DFN 模型裂缝建模新技术

DFN模型是目前世界上描述裂缝的一项先进技术,它通过展布于三维空间中的各类裂缝片组成的裂缝网络集团来构建整体的裂缝模型,实现了对裂缝系统从几何形态到其渗流行为的逼真细致的有效描述,吉林油田晴子井油田采用这一技术很好地解决了油田开发的诸多问题.     

永川地区深层页岩气储层不同尺度裂缝精细建模

目前已有关于裂缝的研究主要是地震单属性预测,裂缝预测的精度较低。为了进一步提高压裂改造水平与页岩气井产能,需对页岩储层不同尺度的裂缝进行预测,尤其是对小尺度裂缝进行精细预测。利用相干、曲率、蚂蚁体3种地震属性对永川地区龙马溪组一段的天然裂缝进行定量预测,并针对不同尺度裂缝进行多属性裂缝综合建模。结果表明：永川地区裂缝分为3个等级,断距大于100 m的大尺度裂缝、断距50～100 m的中尺度裂缝和断距小于50 m的小尺度裂缝,相干、曲率、蚂蚁体属性预测结果大体一致,整体上断层走向以NE—SW为主,大尺度裂缝主要发育在新店子背斜附近,蚂蚁体可以更清晰地刻画出小尺度裂缝。裂缝综合建模显示,永川地区深层页岩气储层总体裂缝发育程度由好到差依次为新店子背斜主体、南部向斜、北区向斜,南部向斜微裂缝最发育,有利于压裂改造,因此将永川南部作为首要滚动产建目标区,气井试采效果好,测试产量整体高于永川中、北区。研究成果对于实现永川地区页岩气增储上产具有一定的指导意义。     

页岩气储层地球物理建模

正20世纪90年代中后期,地质学家和地球物理学家开始尝试跨越专业领域,随着三维地震在行业内崭露头角,促成了当前地质与地震的紧密协作。如今,建模专业知识突飞猛进,其在页岩气开发领域的重要性不言而喻,对于拥有巨大页岩油气资源量的盆地,采用水平井进行高效开发。如果油气藏认识清楚,耗资巨大的水平钻进和密集的射孔无可厚非。然而,盆地储层非均质性强,低渗区广泛分布。因此,地球物理建模已成为水平井设计及钻井的重要举措。在页岩气储层裂缝体系内,充分考虑水平井目的层段的横向非均质性,利用地球物理模型精准模拟水平井钻井与射孔完井。复杂     

基于FracMan的储层裂缝建模技术

基于离散裂缝网络模型的裂缝建模是目前最先进的裂缝建模技术,FracMan是在该技术基础上发展起来的裂缝建模软件。通过对FracMan原理及实现方法进行分析,指出了FracMan在裂缝建模中较传统双孔连续统一体方法存在巨大优势及特色。此外通过简单示例,对单井裂缝方位、裂缝密度参数分析,综合地震、测井、岩心、露头等基础数据,建立了示例工区裂缝模型,最后在肯定了离散裂缝网络模型技术理论和方法的先进性后,指出了其在应用中存在的不足。     

陆相页岩气储层裂缝支撑剂铺置规律研究

为了认识陆相页岩气储层裂缝中支撑剂的铺置规律,采用可视裂缝模拟系统开展支撑剂沉降铺置实验,模拟了不同压裂液黏度、排量、砂比、支撑剂粒径和支撑剂密度条件下支撑剂运移沉降的过程,同时采用PIV粒子测速技术绘制了砂堤入口处与前缘处的速度场,进一步分析了支撑剂铺置过程中颗粒的运动特征。研究结果表明,支撑剂在人工裂缝中的铺置分为四个阶段:早期阶段、中前期阶段、中后期阶段和平衡状态阶段。裂缝入口处:悬浮颗粒的速度方向近似水平向前,砂堤表面颗粒速度沿着坡面向上,支撑剂的推进主要依靠液体黏滞力的携带作用;排量增大,流场出现明显的扰动现象,排量越大,扰动程度越大。砂堤前缘处:坡顶处流场存在明显的涡流现象;液体黏度增加,涡流强度减弱,黏滞力增加,颗粒在液体冲击和携带作用下,铺置更远的距离;排量增加,整个前缘区域出现更大的旋涡,涡流作用更加强烈,此时液体的冲击作用使得支撑剂铺置效果更好;砂比增加,旋涡数量增加,强度增强,波及范围增大,支撑剂运移到裂缝更远端。滑溜水中支撑剂粒径越小、密度越大,砂堤越均匀,但要达到铺置效果,需要携砂液的作用。      

