CN114183121B - 裂缝有效性定量评价方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种裂缝有效性定量评价方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法，包括：计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝充填性指数；计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数；根据所述裂缝充填性指数和裂缝开度指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数；根据当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准，对所述当前储层区域的每条非全充填裂缝有效性进行评价。综合考虑了影响储层裂缝有效性的不同地质影响因素并进行量化，对储层中各级次各条单一裂缝的有效性进行表征，进而评价不同规模级次裂缝对储层及油气藏开发的贡献。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及一种裂缝有效性定量评价方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在油气藏条件下，处于开启状态且能够为流体提供有效流动空间的天然裂缝称之为有效裂缝。自20世纪50年代以来，随着裂缝性油气藏受到重视并被有效开发，天然裂缝有效性研究就一直受到国内外学者们的重视，成为储层裂缝研究中重要的一部分。尽管裂缝有效性研究取得了一定的研究成果，但总体上讲，此方面的研究仍处于探索和发展阶段。总结前人成果发现，普遍观点认为天然裂缝的有效性主要通过其充填情况和张开程度得以反映，学者们从这两方面出发以不同角度对裂缝有效性开展评价并取得了较好的应用效果。
目前，研究裂缝有效性的手段可概括为两个方面：
①直接手段，即通过露头、岩心、薄片及样品实验分析等来直观描述裂缝的充填特征、开度及物性等参数的分布，以此来确定其有效性；
②间接手段，主要通过测井资料(成像测井及常规测井)、地震资料、试井及生产动态等资料对裂缝有效性参数进行解释，进而评价裂缝有效性。
具体成果可参见文献1“渝东南-黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩裂缝有效性研究[J].地学前缘,2016,23(1),96-106”(曾维特，丁文龙，张金川，等)；文献2“塔里木盆地震旦寒武系白云岩储层构造裂缝有效性研究[J].北京大学学报(自然科学版),2013,49(6),993-1001”(张鹏，侯贵廷，潘文庆，等)；文献3“华庆地区长6～3储层裂缝分布模型与裂缝有效性[J].吉林大学学报(地球科学版),2012,42(3),689-697”(周新桂，张林炎，黄臣军，等)；文献4“柴达木盆地西部古近系储层裂缝有效性的影响因素[J].地质学报,2012,86(11),1809-1814”(曾联波，巩磊，祖克威，等)；文献5“塔河油田储层裂缝测井识别和有效性评价[J].测井技术,2012,36(3),261-266”(张凤生，司马立强，赵冉，等)；文献6“利用双侧向测井方法判别裂缝的有效性[J].石油大学学报(自然科学版),2001,25(1),87-89”(吴文圣，陈钢花，雍世和)。
上述方法成果均为定性评价裂缝的有效性，但不能够对裂缝有效性的程度进行定量表示，这限制了裂缝有效性在油气田开发中的进一步应用。在储层裂缝有效性定量评价方面，公开的成果较少，具体可见：文献7“新场气田须二气藏天然裂缝有效性定量表征方法及应用[J].岩石学报,2013,29(3),1087-1097”(邓虎成，周文，周秋媚，等)；文献8“一种致密低渗透储层裂缝有效性的综合评价方法”(发明专利，公开号：CN106126936A)；文献9“一种定量确定超深层致密砂岩裂缝有效性的方法”(发明专利，公开号：CN105842754A)。
然而，由于处于地下状态的天然裂缝的有效性受多种地质因素影响，而在公开的裂缝有效性定量评价方法中，对地质因素的考虑均不够全面，且无法应用在三维地质模型中对单一裂缝做到定量评价，继而难以定量评价天然裂缝有效性对单井产能及开发有利区优选的影响。
发明内容
本发明提供一种裂缝有效性定量评价方法、装置、电子设备及存储介质，能够对储层中各级次各条单一裂缝的有效性进行定量表征，进而能够评价不同规模级次裂缝对储层及油气藏开发的贡献。
本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种裂缝有效性定量评价方法，所述裂缝有效性定量评价方法，包括：
计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝充填性指数；
其中，所述裂缝充填性指数根据裂缝充填率计算得到；
计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数；
其中，所述裂缝开度指数根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值、裂缝开度最小值及裂缝实际地下开度计算得到；
根据所述裂缝充填性指数和裂缝开度指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数；
根据所述当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准；
根据所述当前储层区域的裂缝有效性评价标准，对所述当前储层区域的每条非全充填裂缝有效性进行评价。
根据本发明的实施例，可选地，在所述的储层裂缝有效性评价方法中，所述裂缝充填性指数的计算式如下：
