王珂　張榮虎　戴俊生　郇志鵬　田福春

摘要：儲(chǔ)層裂縫對(duì)改善致密砂巖和碳酸鹽巖等低滲透儲(chǔ)層以及致密礫巖、火成巖、泥頁巖等非常規(guī)低滲透儲(chǔ)層的物性具有重要作用。通過總結(jié)近年來儲(chǔ)層裂縫的相關(guān)研究進(jìn)展，對(duì)儲(chǔ)層裂縫的多種識(shí)別和預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了分析，并討論了儲(chǔ)層裂縫研究的幾個(gè)關(guān)鍵問題。結(jié)果表明：儲(chǔ)層裂縫的識(shí)別技術(shù)是點(diǎn)（巖芯、薄片）、線（測(cè)井）、面（相似地表露頭區(qū)）、體（地震資料）和時(shí)間（生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料）組成的多維綜合體系；儲(chǔ)層裂縫的定性預(yù)測(cè)主要是根據(jù)裂縫與構(gòu)造部位和巖性之間的關(guān)系進(jìn)行，定量預(yù)測(cè)方法包括井間直接插值法、曲率法、能量法與巖石破裂法（二元法）、地震法、分形分維法、構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬法和多參數(shù)判據(jù)法等，每種預(yù)測(cè)方法各有其優(yōu)勢(shì)與不足，因此，需要綜合多種方法才能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層裂縫的有效預(yù)測(cè)；儲(chǔ)層裂縫研究的關(guān)鍵問題包括裂縫分布預(yù)測(cè)與精細(xì)表征、裂縫動(dòng)態(tài)參數(shù)和裂縫三維地質(zhì)建模等方面。最后，在油氣田勘探開發(fā)中進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)及建模等工作時(shí)，應(yīng)以明確儲(chǔ)層裂縫的成因、演化及主控因素為基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：低滲透儲(chǔ)層；裂縫識(shí)別；定性預(yù)測(cè)；定量預(yù)測(cè)；關(guān)鍵問題；動(dòng)態(tài)參數(shù)；地質(zhì)建模

中圖分類號(hào)：P618.130.2+1；TE122.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Review on Lowpermeability Reservoir FractureWANG Ke1， ZHANG Ronghu1， DAI Junsheng2， HUAN Zhipeng3， TIAN Fuchun4

（1. Hangzhou Research Institute of Geology， PetroChina， Hangzhou 310023， Zhejiang， China； 2. School of

Geosciences， China University of Petroleum， Qingdao 266580， Shandong， China； 3. Tabei Exploration and

Development Project， Tarim Oilfield Company， PetroChina， Korla 841000， Xinjiang， China； 4. Petroleum

Engineering Research Institute， Dagang Oilfield Company， PetroChina， Tianjin 300280， China）Abstract： Reservoir fractures have a significant effect on improving the physical property of tight sandstone reservoir， carbonate rock reservoir and unconventional lowpermeability reservoir such as tight conglomerate rocks， igneous rocks and shale rocks. The researches on reservoir fracture were summarized， several methods of recognition and prediction on reservoir fracture were analyzed， and several key questions in reservoir fracture research were discussed. The results show that the recognition technology of reservoir fracture is a multidivision synthetic system composed with point （core and slices）， line （logging）， surface （similar surface outcrops）， volume （seismic data） and time （dynamic production data）； the qualitative prediction of reservoir fracture is mainly based on the relationship between fracture and structural location， lithology； the quantitative prediction methods contain interwell direct interpolation， curvature， energy and rock failure （twofactor method）， seismic， fractal dimension， tectonic stress field numerical simulation and multiparameter criterion， etc.； each prediction method of reservoir fracture has its own advantage and disadvantage， thus the combination of multiple methods can realize the efficient prediction of reservoir fracture； the key questions of reservoir fracture research contain the fracture distribution prediction and elaborate characterization， fracture dynamic parameters and fracture 3D geological modeling. Finally， reservoir fracture prediction and modeling should be based on confirming the genesis， evolution and primary controlling factors of reservoir fracture in exploration and development of hydrocarbon fields.

Key words： lowpermeability reservoir； fracture recognition； qualitative prediction； quantitative prediction； key question； dynamic parameter； geologic modeling

0引言

多年來的油氣勘探實(shí)踐表明，裂縫性油氣藏是中國(guó)含油氣盆地中一種重要的油氣藏類型。這類油藏的探明地質(zhì)儲(chǔ)量已經(jīng)超過40×108 t，超過目前探明油氣資源總量的1/3；另據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)，在中國(guó)超過130×108 t的剩余油氣資源量中，約有60%的油氣資源量分布與儲(chǔ)層裂縫有關(guān)[1]。因此，裂縫性油氣藏的勘探開發(fā)在中國(guó)石油工業(yè)中的地位越來越重要。如何有效地勘探，合理地動(dòng)用與高效地開發(fā)這些裂縫性油氣藏，對(duì)中國(guó)石油工業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展以及增強(qiáng)中國(guó)能源安全供應(yīng)的保障能力，確保國(guó)家安全與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)、持續(xù)快速發(fā)展具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義[1]。儲(chǔ)層裂縫研究已有近百年的歷史。以Смехов、Van GolfRacht、Nelson、Laubach、Olson、曾聯(lián)波、宋惠珍、袁士義、劉建中、穆龍新、戴俊生、周新桂以及侯貴廷等為代表的學(xué)者曾發(fā)表了大量的論文，并出版了一系列專著，為儲(chǔ)層裂縫研究奠定了良好的理論基礎(chǔ)[228]。由于儲(chǔ)層裂縫的復(fù)雜性以及人類認(rèn)識(shí)水平和技術(shù)水平的限制，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)對(duì)儲(chǔ)層裂縫的研究一直以定性描述或半定量分析為主；近年來，隨著認(rèn)識(shí)水平的提高與計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展，儲(chǔ)層裂縫空間分布特征的定量分析以及儲(chǔ)層裂縫地質(zhì)建模逐漸成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，離散化裂縫網(wǎng)格模型以及近幾年逐步發(fā)展起來的復(fù)合裂縫模型即為其典型代表[29]。目前，對(duì)儲(chǔ)層裂縫的研究多集中于低滲透的致密砂巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)層[3032]，隨著非常規(guī)油氣藏的勘探開發(fā)，致密礫巖類、火成巖類、泥頁巖類儲(chǔ)層的裂縫研究也越來越受到重視[3351]。本文對(duì)現(xiàn)有儲(chǔ)層裂縫研究方法進(jìn)行歸納總結(jié)，分析各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并討論儲(chǔ)層裂縫研究的幾個(gè)關(guān)鍵問題，從而為儲(chǔ)層裂縫的相關(guān)研究提供參考。

