储层构造裂缝定量预测中地质数学模型的建立与应用研究

储层裂缝的空间分布和裂缝表征参数的定量研究是石油地质学前沿问题,人们常用三维有限元数值模拟技术进行构造裂缝的定量预测[1],确定储层裂缝的组系、方位和密度,弄清储层裂缝的三维分布。以辽河欢喜岭地区为实例进行了中生界古构造研究与恢复,反演了古区域应力场,建立了三维地质模型与相应的应力场计算模型,从构造力学和应力场的角度进行了该区中生界火山岩储层的裂缝预测。     

利用分形模拟建立裂缝型碳酸盐岩储层渗透率变异函数

裂缝型碳酸盐岩储层的各级裂缝为渗透率的主要贡献者，储层裂缝分布规律通常难以把握，建立裂缝型碳酸盐岩储层的渗透率变异函数具有相当大难度。然而，裂缝型碳酸盐岩储层的裂缝分布符合分形规律，为此以塔里木盆地轮南古潜山裂缝型碳酸盐岩储层为例，定量分析碳酸盐岩储层裂缝分布的分形规律，提出碳酸盐岩储层裂缝分布的分维数和分形预测公式，与由地应力导出的平面渗透率趋势场数据统计相结合，由分形预测决定的标准化变异函数曲线来确定渗透率变异函数的曲线形态，由地应力导出的平面渗透率趋势数据统计得到渗透率变异函数的变程与拱高，使渗透率与裂缝分布的相关关系相符合，构建起反映裂缝型碳酸盐岩储层渗透率空间相关性的变异函数。实践证明，由该变异函数导出的储层渗透率参数模型较好地反映了储层渗透率实际分布。     

基于不稳定渗流压裂水平气井产能研究

对于低渗、特低渗气藏，用水平井开采不一定能取得满意的效果，水平井水力压裂技术已成为开采低渗透气藏的重要手段，水平井压裂后的产能预测又是水平井压裂技术的一大难题。文章以生产过程中裂缝内流体的非稳态流动为基础，应用复位势理论、叠加原理和数值分析求解方法，并考虑压裂水平井地层渗流和水平井筒管流耦合，建立了压裂水平井多条裂缝相互干扰的产能预测新模型，使计算结果更加合理。计算结果表明：该模型计算产量与实际生产数据符合率高；水平井筒内的压力损失对压裂水平井的生产动态有一定的影响；水平井内每条压裂缝的产量并不相等，端部裂缝的产量高于中部裂缝的产量；水平井筒内的压力呈不均匀分布，从指端到根端压力逐渐降低；裂缝不对称会使压裂水平井产量降低。研究成果对低渗透气藏的压裂水平井的设计具有一定的指导意义。     

考虑裂缝导流能力时效性的多级压裂水平井产能半解析模型

目前多级压裂水平井产能计算模型研究较多,但大部分产能模型都没有考虑裂缝导流能力时效性对产能的影响。而室内实验和矿场实践表明,在实际生产过程中,裂缝导流能力随时间不断变化。本文利用源函数法求解油藏渗流模型,利用有限差分方法离散求解考虑裂缝导流能力随时间变化的裂缝渗流模型,并通过裂缝和油藏接触面处的流量和压力相等这一边界条件,将这两者进行了耦合,得到了考虑裂缝长期导流能力的多级压裂水平井产能半解析模型。模型计算结果表明,导流能力随时间的降低,在产能预测分析中是不可忽略的因素,这一因素会改变油藏的渗流场分布,改变裂缝内的流量和压力分布,会使更多的流体通过井筒附近的裂缝流入井内。本文建立的模型和计算结果对于储层产能预测研究和实际生产都有较大的指导意义。     

利用动态资料研究巴喀油田裂缝分布

利用动态、静态资料，研究了吐哈盆地台北凹陷巴喀油田微裂缝的分布及其对开发过程的影响。对储集层的静态描述包括基质的孔渗特征和微裂缝的类型、方位、被充填的特征、发育程度以及控制裂缝发育的地质因素等。限于岩心的有限性（数量少、井眼尺度小）以及地质因素的复杂性，对裂缝的静态研究难以定量描述有渗流能力的裂缝分布，而动态资料则反映有效裂缝的宏观分布规律。因此用米采油指数（Ｊｏ）研究了有效裂缝的分布规律。对于采油井，米采油指数使用动态监测资料求得；而对于注水井则使用注水资料首先求得米注水指数（Ｊｗ），然后通过Ｊｗ／Ｊｏ比值（由实际井的资料求得）将Ｊｗ转换为等效的Ｊｏ。基于２１口采油井的米采油指数和１３口注水井的等效米采油指数，使用克里格技术作出巴喀油田的米采油指数分布图，该图基本上反映了裂缝发育的非均质性，指示了构造不同部位油井的生产能力和注水井的可注入能力，对生产、判断油井见水及水流方向等生产动态有一定的指导意义。图４参５（郭海莉摘）     