e充填性＝(kmax-k)/(kmax-kmin)
其中，e充填性为裂缝充填性指数，k为裂缝充填率，kmax为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的裂缝充填率最大值，kmin为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的裂缝充填率最小值。
根据本发明的实施例，可选地，在所述的裂缝有效性定量评价方法中，所述裂缝充填率为裂缝被充填面积与裂缝总表面积的比值。
根据本发明的实施例，可选地，在所述的裂缝有效性定量评价方法中，所述针对当前储层区域的非全充填裂缝，计算裂缝开度指数，包括：
求取当前储层区域的所有裂缝的裂缝实际地下开度；
确定当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最大值及开度最小值；
根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值、裂缝开度最小值及裂缝实际地下开度计算所述裂缝开度指数。
根据本发明的实施例，可选地，在所述的裂缝有效性定量评价方法中，所述裂缝开度指数的计算式如下：
e开度＝(a-amin)/(amax-amin)
其中，e开度为裂缝开度指数，a为裂缝实际地下开度，amax为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最大值，amin为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最小值。
根据本发明的实施例，可选地，在所述的裂缝有效性定量评价方法中，所述裂缝实际地下开度的计算式如下：
a＝a0(1－μ)
其中，a为裂缝实际地下开度，a0为地表裂缝开度，ν为岩石泊松比；E为杨氏模量，σn为裂缝面所受到的正应力，P为静封压力，C1和C2为系数，μ为中间变量。
根据本发明的实施例，可选地，在所述的裂缝有效性定量评价方法中，所述裂缝实际地下开度的计算式如下：
其中，a为裂缝实际地下开度，A、B、C为拟合系数，l为裂缝规模，σn为裂缝面所受到的正应力，e为自然常数。
根据本发明的实施例，可选地，在所述的裂缝有效性定量评价方法中，所述裂缝规模为平面延伸长度或纵向高度。
根据本发明的实施例，可选地，所述根据所述裂缝充填性指数和裂缝开度指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数，采用如下计算式：
ef＝m1×e充填性+m2×e开度
其中：ef为裂缝有效性指数；
m1为裂缝充填性指数e充填性的加权系数；
m2为裂缝开度指数e开度的加权系数。
根据本发明的实施例，可选地，所述根据所述当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准，包括：
所述根据所述当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，结合当前储层区域的产能测试信息或生产动态资料，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准。
第二方面，本发明提供一种裂缝有效性定量评价装置，所述裂缝有效性定量评价装置，包括：
第一计算模块，用于计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝充填性指数；
其中，所述裂缝充填性指数根据裂缝充填率计算得到；
第二计算模块，用于计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数；
其中，所述裂缝开度指数根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值、裂缝开度最小值及裂缝实际地下开度计算得到；
第三计算模块，用于根据所述裂缝充填性指数和裂缝开度指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数；
建立模块，用于根据所述当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准；
评价模块，用于根据所述当前储层区域的裂缝有效性评价标准，对所述当前储层区域的每条非全充填裂缝有效性进行评价。
第三方面，本发明提供一种电子设备，所述电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如第一方面所述的裂缝有效性定量评价方法。
第四方面，本发明提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现如第一方面所述的裂缝有效性定量评价方法。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
综合考虑了影响储层裂缝有效性的不同地质影响因素(包括裂缝充填性、裂缝开度)，并将地质影响因素对裂缝有效性的影响进行量化，最终得到能够反映地下状态下的裂缝有效性发育程度的指标，这样做的好处就是能够对储层中各级次各条单一裂缝的有效性进行表征，进而能够评价不同规模级次裂缝对储层及油气藏开发的贡献。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例一提供的裂缝有效性定量评价方法流程图；
图2是本发明实施例二中W区块H组不同井试气段裂缝有效性指数与无阻流量关系交会图；
图3是本发明实施例三提供的储层裂缝有效性评价装置框图。
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，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本发明实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