1儲(chǔ)層裂縫的識(shí)別

1.1巖芯裂縫觀察

巖芯裂縫觀察是識(shí)別地下儲(chǔ)層裂縫最直接的方法[4]。通過巖芯裂縫的觀察與統(tǒng)計(jì)，可以獲得裂縫的產(chǎn)狀、密度、張開度、充填程度等參數(shù)，是含油氣盆地勘探開發(fā)中進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫相關(guān)研究的原始數(shù)據(jù)庫，也是檢驗(yàn)儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)方法所得結(jié)果是否合理的標(biāo)準(zhǔn)之一[5253]。目前，巖芯裂縫觀察通常采用肉眼直接觀察，其優(yōu)點(diǎn)是成本低且效率高，但往往受到取芯長(zhǎng)度、巖芯完整性以及人的主觀因素和識(shí)別精度的影響，而且肉眼直接觀察只能觀察到巖芯表面的裂縫，對(duì)于裂縫在巖芯內(nèi)部的延伸情況無法觀察到。近年來，很多學(xué)者開始嘗試?yán)霉I(yè)CT（計(jì)算機(jī)層析成像）掃描技術(shù)識(shí)別巖芯裂縫[54]。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以在不破壞巖芯的情況下，將巖芯橫截面進(jìn)行分段掃描，從而直觀地觀察裂縫在巖芯內(nèi)部的延伸情況，并且可以將掃描截面重新組合，進(jìn)行巖芯的三維重構(gòu)，同時(shí)對(duì)巖芯裂縫的定量參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。這種方法彌補(bǔ)了肉眼觀察巖芯的不足，提高了巖芯的利用價(jià)值，是巖芯裂縫分析的發(fā)展方向。工業(yè)CT掃描技術(shù)已在塔里木盆地大北氣田和克深2氣田等地區(qū)得到了初步應(yīng)用[5556]，但就目前來講，由于工業(yè)CT掃描技術(shù)試驗(yàn)費(fèi)用高，試驗(yàn)周期長(zhǎng)以及評(píng)價(jià)體系尚不完善等，在國(guó)內(nèi)還沒有得到十分廣泛的應(yīng)用。

1.2薄片裂縫分析

薄片裂縫分析的對(duì)象是儲(chǔ)層微觀裂縫，包括粒內(nèi)縫、粒緣縫和穿粒縫等3種類型[57]。微觀裂縫對(duì)于改善低滲透儲(chǔ)層巖石物性具有重要作用，而且從裂縫演化的角度來看，微觀裂縫很可能是宏觀裂縫的雛形，因此，根據(jù)自相似性原理，研究微觀裂縫的分布對(duì)認(rèn)識(shí)宏觀裂縫的分布規(guī)律也有重要的參考價(jià)值，有必要對(duì)儲(chǔ)層微觀裂縫的發(fā)育情況進(jìn)行分析[1]。儲(chǔ)層微觀裂縫的張開度一般在微米級(jí)（通常小于50 μm），肉眼及測(cè)井手段均難以識(shí)別，因此，需要借助巖石薄片在顯微鏡下進(jìn)行分析，一般采用普通薄片或鑄體薄片，其中鑄體薄片顯示微觀裂縫更加直觀，觀察更為方便。薄片微觀裂縫的觀察與描述對(duì)于認(rèn)識(shí)含油氣區(qū)儲(chǔ)層裂縫的發(fā)育規(guī)律有非常明顯的不足：一方面受制于巖石薄片以及其中裂縫的數(shù)量，數(shù)量太少則不具有統(tǒng)計(jì)意義，難以準(zhǔn)確反映儲(chǔ)層裂縫的實(shí)際發(fā)育特征；另一方面，巖石薄片的尺寸非常有限，由此統(tǒng)計(jì)得出的儲(chǔ)層裂縫參數(shù)與實(shí)際情況往往誤差較大，只能用作定性或半定量分析，因此，薄片微觀裂縫的描述統(tǒng)計(jì)與分析常作為認(rèn)識(shí)某一地區(qū)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育特征的輔助手段。

1.3測(cè)井資料裂縫識(shí)別

測(cè)井資料是識(shí)別儲(chǔ)層裂縫的一種重要方法，可分為常規(guī)測(cè)井和成像測(cè)井兩大類。對(duì)儲(chǔ)層裂縫響應(yīng)較為敏感的常規(guī)測(cè)井系列包括電阻率、聲波速度、自然伽馬、自然電位、密度、中子、井徑及地層傾角測(cè)井等。利用常規(guī)測(cè)井系列識(shí)別裂縫的方法有單一測(cè)井特征參數(shù)法、多種測(cè)井參數(shù)綜合概率法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和灰色理論法等，其共同點(diǎn)是根據(jù)研究區(qū)的大量資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，提取對(duì)儲(chǔ)層裂縫較為敏感的特征參數(shù)，從而建立儲(chǔ)層裂縫與常規(guī)測(cè)井之間的響應(yīng)關(guān)系模式，進(jìn)一步對(duì)新區(qū)塊或新井段的儲(chǔ)層裂縫發(fā)育特征進(jìn)行解釋[1]。采用常規(guī)測(cè)井系列識(shí)別裂縫成本相對(duì)較低，應(yīng)用也較方便，但難度較大，需要從測(cè)井信息中提取可以反映裂縫的微弱信號(hào)，而且對(duì)于不同地區(qū)，對(duì)儲(chǔ)層裂縫敏感的特征參數(shù)不盡相同，儲(chǔ)層裂縫與測(cè)井資料之間的匹配模式也不盡一致，因此，常規(guī)測(cè)井方法往往只能定性地評(píng)價(jià)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育程度，很難準(zhǔn)確有效地對(duì)儲(chǔ)層裂縫的定量參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

