劉悅 于添 于灝 高欣

【摘要】在裂縫型油氣藏的開發(fā)過程中，對(duì)儲(chǔ)層裂縫的的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)是一個(gè)重要步驟。本文主要是分析探討了預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的集中方法，包括測(cè)井技術(shù)方法評(píng)價(jià)、地震預(yù)測(cè)方法評(píng)價(jià)、構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)方法評(píng)價(jià)以及預(yù)測(cè)方法的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】儲(chǔ)層裂縫 地震預(yù)測(cè) 構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)

伴隨油氣勘探的不斷提高和發(fā)展，裂縫型油氣藏已成為一個(gè)非常重要的勘探領(lǐng)域。對(duì)于儲(chǔ)層裂縫的識(shí)別、描述和預(yù)測(cè)是裂縫性儲(chǔ)層勘探發(fā)開過程中的關(guān)鍵。儲(chǔ)層中的裂縫在開發(fā)中有著極為重要的地位，不僅是油氣藏儲(chǔ)存的空間，還為油氣運(yùn)輸提供通道，但由于巖層巖性的復(fù)雜性，且多伴隨著嚴(yán)重的非均質(zhì)以及低滲透和空間復(fù)雜等特點(diǎn)，為裂縫性油藏的勘探開發(fā)增加了一定的難度。目前常見的裂縫油氣藏有多種類型，主要有泥巖裂縫性、致密砂巖裂縫型、變質(zhì)巖裂縫型、碳酸鹽巖裂縫型以及火山巖裂縫型。在對(duì)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)前首先需要能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育帶，這也是對(duì)裂縫預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)研究有著很重要的現(xiàn)實(shí)作用。

1 測(cè)井技術(shù)方法評(píng)價(jià)

在當(dāng)前油氣藏開發(fā)過程中對(duì)裂縫評(píng)價(jià)采用最為廣泛的方法是利用測(cè)井技術(shù)資料對(duì)裂縫進(jìn)行評(píng)價(jià)，識(shí)別油氣藏的裂縫型。由于油氣藏中存在裂縫，就會(huì)對(duì)測(cè)井曲線造成影響，通過分析測(cè)井曲線的異常響應(yīng)以及相關(guān)數(shù)據(jù)的變化就能對(duì)裂縫的相關(guān)特性進(jìn)行評(píng)估識(shí)別。

在對(duì)裂縫進(jìn)行評(píng)測(cè)之前首先對(duì)巖心資料進(jìn)行分析，并標(biāo)定出不同地層結(jié)構(gòu)所表現(xiàn)的不同測(cè)井響應(yīng)，分析測(cè)井曲線中不同響應(yīng)的特征以及計(jì)算出形成各種測(cè)井響應(yīng)的模糊概率，利用響應(yīng)特征和模糊概率來綜合預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育段情況。裂縫的各類特征和所處的情況都對(duì)裂縫發(fā)育段的電阻率曲線有著特征性影響，如裂縫自身的長度、寬度、密度、產(chǎn)狀以及泥漿對(duì)其侵入深度、充填性狀和地層流體類型等。如果裂縫為低角度，則獲得的導(dǎo)致曲線深淺側(cè)向的數(shù)值降低而，曲線呈尖銳狀，出現(xiàn)“負(fù)差異”現(xiàn)象；而對(duì)于高角度裂縫和垂直裂縫，其獲得的曲線會(huì)呈現(xiàn)“正差異”現(xiàn)象，深淺側(cè)向的數(shù)值出現(xiàn)增大。當(dāng)沿巖石骨架傳播的滑行波在裂縫的干擾下會(huì)使其受到影響，縱波首波發(fā)生變化親且時(shí)差加大；而隨著裂縫的不斷發(fā)育，其影響作用更大，首波會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重衰減出現(xiàn)周波跳躍。對(duì)于地層密度的變化可以通過密度補(bǔ)償曲線來體現(xiàn)，也能在一定程度上反應(yīng)裂縫對(duì)井壁造成的不規(guī)則的程度。井壁周邊巖石的強(qiáng)度會(huì)因?yàn)榱芽p的出現(xiàn)而降低，甚至?xí)霈F(xiàn)沿裂縫方向的坍塌，在單井經(jīng)曲線的測(cè)量中，體現(xiàn)在井徑上，裂縫發(fā)育出有出現(xiàn)致密層擴(kuò)大的情況。

對(duì)于裂縫的識(shí)別，普通的測(cè)井技術(shù)能在剖面上識(shí)別其發(fā)育層狀、儲(chǔ)層內(nèi)流體的類型以及產(chǎn)狀等情況，但對(duì)整個(gè)裂縫發(fā)育帶的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)還不能形成空間上的有效評(píng)估。隨著測(cè)井技術(shù)的不斷發(fā)展，成像測(cè)井技術(shù)成為了對(duì)其預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的最好方法，該技術(shù)能能直觀且準(zhǔn)確的對(duì)裂縫進(jìn)行識(shí)別，具體的方法有核磁共振測(cè)井、交叉式多極子陣列聲波測(cè)井、高分比率陣列感應(yīng)測(cè)井以及微電阻率掃描成像測(cè)井。

2 地震預(yù)測(cè)方法評(píng)價(jià)

