塔中地区碳酸盐岩裂缝综合预测技术及其应用

塔中地区碳酸盐岩裂缝复杂多变,对储层的储渗性能、烃类运聚、产能起着至关重要的作用。针对塔中奥陶系裂缝发育的特点,形成了相干处理、应变量分析、数值模拟3种裂缝预测技术。高相干相表示较致密地层的反映;低相干相表示可能是岩溶或裂缝发育反映;极低值相干相表示各级断层的反映。应变量分析则是通过钻井标定,同时考虑地层厚度、岩性、裂缝发育方向等参数,对多期构造运动产生的裂缝的密度进行预测。数值模拟是利用应变量、曲率或其他地震属性做约束,应用随机模拟方法,确定裂缝的平面展布与发育程度。根据岩心观察裂缝的切割关系、充填成分以及充填序次,结合测井资料和以上3种技术的裂缝预测结果及区域构造应力场的分析,对塔里木盆地塔中16-塔中30井区奥陶系碳酸盐岩裂缝发育带进行了预测,这三项技术预测的结果与井区内实际钻井奥陶系碳酸盐岩岩心裂缝参数统计值基本吻合,证实了利用相干体、应变量分析和数值模拟技术综合预测塔中地区碳酸盐岩裂缝发育带是实用的,也是有效的。     

基于三维构造恢复技术的特殊岩性体裂缝预测方法——以惠民凹陷商541井区为例

裂缝预测方法大多基于现今的构造属性特征,而通过三维构造恢复预测裂缝的方法则考虑了多期构造运动对裂缝发育的影响,特别是断层形态对上盘地层变形的影响。应用3DMove的三维面模型构造恢复方法,对惠民凹陷商541井区沙三段中亚段侵入岩进行了构造恢复,计算了侵入岩的现今累加应变量,并进行了裂缝预测;利用曲率属性提取方法对研究区的裂缝进行了预测,对2种方法的预测结果进行了对比。构造恢复方法预测结果表明,研究区商541、商548井区均具有较高的累加应变量,构造裂缝发育;曲率属性提取预测方法结果表明,商548井区曲率值低,裂缝不发育。参照商541和商548井的孔隙度、渗透率等参数,将2种裂缝预测方法进行了对比,基于三维构造恢复技术的裂缝预测方法预测效果较好。     

闵4断块古近系阜宁组二段火山岩储集层裂缝研究

受构造应力场及岩石物性的影响与控制,火山岩储集层中裂缝最为发育。结合岩心裂缝描述,采用构造应力场数值模拟方法,预测了闵桥油田闵4断块阜二段火山岩储集层的裂缝参数。阜宁晚期强烈的构造运动导致了大量断裂的产生,裂缝在断层附近最为发育,走向以近北东东向为主。现今应力对裂缝具有改造作用,现今裂缝的开度、密度、孔隙度和渗透率等参数小于相应古裂缝参数,断块内部裂缝参数小于断层附近裂缝参数。     

轮南油田奥陶系油气藏裂缝研究

轮南油田奥陶系油气藏为裂缝油气藏,油气藏形成受裂缝发育控制。裂缝埋深在5000m以下,由多期构造运动产生,发育机理非常典型、复杂。通过观察、描述岩心的裂缝发育特征,分析在发育过程中深度、温度、围压等环境条件的变化以及后期发生的剥蚀、裂缝充填等改造作用对地下岩体力学性质的影响,确定裂缝发育的控制因素和数值模拟参数。进而通过数值模拟,计算了裂缝发育概率分布和发育方位。根据计算结果,探讨了轮南地区奥陶系裂缝的发育机理,结合井内流体测试结果,分析了裂缝分布对流体的控制和油气藏形成模式。因此认为,综合分析裂缝形成过程及各种控制因素,定量分析其影响程度,求取经验公式,应用于应力场计算和裂缝预测模型,可以对裂缝发育区分布和裂缝发育特点做出较为准确的定量预测;综合分析各种影响因素,逐期计算各期裂缝的发育情况和应用数理统计技术求取回归关系式,是预测现今裂缝分布的关键;结合实验结果,建立确定模型参数的多元统计回归方程,是模拟最重要的基础工作。     

力学地层单元对裂缝发育的控制作用

阿姆河右岸中区中上侏罗统卡洛夫-牛津阶储层为缓坡礁滩沉积,储层基质物性差,但受多期构造运动的影响构造裂缝较为发育。根据露头剖面、单井岩性组合特征等,对单井进行了力学地层单元划分,探讨了力学地层单元对裂缝发育的控制作用。研究认为:力学地层单元对裂缝的控制作用主要体现在岩性与厚度两个方面;不同岩相裂缝密度具有明显差异,生物丘中裂缝密度最高,其次为生屑滩,丘滩间最低;力学地层厚度越大,裂缝密度越低,反之,裂缝密度越高;建立了不同岩相裂缝密度与力学地层单元厚度的定量关系,并实现了不同力学地层单元裂缝密度的预测。     