井壁成像測(cè)井是利用聲波束或電流束對(duì)井壁進(jìn)行掃描，從而得到井壁展開的圖像。前者稱為聲成像測(cè)井，主要包括井下聲波電視測(cè)井（BHTV）、DSI偶極聲波成像和井周聲波測(cè)井（CBIL）；后者稱為電成像測(cè)井，主要包括微電阻率掃描測(cè)井（FMS）和全井眼地層微電阻率成像（FMI），其中較為常用的是全井眼地層微電阻率成像。成像測(cè)井資料可以提供單井在垂向上連續(xù)的儲(chǔ)層裂縫發(fā)育剖面，通過巖芯裂縫刻度，可以對(duì)全井段的裂縫發(fā)育情況進(jìn)行解釋，并定量計(jì)算出不同層段裂縫的線密度、長(zhǎng)度、張開度、孔隙度等參數(shù)[58]。儲(chǔ)層裂縫在成像測(cè)井圖上通常表現(xiàn)為正弦曲線，其中開啟縫表現(xiàn)為暗色的正弦曲線，低阻充填縫表現(xiàn)為不連續(xù)的暗色正弦曲線，高阻充填縫表現(xiàn)為亮色正弦曲線。需要注意的是，天然裂縫、沉積界面和誘導(dǎo)裂縫等都會(huì)在成像測(cè)井圖上有所反映，因此，在定量計(jì)算天然裂縫參數(shù)時(shí)要將沉積界面和誘導(dǎo)裂縫剔除[4]。成像測(cè)井識(shí)別裂縫的缺點(diǎn)是易受測(cè)井分辨率的影響。一些規(guī)模較小的小裂縫和微裂縫無法識(shí)別或識(shí)別不清，而且往往受到地層分界面的干擾，導(dǎo)致某些井點(diǎn)（如靠近斷層大量發(fā)育網(wǎng)狀縫的井）的裂縫參數(shù)解釋結(jié)果有較大誤差；此外，鉆井時(shí)若采用油基泥漿也會(huì)干擾成像測(cè)井資料的精度。因此，如何進(jìn)一步提高成像測(cè)井資料分辨率以及排除泥漿因素的干擾，是利用成像測(cè)井識(shí)別裂縫的主要研究方向。

1.4相似地表露頭區(qū)裂縫識(shí)別

相似地表露頭區(qū)是全面了解天然裂縫在平面上的展布特征以及不同組系裂縫之間相互關(guān)系最直觀的場(chǎng)所[5961]。通過對(duì)相似地表露頭區(qū)裂縫的觀察分析，不僅可以研究裂縫的產(chǎn)狀和規(guī)模、裂縫成因類型及其形成環(huán)境、不同組系裂縫的分布特征及其相互關(guān)系、裂縫形成期次及其與構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)之間的關(guān)系，而且可以研究裂縫不同參數(shù)之間的相互關(guān)系，總結(jié)控制裂縫形成與分布的主要地質(zhì)因素[1，62]。對(duì)于出露地表的巖層，可以肉眼直接觀察測(cè)量，而對(duì)于地表淺層（深度小于10 m）的巖層，則需借助探地雷達(dá)（或稱地質(zhì)雷達(dá)）進(jìn)行觀測(cè)[6364]。

通過野外地表露頭區(qū)的裂縫研究，可以根據(jù)力學(xué)類型和走向特征對(duì)裂縫進(jìn)行分組，分析裂縫與背斜、斷層等構(gòu)造之間的關(guān)系[6566]，從而建立露頭區(qū)裂縫分布的地質(zhì)模型及裂縫參數(shù)信息庫；并通過地表露頭與油氣田地下儲(chǔ)層地質(zhì)條件的相似性分析和類比，建立油氣田地下儲(chǔ)層裂縫分布的概念模型；然后，再結(jié)合油氣田巖芯和測(cè)井等方法所獲取的單井裂縫資料以及實(shí)際地質(zhì)條件，通過相似類比性分析，指導(dǎo)對(duì)油氣田目的層儲(chǔ)層裂縫發(fā)育規(guī)律及其分布模式的認(rèn)識(shí)，以彌補(bǔ)油氣田巖芯和測(cè)井等井點(diǎn)研究的不足[1]。這種方法的缺點(diǎn)在于：地面地質(zhì)條件與實(shí)際地層條件往往差別很大，由此統(tǒng)計(jì)出的裂縫特征難以由點(diǎn)到面、由淺到深地定量應(yīng)用到地下油氣儲(chǔ)層。

1.5地震裂縫識(shí)別

儲(chǔ)層裂縫發(fā)育帶會(huì)引起地震波的動(dòng)力學(xué)特征（振幅、能量、吸收衰減、頻率等）和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征（走時(shí)、速度、時(shí)差等）發(fā)生變化。通過檢測(cè)地震波的這些變化，便可以對(duì)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育帶進(jìn)行識(shí)別。目前，儲(chǔ)層裂縫的地震識(shí)別技術(shù)包括橫波分裂技術(shù)、三維三分量技術(shù)、縱波AVO技術(shù)、疊前AVAz技術(shù)、VVAz技術(shù)、VSP（垂直地震剖面）技術(shù)以及相干體技術(shù)等[6768]。

地震資料識(shí)別裂縫的優(yōu)勢(shì)在于覆蓋面積廣且探測(cè)深度大，但很容易受到地震分辨率的影響。例如，在塔里木盆地克拉蘇構(gòu)造帶的克拉—克深地區(qū)主要含氣層位之上覆蓋有1 000～2 000 m的巨厚膏鹽層，導(dǎo)致地震資料品質(zhì)變差，同相軸反射雜亂，無法應(yīng)用于地下儲(chǔ)層裂縫的識(shí)別。另一方面，地震資料的多解性也是制約地震資料識(shí)別儲(chǔ)層裂縫精度的重要因素。因此，裂縫性儲(chǔ)層的復(fù)雜性和特殊性決定了采用地震資料識(shí)別裂縫仍然是一個(gè)有待深入解決的難題，需要在地震響應(yīng)機(jī)理和識(shí)別方法等方面不斷探索[1]。

1.6生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料裂縫識(shí)別

當(dāng)油氣藏中發(fā)育儲(chǔ)層裂縫時(shí)，便會(huì)在鉆井和開發(fā)過程中有所體現(xiàn)。油氣田的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料包括泥漿漏失、井壁崩落、壓裂施工、試油試井和鉆時(shí)鉆具等資料[16]。泥漿在儲(chǔ)層裂縫發(fā)育層段往往發(fā)生漏失，漏失量越高，表明裂縫可能越發(fā)育，但要注意區(qū)分裂縫性漏失和非裂縫性漏失，以免產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷；裂縫的存在使儲(chǔ)層巖石穩(wěn)定性變差，在鉆井中便會(huì)發(fā)生井壁崩落或垮塌，井壁崩落或垮塌的方向通常與裂縫走向一致；在進(jìn)行壓裂施工作業(yè)的地層若發(fā)育有大量裂縫，那么在壓裂施工曲線上便不會(huì)出現(xiàn)典型的破裂壓力點(diǎn)，而只出現(xiàn)擴(kuò)展壓力點(diǎn)；裂縫發(fā)育層段的試井曲線上會(huì)出現(xiàn)明顯的雙重介質(zhì)特征，在試井中可通過流體流動(dòng)特征反映出來，因此，根據(jù)試井曲線可以對(duì)儲(chǔ)層裂縫進(jìn)行定性和定量識(shí)別，以評(píng)價(jià)儲(chǔ)層裂縫在油氣藏開發(fā)中的作用；在鉆井過程中鉆遇儲(chǔ)層裂縫發(fā)育帶時(shí)，往往出現(xiàn)鉆進(jìn)加快和鉆具放空等現(xiàn)象，從而可根據(jù)鉆時(shí)鉆具信息對(duì)裂縫進(jìn)行識(shí)別。此外，識(shí)別裂縫的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料法還包括氣測(cè)錄井、固井質(zhì)量、試油試采、示蹤劑分析、注水動(dòng)態(tài)分析和壓力分析等方法[52]。

