CN106199690A - 泥页岩裂缝的预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泥页岩裂缝的预测方法，以适用于泥页岩裂缝的预测，属于地质勘探技术领域。该泥页岩裂缝的预测方法包括：进行地层压力预测，得到地层压力分布特征；进行方位各向异性裂缝预测，得到各向异性强度分布特征；根据地层压力分布特征和各向异性强度分布特征，对泥页岩裂缝进行综合描述。本发明可用于泥页岩油气储层的描述。

Description

泥页岩裂缝的预测方法

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，具体地说，涉及一种泥页岩裂缝的预测方法。

背景技术

在地质勘探技术领域中，对裂缝的勘探是一项重要内容。传统的裂缝识别手段是地表露头以及岩芯取样，这种方法能够直观的观测到裂缝的产状参数，但不能广泛应用于裂缝空间分布特征的研究。随着地震勘探技术以及计算机技术的不断发展，如何利用地震资料实现裂缝空间分布特征的精确预测成为众多科研人员的研究方向。

进入21世纪以来，页岩气勘探开发的成功在世界石油工业领域掀起了一场“页岩气革命”，同时，关于泥页岩裂缝的地震预测研究也成为了行业内的热点。目前常用的地震裂缝预测方法包括层属性(相干、曲率、倾角检测等)、应力场分析、纵波方位各向异性、多波多分量等。

但是，对于泥页岩裂缝来说，以上预测方法均存在一定局限性。层属性基于叠后纯波数据，其预测结果更适用于识别断层或者大裂缝，而泥页岩中的裂缝多为小裂缝甚至微裂缝；应力场分析技术通常用于预测某个地层界面的构造缝发育情况，无法得到裂缝的空间分布特征；纵波方位各向异性能够预测裂缝的空间分布特征，但该方法仅适用于高角度缝；多波多分量技术受限于勘探成本，且该技术对地震资料的品质要求较高，一直未能广泛应用。因此，现有的地震裂缝预测技术均不适用于泥页岩裂缝的预测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种泥页岩裂缝的预测方法，以适用于泥页岩裂缝的预测。

本发明提供一种泥页岩裂缝的预测方法，包括：

进行地层压力预测，得到地层压力分布特征；

进行方位各向异性裂缝预测，得到各向异性强度分布特征；

根据地层压力分布特征和各向异性强度分布特征，对泥页岩裂缝进行综合描述。

进一步的是，在进行地层压力预测和方位各向异性裂缝预测之前，还包括：

建立泥页岩裂缝形成机制的模型。

其中，所述泥页岩裂缝形成机制，具体为：

地层受挤压或拉张应力后发生形变；

在形变的过程中，沿泥页岩的顺层薄弱面产生顺层层间缝；

随着应力的增大，出现切层高角度缝。

优选的是，所述进行地层压力预测，得到地层压力分布特征，具体为：

分析实测地层压力，结合叠前反演求取纵波速度数据体；

利用Fillippone公式进行地层压力预测，得到现今地层压力；

通过现今地层压力和静水压力计算现今地层压力系数，即地层压力分布特征。

所述Fillippone公式为：

P_p＝P₀·(V_max-V_int)/(V_max-V_min)

其中，P_p为计算的地层压力，V_max为孔隙度为0时的岩石速度，V_min为孔隙度为50％时的岩石速度，V_int为地震数据的层速度，P₀为上覆岩层压力。

优选的是，所述进行方位各向异性裂缝预测，得到各向异性强度分布特征，具体为：

对叠前NMO道集进行方位角与偏移距分析；

对叠前NMO道集进行分方位角叠加处理；

对分方位角数据分别进行叠后偏移处理；

在偏移后的各方位角数据体上进行属性计算，并以各方位角属性为基础进行方位各向异性椭圆拟合，求取各向异性强度分布特征。

优选的是，所述根据地层压力分布特征和各向异性强度分布特征，对泥页岩裂缝进行综合描述，具体为：

对比分析钻井实测压力数据与地层压力分布特征、井上裂缝先验信息与各向异性强度分布特征，确定异常超压和裂缝发育的门槛值，用地层压力分布特征和各向异性强度来分别表征泥页岩顺层层间缝和高角度缝的分布特征；