川南页岩地层裂缝地震物理模拟及敏感属性分析

四川盆地南部龙马溪组页岩气资源潜力大，但页岩地层裂缝发育，对页岩气的保存条件具有较大影响，在页岩气工程开发过程中容易造成井间压窜，给页岩气的勘探和开发带来困难。针对LZ区块FJ向斜构造进行地震物理模拟研究，依据目标工区地质模式、地震解释结果及裂缝发育特征设计地震物理模型，在目标地层中设计具有不同参数的裂缝带，进行地震物理模型制作和数据采集，开展裂缝带的地震波场响应特征分析，并对物理模型的地震数据进行处理和反演，开展裂缝预测研究。叠前地震反演结果表明，经过优选叠前裂缝预测方法，可利用阻抗因子F和AVO梯度等敏感参数预测裂缝密度，利用纵波阻抗、λρ和AVO截距等敏感参数预测裂缝倾角。利用地震物理模型技术分析裂缝参数对应的地震响应特征，可检验不同裂缝预测方法的有效性，为目标工区的页岩地层裂缝预测和综合解释提供依据。     

川东沙罐坪飞仙关组构造裂缝分布与评价

根据沙罐坪飞仙关组岩心、常规测井等资料,对研究区井剖面中裂缝的发育情况及面上裂缝的可能分布情况进行了识别,并对地层中裂缝的参数进行了计算和评价。结果表明,地层中主要有构造成因的垂直裂缝、斜交裂缝及成岩期的泥质充填缝,垂直裂缝是主要的有效裂缝,裂缝发育程度不均。由于有效垂直裂缝主要为构造裂缝,同时曲率法研究的是地层中构造裂缝的发育情况,因此采用构造变形的主曲率法对研究区构造裂缝分布进行了预测评价。曲率法研究结果:构造轴线、高点、构造鼻凸等部位因变形大,曲率值高,裂缝应该相对越发育。     

基于有效应力的裂缝性碳酸盐岩地层孔隙压力预测

由于碳酸盐岩成岩作用与异常压力成因机制复杂多变，导致碳酸盐岩地层孔隙压力的准确预测依然是目前国内外尚未解决的重大技术难题。四川盆地TH地区碳酸盐岩地层在钻井过程中气侵频繁，地层孔隙压力复杂多变，常用的基于欠压实理论建立的预测方法对碳酸盐岩地层不适用。为了准确预测TH地区碳酸盐岩地层孔隙压力，本文结合实验与测井解释结果，分析孔隙度、泥质含量、含气饱和度、有效应力和声波速度的响应关系，基于Terzaghi有效应力理论建立了适用于碳酸盐岩地层的多参数地层孔隙压力预测模型，并在此基础上考虑裂缝发育指数的影响，对模型进行了改进。对比模型改进前后的预测效果，发现考虑了裂缝发育指数的多参数地层孔隙压力预测模型在裂缝性地层的预测精度上有了明显的提升，预测曲线更加贴近实钻值，最大误差低于3%,在裂缝相对不发育地层与多参数预测模型预测精度相近。文章研究成果能够为碳酸盐岩地层孔隙压力精细预测和安全钻井提供技术指导。     

根据方位属性预测塔北碳酸盐岩裂缝

碳酸盐岩地层裂缝非常发育,使得地层具有强烈的各向异性。地震波传播时,其振幅、走时、速度、频率、吸收等具有明显方位特性。它们的变化是和裂缝的方向和强度密切相关的,因此可利用纵波方向特性来进行裂缝预测。研究了利用方位层间旅行时来预测裂缝的方法,并预测了塔北—轮古东区碳酸盐岩的裂缝发育情况,取得了较好的效果。     

西湖凹陷地层裂缝分布预测模型及应用

东海陆架盆地西湖凹陷具有走滑构造应力场背景,地层中断层和裂缝发育。常规测井中电阻率测井、声波时差测井、密度测井、中子测井、自然伽马测井等测井数据均能对地层裂缝产生响应。鉴于传统裂缝预测模型采用不同测井数据分析结果的简单加权平均来计算综合裂缝指数,受主观因素影响较大且存在一定误差,因此引入统计学方法,用模糊数学理论对测井数据进行分析,建立了基于隶属度函数的地层裂缝指数预测模型。通过不同模型对西湖凹陷NX区块某井地层裂缝发育情况的预测及与成像测井观察结果的对比,表明基于隶属度函数的裂缝预测模型准确度优于传统模型,预测结果与成像测井一致性高,能够更好的反映裂缝发育情况,为工程实践提供参考依据。     