页岩气储层裂缝系统影响产量的数值模拟研究

页岩气储层中的裂缝系统对页岩气产量有着重要的影响。以四川盆地志留系含气页岩气层为基础,利用数值模拟手段分析了页岩气储层的基质渗透率、裂缝连通性、裂缝密度（改造体积）、页岩气储层主裂缝与次裂缝对产量的影响,并对页岩气井的压后产量递减规律进行了分析。结果表明:基质渗透率越低,对完井方式和改造规模要求越高;在超低渗透页岩气储层中,只有相互连通的有效裂缝对产量有贡献;改造体积越大,压后产量和最终的采收率越高;相同改造体积下,主裂缝的发育程度对于初期产量的影响较大,但对最终采收率影响较小;页岩气井生产过程中的递减主要发生在投产初期的1.0～1.5 a,其递减率60%～70%。      

页岩气储层人工裂缝优化及渗流规律研究综述

通过对研究内容的相关文献调研,对目前水力压裂研究现状、人工裂缝优化研究现状、渗流机理及渗流模型研究现状有了一定了解并得出:(1)页岩气的特殊赋存方式及其储层结构特征造成达西方程对页岩气渗流的描述过于浅显;(2)在人工裂缝优化研究中,考虑因素较为单一,仅从人工裂缝方面,忽略压裂后,基于人工裂缝、天然裂缝及基质耦合下,研究裂缝相关参数对气井渗流规律及产能的影响;因此,在研究页岩气储层人工裂缝优化及渗流规律时必须考压裂后的储层特征、渗流机理和渗流模型。     

层理性页岩气储层复杂网络裂缝数值模拟研究

在考虑天然裂缝的条件下,为了更好地对层理性页岩气储层的复杂网络裂缝进行数值模拟,采用模拟非连续介质的通用离散元程序（UDEC）,基于渗流-应力耦合数值算法,建立了人工水力裂缝与天然裂缝相互作用的网络裂缝数值计算模型,并利用该模型分析了水力裂缝长度、天然裂缝倾角、内摩擦角及施工净压力对缝网扩展的影响。结果表明:水力裂缝从近井筒处裂缝尖端起裂扩展,并沿着天然裂缝的走向发生剪切破坏,且随水力裂缝长度增长,天然裂缝网络连通面积增大;天然裂缝倾角较大,形成复杂缝或网络缝的概率也相对较大;天然裂缝内摩擦角越小,天然裂缝连通面积越大,越易形成复杂网络裂缝;水平地应力差在一定范围内,净压力系数越大,裂缝的扩展形态越复杂,相邻裂缝的尖端越易连通形成网络裂缝。数值模拟研究结果可为进一步认识远井地带页岩气压裂裂缝扩展机理提供指导。      

裂缝性基岩储层三维地质建模研究

东坪1井区位于柴达木盆地阿尔金山前东段,2010年钻遇发现基岩含气层系。基岩储层是具有统一气水界面的块状气藏,且裂缝发育,具有双重孔隙结构,裂缝及溶蚀孔为主要储集空间。为了进一步认识基岩储层及其裂缝的空间分布形态,本文结合岩心及测井数据等资料,利用随机建模技术建立了该区的静态地质模型,根据测井识别裂缝数据及成像测井资料求取了各井裂缝强度曲线,并应用地质统计学理论,建立了基岩储层的裂缝密度模型,最后应用离散裂缝网络模型DFN(Discrete Fracture Network Model)建立了基岩储层三维裂缝网络模型,进而得到了裂缝的孔渗等属性体。该模型较好地展示了裂缝发育段的空间展布和非均质性特征,准确描述了裂缝参数在三维空间的定量分布情况,为今后气藏认识及合理开发奠定了基础。     

