儲(chǔ)層裂縫地質(zhì)研究展望1

1、第一節(jié)第一節(jié)儲(chǔ)層裂縫地質(zhì)研究展望儲(chǔ)層裂縫地質(zhì)研究展望地質(zhì)研究是裂縫參數(shù)定量評(píng)價(jià)以及裂縫分布規(guī)律定量預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)是直接獲取裂縫地下三維分布信息的最可靠的途徑也是指導(dǎo)和檢驗(yàn)測(cè)井裂縫識(shí)別、地震裂縫檢測(cè)以及動(dòng)態(tài)裂縫分析等結(jié)果可信度的重要依據(jù)。單井裂縫參數(shù)描述仍然是我們正確認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層裂縫分布的基本的和最有效的手段。但在裂縫參數(shù)描述中，應(yīng)該采取分級(jí)和分組系進(jìn)行裂縫描述，這樣，裂縫描述結(jié)果才可以清楚的反映其在儲(chǔ)層中的三維真實(shí)分布狀況。同時(shí)，對(duì)油藏起作用的

2、裂縫是它們?cè)诘貙訃鷫簵l件下的狀態(tài)，在地層圍壓條件下的裂縫參數(shù)，如裂縫的張開(kāi)度、裂縫長(zhǎng)度、裂縫的孔隙度和滲透率等，比在地表的同類裂縫參數(shù)相距甚遠(yuǎn)。如果用地表?xiàng)l件下（如地表減壓以后的巖心資料）獲取的這些裂縫參數(shù)去代表在地下的裂縫分布，可能會(huì)對(duì)裂縫在儲(chǔ)層中所起作用造成不真實(shí)的評(píng)價(jià)。因此，恢復(fù)至地層圍壓條件下的分級(jí)和分組系裂縫參數(shù)的定量描述方法將是儲(chǔ)層裂縫地質(zhì)研究中需要進(jìn)一步發(fā)展與完善的重要科學(xué)問(wèn)題。井間裂縫分布的定量預(yù)測(cè)一直是裂縫研究的難點(diǎn)，

3、目前地質(zhì)上主要從構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)兩方面來(lái)進(jìn)行構(gòu)造裂縫預(yù)測(cè)。數(shù)值模擬是進(jìn)行裂縫井間預(yù)測(cè)的有效手段。根據(jù)大量的裂縫研究表明，低滲透儲(chǔ)層裂縫以高角度構(gòu)造裂縫為主，由于構(gòu)造裂縫的形成與分布受儲(chǔ)層巖性、巖層厚度、沉積微相、構(gòu)造、流體和應(yīng)力等多種地質(zhì)因素的控制，因此，從影響儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫形成與發(fā)育的內(nèi)外地質(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)合建立的油田實(shí)際巖石破裂準(zhǔn)則和單井裂縫描述結(jié)果，是目前定量預(yù)測(cè)構(gòu)造裂縫分布規(guī)律的有效

4、途徑（曾聯(lián)波，2004）。該預(yù)測(cè)方法在理論上是可行的，其預(yù)測(cè)結(jié)果的可信性主要取決于合理地質(zhì)模型、力學(xué)模型和力學(xué)模型的建立。目前的模型都是以相對(duì)均質(zhì)體來(lái)建立的，所應(yīng)用的巖石破裂準(zhǔn)則也是基于均質(zhì)體建立的，沒(méi)有考慮早期裂縫和巖石非均質(zhì)性的影響，從而影響了構(gòu)造裂縫的預(yù)測(cè)精度。實(shí)際上，低滲透儲(chǔ)層由于強(qiáng)烈的成巖作用和構(gòu)造作用等地質(zhì)因素的影響，其地質(zhì)模型表現(xiàn)出明顯的非均質(zhì)性，這種非均質(zhì)性影響不同方向構(gòu)造裂縫的發(fā)育程度，是造成裂縫發(fā)育非均質(zhì)性的重要因素

5、（曾聯(lián)波，2008）。因此，探究建立適合低滲透儲(chǔ)層強(qiáng)烈非均質(zhì)性的地質(zhì)模型和破裂模型的方法，對(duì)正確認(rèn)識(shí)裂縫的地下發(fā)育規(guī)律，提高低滲透儲(chǔ)層構(gòu)造裂縫的預(yù)測(cè)精度具有十分重要的指導(dǎo)作用。與常規(guī)儲(chǔ)層相比，低滲透儲(chǔ)層的成巖作用強(qiáng)烈，孔隙結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，非均質(zhì)性更嚴(yán)重，裂縫發(fā)育。低滲透儲(chǔ)層存在孔隙和裂縫兩套非均質(zhì)性，前者是儲(chǔ)層油氣的主要儲(chǔ)集空間，控制了油氣的富集規(guī)律和儲(chǔ)層的含油差異性；后者是儲(chǔ)層中流體的主要滲流通道，控制了低滲透油藏的整個(gè)滲流系統(tǒng)，這兩套非

