CN107765334A - 三维裂缝建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了三维裂缝建模方法，通过依次进行常规测井、成像测井，排除不发育裂缝井段，保留裂缝发育井段，再对所保留的井段进行VSP测井、井壁取心，对所取岩心进行电镜扫描观察、孔隙度测定、岩石应变实验，再结合测井解释，使用建模软件建立单井剖面的裂缝发育模型；再由同一区块内多口单井模型建立起地层三维裂缝发育模型。本发明的目的在于提供三维裂缝建模方法，以实现在开发早期完整、准确的对整个储集层裂缝进行建模分析的目的。

Description

三维裂缝建模方法

技术领域

本发明涉及地质勘探开发领域，具体地说涉及三维裂缝建模方法。

背景技术

储集层裂缝评价的方法及其应用，一直都是油气田勘探与开发过程中的重要环节之一。从油气田开发角度来看，储集层裂缝特征的研究是提高油气采收率、改进开发效果的重要手段，特别是对于一些低孔低渗的基质储层，天然裂缝的存在很可能将没有开采价值的油层变位具有经济效益的可开发油层。此外，随着常规孔隙性油气藏储量的日益减少，常规孔隙储层开发难度逐渐增大，石油与天然气的勘探方向逐渐由浅部地层转向深部，由常规油气藏转向于特殊油气藏，如难以预测却可能非常高产的裂缝性油气藏便是其中很重要的一种研究方向。总之，在对化石能源的勘探与开发过程中，对储层裂缝的研究处于非常重要地位。然而，现有技术中的储层裂缝评价均是依靠常规地质手段，在探井阶段所取得的储层裂缝评价资料难以做到完整、充分，同时在生产开发阶段又不可能大规模进行取心或地质研究工作，往往造成区块开发进入中后期时，才对该储层的裂缝发育及分布情况有了完整、全面的认识，影响开发布局、影响油气田整体采收率。

发明内容

本发明的目的在于提供三维裂缝建模方法，以解决现有技术中在探井阶段所取得的储层裂缝评价资料难以做到完整、充分的问题，实现在开发早期完整、准确的对整个储集层裂缝进行建模分析的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

三维裂缝建模方法，该方法包括以下步骤：（a）在某一油气勘探开发区块内，依据地质条件和研究目标需求，选取具有表征意义的井，对全井段进行电阻率测井、声波测井、自然电位测井、自然伽马测井、补偿中子测井、密度测井、井径测井，得到目标井全井段的上述测井曲线，作出测井解释，列出所有裂缝可能发育的井段；（b）对步骤（a）中判断出的裂缝可能发育井段进行成像测井，解释成像测井资料，排除不发育裂缝井段，保留裂缝发育井段；（c）将震源依次设置于步骤（b）中所保留的所有裂缝发育井段，逐一进行VSP测井，作出VSP测井解释，得出各井段裂缝发育程度的数据；（d）对步骤（b）中所保留的所有裂缝发育井段进行井壁取心作业，并对取出的所有岩心进行电镜扫描观察、孔隙度测定、岩石应变实验；（e）依据上述测井与实验数据，使用建模软件建立单井剖面的裂缝发育模型；（f）将所述步骤（a）~（e）用于同一油气勘探开发区块内的N口井，将N个单井剖面模型建立为储层岩相三维裂缝发育模型，其中，N为大于等于2的正整数。

针对现有技术中在探井阶段所取得的储层裂缝评价资料难以做到完整、充分的问题，本发明提出了三维裂缝建模方法，该方法首先在探井钻井过程中对选取的井位实施常规测井，测井项目包括但不限于电阻率、声波、自然电位、自然伽马、补偿中子、密度、井径，得到全井段的上述测井曲线，并利用常规地质手段，从上述测井解释中寻找指示裂缝发育的特征，如：深侧向电阻率明显大于浅侧向电阻率、感应电阻率明显大于侧向电阻率、自然伽马曲线异常增高、电阻率曲线出现异常变化甚至是锯齿形变化、自然电位曲线和井径均异常等等，从而列出所有裂缝可能发育的井段。之后对所列出的裂缝可能发育的井段进行成像测井。作为识别裂缝最直观有效的测井方式，单独进行一趟成像测井作业是非常有必要的，因为成像测井资料能够突出因裂缝变化而引起的岩石声阻抗和电阻率的变化特征，降低由钻井工程等人为因素造成的非裂缝响应影响，从而修正常规测井资料的误差，使得本领域技术人员能够进一步排除不发育裂缝井段，保留裂缝发育井段。针对保留着的判定为裂缝发育的井段，将震源下入各井段深度，进行VSP测井。VSP测井，即垂直地震剖面测井，通过地震波的反射特征差异来判断裂缝发育情况。VSP测井能够在上述裂缝判断的基础上，由反射波的强弱特征得出裂缝发育的程度，使研究人员能够对地层裂缝的发育程度有定量的认识。同时，再对保留着的判定为裂缝发育的井段进行井壁取心，并对取出的所有岩心进行电镜扫描观察、孔隙度测定、岩石应变实验，获得岩心高分辨率图像、孔隙度渗透率数据、应力应变曲线等重要数据。依据上述所有数据，使用建模软件建立单井剖面的裂缝发育模型，通过布置于圈闭各重要方位的N口探井的单井模型，则能够得到储层整体的三维裂缝发育模型。其中N值由圈闭大小、规模、形态及构造方式决定，至少应保证有圈闭各重要边界处、以及各高点的探井资料。由此，实现在开发早期完整、方便、精确的对整个储集层裂缝进行建模分析的目的。此外，本发明所述的建模方法中，由于仅对步骤（a）中列出的井段进行成像测井、仅对步骤（b）中所列出的井段进行VSP测井与井壁取心，极大的降低了探井施工的成本与工期，同时还能降低发生钻井工程事故的风险，对于钻井工程而言也具有十分重要的意义。