镇泾地区曙光油田延长组构造裂缝分布评价

根据曙光油田延长组岩心、常规测井等资料,对研究区井剖面中的裂缝发育情况及平面上裂缝的分布情况进行了预测,并对地层中裂缝的参数进行了计算。结果表明,地层中主要有构造成因的垂直裂缝、高角度斜交裂缝及重力卸载作用形成的层理、纹理缝,垂直缝及高角度斜交缝是主要的有效裂缝,裂缝延伸长度大且无充填或充填少量的方解石。由于地层中的有效裂缝主要是构造裂缝,因此采用反映构造变形的主曲率法和构造滤波技术对研究区的构造裂缝发育情况进行了预测评价。研究结果表明:构造轴线、高点、构造鼻隆等变形大的部位且正向构造叠加次数多的区域,裂缝相对越发育。     

中国南海某盆地A凹陷灰岩潜山有效裂缝预测

中国南海某盆地A凹陷灰岩潜山经历了多期次构造运动,形成了大量构造裂缝.早期形成的构造裂缝经历了漫长地质历史时期的剥蚀、风化,并遭受大气降水、地表径流的淋滤和溶蚀,构造裂缝有的被溶蚀扩大,有的被方解石半充填或完全充填;而后期构造运动产生的裂缝,则往往未被充填,成为沟通溶蚀孔、洞的主要通道.利用应变量分析的方法,对该凹陷的构造发育史进行反演和正演,计算每期构造运动对潜山地层产生的应变量,从地质成因的角度对每期构造运动产生的三维裂缝网络进行预测,从而将早期潜山形成期形成的充填裂缝与后期形成的末充填有效裂缝区分开,达到预测灰岩潜山裂缝型储集层的目的.图5参14     

基于测井资料的地层应力计算及其影响因素研究

准确可靠的地层应力分析可预测裂缝发育带及空间分布。在充分结合常规测井、偶极阵列声波和FMI资料的基础上．通过测井法得到了纵向上连续的地层应力剖面．同时结合FMI资料的井眼崩落和压裂缝特征约束反演出了地层应力方向。通过全直径岩心在实验室模拟了岩心的波速各向异性．进一步验证了上述2种结果的可靠性,为地层应力方向的确定提供了一种实用有效的参考方法。对影响现今地层应力场分布的特征因素进行了探讨。综合描述了研究区块的地层应力分布状态．裂缝的发育规律和裂缝展布．达到了辅助识别裂缝发育带的目的。     

低渗透储层构造裂缝发育方向定量预测

低渗透储层中发育的构造裂缝组系严重影响着油气的流动及分布,其发育方向的准确预测一直是储层物性研究的重点与难点,目前仅停留在基于井点的宏观预测上.采用将构造应力场有限元数值模拟结果与裂缝发育的力学机制相结合的方法,给出一套针对低渗透储层构造裂缝发育方向的定量预测流程,预测结果可定量确定目标区内任一部位的构造裂缝发育方向.应用该方法对松辽盆地北部深层古中央隆起带营城组的构造张裂缝发育方向进行预测的结果表明,计算结果与井点探井成像测井解释结果具有较高的一致性,相对误差均小于10%,效果较好;营城组地层内形成的构造张裂缝主要分布在80°～120°之间,是天然气流动的主导方向,在气藏开发方案设计及井位部署方面应重点考虑.     

复杂构造区块裂缝发育密度与构造关系的定量表征——以川东北普光气田为例

对于褶皱和断层都发育的复杂构造区块,裂缝发育不仅受地层变形（褶皱）影响,还受断层影响;如何建立裂缝发育密度与褶皱和断层之间的定量关系式,是实现裂缝发育密度定量预测的关键.前人虽然对复杂构造区块的裂缝发育密度与断层和褶皱之间的关系进行过研究,但以定性描述为主,未能实现定量化.文中以普光气田长兴组、飞仙关组为例,在建立裂缝发育密度与地层变形（构造曲率）之间的定量关系时引入距断层距离参数,在建立裂缝发育密度与断层之间定量关系时引入构造曲率参数,较好地建立了复杂构造区块裂缝发育与构造曲率和断层之间的定量关系式,为实现裂缝发育密度的定量预测提供了一条有效途径.     