存在裂縫的巖石，在儲(chǔ)層進(jìn)行地震監(jiān)測(cè)的過程中會(huì)導(dǎo)致反射波出現(xiàn)差異，呈現(xiàn)巖石物性的各向異性，對(duì)于儲(chǔ)層的連通性、方位分布以及儲(chǔ)層間的非均質(zhì)性空間關(guān)系都可以通過地震資料來反應(yīng)，其中最為重要的就是對(duì)地震波的各向異性進(jìn)行分析。對(duì)于地震響應(yīng)，裂縫呈現(xiàn)非常復(fù)雜的狀況，這與裂縫的本身屬性相關(guān)，包括其大小、形狀、密度和延伸度，也與其包含的流體類型、飽和度以及巖石性等多個(gè)因素。為了能發(fā)現(xiàn)斷裂帶和對(duì)地震相進(jìn)行劃分，經(jīng)常采用地震屬性提取和想干分析等地震反演技術(shù)來進(jìn)行，但該方法在對(duì)裂縫的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)上還存在一定的局限性。

伴隨科技的進(jìn)步，裂縫的地震預(yù)測(cè)技術(shù)方法出現(xiàn)了重大的突破，采用正演模擬研究儲(chǔ)層裂縫有著更為重要的地位。綜合分析處理鉆井資料和測(cè)井資料，建立地質(zhì)綜合模型以及巖石物理模型，使用正演模擬技術(shù)，研究因裂縫出現(xiàn)的地震波長、振幅等特征，明確裂縫特性和反應(yīng)之間的聯(lián)系，利用得出的結(jié)論輔助分析、解釋三維地震資料，綜合分析一個(gè)區(qū)域內(nèi)裂縫的分布特征、發(fā)育方向以及發(fā)育密度等。使用較多的方法有雙正交測(cè)線法、方位AVO、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)裂縫綜合識(shí)別技術(shù)、裂縫敏感測(cè)井重構(gòu)曲線預(yù)測(cè)技術(shù)以及方位時(shí)差橢圓法等。

3 構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)技術(shù)方法評(píng)價(jià)

在油田生產(chǎn)中，構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的研究有著非常普遍的應(yīng)用，因?yàn)槠浒l(fā)展變化對(duì)于油氣藏的保存、破壞有著直接關(guān)系，對(duì)油田開發(fā)過程也影響極大。構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)根據(jù)方式的不同可以分為不同的類型，主要有時(shí)間、空間以及主應(yīng)力作用方式等，因研究的目的和對(duì)象不通過，就出現(xiàn)了差別化的應(yīng)力場(chǎng)研究目標(biāo)。地質(zhì)構(gòu)造裂縫可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)期，而裂縫的發(fā)育特征如走向、形狀和密度都是隨著該應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)度和方向形成的，裂縫的存在不盡為油氣的聚集、存儲(chǔ)提供了空間，還為其流動(dòng)形成了通道。在國內(nèi)很多油氣田就進(jìn)行數(shù)值模擬來對(duì)構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行研究，并成功的對(duì)裂縫進(jìn)行預(yù)測(cè)。

盡管最近許多年的數(shù)值模擬研究呈現(xiàn)不斷壯大、發(fā)展迅速的態(tài)勢(shì)，但有限元數(shù)值模擬大多不能完全真實(shí)的反應(yīng)，這是因?yàn)閹r石在實(shí)際中的變形并不會(huì)按照模擬實(shí)驗(yàn)中約束的彈性形變來發(fā)生。解決這類問題可以通過彈-塑性有限元模擬方法來進(jìn)行，在這種方法的假設(shè)下，其模擬特性與實(shí)際形變基本相近。該方法的是通過微分原理，使用增量法對(duì)巖石的塑性形變進(jìn)行模擬。

4 裂縫評(píng)測(cè)方法的發(fā)展討論

出現(xiàn)在油氣藏儲(chǔ)層中的裂縫多表現(xiàn)復(fù)雜，大小不一，小的能形成礦脈和節(jié)理等微觀特征，而大的則能形成斷層，裂縫也會(huì)因?yàn)闃?gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用而不斷的發(fā)生變化，也會(huì)受到開采過程的影響，如酸化壓裂工藝就會(huì)在地層的裂縫中形成此生裂縫而對(duì)油氣的運(yùn)移產(chǎn)生較大的影響。裂縫的復(fù)雜造成了預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的困難，為提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益就需要對(duì)裂縫技術(shù)進(jìn)行深入研究，不斷提升、發(fā)展預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的技術(shù)和方法。

對(duì)于裂縫的常規(guī)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)可以采用的理論和技術(shù)方法都比較成熟，經(jīng)驗(yàn)也相對(duì)豐富，但由于其預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性不足就無法滿足生產(chǎn)需求。相對(duì)于此類方法，成像測(cè)井和三維地震屬性的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)就有較大的優(yōu)勢(shì)，這兩種技術(shù)方法采用的理論和相應(yīng)關(guān)系都是全新的，能夠提供全面分析儲(chǔ)層的飽和度、孔隙度以及滲透率等；而彈-塑性增量法在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬中的應(yīng)用能更準(zhǔn)確的模擬形變過程，更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)裂縫發(fā)育區(qū)。最近出現(xiàn)的各類預(yù)測(cè)方法也對(duì)提高精度、做好準(zhǔn)確預(yù)測(cè)提供了幫助。

要想在裂縫預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)上取得長足的發(fā)展，還需要結(jié)果許多學(xué)科，綜合應(yīng)用地震技術(shù)、測(cè)井技術(shù)和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬技術(shù)，取長補(bǔ)短爭(zhēng)取新的突破。將預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)和方法不斷提升與推廣，為油田裂縫型油氣藏的開發(fā)創(chuàng)造有利條件。

參考文獻(xiàn)

[1] 王永剛.濟(jì)陽坳陷太古界變質(zhì)巖儲(chǔ)層裂縫識(shí)別與定量解釋[J].測(cè)井技術(shù)，2012.6

[2] 陳麗華，鄒軍成.建南-龍駒壩地區(qū)志留系儲(chǔ)層精細(xì)預(yù)測(cè)[J].江漢石油科技，2012.4