1.7小結(jié)

綜上所述，儲(chǔ)層裂縫的識(shí)別技術(shù)是由點(diǎn)（巖芯觀察、薄片分析）、線（測(cè)井資料解釋）、面（相似地表露頭區(qū)）、體（地震資料）和時(shí)間（生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料）組成的多維綜合體系。巖芯和薄片的裂縫分析是基礎(chǔ)，測(cè)井資料解釋可以提供單井剖面上的裂縫特征，相似地表露頭區(qū)反映了裂縫的平面展布，地震資料可以識(shí)別裂縫在三維空間的發(fā)育規(guī)律，生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料則反映了裂縫滲流性能隨時(shí)間的變化情況。

2儲(chǔ)層裂縫的預(yù)測(cè)

2.1定性預(yù)測(cè)

儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)的定性方法主要是根據(jù)儲(chǔ)層裂縫的發(fā)育程度與構(gòu)造部位和巖性之間的關(guān)系進(jìn)行預(yù)測(cè)。儲(chǔ)層裂縫往往在斷層帶兩側(cè)、斷層端部、斷層交會(huì)處、斷層產(chǎn)狀發(fā)生改變的局部構(gòu)造區(qū)域、構(gòu)造隆起的頂部及其陡坡處較為發(fā)育。隨著斷層距離增加，儲(chǔ)層裂縫發(fā)育程度減弱；對(duì)于斷層帶而言，其內(nèi)外巖石的力學(xué)性質(zhì)差別越大，儲(chǔ)層裂縫越發(fā)育。另外，儲(chǔ)層裂縫發(fā)育程度還與斷層的力學(xué)類型有關(guān)，一般認(rèn)為壓扭斷層的裂縫發(fā)育程度最高，其次為逆沖斷層或逆掩斷層，而正斷層和平移（走滑）斷層的裂縫發(fā)育程度相對(duì)較低。對(duì)于背斜構(gòu)造，在軸線方向上的裂縫密度、規(guī)模和連通性通常都要高于背斜翼部[69]。

儲(chǔ)層巖性與裂縫發(fā)育程度之間存在明顯的相關(guān)性，是影響儲(chǔ)層裂縫發(fā)育程度的一個(gè)重要因素。一般認(rèn)為，致密的白云巖、灰?guī)r、粉砂巖和細(xì)砂巖中的儲(chǔ)層裂縫發(fā)育程度要高于泥巖和礫巖的儲(chǔ)層裂縫發(fā)育程度[11，7072]，因此，可以通過相似地表露頭區(qū)或巖芯裂縫的分析，明確儲(chǔ)層巖性與裂縫發(fā)育程度之間的關(guān)系，然后結(jié)合油氣田內(nèi)儲(chǔ)層巖性的空間分布特征對(duì)儲(chǔ)層裂縫的發(fā)育情況進(jìn)行定性預(yù)測(cè)。

2.2定量預(yù)測(cè)

2.2.1井間直接插值法

井間直接插值法，又稱已知井點(diǎn)約束法，是指利用多個(gè)井點(diǎn)的實(shí)測(cè)裂縫數(shù)據(jù)，按照線性或非線性插值預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的井間分布[21]。這種方法是預(yù)測(cè)油氣區(qū)儲(chǔ)層裂縫井間分布最樸素的方法，但其適用條件十分有限：首先，研究區(qū)的構(gòu)造形態(tài)要比較簡(jiǎn)單，構(gòu)造起伏較小，沒有斷層或只有少量斷距不大的小斷層；其次，有裂縫資料的井點(diǎn)要足夠多且分布相對(duì)均勻；第三，目的儲(chǔ)層的巖性和厚度在平面上穩(wěn)定分布，沒有較強(qiáng)的非均質(zhì)性。顯然，只有一些簡(jiǎn)單的小型含油氣區(qū)帶才能滿足以上條件，而大多數(shù)油氣田均發(fā)育有數(shù)量不等的斷層，且儲(chǔ)層非均質(zhì)性明顯，井點(diǎn)也很難達(dá)到均勻分布，因此，該方法在實(shí)際工作中較少運(yùn)用。

2.2.2曲率法

曲率法是預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的一種常用方法，包括最大主曲率、最小主曲率、高斯曲率和歐拉曲率等[73]。Murray首次采用曲率法對(duì)美國(guó)Spanish油田的儲(chǔ)層裂縫進(jìn)行了成功預(yù)測(cè)[74]，隨后該方法在中國(guó)逐漸得到廣泛應(yīng)用。李志勇等利用主曲率法對(duì)江漢盆地潛江凹陷王場(chǎng)地區(qū)潛二段的儲(chǔ)層裂縫進(jìn)行了預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況基本一致[75]；孫尚如將構(gòu)造主曲率法與高斯曲率法進(jìn)行了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)高斯曲率法的裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果與地質(zhì)資料以及鉆井和測(cè)井資料對(duì)應(yīng)較好，并認(rèn)為在構(gòu)造面相對(duì)平緩、變形幅度不大的地區(qū)使用主曲率法預(yù)測(cè)得到的裂縫分布與實(shí)際情況吻合較差，而高斯曲率法的計(jì)算結(jié)果則符合地質(zhì)規(guī)律，可廣泛應(yīng)用于裂縫性油氣藏儲(chǔ)層裂縫的平面預(yù)測(cè)[76]。

劉宏等在研究四川盆地大池干井構(gòu)造帶三疊系嘉陵江組裂縫性儲(chǔ)集層時(shí)，采用趨勢(shì)面擬合法和差分法對(duì)面曲率進(jìn)行計(jì)算，采用三點(diǎn)圓弧法及曲線擬合法對(duì)線曲率進(jìn)行計(jì)算，然后在此基礎(chǔ)上將多種數(shù)學(xué)方法計(jì)算得到的曲率值進(jìn)行歸一化處理，得到各方法的相對(duì)曲率值，并取其中的最大值（即“綜合曲率”）來對(duì)儲(chǔ)層裂縫的分布進(jìn)行預(yù)測(cè)，即綜合曲率法[77]。該方法克服了單一曲率法預(yù)測(cè)裂縫分布的不足，通過與油氣顯示和氣井產(chǎn)能等資料的對(duì)比分析，認(rèn)為綜合曲率法的裂縫預(yù)測(cè)效果要優(yōu)于單一曲率法，提高了利用曲率方法進(jìn)行裂縫預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確程度，能更好地對(duì)地下裂縫的分布規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)。劉金華等在研究商河油田淺層侵入巖中的裂縫時(shí)，發(fā)現(xiàn)直接利用曲率值進(jìn)行裂縫預(yù)測(cè)并不合適，因此提出了采用曲率變化值進(jìn)行裂縫預(yù)測(cè)的改良方法，采用縫面比對(duì)儲(chǔ)層裂縫的發(fā)育程度進(jìn)行研究，并分析了曲率與裂縫發(fā)育程度之間的關(guān)聯(lián)性，從而達(dá)到了預(yù)測(cè)裂縫分布的目的[78]。

