火山巖氣藏裂縫地質建模在徐深氣田的應用

梁國峰

（大慶油田有限責任公司采氣分公司地質工藝研究所，黑龍江大慶163000）

1 區塊地質特征

xsX區塊構造位置位于松遼盆地北部深層斷陷區徐家圍子斷陷的徐東斜坡帶和豐樂低隆起，構造高點位于xsX井附近，氣藏類型為主要受構造和巖性控制的構造—巖性氣藏。儲層為營一段火山巖。火山巖以中心式噴發為主，有利儲層主要分布在溢流相和爆發相，總體以溢流相為主。

根據裂縫的成因，xsX區塊火山巖裂縫分為成巖縫、構造縫和溶蝕縫3類，其中營一段火山巖儲層以構造縫為主，占70.35%；成巖縫次之，占26.69%；溶蝕縫最少，占2.96%。

根據徐深氣藏裂縫不同成因類型，xsX區塊營一段火山巖儲層主要分為兩類，構造縫和成巖縫，其中構造縫以直立縫（占33.25%）和高角度縫（33.02%）為主，斜交縫（15.09%）次之；成巖縫以水平縫為主，高角度縫（24.67%）和斜交縫（23.38%）次之。

區塊儲層巖芯觀察結果和成像測井資料對裂縫尺寸的描述有些差異，其中巖芯觀察結果表明，裂縫以小縫（占78.45%）為主，中縫（11.94%）次之，大縫—巨縫不發育。成像測井解釋結果則表明，火山巖裂縫以微縫（占96.22%）為主，小縫（3.78%）次之，中縫—巨縫不發育。

2 區塊裂縫地質模型建立

徐深氣藏裂縫是火山巖儲層的重要滲流通道，以前期的氣藏地質研究報告為基礎，利用22口取芯井巖芯、120塊鑄體薄片、107個壓汞樣品等資料，通過巖芯描述、薄片鏡下觀測、壓汞資料分析、測井解釋及評價、古地磁研究及地震預測，可得到工區火山巖儲層裂縫類型、產狀、大小、發育程度、方向及充填狀況等裂縫特征，為裂縫地質模型的建立提供基礎。

巖芯統計表明：裂縫大小以小縫為主達到80%，裂縫密度在5條/m以下，長度在100cm以下。

測井統計表明：裂縫大小以微小縫為主達到90%，裂縫密度在5條/m以下，長度在6m以下。

2.1 建模思路

裂縫建模是一種用于表征裂縫空間展布的一種重要手段，由于資料的品質和識別精度的差異可以分為確定性建模和隨機建模。其中確定性裂縫建模是根據已有的信息來建立確定性模型，例如通過地震資料解釋出來規模較大的裂縫。但是這種方法不適合于小尺度以及微裂縫模型的建立。隨機裂縫建模主要是根據已有區域裂縫發育規律以及前期研究區內裂縫發育的特征，通過隨機模擬的方式生成同概率的模型。目前，國內外主要的隨機裂縫建模方法大致可分為5類，即基于空間剖分的裂縫建模、離散裂縫網絡建模、基于變差函數的裂縫建模、基于多點地質統計學的裂縫建模以及基于分形特征迭代的裂縫建模。由于xsX區塊整體上儲層比較復雜、非均質性強，氣水關系復雜，氣井產能差異大，裂縫發育，雖然之前開展過儲層裂縫的研究，但一直處于靜態數據的分析整理。

目前，針對國內外裂縫建模的軟件有很多，例如Petrel軟件、FracaFlow軟件，但是考慮到研究區內成像測井資料較少，Petrel軟件在建立裂縫模型時可以設置的條件較少，所以本次利用業內最專業的FracaFlow裂縫描述與建模軟件來建立裂縫地質模型（圖1）。