天然裂缝对页岩气储层产能贡献不大

正人们普通认为储层中的天然裂缝可以显著提高页岩气气井产能。SPE专家Lan Walton在休斯顿举行的SPE会议上发布的关于页岩气论文却认为天然裂缝对页岩气气井产能贡献不大。其依据是由于天然裂缝易发生流体渗漏,限制了水力压裂向外延伸,天然裂缝的存在对储层压裂改造是不利的。人们直观的认为页岩储层基质渗透率太小,必须要有发育的天然裂缝网络,否则气井将难以获得工业气流。在页岩气进行商业开发之前,油气行业已开始大量开采煤层气(CBM),而其开发效果依赖于天然裂缝网络的发育程度。     

Fractured reservoir modeling by discrete fracture network and seismic modeling in the Tarim Basin, China

Fractured reservoirs are an important target for oil and gas exploration in the Tarim Basin and the prediction of this type of reservoir is challenging.Due to the complicated fracture system in the Tarim Basin,the conventional AVO inversion method based on HTI theory to predict fracture development will result in some errors.Thus,an integrated research concept for fractured reservoir prediction is put forward in this paper.Seismic modeling plays a bridging role in this concept,and the establishment of an anisotropic fracture model by Discrete Fracture Network (DFN) is the key part.Because the fracture system in the Tarim Basin shows complex anisotropic characteristics,it is vital to build an effective anisotropic model.Based on geological,well logging and seismic data,an effective anisotropic model of complex fracture systems can be set up with the DFN method.The effective elastic coefficients,and the input data for seismic modeling can be calculated.Then seismic modeling based on this model is performed,and the seismic response characteristics are analyzed.The modeling results can be used in the following AVO inversion for fracture detection.     

储层裂缝随机建模方法研究进展

作为研究裂缝空间展布的有效手段,储层裂缝建模可分为确定性建模与随机建模两大类,且随机建模方式应用广泛。储层裂缝随机建模包括基于空间剖分的裂缝建模、离散裂缝网络建模、基于变差函数的裂缝建模、基于多点地质统计学的裂缝建模和基于分形特征迭代的裂缝建模等五类。本文结合实例详细介绍了五类随机建模方法的原理、特点及其适用性。第一类方法适用于简单裂缝系统建模,第二、三、四类方法适用于大部分裂缝系统建模,第五类方法适用于分形特征明显的裂缝系统（如压裂诱导缝）建模。同时本文系统分析了各类方法的优缺点,并展望了储层裂缝随机建模方法的发展趋势。     

基于产气剖面的页岩气离散裂缝网络反演方法

页岩气井压后裂缝描述对页岩气井生产动态预测、生产后期重复压裂设计以及加密井井眼轨迹设计等具有重要意义。以涪陵页岩气田开发和地质参数为基础,基于高效离散裂缝网络（EDFN）数值模拟方法,研究裂缝长度、压裂段裂缝累计总长、裂缝间距、裂缝相对位置等对压裂段贡献率的影响,通过水平井生产动态解释得到的裂缝特征参数反演离散裂缝网络。以JY46-3HF开发井产气剖面、产气贡献率和裂缝特征参数的相关性为基础,建立压裂裂缝网络模型,各压裂段产气贡献率模拟结果和实测结果高度吻合。研究结果表明,压裂段产气贡献率和压裂段裂缝累计总长正相关,裂缝间距、裂缝相对位置则通过影响裂缝对基质区域控制的大小影响压裂段对页岩气井的贡献率。     

裂缝性油藏离散裂缝网络随机生成及数值模拟

裂缝性油藏裂缝表征及数值模拟是当前油田开发领域研究的难点和热点.为了克服连续性介质模型在裂缝描述和计算效率上的缺点,采用随机生成的离散裂缝网络进行裂缝性油藏数值模拟.首先应用地质统计学方法随机生成与实际裂缝在统计意义上等效的裂缝网络,并对其简化物理模型进行几何离散;然后通过计算不同维数控制体单元之间的传导系数,建立基于控制体积有限差分方法的油-水两相流动的数值计算格式;最后通过算例验证了该方法理论与算法的正确性.该方法对裂缝进行显式地降维处理,提高了网格生成效率,缩短了计算时间.     

