(長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023）

尹詩(shī)琪(成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川 成都454320）

徐云恒(吐哈油田勘探開發(fā)研究院，新疆 哈密632010）

牛東地區(qū)位于吐哈油田三塘湖盆地條山油氣富集帶前緣牛東鼻隆帶的中部，主要含油層系為石炭系火山巖儲(chǔ)集體，其中孔隙是儲(chǔ)層主要儲(chǔ)集空間，而裂縫的發(fā)育是該油藏最重要的滲濾通道，直接影響儲(chǔ)層的產(chǎn)能。因此，充分了解和認(rèn)識(shí)裂縫成因、研究其發(fā)育程度及分布規(guī)律對(duì)于提高油氣的勘探開發(fā)效能至關(guān)重要。

1 構(gòu)造模型

牛東地區(qū)火山巖地層根據(jù)不同的旋回和期次劃分為5個(gè)層位，工區(qū)內(nèi)發(fā)育3條斷層，根據(jù)火山巖的成因模式，模擬了卡拉崗組火山巖噴發(fā)旋回界面與斷層的配置關(guān)系，建立了研究區(qū)的構(gòu)造模型，構(gòu)造模型主要是反映儲(chǔ)層的空間格架，由斷層模型和層面模型組成(見圖1）。利用井筒地質(zhì)分層數(shù)據(jù)、斷點(diǎn)數(shù)據(jù)和地震資料解釋的斷層和層位數(shù)據(jù)聯(lián)合構(gòu)建起來的用于精細(xì)刻畫斷層與地層配置關(guān)系的地層結(jié)構(gòu)模型[1]，它是進(jìn)一步精細(xì)刻畫地層構(gòu)造框架內(nèi)部?jī)?chǔ)層及其屬性參數(shù)空間發(fā)育特征的物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖1 牛東地區(qū)卡拉崗組構(gòu)造模型

2 裂縫空間分布

牛東火山巖油藏是被裂縫系統(tǒng)所切割、小裂縫和與其連通的溶蝕孔洞以及含有微細(xì)裂縫的基質(zhì)所組成的孔隙系統(tǒng)，是一個(gè)儲(chǔ)滲條件差異很大、分布關(guān)系復(fù)雜的集合體[2]。本次建模利用工區(qū)內(nèi)57口井的成像資料解釋了開啟裂縫，從解釋的結(jié)果來看主要以低角度網(wǎng)狀縫為主，走向雜亂，各種方向的裂縫相互切割交織成網(wǎng)，這樣大大的改善油藏的滲流能力。根據(jù)從地震體中提取的相關(guān)屬性螞蟻體層面以及從螞蟻體中提取的斷層裂縫來看，研究區(qū)內(nèi)裂縫非常發(fā)育，走向雜亂，各種方向的裂縫相互切割交織成網(wǎng)，與成像測(cè)井解釋的結(jié)果比較相符(見圖2）。

圖2 裂縫的空間分布

3 裂縫單井信息剖面

根據(jù)單井統(tǒng)計(jì)的傾角和方位角結(jié)果可以產(chǎn)生裂縫密度曲線、累積曲線等參數(shù)，并為井間預(yù)測(cè)奠定基礎(chǔ)。該工區(qū)內(nèi)一共有57口井的裂縫信息，都是以低角度裂縫為主，以其中一口井為例，其信息剖面如圖3所示。密度曲線對(duì)于模型密度是重要的元素，是裂縫網(wǎng)格的基本數(shù)據(jù)，把離散的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來描述裂縫，得到的屬性體可以作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)用來產(chǎn)生裂縫網(wǎng)絡(luò)，密度曲線構(gòu)造窗的長(zhǎng)度對(duì)于曲線的光滑度很重要。由圖3可以看出，在縫相對(duì)發(fā)育的區(qū)段裂縫密度比較大。