进行泥页岩顺层层间缝与高角度缝的交汇分析，综合描述泥页岩裂缝的分布特征。

本发明带来了以下有益效果：本发明提供的泥页岩裂缝的预测方法中，通过基于叠前反演的地层压力预测得到地层压力分布特征，通过叠前方位各向异性裂缝预测得到各向异性强度分布特征，并结合钻井实测地层压力数据和井上裂缝先验信息确定泥页岩顺层层间缝和高角度缝的分布特征，最终综合顺层层间缝和高角度缝的分布特征，进行泥页岩裂缝分布特征的描述。因此，本发明提供的预测方法能够准确、可靠的的预测泥页岩裂缝的分布特征，从而提供了一种适用于泥页岩裂缝的预测方法。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是本发明实施例一提供的泥页岩裂缝的预测方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

实施例一：

本发明实施例提供一种泥页岩裂缝的预测方法，可应用于石油、天然气勘探领域，泥页岩油气储层的描述。

如图1所示，该泥页岩裂缝的预测方法包括：

S1：建立泥页岩裂缝形成机制的模型。

在野外地质考察时，发现一些地区内断层多为逆断层，该段地层泥页岩裂缝以顺层层间缝和切层高角度缝为主，区内钻井显示存在异常超压，且一般认为泥页岩的薄弱面为顺层薄弱面。

根据以上地质特征，本发明实施例提出一种泥页岩裂缝的形成机制，主要包括：①地层受挤压或拉张应力后发生形变，但无裂缝。②在形变的过程中，沿泥页岩的顺层薄弱面产生顺层层间缝。③随着应力的增大，开始出现切层高角度缝。

根据上述泥页岩裂缝形成机制，可形成以顺层层间缝和高角度缝为主的裂缝分布特征，以下利用该泥页岩裂缝形成机制的模型，进行泥页岩裂缝的预测。

S2：进行地层压力预测，得到地层压力分布特征。

具体包括：

首先，分析井点处的实测地层压力，结合叠前反演求取纵波速度数据体。

然后，利用Fillippone公式进行地层压力预测，得到现今地层压力。

Fillippone公式为：

P_p＝P₀·(V_max-V_int)/(V_max-V_min)

其中，P_p为计算的地层压力(MPa)，V_max为孔隙度为0时的岩石速度(m/s)，V_min为孔隙度为50％时的岩石速度(m/s)，V_int为地震数据的层速度(m/s)，P₀为上覆岩层压力(MPa)。

将纵波速度数据体中的速度参数代入Fillippone公式中，以进行地层压力预测，得到研究区现今的地层压力。

最后，通过现今地层压力和静水压力，即可计算现今地层压力系数，作为地层压力分布特征。

S3：进行方位各向异性裂缝预测，得到各向异性强度分布特征。

具体包括：

首先，对叠前动校正(Normal Moveout，简称NMO)道集进行方位角与偏移距分析。

然后，根据“满覆盖”和“宽方位”的原则，对叠前NMO道集进行分方位角叠加处理，从而避免人为各向异性。

之后，对分方位角数据分别进行叠后偏移处理。

最后，在偏移后的各方位角数据体上进行属性计算，并以各方位角属性为基础进行方位各向异性椭圆拟合。得到的各向异性强度用于表征高角度裂缝的发育程度，各向异性椭圆的长轴或短轴方向用于表征高角度裂缝的走向。

应当说明的是，本发明实施例中的步骤S2与步骤S3是相互独立的，因此步骤S2与步骤S3之间并不存在特定的先后顺序。

S4：根据地层压力分布特征和各向异性强度分布特征，对泥页岩裂缝进行综合描述。

具体包括：

对比分析钻井实测压力数据与地层压力分布特征、井上裂缝先验信息与各向异性强度分布特征，确定异常超压和裂缝发育的门槛值，用地层压力分布特征和各向异性强度来分别表征泥页岩顺层层间缝和高角度缝的分布特征；然后，进行泥页岩顺层层间缝与高角度缝的交汇分析，从而综合描述泥页岩裂缝的分布特征。

