一种利用裂缝发育密度评价裂缝性储层质量的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用裂缝发育密度评价裂缝性储层质量的方法，属于油气勘探裂缝预测技术领域。该方法在裂缝形成机理的基础上，恢复各个裂缝形成期次的古地貌，建立各个期次的地质模型，在岩石物理建模的基础上，确定各个裂缝形成期次的地质模型相对应的非均质力学模型，利用应力场数值模拟法，结合岩石力学破裂准则，确定各个裂缝形成期次的破裂率的平面分布特征，通过建立单井裂缝密度和各个期次的破裂率大小的多元回归函数关系，确定现今裂缝密度的平面分布，评价裂缝性储层质量。本发明专利技术充分考虑了构造、岩性和各期次裂缝发育程度的关系等因素的影响，裂缝密度预测精度和裂缝性储层的评价质量高。

【技术实现步骤摘要】
一种利用裂缝发育密度评价裂缝性储层质量的方法
本专利技术属于油气勘探裂缝预测
，具体涉及一种利用裂缝发育密度评价裂缝性储层质量的方法。
技术介绍
目前，裂缝性油气藏已成为近年来石油增储上产的重要领域，世界上裂缝性油气藏储层约占已探明油气藏总量的一半，裂缝性油气藏的研究具有良好的勘探前景。国内已经在碳酸盐岩，致密砂岩，火山岩和变质岩中均发现了裂缝性油气藏。比如我国的华北裂缝型潜山油气藏、四川缝洞型碳酸盐岩和裂缝型碎屑岩油气藏、塔里木盆地奥陶系缝洞型地层岩性油气藏、鄂尔多斯盆地的裂缝型油气藏等都是我国的重要油气生产基地。裂缝性储层中的天然裂缝作为储集空间和重要的运移通道，其裂缝通常是经历了多期的构造运动产生的多期次的裂缝，因此，存在缝、孔、洞的共存的现象，致使油气储集空间类型和渗流物理特征的认知难度很大，对裂缝的准确预测目前是国内外科研工作者亟待解决的难题。裂缝发育密度是表征裂缝性油气藏储层质量好坏的重要特征。目前，基于地质学理论对裂缝发育密度的预测可以分为单井裂缝预测及井间裂缝预测，其中，单井裂缝预测包括岩心观测法和测井资料解释法，井间裂缝预测包括构造曲率法和应力场数值模拟法。岩心观测法是早期石油工作者认识裂缝、研究裂缝的主要手段，利用井下取出的岩心通过肉眼直接观测岩心的裂缝条数与岩心长度之比，来求取裂缝发育的线密度。RobertAguilera应用了取芯资料建立了垂直裂缝的裂缝发育密度的数学模型和公式。测井资料解释法包括利用常规测井资料解释和成像测井资料识别研究裂缝。常规测井主要是通过对不同类型的测井曲线对裂缝的响应特征对裂缝发育段进行识别，成像测井比常规测井更能直观的统计单井的裂缝发育密度。岩心观测法和测井资料解释法受岩心和测井资料数量的限制，其预测结果属于单井离散的统计，只能用作评价裂缝性储层裂缝密度预测方法精度的参考标准，不能用于表征整个储层在井间的裂缝发育密度的特性。构造主曲率法预测裂缝主要是基于计算现有构造形态下层面的曲率值，来确定地层在弯曲过程中产生纵张裂缝的密度，曲率越高，纵张裂缝密度和规模越大，但该方法开展裂缝预测的裂缝类型较为单一，仅适用于储层结构均一的岩层中纵张裂缝密度的预测，在地层变形较小的地区，该方法不适用。应力场数值模拟法是基于地质力学和断裂力学理论，在分析裂缝形成机理的基础上，通过正演的手段，对古地应力场进行计算，根据岩石破裂准则，结合研究区的单井裂缝密度对平面上的裂缝密度进行预测。该方法理论易于理解，是目前裂缝预测技术中应用较为广泛的方法，国内应力场数值模拟通常是利用有限元分析软件ANSYS来实现。如申请公布号为CN104331745A的专利公开了一种油气藏内天然裂缝的分期、分成因预测评价方法，该方法的方案为：获取裂缝充填物样品；对样品进行天然裂缝的分期配套分析；开展岩石声发射实验模拟恢复岩石破裂的记忆期次；明确成因类型；确定天然裂缝形成期次和成因类型，将油气藏内的天然裂缝系统划分为多个单一期次、单一成因类型的天然裂缝子系统；对各天然裂缝子系统的预测结果进行综合叠加形成预测结果；将获得的预测结果与裂缝发育情况进行对比分析。采用上述技术方案，将多期次、多成因类型的复杂天然裂缝网络系统通过期次剥离、成因类型确定将其划分为单一期次、单一成因类型的天然裂缝子系统作为基本研究对象。该技术方案在岩石力学参数的获取方面信息公布不充分，并且忽略了裂缝形成的各个期次之间相互影响。在过去的研究中，利用应力场数值模拟法计算裂缝密度，在开展数值模拟时，对模型的不同力学单元的非均质性考虑较少，主要是以沉积相为单元，仅仅利用沉积相内有限个岩石力学参数或者以相带内的优势岩性为参考，查阅有关资料进行赋值，该方法往往引起力学模型不准确，同时，由于储层中的裂缝为多期次构造运动的结果，表现为多期次形成的裂缝，针对这种背景下的裂缝发育密度的数值模拟预测研究，研究人员通常对各个期次单独预测或者利用等效的应力对数值模型进行加载作为现今裂缝发育密度的预测结果，忽略了各个期次之间裂缝发育程度的相互影响，这些因素都会引起裂缝密度预测结果的精度低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用裂缝发育密度评价裂缝性储层质量的方法，从而克服现有技术忽略了岩石力学参数的平面展布特征同地质模型二者之间的对应关系和多期次裂缝之间发育程度的相互影响，致使构造裂缝数值模拟预测裂缝密度和储层质量的评价精度低的缺陷。