圖3 裂縫單井信息剖面

4 裂縫模型

與儲(chǔ)層參數(shù)模型一樣，建立儲(chǔ)層裂縫模型的目的是通過對(duì)裂縫參數(shù)的定量研究，從而界定裂縫的空間位置及其分布范圍。利用常規(guī)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)解釋出裂縫發(fā)育段，然后參照 “相建?！钡姆绞浇?“裂縫相”——即裂縫有利發(fā)育區(qū)，然后在此約束下生成裂縫發(fā)育強(qiáng)度模型(裂縫密度模型）。由于裂縫是非常復(fù)雜的滲流系統(tǒng)，隨機(jī)性強(qiáng)，比較復(fù)雜，在建模的過程中可以根據(jù)地質(zhì)經(jīng)驗(yàn)，綜合應(yīng)用多學(xué)科手段提取相關(guān)的屬性加以約束。裂縫發(fā)育密度通常與斷層距離、油藏沉積類型和地層曲率有關(guān)，其中一些可以通過建立幾何模型得到。另外地震屬性也可以提供裂縫發(fā)育信息，根據(jù)相干性[3]、傾角變化、振幅差異等(疊前）地震屬性來研究裂縫分布(即發(fā)育強(qiáng)度）；根據(jù)橫波資料或AVO資料尋找裂縫發(fā)育帶；外部應(yīng)力分布圖也可以作為趨勢(shì)約束。該工區(qū)利用從地震體中提取地震屬性螞蟻體以及斷層距離作為約束條件來建立裂縫強(qiáng)度模型，在斷層兩側(cè)和曲率比較大的地方，裂縫都比較發(fā)育，和實(shí)際認(rèn)識(shí)相符(見圖4）。

圖4 裂縫模型

5 離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型

離散裂縫模型[4-5]直接用裂縫片組成的裂縫網(wǎng)絡(luò)來描述裂縫系統(tǒng)，每個(gè)裂縫片有位置、方向、形態(tài)、厚度、曲率及依附于它的基質(zhì)塊等一系列屬性，這些屬性的確定要么依據(jù)事先已經(jīng)存在的規(guī)定，要么依據(jù)一些事先已經(jīng)存在的統(tǒng)計(jì)關(guān)系隨機(jī)地生成。裂縫網(wǎng)絡(luò)路徑分析是進(jìn)行空間上2點(diǎn)間或井間相連接的裂縫的幾何形態(tài)，通過尋找用戶定義的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)在裂縫系統(tǒng)中進(jìn)行路徑分析，通過對(duì)連通裂縫的路徑長(zhǎng)度和傳導(dǎo)性的分析，根據(jù)用戶定義的準(zhǔn)則找出最短裂縫路徑(見圖5）。

圖5 裂縫網(wǎng)絡(luò)模型

6 裂縫參數(shù)

對(duì)與裂縫隨機(jī)模擬有關(guān)的裂縫參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，獲取其規(guī)律函數(shù)或大小，主要包括：分析每組裂縫方位角和傾角的空間分布特征；定義裂縫形態(tài)，如圓形、長(zhǎng)方形或多邊形等，一般來說都是以長(zhǎng)方形來定義的；估算裂縫尺寸與橫縱比。

7 裂縫幾何模型與等效裂縫屬性

同儲(chǔ)層參數(shù)模型一樣，在裂縫發(fā)育強(qiáng)度模型與裂縫參數(shù)分析結(jié)果的共同約束下，通過隨機(jī)模擬方法生成具有離散網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)的裂縫幾何模型，定義相關(guān)的屬性參數(shù)傳導(dǎo)率、開啟度等，并據(jù)此計(jì)算等效裂縫屬性，包括等效裂縫孔隙度和I、J、K 3個(gè)主要方向的等效裂縫滲透率，以備粗化后供儲(chǔ)量計(jì)算和油藏?cái)?shù)模使用。

[1]徐振遠(yuǎn)，陳福友．克拉瑪依油田二區(qū)克92井區(qū)火山巖儲(chǔ)層地質(zhì)建模 [J]．西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，24（5）：21-24．

[2]童亨茂，錢祥麟．儲(chǔ)層裂縫的研究和分析方法 [J]．石油大學(xué)學(xué)報(bào)，1994，18（6）：14-19．

[3]萬學(xué)鵬，歐瑾，于興河．利用相干體技術(shù)研究碳酸鹽巖裂縫特征 [J]．?dāng)鄩K油氣田，2007，14（3）：43-45．

[4]王建華．DFN模型裂縫建模新技術(shù) [J]．?dāng)鄩K油氣田，2008，15（6）：55-58．

[5]鄭松青，姚志良．離散裂縫網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)建模方法 [J]．石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2009，31（4）：106-110．