储层天然裂缝有效性定量评价是裂缝研究的难点。本发明主要针对裂缝性油气藏开发效果影响较大的受断层、褶皱等局部构造或区域古应力场控制下的长度规模为米级～百米级构造裂缝，提出一种能够定量评价裂缝有效性的方法，目的是能够量化储层天然裂缝的有效性程度，为进一步评价裂缝对油气藏开发效果的影响奠定基础。
实施例一
本实施例提供一种裂缝有效性定量评价方法，图1示出了本实施例的裂缝有效性定量评价方法流程图，需要说明的是，本发明实施例提供的裂缝有效性定量评价方法并不以图1以及以下的具体顺序为限制，应当理解，在其它实施例中，本发明实施例提供的裂缝有效性定量评价方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。下面将对图1涉及到的具体流程进行阐述，如图1所示，该裂缝有效性定量评价方法，包括步骤S110～步骤S130：
步骤S110、计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝充填性指数。
其中，裂缝充填性指数根据裂缝充填率计算得到。
可选地，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝充填性指数，可以采用裂缝充填性指数的计算式计算得到，具体地，裂缝充填性指数的计算式如下：
e充填性＝(kmax-k)/(kmax-kmin)
其中：e充填性为裂缝充填性指数；
k为裂缝充填率；
kmax为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的裂缝充填率最大值；
kmin为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的裂缝充填率最小值。
具体地，裂缝全充填时的充填率kmax可以取1，裂缝无充填时的充填率kmin可以取0。
可以理解的是，对于全充填裂缝，其裂缝充填率k为1，根据以上计算式求得的裂缝充填性指数e充填性为0，全充填裂缝为无效裂缝，无需再进一步计算裂缝开度指数及求取裂缝有效性指数，因此本实施例中，是针对当前储层区域每条非全充填裂缝进行计算的。
裂缝充填率k的确定可以采用如下方式：
第一种方式：不同组系裂缝的充填情况，可结合裂缝形成机理与成岩演化史及油气充注史之间的关系进行综合判断，以定量表征裂缝充填率。
第二种方式：裂缝充填率为裂缝被充填面积与裂缝总表面积的比值，％。通过充填面积与裂缝总表面的比值可以准确定量地表示出裂缝充填率。
步骤S120、计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数。
其中，裂缝开度指数根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值、裂缝开度最小值及裂缝实际地下开度计算得到。
优选地，裂缝开度指数可以采用裂缝开度指数的计算式计算得到，具体地，裂缝开度指数的计算式如下：
e开度＝(a-amin)/(amax-amin)
其中：e开度为裂缝开度指数；
a为裂缝实际地下开度，μm；
amax为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最大值，μm；
amin为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最小值，μm。
可选地，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数的步骤S120，可以进一步包括如下子步骤：
步骤S120-1、求取当前储层区域的所有裂缝的裂缝实际地下开度a。
当前储层区域的所有裂缝的实际地下开度a的求取，根据获取到的当前储层区域资料情况，可以分以下几种情况：
第一种情况：能够直接获取裂缝实际地下开度a。
直接获取裂缝实际地下开度a的手段包括但不限于通过成像测井进行裂缝解释等手段。
第二种情况：若获取到的当前储层区域资料中没有能够直接获取裂缝实际地下开度的资料，但具有岩心裂缝描述资料时，可通过岩心测量直接获取地表裂缝开度a0，利用裂缝实际地下开度的计算式将地表裂缝开度a0折算至地下，再求取裂缝开度指数e开度。
可选地，第二种情况下的裂缝实际地下开度的计算式如下：
a＝a0(1－μ)
其中：a为裂缝实际地下开度，μm；
a0为地表裂缝开度，μm；
ν为岩石泊松比；
E为杨氏模量，GPa；
σn为裂缝面所受到的正应力，MPa；
P为静封压力，MPa；
C1和C2为系数；
μ为简化计算式而设的中间变量，无实际意义。
具体地，系数C1的取值范围为(2.5～4.5)×10-2，系数C2的取值范围为1～1.4。
由于裂缝面所受到的正应力σn与储层岩石力学性质(如岩石泊松比)、岩石比重(与上覆岩层重力与岩石比重、重力加速度和埋藏深度有关)、地层压力、现今地应力及裂缝产状(如现今最大水平应力方向与裂缝走向夹角、裂缝倾角、水平最大主应力和水平最小主应力)等因素有关，求得裂缝面所受到的正应力σn。
优选地，裂缝面所受到的正应力σn可以利用如下计算式得到：
其中：P0为上覆岩层重力；
Pp为地层压力；
β为现今最大水平主应力方向与裂缝走向的夹角；
θ为裂缝倾角；
σH为水平最大主应力
σh为水平最小主应力。
第三种情况：当无法直接测量裂缝实际地下开度a和地表裂缝开度a0时，由于裂缝实际地下开度a与裂缝性质(如张剪性)、裂缝规模l(如平面延伸长度或纵向高度)有关，且受裂缝面所受到的正应力σn影响，因此，根据裂缝实际地下开度a、裂缝规模l、裂缝面所受到的正应力σn三者之间的关系，可以确定裂缝实际地下开度的计算式。
可选地，裂缝实际地下开度的计算式如下：
