;运用多元判别概率法和分形分维数值计算法并结合测井响应特征分别对砂岩和泥页岩地层建立裂缝识别标准。最后综合考虑岩性、构造、断层等地质因素建立了裂缝评价模型,评价结果认为裂缝发育区和较发育区主要位于区域内构造高点位置以及东部断裂带附近。     

杨家坝油田储层裂缝特征研究

杨家坝油田是一个具有天然裂缝和人造裂缝的低渗透双重砂岩油藏,裂缝的存在严重的影响了开发效果。根据岩心资料和测井资料,运用数理统计和分形几何的方法．对裂缝的发育、分布和分形特征进行定性评价,认为研究区主要发育沿纹层分布的水平缝,裂缝的发育受岩性、厚度以及构造影响明显。     

储层构造裂缝的分形分析

本文分析了分形理论在储层构造裂缝评价中的应用，提出了计算分形维数的网格覆盖法。以沈阳油田边台潜山岩心为例，分析了应用分数维Ｄ值定量描述储层裂缝复杂程度的可行性和可信度。该方法可用于深入研究和预测储构造裂缝，以提高低渗透及特殊储层油气采收率。     

和田河气田碳酸盐岩岩心裂缝分维数及与物性的关系

世界60％的油气可采储量赋存在碳酸盐岩储集层中,而我国已探明的碳酸盐岩油气储量还不到总储量的10％,研究碳酸盐岩储集层裂缝的发育和分布极其重要,研究表明,岩石的破裂过程具有随机自相似性,岩石裂缝的分维数反映其分形分布特征^[1-4],直接影响着岩石的力学性质和渗流能力,因此分形分析对裂缝性油气藏的勘探开发十分重要,和田河气田是塔里木盆地已发现的大型碳酸盐岩气田,奥陶系为主要产层,储集空间主要是裂缝也孔洞,笔者以该气田为例,尝试性地应用分形理论分析气田岩心资料,定量描述裂缝的发育程度,5寻找裂缝分维数与碳酸盐岩物性的关系,希望能对我国碳酸盐岩储集层研究和勘探有所帮助。     

综合方法识别和预测储层裂缝

介绍了储层裂缝识别和预测的内容；评价了岩心观察、镜下统计、测井资料解释、地震资料解释、开发数据分析等裂缝识别方法，以及地质类比、物理模拟、构造应力场模拟、变形模拟、岩层曲率计算、分形分维计算等裂缝预测方法；分析了岩心定向、单一方法的局限性、现今地应力等影响裂缝研究结果的主要因素。强调了综合运用多种方法，可以增加研究结果的可靠性。     

裂缝性油气储层定量综合评价——以辽河油田齐家古潜山基岩储层为例

古应力值、裂缝孔隙度和裂缝分维数等3个参数能从不同侧面对储层进行表征.古应力值是从裂缝的成因方面进行分析,通过建立地质模型,利用一定的构造约束条件,进行古应力场模拟计算获取最大古应力值的大小,应力值越大,裂缝越发育;利用双侧向测井曲线与裂缝层段的良好对应关系,识别出裂缝层段,然后再通过公式计算出裂缝孔隙度;依据裂缝发育具有分形的特点,利用三维地震资料预测裂缝带的分布,并用公式计算裂缝分维数,分维数反映了裂缝发育的复杂程度,分维数越大,裂缝越发育.综合这3个参数对研究区裂缝储层进行评价后认为,Ⅰ,Ⅱ类裂缝十分发育,且顺大断层方向呈块状排列,形成良好储层.     

利用分形几何定量评价克拉2气田裂缝

根据断层与构造裂缝存在的关系,利用分形几何方法处理断裂系统,并结合测井解释结果建立分维值大小与裂缝密度的对应关系,对古近系库姆格列木群白云岩段、下白垩统巴什基奇克组第二、第三岩性段顶面断层进行分形统计,建立井点断层分维值与裂缝线密度的关系,在此基础上对井间裂缝分布进行了预测.研究认为,断层分维值随着断层密度、延伸长度的增加而增大,井点处断层分维统计值与测井解释得到的裂缝线密度呈正相关关系;平面上,裂缝发育受背斜形态影响明显,靠近背斜轴部、断层分维值大于1.25的区域最有利于裂缝发育;A3井附近,3个储层段裂缝发育密度偏大,部分裂缝可能穿透了中间的隔层,造成附近气井出水.研究结果表明,利用分形几何定量评价裂缝对勘探开发方案部署有指导意义,可以用来对油气田裂缝性储层进行评价.     

