裂縫性油藏儲層地質建模研究

(長江大學地球科學學院，湖北 荊州434023）

尹詩琪(成都理工大學能源學院，四川 成都454320）

徐云恒(吐哈油田勘探開發研究院，新疆 哈密632010）

牛東地區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集體，其中孔隙是儲層主要儲集空間，而裂縫的發育是該油藏最重要的滲濾通道，直接影響儲層的產能。因此，充分了解和認識裂縫成因、研究其發育程度及分布規律對于提高油氣的勘探開發效能至關重要。

1 構造模型

牛東地區火山巖地層根據不同的旋回和期次劃分為5個層位，工區內發育3條斷層，根據火山巖的成因模式，模擬了卡拉崗組火山巖噴發旋回界面與斷層的配置關系，建立了研究區的構造模型，構造模型主要是反映儲層的空間格架，由斷層模型和層面模型組成(見圖1）。利用井筒地質分層數據、斷點數據和地震資料解釋的斷層和層位數據聯合構建起來的用于精細刻畫斷層與地層配置關系的地層結構模型[1]，它是進一步精細刻畫地層構造框架內部儲層及其屬性參數空間發育特征的物質基礎。

圖1 牛東地區卡拉崗組構造模型

2 裂縫空間分布

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

圖2 裂縫的空間分布

3 裂縫單井信息剖面

根據單井統計的傾角和方位角結果可以產生裂縫密度曲線、累積曲線等參數，并為井間預測奠定基礎。該工區內一共有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。密度曲線對于模型密度是重要的元素，是裂縫網格的基本數據，把離散的數據轉換成統計的數據來描述裂縫，得到的屬性體可以作為基礎數據用來產生裂縫網絡，密度曲線構造窗的長度對于曲線的光滑度很重要。由圖3可以看出，在縫相對發育的區段裂縫密度比較大。

圖3 裂縫單井信息剖面

4 裂縫模型

與儲層參數模型一樣，建立儲層裂縫模型的目的是通過對裂縫參數的定量研究，從而界定裂縫的空間位置及其分布范圍。利用常規測井數據解釋出裂縫發育段，然后參照 “相建模”的方式建立 “裂縫相”——即裂縫有利發育區，然后在此約束下生成裂縫發育強度模型(裂縫密度模型）。由于裂縫是非常復雜的滲流系統，隨機性強，比較復雜，在建模的過程中可以根據地質經驗，綜合應用多學科手段提取相關的屬性加以約束。裂縫發育密度通常與斷層距離、油藏沉積類型和地層曲率有關，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育信息，根據相干性[3]、傾角變化、振幅差異等(疊前）地震屬性來研究裂縫分布(即發育強度）；根據橫波資料或AVO資料尋找裂縫發育帶；外部應力分布圖也可以作為趨勢約束。該工區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度模型，在斷層兩側和曲率比較大的地方，裂縫都比較發育，和實際認識相符(見圖4）。

圖4 裂縫模型

5 離散裂縫網絡模型

離散裂縫模型[4-5]直接用裂縫片組成的裂縫網絡來描述裂縫系統，每個裂縫片有位置、方向、形態、厚度、曲率及依附于它的基質塊等一系列屬性，這些屬性的確定要么依據事先已經存在的規定，要么依據一些事先已經存在的統計關系隨機地生成。裂縫網絡路徑分析是進行空間上2點間或井間相連接的裂縫的幾何形態，通過尋找用戶定義的起始點和結束點在裂縫系統中進行路徑分析，通過對連通裂縫的路徑長度和傳導性的分析，根據用戶定義的準則找出最短裂縫路徑(見圖5）。

圖5 裂縫網絡模型

6 裂縫參數

對與裂縫隨機模擬有關的裂縫參數進行統計分析，獲取其規律函數或大小，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，如圓形、長方形或多邊形等，一般來說都是以長方形來定義的；估算裂縫尺寸與橫縱比。

7 裂縫幾何模型與等效裂縫屬性

同儲層參數模型一樣，在裂縫發育強度模型與裂縫參數分析結果的共同約束下，通過隨機模擬方法生成具有離散網絡性質的裂縫幾何模型，定義相關的屬性參數傳導率、開啟度等，并據此計算等效裂縫屬性，包括等效裂縫孔隙度和I、J、K 3個主要方向的等效裂縫滲透率，以備粗化后供儲量計算和油藏數模使用。

[1]徐振遠，陳福友．克拉瑪依油田二區克92井區火山巖儲層地質建模 [J]．西安石油大學學報，2009，24（5）：21-24．

[2]童亨茂，錢祥麟．儲層裂縫的研究和分析方法 [J]．石油大學學報，1994，18（6）：14-19．

[3]萬學鵬，歐瑾，于興河．利用相干體技術研究碳酸鹽巖裂縫特征 [J]．斷塊油氣田，2007，14（3）：43-45．

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

[5]鄭松青，姚志良．離散裂縫網絡隨機建模方法 [J]．石油天然氣學報(江漢石油學院學報），2009，31（4）：106-110．