與三維應(yīng)變（應(yīng)力）分析相比，曲率通常只考慮了二維的構(gòu)造面起伏，而沒有考慮垂向上的地層幾何形態(tài)，并且與生產(chǎn)數(shù)據(jù)（尤其是產(chǎn)能指數(shù)）之間的關(guān)系不如三維應(yīng)變（應(yīng)力）分析緊密[79]。另外，主曲率計(jì)算公式中所取的地層厚度值并未考慮層間滑動(dòng)，而層間滑動(dòng)對(duì)巖石應(yīng)變和破裂具有明顯的控制作用[80]。按照主曲率的計(jì)算公式，地層厚度越大，則裂縫孔隙度越大，在厚度不大的前提下，這種結(jié)論是成立的，但如果厚度增加到一定程度，那么根據(jù)公式計(jì)算出來的裂縫孔隙度會(huì)大大超過油氣田的實(shí)測(cè)值，與實(shí)際嚴(yán)重不符。從原理上講，主曲率法的裂縫預(yù)測(cè)結(jié)果往往只適用于巖層受力彎曲變形而派生的縱張裂縫，而對(duì)于多數(shù)油氣田來講，低滲透儲(chǔ)層裂縫主要為構(gòu)造擠壓作用下形成的剪切裂縫，即使在西部擠壓盆地一個(gè)完整的縱彎背斜構(gòu)造中，這類縱張裂縫所占的比例也非常小，因而構(gòu)造主曲率難以反映出一個(gè)地區(qū)裂縫的真實(shí)分布規(guī)律[60]。因此，單獨(dú)采用曲率法進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫的定性或半定量預(yù)測(cè)具有一定的優(yōu)勢(shì)[8182]，但進(jìn)行定量預(yù)測(cè)難度較大。McLennan等將曲率和三維應(yīng)變以及裂縫間距強(qiáng)度（FSI）相結(jié)合，采用貝葉斯修正對(duì)美國(guó)懷俄明州石油山背斜的裂縫進(jìn)行了多變量綜合定量預(yù)測(cè)，其結(jié)果與實(shí)際地質(zhì)情況對(duì)應(yīng)較好[83]。

2.2.3能量法與巖石破裂法（二元法）

20世紀(jì)60年代，Price根據(jù)巖石破裂形成裂縫時(shí)表面能不斷增加的現(xiàn)象，將發(fā)育于巖石中的裂縫數(shù)量與巖石中的應(yīng)變能作了定性聯(lián)系，提出裂縫的發(fā)育程度與儲(chǔ)存在巖石中的彈性應(yīng)變能成正比[84]?；谏鲜鲈恚?0世紀(jì)90年代初出現(xiàn)了數(shù)值模擬預(yù)測(cè)裂縫的能量法[23]，此方法采用巖石應(yīng)變能作為預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的參數(shù)，認(rèn)為巖石的應(yīng)變能越高，裂縫越發(fā)育。

巖石破裂法是目前國(guó)內(nèi)油氣田儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫預(yù)測(cè)的一種常用方法。20世紀(jì)90年代，宋惠珍等將基礎(chǔ)地質(zhì)資料與構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬進(jìn)行結(jié)合，初步建立了基于有限元數(shù)值模擬的巖石破裂法儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)體系[1115，85]。該方法是在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合巖石的破裂準(zhǔn)則計(jì)算出巖石的破裂值，然后以單井實(shí)測(cè)的裂縫數(shù)據(jù)為約束，采用最小二乘法擬合出巖石破裂值與實(shí)測(cè)裂縫參數(shù)之間的關(guān)系式，從而進(jìn)一步對(duì)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)。由于剪切裂縫和張性裂縫通常同時(shí)出現(xiàn)，所以必須綜合巖石的剪切破裂準(zhǔn)則和拉張破裂準(zhǔn)則計(jì)算出巖石的總破裂值，然后以此為基礎(chǔ)判斷儲(chǔ)層裂縫發(fā)育的有利區(qū)域及優(yōu)勢(shì)方位[8687]。

丁中一等在對(duì)吐哈盆地丘陵油田的構(gòu)造裂縫進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)利用能量法或巖石破裂法進(jìn)行構(gòu)造裂縫預(yù)測(cè)的結(jié)果均不能與實(shí)際情況較好地對(duì)應(yīng)，但若同時(shí)考慮巖石的能量值和破裂值，則可以提高裂縫預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，因此提出了構(gòu)造裂縫定量預(yù)測(cè)的二元法[85]。該方法通過擬合巖石能量值、破裂值與單井裂縫密度實(shí)測(cè)值之間的函數(shù)關(guān)系式，在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分布的基礎(chǔ)上對(duì)構(gòu)造裂縫的分布進(jìn)行預(yù)測(cè)；應(yīng)用實(shí)踐表明，利用該方法進(jìn)行構(gòu)造裂縫的預(yù)測(cè)操作簡(jiǎn)便，且效果顯著[8687]。

二元法的基本思想較容易理解，實(shí)現(xiàn)起來也比較方便，但由于施加在力學(xué)模型上的應(yīng)力載荷是古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)，沒有考慮現(xiàn)今應(yīng)力場(chǎng)的作用，因此，通常只能得到裂縫線密度的分布，對(duì)于現(xiàn)今地應(yīng)力場(chǎng)影響下的裂縫開度、裂縫孔隙度和裂縫滲透率等參數(shù)難以預(yù)測(cè)，而且由于該方法需要進(jìn)行二元二次或一元二次擬合，對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)的個(gè)數(shù)即井點(diǎn)數(shù)量有一定要求，井點(diǎn)數(shù)過少的情況下所得到的擬合方程與實(shí)際情況可能有較大出入。另外，由于裂縫線密度沒有考慮裂縫的規(guī)模，難以反映儲(chǔ)層裂縫的綜合發(fā)育程度，在油氣田開發(fā)中單純根據(jù)裂縫線密度值來判斷儲(chǔ)層裂縫有利發(fā)育區(qū)并不合適，所以二元法仍然是一種半定量預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育程度的方法，而且有一定的局限性。