利用分形理论预测潜山储层裂缝的分布

 裂缝型潜山油藏的裂缝发育程度控制了油气的富集。潜山裂缝主要为断裂伴生裂缝,断层与裂缝多为同一应力场下破裂程度和相对位移量不同的裂隙,具有自相似性,满足分形理论。实际资料表明断层和裂缝也存在自相似性。以岩心裂缝密度为桥梁,将区域断裂信息维与取心段裂缝信息维定量联系起来,断裂分维值大的区域,裂缝分维值也高,说明裂缝越发育;反之亦然。根据研究区井的油气情况统计,确定出裂缝分维值门槛,便可有效预测出裂缝有利区及含油气范围。     

黄骅坳陷白唐马地区下第三系深层碎屑岩储层裂缝分析

根据岩心裂缝观测、岩心微裂缝电镜扫描、裂缝包裹体测试、测井裂缝解释等多项资料分析了渤海湾盆地黄骅坳陷白唐马地区下第三系深层碎屑岩储层裂缝特征。研究表明 ,本区裂缝主要包括高角度倾斜、走向NEE和NNW的两组构造裂缝 ,此外还发育有不规则的超压裂缝。裂缝主要在东营组沉积期和明化镇组沉积期形成。构造应力作用、流体压力和岩性是控制裂缝形成和演化的主要因素。预测白唐马地区下第三系深层裂缝发育的深度范围主要为 380 0～ 4 0 0 0m ,北大港断裂带东南侧港深 39—港深 78井区是裂缝相对发育区。     

镇泾区块长8层油藏人工裂缝特征分析

统计了镇泾区块长8层油藏水平井水力压裂裂缝监测结果,分析了人工裂缝形态、延伸方向、缝长、缝高等特征,研究结果表明:该区人工裂缝主要为两翼基本对称的等长垂直缝。同时,分析了影响人工裂缝延伸形态的因素,包括断层、天然裂缝及相邻层段压裂的影响等,为该地区水力压裂方案设计提供依据。     

储层裂缝描述与预测研究进展

在多年裂缝研究实践的基础上,结合国内外裂缝研究的相关成果,简要分析了储层裂缝研究存在的问题、目前的研究现状和发展趋势,分析总结了储层裂缝研究的基本思路,提出了储层裂缝研究的时间序列、并扼要介绍了储层裂缝描述和预测的主要技术方法。     

埋藏过程中泥页岩非构造裂缝的形成演化模式

通过归纳总结前人研究成果,同时考虑到泥页岩普遍具有层理发育、非均质性、力学性质各向异性、欠压实作用和烃类生成等本身固有的特殊性质,划分了泥页岩非构造裂缝的主要类型,分析了泥页岩非构造裂缝分布的深度区间。依据覆压条件下的孔隙度、渗透率测试数据,获得了泥页岩裂缝覆压闭合的临界围压和对应的深度范围。综合分析认为：泥页岩非构造裂缝主要有干裂裂缝、水下收缩裂缝、成岩层理裂缝、超压裂缝（欠压实超压裂缝和生烃超压裂缝）和现代表生裂缝5种类型。泥页岩覆压渗透率测试数据揭示,当上覆岩层的垂直有效压力达到15 MPa时,常压泥页岩的天然缝裂缝（水平方向）将发生闭合。裂缝覆压闭合门限深度为870～1 138 m,平均为1 000 m。超压泥页岩底界深度与泥页岩裂缝（水平方向）覆压闭合深度一致,超压带底界之下的泥页岩裂缝通常不再保持开启状态。埋藏过程中泥页岩非构造裂缝形成演化具有时序性/阶段性,即从沉积开始到最大埋藏深度的不同阶段,泥质沉积物或泥页岩形成不同类型的非构造裂缝,由浅至深依次形成表层干裂裂缝—浅层水下收缩裂缝—中深层欠压实超压裂缝—深层生烃超压裂缝—超深层闭合裂缝。     

利用测井技术识别和探测裂缝

在测井新技术中用于裂缝识别与研究的主要是地层微电阻率扫描成像、声波成像和方位侧向成像等成像测井系列.常规测井技术与成像测井技术结合,不但可以识别裂缝,计算裂缝的几何参数,还能给出裂缝的有效性、发育程度等参数,进一步分析裂缝网络的横向展布情况.给出的实例说明了测井技术在探测裂缝方面的实用性.     