圖1 裂縫建模技術流程圖

根據xsX區塊氣藏裂縫發育特征以及目前裂縫建模方法，確定xsX區塊裂縫建模思路：即以成像測井解釋裂縫為硬數據，以距斷層最近距離和曲率、螞蟻體、相干體、混沌體為軟數據（約束條件），利用多屬性融合技術生成裂縫發育強度屬性,并用試井分析數據進行動態校正，進而生成離散化裂縫網絡模型，并等效生成裂縫屬性模型如裂縫孔隙度模型和裂縫滲透率模型等。其中裂縫開度、裂縫長度等參數依據前期巖芯、成像測井描述成果輸入。

2.2 裂縫建模

裂縫地質建模采用FracaFlow裂縫建模軟件，基于DFN離散化裂縫網格建模技術，是一種以離散化模型為核心，面向對象的地質統計學方法，可以利用多種影響裂縫發育的因素采用不同權重約束生產裂縫強度體，可分組分級別模擬不同成因、不同期次的裂縫。

首先,根據xsX區塊的成像測井和巖芯識別的裂縫解釋結果，對裂縫進行分組，并計算裂縫密度曲線。其次將時間域地震屬性根據已有的速度模型轉換為深度域的地震體，在深度域的地震數據體上提取了十種相關的地震屬性，并根據成像測井結果對十種屬性進行了優選，最終選取了螞蟻體、相干體、曲率體、混沌體以及相似性五種屬性；基于神經網絡技術分析地震屬性、距斷層距離與以單井裂縫密度曲線之間的相關性，最終獲取裂縫密度體（圖2）。

圖2 裂縫密度（南北向）平面特征

在兩組裂縫密度體的基礎上，基于離散化網絡技術建立xsX區塊的裂縫模型。用FracaFlow軟件特有的AKC校正技術，利用試井解釋的KH值來校準xsX區塊的DFN模型，從而確保裂縫模型參數設置的準確性，以及模型符合前期的地質認識，并且與生產動態吻合，在DFN模型校準后，利用解析法等效出裂縫孔隙度、裂縫滲透率模型。

結合地質認識及裂縫地質建模成果，分析認為，天然裂縫不是有效滲透率及產能的主要控制因素，xsX裂縫發育受斷裂活動的控制。裂縫方向以北西向為主，主要發育微裂縫、小裂縫。裂縫在平面上呈條帶狀，集中發育于xsX~xsX02~xsA~xsB井一帶及xsC~xsC01井一帶，條帶呈北西向和北北西向展布，與主斷裂展布方向基本一致。裂縫發育井（xsX02、xsX），動態滲透率低；xsX01、xsX03-P2，裂縫發育一般，但基質滲透率高。

3 裂縫模型效果檢驗

裂縫模型建立后，如何確定模型內參數與實際的地質情況吻合，需要對最終模型的模擬成果進行檢驗：本次裂縫模型檢驗的方法為將裂縫滲透率提取到單井上，利用射孔數據過濾后，將裂縫滲透率與試井解釋滲透率進行對比，對比檢驗結果顯示，裂縫模型滲透率在總體分布特征上與試井解釋一致，說明模擬結果真實反映了目前氣藏所認識的地質特征（圖3）。

圖3 試井解釋滲透率與模型滲透率對比柱狀圖

4 結論

（1）利用FracaFlow全方法多角度的裂縫分析后，研究區內裂縫主要分為兩組：一組為北西向裂縫，一組為近東西裂縫，其中北西向裂縫為xsX區塊主要的裂縫，對流體滲流起到關鍵性作用。

（2）應用神經網絡技術，對大量的裂縫要素進行相關性判別，來完成與單井裂縫密度曲線相關性排序的分析，最后建立了符合xsX區塊氣藏地質特征的裂縫密度體。

（3）通過最終的裂縫模型與地質認識、生產特征分析后認為，裂縫在平面上呈條帶狀，集中發育于xsX~xsX02~xsA~xsB井一帶及xsC~xsC01井一帶，條帶呈北西向和北北西向展布，與主斷裂展布方向基本一致。裂縫發育井（xsX02、xsX），動態滲透率低；xsX01、xsX03-P2，裂縫發育一般，但基質滲透率高。