埕北30太古宇裂缝性潜山油藏孔渗参数模型

为了建立裂缝性潜山油藏的孔渗参数模型，选取核磁共振测井、密度测井和声波测井资料约束Elanplus软件解释井剖面各点的总孔隙度和裂缝系统渗透率，利用井点孔渗物性与声波测井速度资料回归了声波测井速度、声波时差与孔隙度、渗透率的关系式。利用三维地震反演和相干分析得到的三维速度数据体，求取了埕北30太古宇潜山油藏孔渗物性的三维分布。在建立裂缝系统径向、主裂缝方向、次裂缝方向和垂向渗透率之间相关关系模型的基础上，结合应力场数值模拟求得的裂缝走向，预测了裂缝系统渗透率的三维空间各向异性分布，建立了裂缝性潜山油藏的孔渗参数模型。     

磨溪龙王庙组碳酸盐岩储层多尺度离散裂缝建模技术及其应用

在以大斜度井和水平井为主要开发井型的缝洞型碳酸盐岩气藏中,要想获取裂缝在井点不同空间位置的产状较困难,裂缝精细描述存在不准确性,这些均影响了对气藏渗流通道的刻画,制约了边水气藏的科学、均衡开发。以磨溪龙王庙组碳酸盐岩储层为例,利用岩心照片、FMI成像测井、叠前地震各向异性裂缝预测和不连续性检测以及动态监测等资料,在大斜度井、水平井裂缝定性识别的基础上,定量表征了裂缝产状、开度、密度、孔隙度等参数,再结合所获取裂缝参数建立多尺度非结构化网格离散裂缝模型,明确了气藏高、低渗区域分布,优势水侵通道和水侵方式。结果表明：在磨溪龙王庙组气藏离散裂缝模型中,大尺度和中小尺度裂缝均较发育,高渗区呈连片状广泛分布;发育于气藏外围4个方向的9条边水水侵的高渗通道,表现为沿裂缝水窜型和沿溶蚀孔洞均匀推进型2种水侵方式。该方法及研究结果对同类特大型超压有水深层碳酸盐岩气藏裂缝精细描述、水侵优势通道刻画和水侵模式建立等理论和技术研究均具有借鉴意义。     

红河油田37井区IPR曲线研究及合理生产参数确定

低渗透油藏压裂水平井开发的显著特点是存在启动压力梯度、应力敏感以及裂缝参数影响等现象,这种特有的现象使该类油藏与常规油藏的生产特征存在较大差异,且目前无针对低渗油藏压裂水平井生产参数的优化设计模型,使得合理生产参数确定困难。本文将IPR曲线理论应用于水平井开采的动态分析中,通过实际生产数据进行分析得到的结果可靠,说明应用IPR曲线理论能有效评价预测油井产能和确定油井允许的最小流压界限及合理生产制度,为充分发挥油井生产能力、合理高效开发红河油田低渗透油藏提供了理论依据。     

考虑介质变形和长期导流能力的裂缝性气藏压裂产能模拟研究

在气藏开采过程中，由于孔隙压力的不断降低，使得介质变形而导致渗透率的变化，进而影响井的产量。针对这一问题，提出了各种流体与固体耦合的数值模拟模型。然而，对于裂缝性储层和多相渗流问题，流固耦合模型中许多参数不易获取，且求解难度很大，使得耦合模型存在一定的应用局限性。很少有文献在气井产能模拟时将介质变形和就地的长期导流能力加以综合考虑。文章考虑介质变形引起的天然裂缝渗透率的变化和裂缝导流能力随时间递减的影响，建立了裂缝性气藏压裂后气水两相渗流数学模型，推导出了数值计算模型；本模型易于编程求解，对于研究裂缝性气藏的渗流特征，特别是进行单井压后产能预测具有一定的实用意义。计算表明：不考虑介质变形和导流能力递减所预测的气产量偏高；目前普遍使用的气藏数值模拟软件中，假定渗透率、裂缝导流能力为常数，以致模拟计算结果比实际偏高。     

