分組裂縫預測技術在碳酸鹽巖儲層中的應用

魯金鳳，陳瑋 徐曉冬，藺重慶 方正一

(延長油田股份有限公司下寺灣采油廠，陜西 甘泉 716100) (延安正宏石油工程技術服務有限公司，陜西 延安 716000)

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分組裂縫預測技術在碳酸鹽巖儲層中的應用

魯金鳳，陳瑋 徐曉冬，藺重慶 方正一

(延長油田股份有限公司下寺灣采油廠，陜西 甘泉 716100) (延安正宏石油工程技術服務有限公司，陜西 延安 716000)

天然裂縫對碳酸鹽巖油氣藏的產(chǎn)能起著重要作用。中亞B區(qū)侏羅系碳酸鹽巖氣藏儲層段物性較差，非均質(zhì)性強，裂縫發(fā)育狀況成為影響氣井產(chǎn)能的關鍵因素。在裂縫分組的基礎上，以分組裂縫特征為約束，采用相干分析和螞蟻追蹤等技術進行分組裂縫預測，預測結(jié)果與巖心資料及單井成像測井結(jié)果基本相似。經(jīng)過研究分析認為，影響氣井產(chǎn)能的主要因素是NW向的高/低角度縫的裂縫密度，為尋找潛在高產(chǎn)區(qū)域和生產(chǎn)調(diào)整提供了依據(jù)。

裂縫分組；裂縫預測；裂縫密度；裂縫期次

在碳酸鹽巖油氣藏的開發(fā)過程中，天然裂縫對油氣井產(chǎn)能起著重要的影響作用。但在同一地區(qū)，往往存在多期裂縫，其傾角、走向、開度等存在明顯不同，對產(chǎn)能的貢獻也不盡相同。因此，預測不同時期裂縫的分布規(guī)律，并找出影響產(chǎn)能的主要因素，成為碳酸鹽巖油氣藏開發(fā)的重要研究方向。

中亞B區(qū)侏羅系碳酸鹽巖氣藏儲層段巖性較為單一，物性較差，非均質(zhì)性強，裂縫發(fā)育狀況成為影響氣井產(chǎn)能的關鍵因素。根據(jù)研究區(qū)取心井的巖心裂縫觀察描述結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該區(qū)儲層裂縫傾角變化大，裂縫走向多樣，且整體裂縫密度與單井產(chǎn)量對應性較差。因此，筆者從單井裂縫分組出發(fā)，以地震資料進行分組裂縫識別和預測，并進一步找出影響產(chǎn)能的主要裂縫分組。

1 裂縫發(fā)育概況

研究區(qū)侏羅紀碳酸鹽巖地層經(jīng)過多期構造運動，斷裂情況比較復雜。主要形成NW-SE向走滑斷層、NE-SW向逆斷層和E-W向走滑斷層等3組，分別對應于早白堊世晚期的燕山運動晚幕(Ⅰ期)、燕山晚期至喜山早期的晚白堊世(Ⅱ期)和喜山中期的漸新世之前(Ⅲ期)。

根據(jù)巖心和成像測井資料可知，研究區(qū)裂縫傾角變化較大，從水平縫到直立縫都有分布；裂縫走向不統(tǒng)一，分布在幾個方向上。結(jié)合斷裂形成的期次，按照裂縫產(chǎn)狀特征，將其分為3組，分別是NW向高/低角度縫、NE向低角度縫和EW向低角度縫(見表1)。

表1 研究區(qū)裂縫分組表

2 裂縫分組預測

由于裂縫分布的連續(xù)性較差，且有取心和成像測井資料的井較少，無法準確預測井間的裂縫發(fā)育情況。三維地震數(shù)據(jù)體中含有大量的構造和斷裂信息，通過深入分析和研究，可以預測裂縫的分布規(guī)律。

2.1 裂縫分組識別原理和流程

疊后三維地震屬性分析是裂縫識別和預測的主要方法之一，已被廣泛應用于識別和預測裂縫發(fā)育帶。該次研究中，筆者在相干分析的基礎上，利用螞蟻追蹤技術得到裂縫分布數(shù)據(jù)體，并利用地質(zhì)模型進行井點校驗，形成最終的裂縫分布模型。相干分析技術通過對地震波形縱向和橫向相似性的判別，得到地震相干性的估計值；相似地震道具有較高的相干系數(shù)，而不連續(xù)性的地方具有較低的相干系數(shù)。通過相干系數(shù)的大小，可以優(yōu)選出裂縫分布的區(qū)域。螞蟻追蹤技術是預設數(shù)據(jù)追蹤條件，在地震數(shù)據(jù)體中多點出發(fā)，并行識別裂縫的技術。通過該技術，滿足預設條件的斷裂被識別出來，形成一個低噪聲、具有清晰斷裂痕跡的數(shù)據(jù)體。為實現(xiàn)分組裂縫預測，在進行螞蟻追蹤時，需根據(jù)裂縫分組的產(chǎn)狀特征設定傾角和傾向參數(shù)，分別識別出各組裂縫的分布規(guī)律。