6、均質(zhì)性的相互配置關(guān)系決定了低滲透油藏開(kāi)發(fā)方案的部署以及油田開(kāi)發(fā)效果。因此，在低滲透儲(chǔ)層沉積微相、成巖作用和裂縫研究的基礎(chǔ)上，深入探討低滲透儲(chǔ)層基質(zhì)孔隙和裂縫兩套非均質(zhì)性及其相互匹配關(guān)系，將是低滲透儲(chǔ)層研究中需要解決的又一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。對(duì)于低滲透儲(chǔ)層的滲流規(guī)律研究，許多油藏工程學(xué)者從油水相對(duì)滲透率曲線、試井、孔滲實(shí)驗(yàn)、動(dòng)態(tài)、電模擬和數(shù)值模擬等手段入手，探討了非均質(zhì)油藏兩相滲流規(guī)律及其對(duì)產(chǎn)能的影響。低滲透儲(chǔ)層由于巖石顆粒細(xì)、成巖作用強(qiáng)、孔隙

7、度低、喉道細(xì)、微孔隙多，具有啟動(dòng)壓力和非達(dá)西流滲流等特征，影響低滲透油田的注水開(kāi)發(fā)效果。近年來(lái)，隨著低滲透油藏開(kāi)發(fā)的需要，許多學(xué)者從實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬角度，對(duì)裂縫性介質(zhì)的流體流動(dòng)以及不同方位裂縫滲透性評(píng)價(jià)及其與地應(yīng)力的關(guān)系、裂縫滲透率的壓力敏感性等難題開(kāi)展了許多深入的研究，這些成果在裂縫性低滲透油藏的開(kāi)發(fā)方案部署中發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。目前，對(duì)于低滲透儲(chǔ)層的滲流特征及其機(jī)理研究，主要有兩種傾向：一種是探討宏觀裂縫系統(tǒng)的滲流特征；另一種是從實(shí)

8、驗(yàn)角度分析其低滲透基質(zhì)孔隙（更進(jìn)一步的研究包括微裂縫）的微觀滲流規(guī)律及其機(jī)理。但實(shí)際上，并不是流體在所有裂縫中的流動(dòng)都是連續(xù)的，與裂縫的規(guī)模、裂縫的連通和充填情況因素有關(guān)。流體在大多數(shù)裂縫性低滲透巖層中的流動(dòng)是一種不均勻的流動(dòng)，它既不是單純的取決于裂縫，也不是單純的取決于基質(zhì)孔隙，而是二者之間相互耦合作用的結(jié)果。因此，裂縫與孔隙之間的相互作用關(guān)系研究，是了解裂縫性巖層滲流規(guī)律及其滲流機(jī)理的關(guān)鍵，對(duì)提高低滲透儲(chǔ)層的開(kāi)發(fā)效果具有十分重要的意

9、義。低滲透油藏開(kāi)發(fā)方案的部署取決于其宏觀滲流場(chǎng)，而宏觀滲流場(chǎng)受儲(chǔ)層的宏觀裂縫系統(tǒng)的控制，同時(shí)還受裂縫與基質(zhì)孔隙之間的流體相互能力影響。尤其當(dāng)儲(chǔ)層中的裂縫沒(méi)有形成良好的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，裂縫與基質(zhì)孔隙之間的流體相互交換能力是影響其開(kāi)發(fā)的主要因素，若二者之間的交換能力強(qiáng)，則開(kāi)發(fā)效果好，采收率高；若交換能力差，則開(kāi)發(fā)效果差，采收率低。對(duì)于儲(chǔ)層裂縫參數(shù)的描述和預(yù)測(cè)，目前主要側(cè)重于油田開(kāi)發(fā)以前的裂縫靜態(tài)參數(shù)。但在低滲透油田的注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于基質(zhì)的低

10、滲透性特征，注入水在井底不容易擴(kuò)散，導(dǎo)致地層能量補(bǔ)充困難，地層壓力下降較快，裂縫面受到的靜巖壓力隨之增大，裂縫開(kāi)度和滲透率越來(lái)越小。有些裂縫由于早期的滲透率高，其開(kāi)度和滲透率隨地層壓力下降的速度也就快；而早期滲透率相對(duì)較小的裂縫，由于其滲流速度慢，裂縫開(kāi)度和滲透率隨地層壓力下降的速度也就慢。因此，在低滲透油田的不同開(kāi)發(fā)階段，不同級(jí)次和不同組系裂縫所起的裂縫作用將發(fā)生改變，使得低滲透油田在開(kāi)發(fā)的中晚期必然需要進(jìn)行井網(wǎng)的調(diào)整。這種隨著油田開(kāi)

11、發(fā)而發(fā)生改變的裂縫參數(shù)稱之為裂縫動(dòng)態(tài)參數(shù)（曾聯(lián)波，2004）。裂縫動(dòng)態(tài)參數(shù)的評(píng)價(jià)及其預(yù)測(cè)方法，對(duì)于低滲透油田的開(kāi)發(fā)管理具有十分重要的意義，裂縫動(dòng)態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律將是低滲油田開(kāi)發(fā)中晚期進(jìn)行井網(wǎng)調(diào)整的地質(zhì)理論依據(jù)。由于裂縫發(fā)育的的復(fù)雜性，使得裂縫研究的難度極大，因此在儲(chǔ)層裂縫研究中需要解決的問(wèn)題也就越多。例如。裂縫形成機(jī)理及其地球物理響應(yīng)機(jī)理的探討、地質(zhì)測(cè)井地震多學(xué)科相結(jié)合的裂縫綜合預(yù)測(cè)方法與定量評(píng)價(jià)方法的提出、不同構(gòu)造類型與非均質(zhì)性巖層裂