2.2.4地震法

預(yù)測(cè)儲(chǔ)層裂縫的地震技術(shù)包括橫波分裂法、相干體數(shù)據(jù)法和地震屬性分析法等[88]。對(duì)于裂縫較為發(fā)育的儲(chǔ)層來講，橫波在其內(nèi)部傳播時(shí)會(huì)分裂成與裂縫走向平行的快橫波和垂直于裂縫走向的慢橫波（即橫波分裂或橫波雙折射現(xiàn)象），利用檢波器接收橫波數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)處理，便可以得到裂縫在儲(chǔ)層中的分布情況。張明等認(rèn)為利用橫波分裂現(xiàn)象預(yù)測(cè)裂縫的方法主要包括最小熵旋轉(zhuǎn)法、正交基旋轉(zhuǎn)法和全局尋優(yōu)法等[89]。多波多分量技術(shù)可以直接將快、慢橫波分量進(jìn)行分離，并從中提取反映裂縫發(fā)育情況的信息，實(shí)踐表明利用該方法進(jìn)行裂縫預(yù)測(cè)具有良好的效果[52]。相干體數(shù)據(jù)法形成于20世紀(jì)90年代初，對(duì)于斷層和巖相變化的解釋效果比較好，因此，在判斷裂縫主控因素的基礎(chǔ)上，可以通過斷層和巖相的解釋成果來預(yù)測(cè)裂縫的有利發(fā)育區(qū)[16]。

地震屬性系指直接從地震數(shù)據(jù)中獲取的幾何學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的定量參數(shù)[90]。目前的地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)可以從地震資料中提取諸如頻率、振幅能力、均方根振幅、曲率等地震屬性[16]。與其他屬性相比，曲率屬性在儲(chǔ)層裂縫的識(shí)別方面更具優(yōu)勢(shì)。1994年，Lisle將曲率屬性引入到地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域[91]，隨后這一技術(shù)在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。王雷等利用曲率屬性法對(duì)柴達(dá)木盆地昆北地區(qū)某區(qū)塊的裂縫發(fā)育帶進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并對(duì)不同曲率屬性的特點(diǎn)進(jìn)行了分析對(duì)比，指出識(shí)別裂縫有利發(fā)育區(qū)的最優(yōu)曲率屬性是最正曲率和最負(fù)曲率，同時(shí)指出曲率屬性法是識(shí)別裂縫發(fā)育區(qū)的有效方法，但不能單獨(dú)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，必須結(jié)合其他屬性分析方可提高裂縫預(yù)測(cè)的精度[92]。Baytok等將曲率屬性與三維地震振幅數(shù)據(jù)、螞蟻?zhàn)粉檶傩砸约熬诔上駵y(cè)井相結(jié)合，對(duì)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育強(qiáng)度的空間差異性及巖性對(duì)儲(chǔ)層裂縫分布的控制作用進(jìn)行了分析，取得了較好的效果，但同時(shí)也指出，由于地震頻率特性隨深度而變化，并且頻率本身也會(huì)發(fā)生衰減，所以往往會(huì)出現(xiàn)與儲(chǔ)層裂縫強(qiáng)度無關(guān)的地震屬性差異[93]。

此外，縱波檢測(cè)技術(shù)、VSP資料、巖相高分辨率地震反演、廣義希爾伯特變換等方法也可用于儲(chǔ)層裂縫的預(yù)測(cè)[16]。

2.2.5分形分維法

分形分維的有關(guān)理論認(rèn)為，巖石的破裂過程具有自相似性，裂縫和斷層均具有分形特征，僅在尺度上有所不同[94]，斷層組合的展布特征與巖芯裂縫密度分布之間具有明顯的相關(guān)性，因此，可以在斷層組合分布規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，利用斷層組合的分維值對(duì)儲(chǔ)層裂縫在三維空間上的發(fā)育情況進(jìn)行定量預(yù)測(cè)[95]。鄔光輝等對(duì)塔里木盆地中部地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖裂縫的研究表明，裂縫的密度越大，分布越雜亂，延伸長(zhǎng)度越大，彎曲程度越高，則相應(yīng)的裂縫分維值也越高[95]。馮陣東等在利用分形分維法評(píng)價(jià)克拉2氣田的儲(chǔ)層裂縫時(shí)指出，裂縫線密度與斷層的分維值之間呈正相關(guān)關(guān)系，并且斷層對(duì)裂縫發(fā)育的控制作用局限在一定范圍[96]。斷層的規(guī)模越大，則單條斷層所釋放的構(gòu)造應(yīng)力就越大，不利于次級(jí)斷層的形成，對(duì)斷層附近裂縫帶的貢獻(xiàn)也比較有限；斷層密度大但規(guī)模較小的區(qū)域，構(gòu)造應(yīng)力可通過多條斷層釋放，若斷層間距足夠小，那么相鄰斷層所控制的裂縫發(fā)育帶可能出現(xiàn)疊加，使得裂縫比較發(fā)育。采用分形分維法預(yù)測(cè)裂縫也有一定的前提條件，即研究區(qū)的斷層發(fā)育程度要較高，這一方面決定于研究區(qū)本身的斷層發(fā)育情況，另一方面還受制于地震資料的構(gòu)造解釋精度。

2.2.6構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬法

構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬法是目前預(yù)測(cè)油氣田儲(chǔ)層裂縫分布的常用方法。天然構(gòu)造裂縫通常是在構(gòu)造應(yīng)力的作用下產(chǎn)生的，并且一般取決于裂縫形成時(shí)期的古構(gòu)造應(yīng)力，因此，裂縫空間分布規(guī)律的預(yù)測(cè)可歸結(jié)為古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的反演問題。古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的反演具有多解性，由于地質(zhì)體的力學(xué)性質(zhì)和邊界條件等均屬于未知，所以必須借助合適的力學(xué)模型來進(jìn)行模擬分析、反復(fù)驗(yàn)證和逐步逼近。構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)分析一般采用有限單元法，其基本原理是天然裂縫能夠以基于永久形變的地質(zhì)力學(xué)模型來解釋或反映[80]，因此，可以在褶皺形變力學(xué)和巖石斷裂力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，以研究區(qū)的斷裂展布和構(gòu)造形跡為依據(jù)，采用非線性有限元技術(shù)來對(duì)研究區(qū)在地質(zhì)歷史時(shí)期中的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行反演，并將數(shù)值模擬結(jié)果與庫倫莫爾準(zhǔn)則或格里菲斯準(zhǔn)則結(jié)合，即可對(duì)儲(chǔ)層裂縫的分布規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)或評(píng)價(jià)。