表2 分組裂縫預測參數(shù)表

圖1 Cha-22井成像測井裂縫密度與地震預測裂縫密度對比圖

結(jié)合裂縫預測的原理，設計了分組裂縫識別的主要流程：①在參數(shù)敏感性分析的基礎上，對地震數(shù)據(jù)體進行去噪和平滑，以消除隨機干擾；②進行相干分析，以確定裂縫分布的可能區(qū)域；③根據(jù)裂縫分組，設定不同的傾向和傾角范圍，分別提取螞蟻體屬性，并進行優(yōu)選；④將螞蟻體屬性導入地質(zhì)模型，并用單井裂縫資料進行校驗。

2.2 裂縫分組識別結(jié)果

利用研究區(qū)的地震資料，分別優(yōu)選平滑參數(shù)和相干體限定范圍，生成相干數(shù)據(jù)體；再根據(jù)單井裂縫分組結(jié)果，設定傾角和傾向范圍(見表2)，進行螞蟻追蹤，形成裂縫螞蟻體，并在地質(zhì)模型里校驗預測裂縫與單井裂縫的符合程度。

從Cha-22井單井剖面(圖1)看，預測裂縫密度的變化趨勢與成像測井解釋的裂縫密度趨勢基本相似，在3240m左右，成像測井解釋的裂縫密度相對較高，而地震預測的裂縫密度發(fā)育段也集中在3240m左右。

經(jīng)過反復處理和優(yōu)選，最終生成3組裂縫的密度分布模型。從研究區(qū)儲層段的3組裂縫密度分布圖(圖2)上可以看出，3組裂縫的發(fā)育特征存在明顯差異，NW向高/低角度縫(F1組)集中發(fā)育在Cha-23井～Shi-21井和Cha-21井～Cha-101D井2個條帶上，NE向低角度縫(F2組)主要在研究區(qū)西側(cè)和中部集中發(fā)育，而EW向低角度縫(F3組)的裂縫密度整體相對較低。

圖2 研究區(qū)分組裂縫密度分布圖

3 分組裂縫對產(chǎn)能的影響分析

研究區(qū)各生產(chǎn)井的投產(chǎn)時間較短，日產(chǎn)氣量差異明顯。分析生產(chǎn)層位較為統(tǒng)一的水平井的日產(chǎn)氣量可知，Cha-101D井產(chǎn)量較高，平均日產(chǎn)氣量為83×104m3左右，Cha-103D井、Cha-104D井和Yan-106D井平均日產(chǎn)氣量為40×104m3左右，Cha-102D井產(chǎn)量較低，平均日產(chǎn)氣量為26×104m3左右。對比3組裂縫的裂縫密度與產(chǎn)量疊合圖(圖3)認為，水平井的日產(chǎn)氣量與NW向高/低角度縫(F1組)的裂縫密度有較好對應性，而與其他兩組裂縫的發(fā)育程度沒有明顯的對應性。在F1組的裂縫密度較高區(qū)域，水平井日產(chǎn)氣量較高，如Cha-101D井；在F1組的裂縫密度較低區(qū)域，水平井日產(chǎn)氣量較低，如Cha-102D井；而日產(chǎn)氣量在兩者之間的井，其水平段所在區(qū)域的裂縫密度也在兩者之間。說明在研究區(qū)內(nèi)，影響氣井產(chǎn)能的主要因素是NW向高/低角度縫。根據(jù)該組裂縫的裂縫密度分布規(guī)律，可以預測潛在的高產(chǎn)區(qū)域，為后期生產(chǎn)調(diào)整提供參考依據(jù)。

圖3 研究區(qū)分組裂縫密度與產(chǎn)量疊合圖

4 結(jié)論和認識

1)按照裂縫形成期次和產(chǎn)狀特征將中亞B區(qū)侏羅系碳酸鹽巖氣藏儲層段的裂縫分為3組，并在相干分析和螞蟻追蹤的基礎上，對3組裂縫進行了預測。預測結(jié)果與巖心資料及單井成像測井解釋結(jié)果基本一致。

2)3組裂縫的發(fā)育特征存在明顯差異。NW向高/低角度縫和NE向低角度縫裂縫密度較高，而EW向低角度縫裂縫密度整體相對較低，且各組裂縫密度較高區(qū)域明顯不在同一區(qū)域。

3)分析投產(chǎn)初期日產(chǎn)氣量與各組裂縫密度的關系認為，影響氣井產(chǎn)能的主要因素是NW向高/低角度縫的裂縫密度。據(jù)此，可以預測潛在高產(chǎn)區(qū)域，為生產(chǎn)調(diào)整提供依據(jù)。

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[編輯] 龔丹

2016-09-28

中國石油科技創(chuàng)新基金研究項目(2015D-5006-0206)。

魯金鳳(1984-)，女，工程師，現(xiàn)主要從事油田開發(fā)工作，348252697@qq.com。

P631.44

A

1673-1409(2016)35-0033-04

[引著格式]魯金鳳，陳瑋，徐曉冬，等.分組裂縫預測技術在碳酸鹽巖儲層中的應用[J].長江大學學報(自科版), 2016,13(35):33～36.