Factors Affecting the Productivity of a Multifractured Horizontal Well

Horizontal well technology has been widely used in developing oil fields. Very commonly, these wells are hydraulically fractured to improve productivity in low permeability reservoirs. The productivity of a multifractured horizontal well is mainly affected by reservoir properties and fracture parameters. A simple and accurate method for evaluating and optimizing productivity of this type of wells is not available and is highly desirable to reservoir engineers. The authors analyzed the equipressure contour, velocity vector distributions, and the influence of factors such as ratio of vertical permeability to horizontal permeability, anisotropy of plane permeability, hydraulic fracturing angle, fracture distribution, and morphology on horizontal well's productivity by finite element numerical simulation method. The results show that optimizing the well trajectory and direction can reduce the degree of reservoir permeability anisotropy influencing on the productivity of well. Hydraulic fracture tilt or angles among multifractures due to natural fractures or ground stress can lower the productivity. Asymmetric distribution of fractures about wellbore can improve production and distribution with staggered interval can generate greater production. When the space between hydraulic fractures is small, fractures bend at a small angle and display a separated trend due to interference among fractures. In this case production has a little increase. Finite element numerical simulation method is accurate and intuitive when simulating percolation field of fractured horizontal wells. The results have certain reference significance for in situ fracturing operations.     

利用有限元法定量预测变质岩储层构造裂缝

方法以牛心坨变质岩裂缝型潜山油藏为例，应用三维有限元技术，通过模拟裂缝形成期应力场的分布，来定量预测储层构造裂缝的分布及裂缝与产能的关系。目的通过定量预测变质岩储层构造裂缝，可以指导该类油藏的高效勘探和开发，为油井部署提供地质依据。结果牛心坨潜山主裂缝方位为NNW向，次要方向为NNE向；总破裂率值大的井，单井初期日产油高。结论对于变质岩裂缝型油藏．通过模拟其构造应力场分布，来定量预测储层构造裂缝的分布及产状是可行的，其应用效果较好、可信度高。     

鄂尔多斯盆地合水地区长8 段裂缝发育 特征及其对产油量的影响

在岩心观察和电成像测井资料分析的基础上,对鄂尔多斯盆地合水地区长8段裂缝的产状、高度和发育位置进行了统计分析,总结出合水地区长8段裂缝平面分布规律,依据裂缝线密度平面分布特征,将合水地区划分为强裂缝发育区、裂缝发育区、弱裂缝发育区和裂缝不发育区。合水地区长8段裂缝主要分布在粉砂岩和泥岩中,其次分布在细砂岩中。储层物性越好,裂缝越不易发育;同一岩性,岩层厚度越大,裂缝越不发育。长8段强裂缝发育区和裂缝发育区的储层物性均较差,厚度较小,油井产量不高,而在弱裂缝发育区往往有高产油井。这进一步说明,如果储层本身的物性和含油性较差,即使有裂缝发育,也难以获得工业油流;储层围岩裂缝的存在对压裂效果和含油层段产量影响不大,产油量的主控因素是储层本身的岩性、厚度、物性和含油性。     

储层裂缝综合预测方法在GBEIBE油田的应用

针对储层裂缝预测这一难题,在多个裂缝性油藏裂缝研究实践的基础上,提出了基于裂缝成因解析的储层裂缝综合预测方法,即在利用岩心、成像测井等资料进行储层裂缝的构造解析、确定裂缝成因类型,有针对性地采用相应的预测方法进行裂缝预测,再把不同成因类型裂缝的预测结果有机地综合起来加以应用,其中裂缝成因解析是储层裂缝综合预测的基础。将这一方法应用到西阿拉伯油区的GBEIBE油田,该油田主要发育横张裂缝、纵张裂缝、平面共轭剪裂缝,以及与断层相关的剪裂缝,分别采用曲率法、断裂强度定量分析法和应力场反演裂缝数值模拟预测方法来预测相应裂缝的分布,预测结果在GBEIBE油田的开发应用中取得了良好的效果。     

裂缝介质中多方位AVO特征分析技术及应用举例

有利裂缝发育带及裂缝发育的主方位在储层预测中具有重要的意义。当储层中存在裂缝时，流体与致密岩石的巨大物理性质差异形成一定规模的物理界面，引起储层地震波反射特征的改变，成为地震剖面上反映裂缝存在的重要信息。地层中分布的裂缝，特别是在构造应力作用下形成的具有一定方位性分布的裂缝，其特征可以采用多方位AVO 方法进行检测。理论上讲，裂缝对地震属性参数的影响在垂直裂缝走向的方向上表现为最强，在水平裂缝走向的方向上表现为最弱，对AVO 属性参数的影响也是如此。因此，对于发育裂缝的储层采用多方位AVO方法进行矢量差异分析可以确定储层中裂缝发育的强度和密度。从理论公式入手讨论了不同入射角、方位角以及不同裂缝倾角情况下裂缝性储层的方位AVO响应，研究了裂缝性储层多方位AVO的变化特征与裂缝走向和倾向的关系，尤其是具有一定倾斜角度的裂缝对地震波方位AVO的响应特征，并用这一方法分析了新疆某油区的有利裂缝发育带，取得了较为理想的效果。     