准噶尔盆地夏40井区风城组储集空间特征

准噶尔盆地夏40井区储层致密。根据大量岩心、镜下薄片观察认为,风城组储集空间类型以裂缝型为主、孔隙不发育为特征。发育的裂缝类型有泄水缝、构造缝、层间缝和颗粒内微裂缝等类型,其中泄水缝和构造缝较为发育,颗粒内微裂缝次之。裂缝发育与构造、岩性有着密切的关系,夏40井区风城组勘探的关键是寻找裂缝发育带。由于基质孔隙不发育,酸化措施不能从根本上改善储层性质,建议对地层采取压裂改造。     

裂缝三维地质建模的难点与对策

裂缝三维地质建模通常包括裂缝强度建模、离散裂缝网络建模和裂缝属性建模3个主要步骤,在这3个步骤中面临着如何将裂缝信息和成果归一化以及如何三维量化描述裂缝开度和渗透率属性参数等诸多难点.对上述问题进行了初步探讨,并总结出具体的解决方法.首先,利用成像测井或常规测井裂缝解释的数据作为基本数据点,以动态分析及地震检测等资料为约束条件,选用合适的地质统计学方法建立裂缝强度模型;其次,综合利用岩心、测井及动态监测等研究成果,建立离散裂缝网络模型;最后,运用岩心裂缝分析和经验公式相结合的方式获得初步的裂缝属性模型,并根据试井分析等方法获得的裂缝渗透率等参数进行调整,得到最终的裂缝属性模型.运用上述方法结合国际主流的裂缝研究与建模软件,可定量描述裂缝的三维分布,为油藏数值模拟及油藏研究提供更好的支持.     

储层裂缝发育等级划分研究

为避免由非裂缝因素引起单个裂缝参数响应所导致的裂缝储层误判,综合考虑裂缝参数对裂缝发育等级划分进行研究.对裂缝分维、裂缝概率、裂缝孔隙度和次生孔隙度等4个参数进行了深入研究.给出这4个参数的计算公式,通过对比分析得出裂缝发育的分级标准,将4个参数相结合对裂缝发育程度进行等级划分.依据裂缝发育的划分标准对邛西A井致密砂岩储层裂缝参数进行评价,评价结果与成像测井识别的裂缝符合率为72％,取得了较好的效果.     

考虑尖端塑性的垂直裂缝延伸计算

基于断裂力学、弹塑性力学,对水力压裂裂缝延伸过程中的尖端塑性区进行了研究,给出了裂缝尖端塑性区的定量表达式,推导了缝尖塑性区影响下的缝高扩展方程,建立了考虑缝尖塑性屈服的裂缝三维延伸数学模型,模拟分析了缝尖塑性屈服对水力裂缝扩展的影响.研究表明,在缝尖塑性屈服影响下,缝长延伸略有增加,缝高延伸得到比较明显的遏制;缝尖塑性屈服导致裂缝扩展所需作业压力增加,作业压力增加的同时会导致缝宽方向扩展的增加,越靠近裂缝端部,缝尖塑性屈服对作业压力及缝宽扩展的影响越明显.     

缝洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展机理

应用损伤力学的方法,建立了缝洞型碳酸盐岩储层水力裂缝扩展的物理模型和数学模型,探讨了在渗流场、应力场和温度场共同作用下水力裂缝受到天然裂缝和缝洞体干扰后其走向的影响因素,研究了不同条件下裂缝的形态,分析了缝内压力的变化趋势。模拟结果表明,水力裂缝遇到天然裂缝和缝洞体后,一部分水力载荷损失在非水力裂缝路径上,但迂曲一段距离后仍会沿着平行于最大水平主应力方向延伸。水力裂缝迂曲转向的临界条件随天然裂缝与最大水平主应力方向夹角以及天然裂缝和缝洞体规模的不同而发生改变。由于迂曲转向引起的摩阻增加,使得缝内压力下降明显。