进一步的，步骤（b）中所述的成像测井为微电阻率扫描成像测井（FMI或EMI）。

进一步的，步骤（c）和步骤（d）顺序可调。

进一步的，步骤（d）中所述的岩石应变实验为三轴应力岩石应变实验。相较于常规的单轴应力岩石应变实验，采用三轴应力岩石应变实验能够更为准确的模拟地应力作用情况，使实验更加接近于地下实际情况，便于得到更准确的实验数据。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明三维裂缝建模方法，通过依次进行常规测井、成像测井，排除不发育裂缝井段，保留裂缝发育井段，再对所保留的井段进行VSP测井、井壁取心，对所取岩心进行电镜扫描观察、孔隙度测定、岩石应变实验，再结合测井解释，使用建模软件建立单井剖面的裂缝发育模型；再由同一区块内多口单井模型建立起地层三维裂缝发育模型。

2、本发明三维裂缝建模方法，仅对经过筛选的部分井段进行成像测井、VSP测井与井壁取心作业，极大的降低了探井施工的成本与工期，同时还能降低发生钻井工程事故的风险，对于钻井工程而言具有十分重要的意义。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一个具体实施例的流程示意框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1所示的三维裂缝建模方法，该方法包括以下步骤：（a）在某一油气勘探开发区块内，依据地质条件和研究目标需求，选取具有表征意义的井，对全井段进行电阻率测井、声波测井、自然电位测井、自然伽马测井、补偿中子测井、密度测井、井径测井，得到目标井全井段的上述测井曲线，作出测井解释，列出所有裂缝可能发育的井段；（b）对步骤（a）中判断出的裂缝可能发育井段进行微电阻率扫描成像测井，解释成像测井资料，排除不发育裂缝井段，保留裂缝发育井段；（c）将震源依次设置于步骤（b）中所保留的所有裂缝发育井段，逐一进行VSP测井，作出VSP测井解释，得出各井段裂缝发育程度的数据；（d）对步骤（b）中所保留的所有裂缝发育井段进行井壁取心作业，并对取出的所有岩心进行电镜扫描观察、孔隙度测定、三轴应力岩石应变实验；（e）依据上述测井与实验数据，使用建模软件建立单井剖面的裂缝发育模型；（f）将所述步骤（a）~（e）用于同一油气勘探开发区块内的N口井，将N个单井剖面模型建立为储层岩相三维裂缝发育模型。其中N值由圈闭大小、规模、形态及构造方式决定，以保证有圈闭各重要边界处、以及各高点的探井资料为基础。

本实施例使用过程中，首先在探井钻井过程中对选取的井位实施常规测井，测井项目包括但不限于电阻率、声波、自然电位、自然伽马、补偿中子、密度、井径，得到全井段的上述测井曲线，并利用常规地质手段，从上述测井解释中寻找指示裂缝发育的特征。之后对所列出的裂缝可能发育的井段进行成像测井，从而修正常规测井资料的误差，使得本领域技术人员能够进一步排除不发育裂缝井段，保留裂缝发育井段。针对保留着的判定为裂缝发育的井段，将震源下入各井段深度，进行VSP测井。VSP测井能够在上述裂缝判断的基础上，由反射波的强弱特征得出裂缝发育的程度，使研究人员能够对地层裂缝的发育程度有定量的认识。同时，再对保留着的判定为裂缝发育的井段进行井壁取心，并对取出的所有岩心进行电镜扫描观察、孔隙度测定、岩石应变实验，获得岩心高分辨率图像、孔隙度渗透率数据、应力应变曲线等重要数据。依据上述所有数据，使用建模软件建立单井剖面的裂缝发育模型，通过布置于圈闭各重要方位的多口探井的单井模型，则能够得到储层整体的三维裂缝发育模型。

上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.三维裂缝建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（a）在某一油气勘探开发区块内，依据地质条件和研究目标需求，选取具有表征意义的井，对全井段进行电阻率测井、声波测井、自然电位测井、自然伽马测井、补偿中子测井、密度测井、井径测井，得到目标井全井段的上述测井曲线，作出测井解释，列出所有裂缝可能发育的井段；

（b）对步骤（a）中判断出的裂缝可能发育井段进行成像测井，解释成像测井资料，排除不发育裂缝井段，保留裂缝发育井段；

（c）将震源依次设置于步骤（b）中所保留的所有裂缝发育井段，逐一进行VSP测井，作出VSP测井解释，得出各井段裂缝发育程度的数据；

（d）对步骤（b）中所保留的所有裂缝发育井段进行井壁取心作业，并对取出的所有岩心进行电镜扫描观察、孔隙度测定、岩石应变实验；

（e）依据上述测井与实验数据，使用建模软件建立单井剖面的裂缝发育模型；

（f）将所述步骤（a）~（e）用于同一油气勘探开发区块内的N口井，将N个单井剖面模型建立为储层岩相三维裂缝发育模型，其中，N为大于等于2的正整数。

2.根据权利要求1所述的三维裂缝建模方法，其特征在于：步骤（b）中所述的成像测井为微电阻率扫描成像测井（FMI或EMI）。

3.根据权利要求1或2所述的三维裂缝建模方法，其特征在于：步骤（c）和步骤（d）顺序可调。

4.根据权利要求1或2所述的三维裂缝建模方法，其特征在于：步骤（d）中所述的岩石应变实验为三轴应力岩石应变实验。