本发明实施例提供的基于叠前地震资料的泥页岩裂缝的预测方法中，从泥页岩裂缝类型出发，建立了一种先形成顺层缝，后形成高角度切层缝的泥页岩裂缝形成机制的模型。然后，通过基于叠前反演的地层压力预测得到地层压力分布特征，通过叠前方位各向异性裂缝预测得到各向异性强度分布特征，并结合钻井实测地层压力数据和井上裂缝先验信息确定泥页岩顺层层间缝和高角度缝的分布特征，最终综合顺层层间缝和高角度缝的分布特征，进行泥页岩裂缝分布特征的描述。因此，本发明实施例提供的预测方法能够准确、可靠的预测泥页岩裂缝的分布特征，对于提高泥页岩储层的勘探精度具有重要意义，在泥页岩裂缝储层地区具有很高的应用价值。

在油气储层的勘探中，油气保存条件评价是重要的研究内容，而对于泥页岩油气储层来说，泥页岩裂缝的分布特征的预测，是泥页岩油气保存条件评价的关键。本发明实施例提供的泥页岩裂缝的预测方法包含了对地层压力和泥页岩高角度裂缝的综合描述，可以为泥页岩油气勘探的保存条件评价提供依据，随着南方页岩气勘探开发的不断推进，将得到越来越广泛的应用。

实施例二：

本实施例使用上述实施例提供的泥页岩裂缝的预测方法，对四川盆地鄂西渝东地区志留系龙马溪组进行应用。

在使用该泥页岩裂缝的预测方法之前，研究区目的层的泥页岩裂缝分布特征不明确，野外露头观察显示研究区志留系泥页岩裂缝以顺层层间缝和切层高角度缝为主，钻井资料显示该层段异常高压和高角度裂缝均较为发育。

在使用该泥页岩裂缝的预测方法之后，准确的得到了目的层的泥页岩裂缝分布特征，并划分出三类裂缝发育带：①网状缝发育区；②切层高角度缝发育区；③顺层层间缝发育区。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种泥页岩裂缝的预测方法，其特征在于，包括：

进行地层压力预测，得到地层压力分布特征；

进行方位各向异性裂缝预测，得到各向异性强度分布特征；

根据地层压力分布特征和各向异性强度分布特征，对泥页岩裂缝进行综合描述。

2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，在进行地层压力预测和方位各向异性裂缝预测之前，还包括：

建立泥页岩裂缝形成机制的模型。

3.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于，所述泥页岩裂缝形成机制，具体为：

地层受挤压或拉张应力后发生形变；

在形变的过程中，沿泥页岩的顺层薄弱面产生顺层层间缝；

随着应力的增大，出现切层高角度缝。

4.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述进行地层压力预测，得到地层压力分布特征，具体为：

分析实测地层压力，结合叠前反演求取纵波速度数据体；

利用Fillippone公式进行地层压力预测，得到现今地层压力；

通过现今地层压力和静水压力计算现今地层压力系数，即地层压力分布特征。

5.根据权利要求4所述的预测方法，其特征在于，所述Fillippone公式为：

P_p＝P₀·(V_max-V_int)/(V_max-V_min)

其中，P_p为计算的地层压力，V_max为孔隙度为0时的岩石速度，V_min为孔隙度为50％时的岩石速度，V_int为地震数据的层速度，P₀为上覆岩层压力。

6.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述进行方位各向异性裂缝预测，得到各向异性强度分布特征，具体为：

对叠前NMO道集进行方位角与偏移距分析；

对叠前NMO道集进行分方位角叠加处理；

对分方位角数据分别进行叠后偏移处理；

在偏移后的各方位角数据体上进行属性计算，并以各方位角属性为基础进行方位各向异性椭圆拟合，求取各向异性强度分布特征。

7.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述根据地层压力分布特征和各向异性强度分布特征，对泥页岩裂缝进行综合描述，具体为：

对比分析钻井实测压力数据与地层压力分布特征、井上裂缝先验信息与各向异性强度分布特征，确定异常超压和裂缝发育的门槛值，用地层压力分布特征和各向异性强度来分别表征泥页岩顺层层间缝和高角度缝的分布特征；

进行泥页岩顺层层间缝与高角度缝的交汇分析，综合描述泥页岩裂缝的分布特征。