构造运动对扎格罗斯前陆盆地白垩系碳酸盐岩储层的影响——以Y油田为例

以扎格罗斯前陆盆地东北部的Y油田白垩系碳酸盐岩储层为例,利用岩心、薄片样品、成像测井和三维地震资料,探讨构造运动对碳酸盐岩储层成岩作用、裂缝发育以及热液流体活动的影响。研究表明,晚白垩纪至全新世的构造运动对Y油田白垩系碳酸盐岩储层影响最重要。构造运动期间地壳抬升,地层遭受剥蚀、风化等作用从而发育不整合面,不整合面以下的储层受溶蚀作用改造显著。而阿拉伯板块与欧亚板块碰撞发生的褶皱作用和逆冲作用在储层内部生成大量裂缝,裂缝的密度和位置受褶皱、断层以及岩性的共同影响。裂缝主要发育在褶皱的轴部和翼的尾部以及断裂附近,白云岩的裂缝密度明显大于灰岩的。构造运动还控制了Y油田内热液流体活动,断层是热液流体进入Y油田的主要通道,热液白云化作用主要发生在靠近断裂或裂缝带的地堑内。探讨构造运动对碳酸盐岩储层的影响,有利于预测定位研究区的优质储层,优化油田的生产部署。     

海拉尔盆地乌东地区三维地震裂缝预测方法及应用

目前由于油气勘探技术的提高,国内物性较好的沉积岩储层油气资源逐步被发现和开发,而火成岩和基岩变质岩中裂缝储层在华北、辽河油田、大庆等油田相继发现巨大的油气资源,也使裂缝储层成为油气勘探的新领域。以海拉尔盆地乌东地区为例,基于三维地震资料,在建立层序格架和精细断层解释基础上,进行构造应力场模拟,通过构造曲率、最大主应变、最大主应力等参数对构造裂缝分布进行预测,结果表明构造应力场分布与构造断裂体系之间具有较好的相关关系,裂缝发育带分布在不同方向的两组断层相交部位、正断层或逆断层的上盘附近。裂缝预测的影响因素主要是断层的位置和方向的精度,地层横向厚度和密度变化较大也对预测精度产生影响。     

川南泸州地区五峰组—龙马溪组古构造应力场及裂缝特征

川南泸州地区为深层页岩气勘探的重点区,中生代以来经历了多期构造运动,下古生界五峰组—龙马溪组深层页岩储层的裂缝主要受控于区域古构造应力场。为了探究泸州地区有利的深层页岩勘探区,以其五峰组—龙马溪组深层页岩地层为研究对象,以褶皱断裂系统、地震资料综合解释、埋深古构造图和页岩岩石力学参数测试为基础,开展了目的层燕山期Ⅲ幕(裂缝主要形成时期)的古构造应力场数值模拟,采用ANSYS有限元数值模拟方法,结合钻井裂缝实测结果,利用裂缝形成的力学原理,预测了其裂缝发育特征。结果表明:该区深层页岩储层的地应力呈差异分布,燕山期Ⅲ幕最大主应力方向为NW向,约为135°;窄背斜核部和断裂附近裂缝发育,低陡构造向斜区裂缝较发育,宽缓向斜核部裂缝弱发育;主要发育水平层理缝和高角度裂缝,裂缝密度分布由NE向SW逐渐降低,在高应力值的低陡构造向斜区,深层页岩储层裂缝发育,有利于游离态天然气聚集。该结论为泸州地区深层页岩气的勘探开发提供了地质依据。     

构造应力场有限元数值模拟在裂缝预测中的应用

裂缝系统的形成常常受到构造运动及其作用强度的影响.裂缝的产生同构造应力场分布密切相关,构造应力场的作用效果又依赖于地层的岩石物性特征.本文从裂逢形成的外因--裂缝形成的古构造应力场出发,根据弹性力学理论,利用连续介质有限元数值模拟法和岩石破裂准则,研究某古潜山储层裂缝的方位、密度分布.运用该技术较为成功地预测了研究区内裂逢发育带的宏观平面分布.     

准噶尔盆地红车断裂带石炭系火山岩储层裂缝特征

以岩心观察、钻井和成像测井等资料为基础,研究了准噶尔盆地红车断裂带石炭系火山岩储层裂缝特征。结果表明：石炭系火山岩储层裂缝非常发育,主要为构造运动作用形成的构造缝,大部分裂缝都被各种固体矿物不同程度地充填,影响了裂缝对油气储集和运移的有效性;裂缝方位主要为北北东向和北北西向,与主构造方向相同。根据上述基本特征和成因,对研究区裂缝进行了综合分类,探讨了裂缝与构造运动的关系,认为发育的4 期裂缝与构造运动期次相吻合,在纵向上裂缝主要分布于石炭系顶部向下250 m 的深度范围内,而在平面上主要集中在红车断裂带及次生断层附近。