其中，A、B、C为拟合系数；
l为裂缝规模；
e为自然常数。
具体地，拟合系数A、B、C可以通过相似露头、岩心及成像的测井资料，对上述裂缝实际地下开度a、裂缝规模l、裂缝面所受到的正应力σn三者之间的关系拟合得到。裂缝规模l可以为裂缝的平面延伸长度或纵向高度。
步骤S120-2、确定当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最大值amax及开度最小值amin，根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值amax、裂缝开度最小值amin及裂缝实际地下开度a，利用裂缝开度指数的计算式计算裂缝开度指数。
具体来说，对开发有影响的当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最大值amax及开度最小值amin可以通过现有技术手段测量或分析得到，此处不做任何限定。
在当前储层区域的所有裂缝的裂缝实际地下开度a时，可以根据每个裂缝的实际情况，选取上述三种情况之一进行裂缝实际地下开度a的求取，以进一步计算裂缝开度指数e开度。
步骤S130、根据裂缝充填性指数和裂缝开度指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数。
具体地，针对每条非全充填裂缝，可以将计算得到的裂缝充填性指数和裂缝开度指数进行加权求和，得到每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数。
优选地，将裂缝充填性指数和裂缝开度指数作为裂缝有效性的影响因素指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数可以采用如下计算式：
ef＝m1×e充填性+m2×e开度
其中：ef为裂缝有效性指数；
m1为裂缝充填性指数e充填性的加权系数；
m2为裂缝开度指数e开度的加权系数。
优选地，m1、m2可根据影响裂缝有效性的当前储层区域的实际地质因素决定。
步骤S140、根据当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准。
具体而言，可以根据当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，结合当前储层区域的产能测试信息或生产动态资料，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准。
示例性地，以产能测试信息为无阻流量为例，通过对裂缝有效性指数与产能测试信息进行相关性分析，可知：当裂缝有效性指数分布在0.7以下时，无阻流量最小(例如不超过100万方)，反映裂缝有效性较差；当裂缝有效性指数分布在0.7～0.8之间时，无阻流量大于一定值(例如超过100万方)，反映裂缝有效性中等；当裂缝有效性指数大于0.8时，无阻流量最大(例如达到500万方以上)，因此，可以通过对裂缝有效性指数与无阻流量信息，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准为：
裂缝有效性指数为第一阈值以下时，裂缝有效性差；
裂缝有效性指数超过第一阈值且不超过第二阈值时，裂缝有效性中等；
裂缝有效性指数超过第二阈值时，裂缝有效性好。
可以理解的是，根据当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数统计结果，结合当前储层区域的生产动态资料，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准的过程与上述类似，本实施例不再赘述。
步骤S150、根据当前储层区域的裂缝有效性评价标准，对当前储层区域的每条非全充填裂缝有效性进行评价。
本实施例提供的一种裂缝有效性定量评价方法，综合考虑了影响储层裂缝有效性的不同地质影响因素(包括裂缝充填性、裂缝开度)，并将地质影响因素对裂缝有效性的影响进行量化，最终得到能够反映地下状态下的裂缝有效性发育程度的指标，能够对储层中各级次各条单一裂缝的有效性进行表征，进而将计算得到的裂缝有效性指数与产能测试或生产动态资料进行相关性分析，建立裂缝有效性评价标准，实现定量评价裂缝的有效性程度，为分析对储层的贡献和对开发的影响奠定基础。
实施例二
本实施例提供一个裂缝有效性定量评价方法的应用实例：
以陆上某油田W区块某气藏为例，求取裂缝有效性指数。W区块主力产层H组储层为碳酸盐岩储层，平均孔隙度小于10％，平均渗透率小于10mD，储层中发育多组构造裂缝，走向以NW-SE向为主，少量近E-W向、NE-SW向及近S-N向裂缝，其中NW-SE向裂缝为高角度缝，NE-SW向裂缝多为低角度缝，其他组裂缝多为斜交缝。在裂缝分期和配套研究的基础上，并结合储层成岩演化史和油气充注史可知，裂缝在多期古构造应力场背景下形成，其中早期形成的裂缝多为斜交缝，易被方解石或白云石充填而成为无效裂缝；低角度缝和部分斜交缝在油气充注之前或与之同时形成，多被有机质(或沥青)充填也成为无效裂缝；高角度缝多在油气充注之后形成，为晚期裂缝，大多为有效裂缝，对储层贡献最大。有效裂缝对储层物性、单井产能及气井见水均具有重要影响。
下面以该区为例，阐述裂缝有效性定量评价方法在该区的实际应用：
(1)根据该区裂缝发育特征，建立裂缝有效性指数ef计算式：
ef＝m1×e充填性+m2×e开度
其中：ef为裂缝有效性指数；
m1为裂缝充填性指数e充填性的加权系数；
m2为裂缝开度指数e开度的加权系数。
根据该区裂缝充填性和开度对裂缝有效性影响的贡献，取m1和m2分别为0.5，下面分别求取e充填性和e开度。
(2)求取裂缝充填性指数e充填性
裂缝充填性指数的计算式如下：
e充填性＝(kmax-k)/(kmax-kmin)