構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)與儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫的三維有限元數(shù)值模擬是數(shù)學(xué)、力學(xué)和地學(xué)相互滲透與有機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)，全過程是地質(zhì)模型、力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型相互制約的過程[97]。大量研究表明，低滲透儲(chǔ)層中的裂縫往往以高角度構(gòu)造裂縫為主，其形成與分布受構(gòu)造部位、地層深度、儲(chǔ)層巖性及巖石組分、孔隙流體、巖層厚度、地層結(jié)構(gòu)和沉積微相等諸多地質(zhì)因素的共同控制。因此，從影響儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫形成與發(fā)育的地質(zhì)因素入手，在構(gòu)造裂縫形成時(shí)期古構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，結(jié)合巖石破裂準(zhǔn)則和單井裂縫描述成果，是目前定量預(yù)測(cè)構(gòu)造裂縫分布規(guī)律的有效手段[1]。汪必峰等利用裂縫表面能理論、巖石應(yīng)變能理論及能量守恒定律，通過選取合適的巖石破裂準(zhǔn)則，建立了古今應(yīng)力場(chǎng)與儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫參數(shù)之間的定量數(shù)學(xué)關(guān)系模型，該模型已應(yīng)用到中國(guó)東、西部多個(gè)含油氣區(qū)塊的儲(chǔ)層裂縫定量預(yù)測(cè)上，取得了良好的效果[98105]。

就目前來看，通過建立研究目標(biāo)區(qū)塊的地質(zhì)模型和力學(xué)模型，利用構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬方法進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)具有良好的理論基礎(chǔ)，是一種比較可靠的儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)方法。但由于該方法需要在建立精細(xì)地質(zhì)模型和符合實(shí)際的巖石力學(xué)參數(shù)場(chǎng)以及施加合理邊界條件的基礎(chǔ)上，才能盡可能準(zhǔn)確地對(duì)儲(chǔ)層裂縫的空間分布進(jìn)行定量預(yù)測(cè)，而現(xiàn)有的技術(shù)條件和軟件環(huán)境還很難完全達(dá)到上述要求，所以該方法的儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)精度仍然非常有限，特別是在面對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)仍有很大難度。

2.2.7多參數(shù)判據(jù)法

閆相禎等在預(yù)測(cè)江蘇油田某區(qū)塊的裂縫時(shí)，利用優(yōu)化反分析方法獲得目標(biāo)區(qū)地應(yīng)力場(chǎng)的分布，并考慮儲(chǔ)層巖石的多軸應(yīng)力狀態(tài)，提出了儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)的多參數(shù)判據(jù)法[106]。該方法采用基于多個(gè)巖石材料參數(shù)建立的破壞曲面作為邊界條件，通過研究應(yīng)力狀態(tài)函數(shù)與破壞曲面間的相互關(guān)系對(duì)儲(chǔ)層裂縫的發(fā)育情況進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，并根據(jù)關(guān)鍵井點(diǎn)處的實(shí)測(cè)裂縫參數(shù)計(jì)算出儲(chǔ)層平面內(nèi)各點(diǎn)處的裂縫密度。該方法采用了多個(gè)巖石強(qiáng)度參數(shù)作為巖石破裂準(zhǔn)則，對(duì)儲(chǔ)層裂縫的預(yù)測(cè)比單參數(shù)巖石破裂準(zhǔn)則具有更高的精度。結(jié)果表明，儲(chǔ)層裂縫的體密度與發(fā)育指數(shù)的常用對(duì)數(shù)之間具有較好的線性關(guān)系。

2.3小結(jié)

儲(chǔ)層裂縫的定量預(yù)測(cè)方法還有灰色評(píng)判法、構(gòu)造有限變形轉(zhuǎn)動(dòng)場(chǎng)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、模糊聚類法、構(gòu)造濾波分析法和裂縫間距指數(shù)法等[5960]。

目前來看，儲(chǔ)層裂縫的各種預(yù)測(cè)方法都有其自身的優(yōu)勢(shì)，但又不可避免地存在一定的缺陷或局限性，難以真正滿足勘探開發(fā)的需求。中國(guó)的含油氣盆地（尤其是西部前陸盆地）一般都經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，從而造成儲(chǔ)層裂縫的多期疊加，而目前對(duì)于多期裂縫預(yù)測(cè)的研究仍然較為薄弱；另一方面，目前所進(jìn)行的儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)都是針對(duì)張性裂縫和剪切裂縫進(jìn)行的，對(duì)于具有過渡性質(zhì)的裂縫（如壓扭裂縫、張剪裂縫等）和非構(gòu)造裂縫（如成巖收縮裂縫、溶蝕裂縫等）還不能很好地預(yù)測(cè)[24]。此外，對(duì)于致密礫巖、火成巖、泥頁巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)層裂縫的預(yù)測(cè)方法仍然相對(duì)較少，難以達(dá)到理想的預(yù)測(cè)效果。

同時(shí)，由于影響儲(chǔ)層裂縫發(fā)育的因素很多，在不同研究區(qū)或者同一研究區(qū)的不同構(gòu)造部位和演化階段，儲(chǔ)層裂縫的發(fā)育特征可能有較大差異，所以單獨(dú)采用某一種方法進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)往往難以做到與實(shí)際相符。李志明等指出，儲(chǔ)層裂縫的研究方向是不斷進(jìn)行方法和技術(shù)的創(chuàng)新，結(jié)合多學(xué)科的研究成果，最大限度地發(fā)揮不同方法的特長(zhǎng)，并進(jìn)行多方法的綜合應(yīng)用，從而形成一套完整有序的儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)研究體系[59]。

3儲(chǔ)層裂縫研究的幾個(gè)關(guān)鍵問題

3.1裂縫的分布預(yù)測(cè)與精細(xì)表征

裂縫發(fā)育的復(fù)雜性提高了儲(chǔ)層裂縫的研究難度。曾聯(lián)波等指出，在儲(chǔ)層裂縫研究中需要重點(diǎn)解決的問題有裂縫形成機(jī)理及其地球物理響應(yīng)機(jī)理、地質(zhì)測(cè)井地震多學(xué)科綜合的裂縫預(yù)測(cè)與定量評(píng)價(jià)方法、不同類型與非均質(zhì)性巖層裂縫分布定量模型、高精度裂縫及其滲流網(wǎng)絡(luò)的定量預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)體系、裂縫與基質(zhì)孔隙之間的相互作用和匹配關(guān)系以及裂縫與地應(yīng)力之間的相互耦合關(guān)系等[1]。徐會(huì)永等認(rèn)為，復(fù)雜巖性組合地層（如砂泥巖互層）的裂縫預(yù)測(cè)以及多期次構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)作用下多期裂縫的參數(shù)定量表征是目前亟待解決的理論問題，并總結(jié)出今后裂縫研究的重點(diǎn)發(fā)展方向是構(gòu)造沉積耦合對(duì)裂縫發(fā)育的控制作用的深入分析、基于巖石損傷力學(xué)理論的裂縫形成機(jī)制研究、多因素作用下的非線性復(fù)合巖石破裂準(zhǔn)則和本構(gòu)關(guān)系的建立以及應(yīng)力應(yīng)變和裂縫參數(shù)之間的線性或非線性定量關(guān)系模型的建立，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層裂縫三維空間展布的精細(xì)表征[107]。