Shale gas reservoir modeling and production evaluation considering complex gas transport mechanisms and dispersed distribution of kerogen

Stimulated shale reservoirs consist of kerogen,inorganic matter,secondary and hydraulic fractures.The dispersed distribution of kerogen within matrices and comp...     

页岩储层水力裂缝网络多因素耦合分析

为优化压裂设计、提高页岩储层的改造效果,基于室内真三轴水力压裂模拟实验、现场压裂实践和理论分析的方法,从页岩绪层岩石的脆性指数、水平应力差、天然裂缝的力学特征和发育程度、液体黏度和施工参数等方面分析了页岩储层压裂形成缝网的受控因素。结果表明:页岩储层的水力裂缝网络发育程度受到地质因素和工程因素的双重作用;从储层地质因素上看,岩石的脆性指数越高、天然裂缝越发育、天然缝胶结程度越差,越有利于形成缝网;从压裂作业的因素看,压裂液黏度越低以及压裂规模越大,越有利于形成充分扩展的缝网。在分析单个因素的基础上,建立了多因素耦合的缝网发育指数来表征页岩储层水力裂缝网络发育程度,并用于评价页岩储层压裂后水力裂缝的复杂程度。     

渤海C油田潜山裂缝型储集层随机离散裂缝网络模型的实现与优选方法

针对渤海C油田潜山裂缝型储集层的地质特点,综合利用岩心、测井、油藏动态以及露头等资料,分析了潜山裂缝型储集层的成因及发育特点,确定构造应力场和断层的分布为该油田储集层裂缝发育的2个主控因素。将构造应力场与断层分布相结合模拟离散裂缝网络,预测裂缝分布趋势。通过地质特征对比以及动态资料验证,优选出C油田的离散裂缝网络(DFN)。以离散裂缝网络(DFN)为平面约束条件,以井点岩心统计裂缝几何形态为"硬"数据,计算出裂缝孔隙度和渗透率的三维分布,并建立了潜山裂缝型储集层的地质模型,为油田开发方案的制定提供了可靠的地质依据。     

镇泾油田长8油层纤维网络加砂压裂试验研究

镇泾油田长8油层是典型的超低渗透致密砂岩储层,压裂改造后出现支撑剂回流现象,导致近井地带地层出砂严重,造成裂缝部分或完全闭合,严重影响了油井的长期稳产。阐述了镇泾油田长8油层地质特征及压裂改造难点,从预防支撑剂回流、防止支撑剂沉降的角度考虑,对纤维材料性能进行了试验研究和评价,优选出了适合镇泾油田长8储层的纤维网络加砂压裂工艺。目前已经应用该工艺在现场试验了6井次,对于射孔井段位于砂体上部、中上部的储层其改造效果较好,平均日产量12．19m^3,平均日产油量5．03t。该工艺与常规加砂压裂工艺相比,不仅实现了油井的增产,而且延长了油井的生产周期,适合在镇泾油田长8油层推广应用。     

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。     

页岩气藏体积压裂数学模型研究

页岩储层具有一定密度和连通性的天然裂缝,而对复杂天然裂缝网络的描述非常困难。目前还没有针对页岩气藏的渗流模型,其模拟模型还基于常规的黑油模型或双重介质模型。黑油模型适用性广、解法完善,是目前油气藏数值模拟中最经典的模型,但是它不能考虑气体解吸附作用;因此,对页岩气藏的适用性比较差。文中建立以溶解气模拟吸附气的模型。即利用溶解气油比曲线模拟朗格缪尔等温吸附曲线,将油相视为不可流动相,黑油模型中的气相即为页岩气藏中的自由气。考虑了气体的解吸附作用和扩散作用,对比了其与单一介质的模拟结果,与传统的双孔单渗模型模拟结果相比,二者均能较好地进行页岩气产能预测。