式中，k为裂缝充填率，kmax和kmin分别为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的裂缝充填率的大值和最小值，本实施例中，kmax为裂缝全充填时的充填率，kmin为裂缝无充填时的充填率，分别取1和0。
根据该区10口井目的层段岩心裂缝描述及13口井成像测井裂缝识别及解释结果可知，NW-SE向、近E-W向、NE-SW向及近S-N向裂缝充填性存在较大差异，表现出NW-SE向裂缝基本无充填(占95％)，近E-W向裂缝多被有机质全充填(占93％)，其他组裂缝均被方解石、白云石全充填(占97％)，因此定义无充填裂缝和全充填裂缝的裂缝充填率分别为0和1，则有NW-SE向、近E-W向、NE-SW向及近S-N向裂缝的充填率k分别为0、1、1、1，进一步的各组裂缝充填性指数e充填性分别为1、0、0、0，说明该区只有NW-SE向裂缝为有效裂缝，其他组裂缝多为无效裂缝。下面进一步求取NW-SE向裂缝的裂缝开度指数e开度。
(3)求取裂缝开度指数e开度
①对于A1井来说，由于该井有成像测井裂缝解释结果，解释目的层段NW-SE向有效裂缝开度，结合已经确定的该区地下状态下对开发影响最大的裂缝开度最大值amax和最小值amin分别为110μm和30μm，采用以下计算式求取其裂缝开度指数e开度，即：
e开度＝(a-amin)/(amax-amin)
式中，a为裂缝实际地下开度，μm。
在求取了裂缝开度指数e开度以后，结合已求取的裂缝充填性指数e充填性，进一步求取该井目的层段NW-SE向裂缝有效性指数。A1井裂缝有效性指数求取参数见表1。
表1W区块H组A1井储层裂缝有效性指数
②对于A2井来说，该井无成像测井资料，仅有岩心资料，岩心描述显示该井目的层段同时发育斜交缝和高角度缝。斜交缝基本全部被方解石充填，为无效裂缝；高角度缝基本无充填，为有效裂缝。通过岩心测量高角度有效裂缝的地表开度，并结合地应力测试资料，利用下列公式将地表裂缝开度折算至地下：
a＝a0(1－μ)
其中：a为裂缝实际地下开度，μm；
a0为地表裂缝开度，μm；
ν为岩石泊松比；
E为杨氏模量，GPa；
σn为裂缝面所受到的正应力，MPa；
P为静封压力，MPa；
C1和C2为系数；
μ为简化计算式而设的中间变量，无实际意义。
具体地，系数C1的取值范围为(2.5～4.5)×10-2，系数C2的取值范围为1～1.4。
由于裂缝面所受到的正应力σn与储层岩石力学性质(如岩石泊松比)、岩石比重(与上覆岩层重力与岩石比重、重力加速度和埋藏深度有关)、地层压力、现今地应力及裂缝产状(如现今最大水平应力方向与裂缝走向夹角、裂缝倾角、水平最大主应力和水平最小主应力)等因素有关，求得裂缝面所受到的正应力σn。
优选地，裂缝面所受到的正应力σn可以利用如下计算式得到：
式中：P0为上覆岩层重力；
Pp为地层压力；
β为现今最大水平主应力方向与裂缝走向的夹角；
θ为裂缝倾角；
σH为水平最大主应力
σh为水平最小主应力。
其中，目的层段ν、P0、Pp、σH、σh均来源于油田实际资料。
在求取了裂缝开度指数e开度以后，结合已求取的裂缝充填性指数e充填性，进一步求取该井目的层段高角度裂缝有效性指数。A2井裂缝有效性指数求取参数见表2。
表2W区块H组A2井储层裂缝有效性指数
③对于A3井来说，该井无成像测井资料和岩心资料，但常规测井裂缝解释表明目的层段发育有效性较好的高角度缝。根据相似露头裂缝观察和描述可知，在一定的岩层厚度范围内，裂缝间距与岩层厚度具有明显的对应关系，表现出岩层厚度越大，裂缝间距及裂缝规模越大，岩层厚度越小，裂缝间距及裂缝规模越小，因此可以依据裂缝性岩层厚度求取裂缝纵向高度或平面延伸长度。此外，研究表明地下状态下裂缝开度与裂缝规模及裂缝面所受的正应力有关，一般情况下表现出：同组相同性质的不同裂缝在裂缝面所受的正应力相同的情况下，裂缝规模越小，其开度越小，裂缝规模越大，其开度越大，裂缝开度与裂缝规模之间表现出一定的幂函数关系；对于规模和性质相同的裂缝而言，裂缝面所受到的正应力越小，其开度越大，裂缝面所受的正应力越大，其开度越小，裂缝开度与缝面所受的正应力呈一定的指数函数关系。综合根据上述认识，可利用常规测井资料识别目的层段裂缝性岩层并解释其厚度，在此基础上估算对应的裂缝性岩层中发育的高角度缝规模，结合研究区利用岩心及成像测井资料求取的裂缝数据，获取地下裂缝开度与裂缝规模及缝面所受正应力之间的拟合关系，利用下式求取A3井裂缝开度：
其中，A、B、C为拟合系数；
l为裂缝规模；
e为自然常数。
具体地，拟合系数A、B、C可以通过相似露头、岩心及成像的测井资料，对上述裂缝实际地下开度a、裂缝规模l、裂缝面所受到的正应力σn三者之间的关系拟合得到。裂缝规模l可以为裂缝的平面延伸长度或纵向高度。
在求取了A3井目的层段裂缝开度以后，采用下式求取其裂缝开度指数e开度，即：
e开度＝(a-amin)/(amax-amin)
在求取了裂缝开度指数e开度以后，结合已求取的裂缝充填性指数e充填性，进一步求取该井目的层段高角度裂缝有效性指数。A3井裂缝有效性指数求取参数见表3。
表3W区块H组A3井储层裂缝有效性指数
(4)分析裂缝有效性指数与测试产量之间的关系。计算不同井测试段所发育的裂缝有效性指数并求取其平均值，同测试产量进行了对比(见表4)。总体上，6口井测试段平均裂缝有效性指数分布在0.56～0.91之间，随着裂缝有效性指数增大，测试无阻流量随之呈线性增大，如图2所示，y表示无阻流量，x表示裂缝有效性指数，R2表示相关系数，R2＝0.8088，说明有效性指数与产量呈较好的相关性。其中当裂缝有效性指数分布在0.7以下时，无阻流量最小(不超过100万方)，反映裂缝有效性较差；当裂缝有效性指数分布在0.7～0.8之间时，无阻流量大于100万方，反映裂缝有效性中等；当裂缝有效性指数大于0.8时，无阻流量最大，如A5井可达534.0万方。可见储层中裂缝越发育且有效性越好，单井产量就越高。
