致密储层裂缝系统诱发地震异常的机理及其与储层产能的关系

Tight reservoirs have great potential for prospecting. To explore the higher permeable natural fracture zones with relative higher porosity and excellent production rate in low porosity and low permeability tight reservoirs is a preferential key issue for seismic exploration. This project is to determine the relationship between the seismic anomalies induced by the fracture system in tight reservoirs and the production rate and quality of tight reservoirs. By combining multi-disciplines such as rock physics, geophysics, petroleum engineering, applied mathematics and geology, and integrating theoretical methods with experimental measurements and numerical analyses, we will establish new petrophysical model for fractured tight reservoirs and the method for their elastic moduli calculation, and we will implement new numerical method to calculate the effective permeability of fluid flow in fractured tight reservoirs. This project focuses on the mechanisms of seismic anomalies induced by the fracture system in tight reservoirs and determines the impact factors of these anomalous characteristics. Then the definite relationship between the seismic anomalous features induced by the fracture system and the production rate of tight reservoirs and their causal mechanisms will be clarified. This work will present the basis and proof that are more definite in their mechanisms for identification of sweet spots in tight reservoirs and estimation of the quality and production rate of reservoirs using seismic data.

致密储层具有很大的勘探潜力，如何从低孔低渗的致密储层中寻找孔隙度高、渗透性好、产能条件优越的天然裂缝发育带是地震勘探优先考虑的重点问题。为了确定致密储层裂缝系统诱发的地震异常特征与致密储层产能和品质的关系，本项目基于含裂缝系统致密储层属性既会影响其弹性性质和地震响应，也会影响储层产能和品质的这一本质，采用多学科交叉（岩石物理、地球物理、油藏工程、应用数学和地质等），理论方法、实验测试与数值分析相结合的研究方法，建立新的含裂缝系统致密储层的岩石物理模型和弹性参数的计算方法，以及流体流动的有效渗透率数值计算方法，探索裂缝系统诱发致密储层地震响应异常的机理、确定这些异常特征的影响因素，最后获得裂缝系统诱发的地震异常特征与储层产能参数的关系及其作用机理。为从地震数据中识别致密储层“甜点”、评价储层品质和产能提供机理更加明确的基础和依据。

本项目基于含裂缝系统致密储层属性既会影响其弹性性质和地震响应，也会影响储层产能和品质的这一本质，探索致密储层裂缝系统诱发的地震异常特征与致密储层产能和品质的关系。主要研究了含裂缝系统致密储层的岩石物理模型及地震响应的数值模拟与分析、储层流体流动的产能参数计算及其与地震异常的关系，达到了预期研究目标和考核指标，取得了一系列研究成果。⑴ 在含裂缝系统致密储层的岩石物理模型及地震响应的数值模拟与分析方面：建立了含随机裂缝系统致密储层岩石建模及弹性刚度矩阵、渗流非均匀差异的含裂缝系统致密岩石依赖频率的动态等效弹性刚度矩阵和弹性模量的数值计算方法，含随机裂缝集岩层的频率域非均匀多尺度降维算法的有限差分地震响应、分布大尺度裂缝的流体饱和裂缝孔隙岩石中流体压力弥散效应的地震数值模拟方法。⑵ 在含裂缝系统致密储层流体流动的产能参数计算及其与地震异常的关系方面：建立了含裂缝系统致密储层非均匀渗透率及其各向异性的表征方法，分析了多相不混溶流体饱和裂缝孔隙介质相对渗透率及其依赖频率的地震频散衰减，确定了含流体致密储层裂缝系统的非均匀各向异性渗透率及其与地震频散衰减各向异性的关系、含多组裂缝介质依赖频率的AVOA响应及其与裂缝特征间的关系。这些工作为研究致密储层中裂缝系统诱发的地震异常特征与储层产能参数的关系及其作用机理提供了基础方法，为从地震数据中识别致密储层“甜点”、评价储层品质和产能提供了机理更加明确的基础和依据。⑶ 上述方法全部形成了具有自主知识产权的软件模块集，已在油气勘探开发中推广应用，实现了科研成果的生产转化。