CONTROLS ON FRACTURE FLOW POTENTIAL IN A TIGHT CARBONATE RESERVOIR: SAYINDERE FORMATION (CAMPANIAN), WEST ADIYAMAN BASIN,SE TURKEY

Identifying controls on the permeability of fluid‐conductive fractures is critical in tight reservoirs, but this is challenging in tectonically complex regions such as foothills belts where there may have been multiple stages of deformation and fracturing. Fracture permeability depends on fracture aperture and connectivity, both of which are affected by tectonism and cementation. Among the many factors that control the cementation history, oil charging may play an important role. Important challenges in studies of fractured reservoirs in tectonically complex regions include determining the timing (and intensity) of fracturing events relative to that of the oil charge, verifying the presence of matrix storage, and establishing the fracture cementation history. This paper reports on a comparative fracture study of four small‐scale oilfields in the west Ad?yaman Basin, located within the foothills belt of the Tauride suture zone in SE Turkey. Here the tight reservoir carbonates of the Say?ndere Formation (Campanian) were subjected to repeated phases of structural deformation. Major deformation phases took place in Campanian and Maastrichtian times, before oil charging into the reservoir began in the Eocene; and in the Late Eocene – Oligocene and Late Miocene, after the oil charge. Fractures that were generated before oil emplacement appear to have been cemented or partially cemented by calcite as indicated by cross‐cutting cemented fractures on borehole images. Partially‐cemented fractures in cores are oil‐stained with cement‐lined walls, suggesting cementation began before oil emplacement but was not completed. Image logs and cores also show the presence of clean, open fractures with no cement present on the walls. These open fractures cut across the cemented or partially‐cemented fractures, and are in general related to Late Miocene compressional folding. Open fracture density is correlated to Late Miocene fold curvature and asymmetry in the four oilfields studied. Of these fields, the ?ambayat structure is the tightest and most asymmetric anticline and hence has the maximum open fracture density; this field also has the highest oil potential. Although the available data is not sufficient to evaluate the effects of oil charging on fracture cementation definitively, the observations are consistent with a model that oil charge into the fractured Say?ndere Formation carbonates inhibited or slowed calcite cementation. Hence fracturing of a carbonate reservoir after oil emplacement may significantly enhance the fracture permeability, and may even render a tight reservoir prospective.     

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。     

蚂蚁追踪技术在潜山油藏裂缝预测中的应用

任丘潜山雾迷山组油藏为我国大型裂缝型碳酸盐岩底水块状油藏,储层具有双孔隙介质特征,目前处于高含水低速开发阶段.文中以任丘潜山碳酸盐岩油藏为倒,以多学科理论一体化为原则进行裂缝预测.综合运用了地震、钻井、测井、开发动态等多种基础资料及综合地质研究成果,利用PetrelTM地质建模软件,应用先进的蚂蚁追踪技术和离散裂缝网络...     

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。     

低渗透砂岩油藏储层非均质地质模型研究

该文在牛20、纯41、桩74、大芦湖等低渗透砂岩油藏地质综合研究的基础上,系统总结了胜利油区低渗透砂岩油藏储层非均质地质模型的研究内容和方法。该模型充分利用三维地震、地质、钻井、测井、测试等资料,以定量研究为主要方法,以地层模型、构造模型和储层模型研究为基础。裂缝模型研究是关键,主要包括野外和岩心裂缝研究、测井方法研究裂缝密度、古构造应力场模拟方法预测裂缝走向、现今应力场模拟方法研究裂缝的连通性及分析压裂裂缝的展布方向和储层裂缝对油田开发的影响等。储层非均质地质模型研究主要包括测井资料解释模型的建立、层间非均质研究、层内非均质研究和平面非均质研究。该模型在胜利油区应用效果良好。      

低渗透裂缝性油藏水力缝延伸特征分析 --以克拉玛依油田百31井区佳木河组油藏为例

在分析百31井区佳木河组油藏天然缝发育特征、现今应力特征、水力缝延伸特征的基础上,重点分析了天然缝和现今地应力对水力缝的影响,归纳了低渗透裂缝性油藏水力缝的分布规律。天然缝发育特征、现今应力场特征不但决定了水力缝分布特征,而且直接影响着压裂施工;百31井区佳木河组油藏油井压裂时水力缝基本上都是沿天然缝延伸或对天然缝进一步改造和沟通;油井射孔段天然缝产状、发育程度、水平应力大小直接影响着压裂施工压力。