表4W区块H组不同井试气段裂缝有效性指数与无阻流量关系
实施例三
本实施例提供一种储层裂缝有效性评价装置，图3示出了本实施例的裂缝有效性定量评价装置框图，如图3所示，该储层裂缝有效性评价装置，包括如下模块：
第一计算模块210，用于计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝充填性指数；
其中，裂缝充填性指数根据裂缝充填率计算得到；
第二计算模块220，用于计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数；
其中，所述裂缝开度指数根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值、裂缝开度最小值及裂缝实际地下开度计算得到；
第三计算模块230，用于根据所述裂缝充填性指数和裂缝开度指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数；
建立模块240，用于根据当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准；
评价模块250，用于根据当前储层区域的裂缝有效性评价标准，对当前储层区域的每条非全充填裂缝有效性进行评价。
可以理解的是，第一计算模块210可用于执行实施例一中的步骤S110，第二计算模块220可用于执行实施例一中的步骤S120，第三计算模块230可用于执行实施例一中的步骤S130，建立模块240可用于执行实施例一中的步骤S140，评价模块250可用于执行实施例一中的步骤S150，各步骤的具体实现过程请参见实施例一的相关描述，本实施例中不再赘述。
本实施例提供的储层裂缝有效性评价装置，综合考虑了影响储层裂缝有效性的不同地质影响因素(包括裂缝充填性、裂缝开度)，并将地质影响因素对裂缝有效性的影响进行量化，最终得到能够反映地下状态下的裂缝有效性发育程度的指标，这样做的好处就是能够对储层中各级次各条单一裂缝的有效性进行表征，进而能够评价不同规模级次裂缝对储层及油气藏开发的贡献。
实施例四
本实施例提供本发明提供一种电子设备，该电子设备包括存储器和处理器，该存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现实施例一所述的储层裂缝有效性定量评价方法。
处理器用于执行如实施例一中的储层裂缝有效性定量评价方法中的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据，这些数据例如可以包括电子设备中的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。
该处理器可以是专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable LogicDevice，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述实施例一中的储层裂缝有效性评价方法。
该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
实施例五
本实施例提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现实施例一所述的储层裂缝有效性定量评价方法。
本实施例中的存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
该计算机程序被处理器执行时可以实现如下方法步骤：
步骤S110、计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝充填性指数。
其中，裂缝充填性指数根据裂缝充填率计算得到。
可选地，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝充填性指数，可以采用裂缝充填性指数的计算式计算得到，具体地，裂缝充填性指数的计算式如下：
e充填性＝(kmax-k)/(kmax-kmin)
其中：e充填性为裂缝充填性指数；
k为裂缝充填率；
kmax为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的裂缝充填率最大值；
kmin为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的裂缝充填率最小值。
具体地，裂缝全充填时的裂缝充填率kmax可以取1，裂缝无充填时的裂缝充填率kmin可以取0。
裂缝充填率k的确定可以采用如下方式：
第一种方式：不同组系裂缝的充填情况，可结合裂缝形成机理与成岩演化史及油气充注史之间的关系进行综合判断，以定量表征裂缝充填率。
第二种方式：裂缝充填率为裂缝被充填面积与裂缝总表面积的比值，％。通过充填面积与裂缝总表面的比值可以准确定量地表示出裂缝充填率。
步骤S120、计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数。
其中，裂缝开度指数根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值、裂缝开度最小值及裂缝实际地下开度计算得到。
优选地，裂缝开度指数可以采用裂缝开度指数的计算式计算得到，具体地，裂缝开度指数的计算式如下：
e开度＝(a-amin)/(amax-amin)
其中：a为裂缝实际地下开度，μm；
amax为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最大值，μm；
