分组裂缝预测技术在碳酸盐岩储层中的应用

2016-12-17鲁金凤陈玮徐晓冬蔺重庆方正一

长江大学学报(自科版) 2016年35期

关键词：碳酸盐岩单井气量

鲁金凤，陈玮徐晓冬，蔺重庆方正一

(延长油田股份有限公司下寺湾采油厂，陕西甘泉 716100) (延安正宏石油工程技术服务有限公司，陕西延安 716000)

分组裂缝预测技术在碳酸盐岩储层中的应用

鲁金凤，陈玮徐晓冬，蔺重庆方正一

(延长油田股份有限公司下寺湾采油厂，陕西甘泉 716100) (延安正宏石油工程技术服务有限公司，陕西延安 716000)

天然裂缝对碳酸盐岩油气藏的产能起着重要作用。中亚B区侏罗系碳酸盐岩气藏储层段物性较差，非均质性强，裂缝发育状况成为影响气井产能的关键因素。在裂缝分组的基础上，以分组裂缝特征为约束，采用相干分析和蚂蚁追踪等技术进行分组裂缝预测，预测结果与岩心资料及单井成像测井结果基本相似。经过研究分析认为，影响气井产能的主要因素是NW向的高/低角度缝的裂缝密度，为寻找潜在高产区域和生产调整提供了依据。

裂缝分组；裂缝预测；裂缝密度；裂缝期次

在碳酸盐岩油气藏的开发过程中，天然裂缝对油气井产能起着重要的影响作用。但在同一地区，往往存在多期裂缝，其倾角、走向、开度等存在明显不同，对产能的贡献也不尽相同。因此，预测不同时期裂缝的分布规律，并找出影响产能的主要因素，成为碳酸盐岩油气藏开发的重要研究方向。

中亚B区侏罗系碳酸盐岩气藏储层段岩性较为单一，物性较差，非均质性强，裂缝发育状况成为影响气井产能的关键因素。根据研究区取心井的岩心裂缝观察描述结果发现，该区储层裂缝倾角变化大，裂缝走向多样，且整体裂缝密度与单井产量对应性较差。因此，笔者从单井裂缝分组出发，以地震资料进行分组裂缝识别和预测，并进一步找出影响产能的主要裂缝分组。

1 裂缝发育概况

研究区侏罗纪碳酸盐岩地层经过多期构造运动，断裂情况比较复杂。主要形成NW-SE向走滑断层、NE-SW向逆断层和E-W向走滑断层等3组，分别对应于早白垩世晚期的燕山运动晚幕(Ⅰ期)、燕山晚期至喜山早期的晚白垩世(Ⅱ期)和喜山中期的渐新世之前(Ⅲ期)。

根据岩心和成像测井资料可知，研究区裂缝倾角变化较大，从水平缝到直立缝都有分布；裂缝走向不统一，分布在几个方向上。结合断裂形成的期次，按照裂缝产状特征，将其分为3组，分别是NW向高/低角度缝、NE向低角度缝和EW向低角度缝(见表1)。

表1 研究区裂缝分组表

2 裂缝分组预测

由于裂缝分布的连续性较差，且有取心和成像测井资料的井较少，无法准确预测井间的裂缝发育情况。三维地震数据体中含有大量的构造和断裂信息，通过深入分析和研究，可以预测裂缝的分布规律。

2.1 裂缝分组识别原理和流程

叠后三维地震属性分析是裂缝识别和预测的主要方法之一，已被广泛应用于识别和预测裂缝发育带。该次研究中，笔者在相干分析的基础上，利用蚂蚁追踪技术得到裂缝分布数据体，并利用地质模型进行井点校验，形成最终的裂缝分布模型。相干分析技术通过对地震波形纵向和横向相似性的判别，得到地震相干性的估计值；相似地震道具有较高的相干系数，而不连续性的地方具有较低的相干系数。通过相干系数的大小，可以优选出裂缝分布的区域。蚂蚁追踪技术是预设数据追踪条件，在地震数据体中多点出发，并行识别裂缝的技术。通过该技术，满足预设条件的断裂被识别出来，形成一个低噪声、具有清晰断裂痕迹的数据体。为实现分组裂缝预测，在进行蚂蚁追踪时，需根据裂缝分组的产状特征设定倾角和倾向参数，分别识别出各组裂缝的分布规律。

表2 分组裂缝预测参数表

图1 Cha-22井成像测井裂缝密度与地震预测裂缝密度对比图

结合裂缝预测的原理，设计了分组裂缝识别的主要流程：①在参数敏感性分析的基础上，对地震数据体进行去噪和平滑，以消除随机干扰；②进行相干分析，以确定裂缝分布的可能区域；③根据裂缝分组，设定不同的倾向和倾角范围，分别提取蚂蚁体属性，并进行优选；④将蚂蚁体属性导入地质模型，并用单井裂缝资料进行校验。

2.2 裂缝分组识别结果

利用研究区的地震资料，分别优选平滑参数和相干体限定范围，生成相干数据体；再根据单井裂缝分组结果，设定倾角和倾向范围(见表2)，进行蚂蚁追踪，形成裂缝蚂蚁体，并在地质模型里校验预测裂缝与单井裂缝的符合程度。

从Cha-22井单井剖面(图1)看，预测裂缝密度的变化趋势与成像测井解释的裂缝密度趋势基本相似，在3240m左右，成像测井解释的裂缝密度相对较高，而地震预测的裂缝密度发育段也集中在3240m左右。

经过反复处理和优选，最终生成3组裂缝的密度分布模型。从研究区储层段的3组裂缝密度分布图(图2)上可以看出，3组裂缝的发育特征存在明显差异，NW向高/低角度缝(F1组)集中发育在Cha-23井～Shi-21井和Cha-21井～Cha-101D井2个条带上，NE向低角度缝(F2组)主要在研究区西侧和中部集中发育，而EW向低角度缝(F3组)的裂缝密度整体相对较低。

图2 研究区分组裂缝密度分布图

3 分组裂缝对产能的影响分析

研究区各生产井的投产时间较短，日产气量差异明显。分析生产层位较为统一的水平井的日产气量可知，Cha-101D井产量较高，平均日产气量为83×104m3左右，Cha-103D井、Cha-104D井和Yan-106D井平均日产气量为40×104m3左右，Cha-102D井产量较低，平均日产气量为26×104m3左右。对比3组裂缝的裂缝密度与产量叠合图(图3)认为，水平井的日产气量与NW向高/低角度缝(F1组)的裂缝密度有较好对应性，而与其他两组裂缝的发育程度没有明显的对应性。在F1组的裂缝密度较高区域，水平井日产气量较高，如Cha-101D井；在F1组的裂缝密度较低区域，水平井日产气量较低，如Cha-102D井；而日产气量在两者之间的井，其水平段所在区域的裂缝密度也在两者之间。说明在研究区内，影响气井产能的主要因素是NW向高/低角度缝。根据该组裂缝的裂缝密度分布规律，可以预测潜在的高产区域，为后期生产调整提供参考依据。