3.2裂縫的動(dòng)態(tài)參數(shù)

目前來講，對(duì)于儲(chǔ)層裂縫參數(shù)的描述及預(yù)測(cè)主要側(cè)重于油田開發(fā)初期的裂縫靜態(tài)參數(shù)，但在注水開發(fā)過程中，由于巖石基質(zhì)的滲透性較差，注入流體不易在井底擴(kuò)散，導(dǎo)致地層能量補(bǔ)給困難，地層壓力快速下降，裂縫面受到的有效應(yīng)力增大，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫開度和裂縫滲透率下降，即所謂裂縫的應(yīng)力敏感性或壓力敏感性。裂縫的應(yīng)力敏感性直接影響著低滲透油藏開發(fā)后期的方案調(diào)整和開發(fā)效果，因此，開展裂縫應(yīng)力敏感性研究，對(duì)于低滲透油藏的開發(fā)具有十分重要的意義[108109]。曾聯(lián)波等將這種隨著油氣田開發(fā)而發(fā)生變化的裂縫參數(shù)稱為裂縫動(dòng)態(tài)參數(shù)，并指出裂縫動(dòng)態(tài)參數(shù)的評(píng)價(jià)及其預(yù)測(cè)方法對(duì)低滲透油藏的開發(fā)管理具有重要的理論與應(yīng)用價(jià)值，其變化規(guī)律是低滲透油藏開發(fā)后期井網(wǎng)調(diào)整的重要地質(zhì)依據(jù)[1]。目前，對(duì)于裂縫性儲(chǔ)層的應(yīng)力敏感性研究仍然相對(duì)較少，沒有形成相對(duì)完善的評(píng)價(jià)體系，因此，裂縫性儲(chǔ)層的應(yīng)力敏感性將是裂縫性油氣藏開發(fā)中有待突破的新課題。

3.3裂縫三維地質(zhì)建模

隨著裂縫性油氣田開發(fā)的需要，儲(chǔ)層裂縫的三維地質(zhì)建模逐步成為儲(chǔ)層裂縫領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，這也是裂縫的地質(zhì)研究與油藏工程的結(jié)合點(diǎn)[110]。儲(chǔ)層裂縫的三維地質(zhì)建?？煞譃榈刭|(zhì)式建模和油藏式建模兩類。地質(zhì)式建模主要是對(duì)儲(chǔ)層裂縫空間發(fā)育規(guī)律的抽象表述，較側(cè)重于地質(zhì)分析，而油藏式建模則是為了對(duì)油氣田開發(fā)起指導(dǎo)作用，主要采用地表露頭區(qū)觀測(cè)、三維地震資料和成像測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)建立地下儲(chǔ)層裂縫參數(shù)的三維數(shù)據(jù)體，從而直接用于裂縫性油藏?cái)?shù)值模擬[111]。在裂縫性油氣田的開發(fā)中，主要應(yīng)用的是油藏式建模，相關(guān)軟件有Petrel、FracMan及FracFlow等，然而由于相關(guān)技術(shù)和方法需要進(jìn)一步發(fā)展和完善，特別是單井裂縫參數(shù)描述與井間裂縫預(yù)測(cè)方法的有機(jī)結(jié)合尚不成熟，所以能真正滿足開發(fā)需要的裂縫三維地質(zhì)建模仍然是一個(gè)有待解決的問題。

3.4小結(jié)

總的來看，目前儲(chǔ)層裂縫的研究重點(diǎn)逐漸由勘探向開發(fā)轉(zhuǎn)變，因此，儲(chǔ)層裂縫的空間分布預(yù)測(cè)與定量表征、動(dòng)態(tài)參數(shù)和三維地質(zhì)建模是目前儲(chǔ)層裂縫研究的熱點(diǎn)。但油氣田開發(fā)中儲(chǔ)層裂縫相關(guān)工作的開展，必須以明確儲(chǔ)層裂縫的成因、演化和主控因素為基礎(chǔ)，只有在明確儲(chǔ)層裂縫的成因、演化及主控因素的基礎(chǔ)上，才能選擇相應(yīng)方法和軟件進(jìn)行儲(chǔ)層裂縫的預(yù)測(cè)，并進(jìn)一步應(yīng)用在開發(fā)中。就目前來講，這些基礎(chǔ)工作并不能說已經(jīng)非常成熟，特別是在西部盆地（如塔里木盆地、四川盆地、鄂爾多斯盆地等）中，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的多期性，導(dǎo)致儲(chǔ)層裂縫的成因、演化與主控因素相對(duì)于東部盆地更為復(fù)雜，所以在今后的儲(chǔ)層裂縫研究中，仍然要重視這些基礎(chǔ)工作，不能忽視其重要性。

4結(jié)語

（1）巖芯和薄片的裂縫分析是儲(chǔ)層裂縫研究的基礎(chǔ)，測(cè)井資料、相似地表露頭區(qū)、地震資料和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料分別反映了儲(chǔ)層裂縫在剖面、平面、三維空間的分布規(guī)律和隨時(shí)間的變化情況，上述幾個(gè)方面共同組成了儲(chǔ)層裂縫識(shí)別技術(shù)“點(diǎn)線面體時(shí)間”的多維綜合體系。

（2）儲(chǔ)層裂縫的定性預(yù)測(cè)主要根據(jù)裂縫發(fā)育程度與構(gòu)造部位和巖性的關(guān)系，常用的定量預(yù)測(cè)方法包括曲率法、能量法與巖石破裂法（二元法）、分形分維法、構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬法等，儲(chǔ)層裂縫的有效預(yù)測(cè)需綜合多種方法方能實(shí)現(xiàn)。

（3）儲(chǔ)層裂縫的分布預(yù)測(cè)與精細(xì)表征（包括多學(xué)科綜合的裂縫預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)、多期次裂縫的參數(shù)定量表征等）、裂縫的動(dòng)態(tài)參數(shù)（即裂縫的應(yīng)力敏感性）和裂縫三維地質(zhì)建模（包括地質(zhì)式建模和油藏式建模）等方面是目前儲(chǔ)層裂縫研究的關(guān)鍵問題。參考文獻(xiàn)：

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