amin为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最小值，μm。
可选地，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数的步骤S120，可以进一步包括如下子步骤：
步骤S120-1、求取当前储层区域的所有裂缝的裂缝实际地下开度a。
当前储层区域的所有裂缝的裂缝实际地下开度a的求取，根据获取到的当前储层区域资料情况，可以分以下几种情况：
第一种情况：能够直接获取裂缝实际地下开度a。
直接获取裂缝实际地下开度a的手段包括但不限于通过成像测井进行裂缝解释等手段。
第二种情况：若获取到的当前储层区域资料中没有能够直接获取裂缝实际地下开度的资料，但具有岩心裂缝描述资料时，通过岩心测量直接获取地表裂缝开度a0，利用裂缝实际地下开度的计算式将地表裂缝开度a0折算至地下，再求取裂缝开度指数e开度。
可选地，第二种情况下的裂缝实际地下开度的计算式如下：
a＝a0(1－μ)
其中：a为裂缝实际地下开度，μm；
a0为地表裂缝开度，μm；
ν为岩石泊松比；
E为杨氏模量，GPa；
σn为裂缝面所受到的正应力，MPa；
P为静封压力，MPa；
C1和C2为系数；
μ为简化计算式而设的中间变量，无实际意义。
具体地，系数C1的取值范围为(2.5～4.5)×10-2，系数C2的取值范围为1～1.4。
优选地，裂缝面所受到的正应力σn可以利用如下计算式得到：
其中：P0为上覆岩层重力；
Pp为地层压力；
β为现今最大水平主应力方向与裂缝走向的夹角；
θ为裂缝倾角；
σH为水平最大主应力；
σh为水平最小主应力。
第三种情况：当无法直接测量裂缝实际地下开度a和地表裂缝开度a0时，由于裂缝实际地下开度a与裂缝性质(如张剪性)、裂缝规模l(如平面延伸长度或纵向高度)有关，且受裂缝面所受到的正应力σn影响，因此，根据裂缝实际地下开度a、裂缝规模l、裂缝面所受到的正应力σn三者之间的关系，可以确定裂缝实际地下开度的计算式。
可选地，裂缝实际地下开度的计算式如下：
其中，A、B、C为拟合系数；
l为裂缝规模；
e为自然常数。
具体地，拟合系数A、B、C可以通过相似露头、岩心及成像的测井资料，对上述裂缝实际地下开度a、裂缝规模l、裂缝面所受到的正应力σn三者之间的关系拟合得到。裂缝规模l可以为裂缝的平面延伸长度或纵向高度。
步骤S120-2、确定当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最大值amax及开度最小值amin，根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值amax、裂缝开度最小值amin及裂缝实际地下开度a，利用裂缝开度指数的计算式计算裂缝开度指数。
步骤S130、根据裂缝充填性指数和裂缝开度指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数。
优选地，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数可以采用如下计算式：
ef＝m1×e充填性+m2×e开度
其中：ef为裂缝有效性指数；
m1为裂缝充填性指数e充填性的加权系数；
m2为裂缝开度指数e开度的加权系数。
步骤S140、根据当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准。
步骤S150、根据当前储层区域的裂缝有效性评价标准，对当前储层区域的每条非全充填裂缝有效性进行评价。
上述方法步骤的具体实施例过程可参见实施例一，本实施例在此不再重复赘述。
综上所述，本发明的实施例提供的一种裂缝有效性定量评价方法、装置、电子设备及存储介质，能够对储层中各级次各条单一裂缝的有效性进行表征，进而能够评价不同规模级次裂缝对储层及油气藏开发的贡献。该裂缝有效性定量评价方法，包括：计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝充填性指数；其中，所述裂缝充填性指数根据裂缝充填率计算得到；计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数；其中，所述裂缝开度指数根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值、裂缝开度最小值及裂缝实际地下开度计算得到；根据所述裂缝充填性指数和裂缝开度指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数。综合考虑了影响储层裂缝有效性的不同地质影响因素(包括裂缝充填性、裂缝开度)，并将地质影响因素对裂缝有效性的影响进行量化，最终得到能够反映地下状态下的裂缝有效性发育程度的指标，这样做的好处就是能够对储层中各级次各条单一裂缝的有效性进行表征，进而能够评价不同规模级次裂缝对储层及油气藏开发的贡献。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，上述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，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，在不脱离本发明所揭露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 (12)
1.一种裂缝有效性定量评价方法，其特征在于，包括：
