油气藏天然裂缝有效性定量表征技术研究

Natural fractures are geological phenomena which widely distributed in the strata， and they've played an important role in maintaining a certain validity in the development process of oil and gas reservoirs. The level of the fracture effectiveness is the key to the oil and gas production of fractured reservoirs. This study is based on the analysis of the typical tight sand reservoir in Sichuan Basin and Ordos Basin. By interpretation and evaluation of the fracture validity parameters (fracture opening width, fracture permeability and fracture porosity) by reservoirs dynamic and static data of reservoirs, the reliable, clear physical meaning and mutually consistent parameters have been achieved. By considering the formation conditions change and fracture occurrence, the flow tests based on fracture physical model has been established. The interpretation of sidewall cracks and three-dimensional extension of near wellbore fractures have been constructed by imaging logging data and the correlation analysis of effectiveness of the fracture parameters has been processed, and therefore, the sequence of the cracks effectiveness and the impacts of the main controlling factors have been acquired. On the basis of the determination of the control factors impact of the fractures, the quantitative characterization of the fracture validity has been optimized. By researching and valuing in the well section or in the geologic model grid cell body and constructing the empowerment combination of the basic index parameters basic, the effectiveness quantitative characterization indicators of fractures has been achieved. And the indicators could be inspected and adjusted while production.

天然裂缝是地层中广泛分布的一种地质构造现象，当其在油气开发过程中保持一定有效性时具有重要作用，其有效程度高低是裂缝性油气藏高产富集的关键。本次研究以井筒附近或地质模型网格单元体内裂缝网络体系作为有效性定量表征对象，通过对四川盆地、鄂尔多斯盆地典型致密砂岩裂缝性油气藏解剖，从动静态资料对裂缝有效性参数（裂缝张开度、裂缝渗透率、裂缝孔隙度）的解释和评价中获得量级可靠、物理意义明确、相互吻合的裂缝参数。在考虑地层条件、裂缝产状等基础上进行裂缝流动实验，利用成像测井等资料对井壁裂缝刻画和三维延拓构建井筒附近双重介质地质模型进行数值模拟研究，获得裂缝有效性主控因素及其影响程度的排序。在裂缝有效性控制因素研究基础上优选裂缝有效性定量表征基础指标，研究裂缝网络体系基础指标的取值量化方法，进而完成基础指标参数的赋权组合构建裂缝有效性定量表征指标，并在实际应用中对表征指标进行了适用性检验和修正。

众所周知天然裂缝是油气藏开发中的一把双刃剑，有效的天然裂缝是油气高速渗流获得高产的通道，同时也是开发见水以致水淹的关键因素，因此对天然裂缝的分布、有效性的认识是裂缝性油气藏开发的关键。而在裂缝有效性评价中针对不同资料获得裂缝有效性参数（张开度、孔隙度、渗透率）的计算结果及其物理意义认识不明，缺乏针对裂缝网络系统有效性表征的定量刻画。本项目就是立足于理清油气藏研究中各类资料获取的裂缝有效性参数的物理含义来建立一套针对裂缝网络系统有效性的定量表征模型。本项目主要完成了四个方面的工作，一是完成了4个典型油气藏天然裂缝特征的总结、各类有效性参数的计算及评价工作；二是分析了不同资料获取的裂缝有效性参数的特征，明确了其各自物理含义，建立了针对反映裂缝网络系统的常规测井解释模型；三是分析了裂缝有效性的主要影响和控制因素；四是建立了裂缝有效性定量表征指标，并在4个典型油气藏的应用中进行了校验。项目研究首次系统梳理了油气藏动静态资料获取的裂缝张开度、裂缝渗透率、裂缝孔隙度的差异性，明确了其物理意义，认为其差异性之一表现在为不同赋存条件下（地层条件和地表卸载条件）裂缝参数的解释，之二是刻画的对象（单条裂缝与裂缝网络系统）不同；油气藏生产动态资料（试井、生产历史数据）对产层段井筒附近裂缝网络系统裂缝参数的计算与井筒附近压力和生产历史相匹配，是地层条件下裂缝网络系统裂缝参数的合理反映，其它对地层条件下裂缝网络系统裂缝参数的计算结果应以动态资料计算结果进行校正；成像测井是在地层条件下对井壁裂缝的直观反映，对单一裂缝参数的表征具有客观性，其它资料对单条裂缝参数的测量和计算结果应以成像测井解释结果进行校正。通过本次研究以裂缝网络系统为对象，采用裂缝网络系统内裂缝参数分布的面积和均值两个统计特征量建立了裂缝有效性定量表征指标；该指标在典型油气藏的生产应用中得到了验证，表明了其客观性和实用性。本次研究工作的科学意义在于首次将油气藏动静态资料获取的裂缝有效性参数的特征及物理含义进行了明确，为业内对裂缝有效性参数认识上的混乱提供了依据；其次以裂缝网络系统为对象，从统计学的角度构建了裂缝有效性定量表征指标，具有计算简便、适用性强的优点，解决了裂缝性油气藏属性建模中的关键难题。