计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝充填性指数；其中，所述裂缝充填性指数根据裂缝充填率计算得到；所述裂缝充填性指数的计算式如下：e充填性＝(kmax-k)/(kmax-kmin)，其中，e充填性为裂缝充填性指数，k为裂缝充填率，kmax为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的裂缝充填率最大值，kmin为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的裂缝充填率最小值；
计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数；其中，所述裂缝开度指数根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值、裂缝开度最小值及裂缝实际地下开度计算得到；
根据所述裂缝充填性指数和裂缝开度指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数；
根据所述当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准；
根据所述当前储层区域的裂缝有效性评价标准，对所述当前储层区域的每条非全充填裂缝有效性进行评价。
2.根据权利要求1所述的裂缝有效性定量评价方法，其特征在于，所述裂缝充填率为裂缝被充填面积与裂缝总表面积的比值。
3.根据权利要求1所述的裂缝有效性定量评价方法，其特征在于，所述计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数，包括：
求取当前储层区域的所有裂缝的裂缝实际地下开度；
确定当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最大值及开度最小值；
根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值、裂缝开度最小值及裂缝实际地下开度计算所述裂缝开度指数。
4.根据权利要求1所述的裂缝有效性定量评价方法，其特征在于，所述裂缝开度指数的计算式如下：
e开度＝(a-amin)/(amax-amin)
其中，e开度为裂缝开度指数，a为裂缝实际地下开度，amax为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最大值，amin为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的开度最小值。
5.根据权利要求3或4所述的裂缝有效性定量评价方法，其特征在于，所述裂缝实际地下开度的计算式如下：
a＝a0(1－μ)
其中，a为裂缝实际地下开度，a0为地表裂缝开度，ν为岩石泊松比；E为杨氏模量，σn为裂缝面所受到的正应力，P为静封压力，C1和C2为系数，μ为中间变量。
6.根据权利要求3或4所述的裂缝有效性定量评价方法，其特征在于，所述裂缝实际地下开度的计算式如下：
其中，a为裂缝实际地下开度，A、B、C为拟合系数，l为裂缝规模，σn为裂缝面所受到的正应力，e为自然常数。
7.根据权利要求6所述的裂缝有效性定量评价方法，其特征在于，所述裂缝规模为平面延伸长度或纵向高度。
8.根据权利要求1所述的裂缝有效性定量评价方法，其特征在于，所述根据所述裂缝充填性指数和裂缝开度指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数，采用如下计算式：
ef＝m1×e充填性+m2×e开度
其中：ef为裂缝有效性指数；
m1为裂缝充填性指数e充填性的加权系数；
m2为裂缝开度指数e开度的加权系数。
9.根据权利要求1所述的裂缝有效性定量评价方法，其特征在于，所述根据所述当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准，包括：
所述根据所述当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，结合当前储层区域的产能测试信息或生产动态资料，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准。
10.一种裂缝有效性定量评价装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝充填性指数；其中，所述裂缝充填性指数根据裂缝充填率计算得到；所述裂缝充填性指数的计算式如下：e充填性＝(kmax-k)/(kmax-kmin)，其中，e充填性为裂缝充填性指数，k为裂缝充填率，kmax为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的裂缝充填率最大值，kmin为当前储层区域的所有裂缝地下状态下的裂缝充填率最小值；
第二计算模块，用于计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝开度指数；其中，所述裂缝开度指数根据当前储层区域所有裂缝的裂缝开度最大值、裂缝开度最小值及裂缝实际地下开度计算得到；
第三计算模块，用于根据所述裂缝充填性指数和裂缝开度指数，计算当前储层区域每条非全充填裂缝的裂缝有效性指数；
建立模块，用于根据所述当前储层区域所有非全充填裂缝的裂缝有效性指数的统计结果，建立当前储层区域的裂缝有效性评价标准；
评价模块，用于根据所述当前储层区域的裂缝有效性评价标准，对所述当前储层区域的每条非全充填裂缝有效性进行评价。
11.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的裂缝有效性定量评价方法。
12.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至9中任一项所述的裂缝有效性定量评价方法。
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