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种利用裂缝发育密度评价裂缝性储层质量的方法，包括以下步骤：1)利用研究区的地质特征参数，确定研究区裂缝的形成期次、裂缝的形成时间和各个期次对应的主应力状态，恢复各个裂缝形成期次的古地貌；2)根据步骤1)所得各个裂缝形成期次的古地貌恢复结果，确定研究区的断层演化序列，构建各个裂缝形成期次的地质模型；3)利用岩石物理建模方法，构建与步骤2)所得各个裂缝形成期次的地质模型相对应的非均质力学模型；4)依据步骤1)中划分的研究区裂缝的各个期次的主应力状态和步骤3)中相应的非均质力学模型，利用应力场数值模拟法，结合岩石力学破裂准则，确定各个裂缝形成期次的破裂率的平面分布特征；5)利用多元回归分析法，建立如式(1)所示的各个裂缝形成期次的破裂率Ii与研究区各个单井裂缝发育密度D之间的对应关系，确定研究区平面裂缝密度分布特征；式(1)中，D为单井裂缝发育密度，n为裂缝的形成期次个数，Ai为各期次破裂率的加权系数，Ii为各期次的破裂率大小，C为常数项；6)依据步骤5)确定的研究区平面裂缝密度分布特征评价裂缝性储层质量。专利技术人认为，在裂缝发育密度预测过程中，应充分考虑断层、岩石力学参数的平面展布特征和不同期次裂缝破裂率之间的关系等因素对裂缝预测精度的影响。本专利技术在裂缝形成机理的基础上，恢复各个裂缝形成期次的古地貌，建立各个期次的地质模型，在岩石物理建模的基础上，确定裂缝形成的各个期次地质模型相对应的非均质力学模型，利用应力场数值模拟法，结合岩石力学破裂准则，确定各个裂缝形成期次的破裂率的平面分布特征，通过建立单井裂缝密度和各个期次的破裂率大小的多元回归函数关系，确定现今裂缝密度的平面分布，评价裂缝性储层质量，有助于提高裂缝密度的预测精度和裂缝性储层质量的评价质量。步骤1)中，各个裂缝形成期次的古地貌恢复包括以下步骤：1.1利用研究区野外露头裂缝的产状参数和地层产状参数，恢复裂缝产状形成的古地应力方向；1.2利用研究区岩心和野外采集的样品开展声发射实验，确定裂缝形成的期次和各个期次对应的古地应力的大小；1.3利用裂缝充填物包裹体均一温度测试结果结合埋藏史曲线，确定各个裂缝形成期次的时间；1.4利用确定的各个裂缝形成期次的时间，恢复各个裂缝形成期次的古地貌。步骤3)中，非均质力学模型的构建包括以下步骤：3.1利用收集到的地层物性参数和研究区各单井常规测井数据建立各单井岩石物理模型；3.2利用研究区各单井的测井资料确定各单井的岩石力学参数，根据各单井的岩石力学参数表征平面上岩石力学参数的展布特征，划分出基于步骤2)中地质模型的力学单元，构建与步骤2)确定的各个裂缝形成期次的地质模型相对应的非均质力学模型。本专利技术的利用裂缝发育密度评价裂缝性储层质量的方法，在建立裂缝形成的各期次的地质模型的基础上，利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用裂缝发育密度评价裂缝性储层质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用研究区的地质特征参数，确定研究区裂缝的形成期次、裂缝的形成时间和各个期次对应的主应力状态，恢复各个裂缝形成期次的古地貌；2)根据步骤1)所得各个裂缝形成期次的古地貌恢复结果，确定研究区的断层演化序列，构建各个裂缝形成期次的地质模型；3)利用岩石物理建模方法，构建与步骤2)所得各个裂缝形成期次的地质模型相对应的非均质力学模型；4)依据步骤1)中划分的研究区裂缝的各个期次的主应力状态和步骤3)中相应的非均质力学模型，利用应力场数值模拟法，结合岩石力学破裂准则，确定各个裂缝形成期次的破裂率的平面分布特征；5)利用多元回归分析法，建立如式(1)所示的各个裂缝形成期次的破裂率Ii与研究区各个单井裂缝发育密度D之间的对应关系，确定研究区平面裂缝密度分布特征；

【技术特征摘要】
1.一种利用裂缝发育密度评价裂缝性储层质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用研究区的地质特征参数，确定研究区裂缝的形成期次、裂缝的形成时间和各个期次对应的主应力状态，恢复各个裂缝形成期次的古地貌；2)根据步骤1)所得各个裂缝形成期次的古地貌恢复结果，确定研究区的断层演化序列，构建各个裂缝形成期次的地质模型；3)利用岩石物理建模方法，构建与步骤2)所得各个裂缝形成期次的地质模型相对应的非均质力学模型；4)依据步骤1)中划分的研究区裂缝的各个期次的主应力状态和步骤3)中相应的非均质力学模型，利用应力场数值模拟法，结合岩石力学破裂准则，确定各个裂缝形成期次的破裂率的平面分布特征；5)利用多元回归分析法，建立如式(1)所示的各个裂缝形成期次的破裂率Ii与研究区各个单井裂缝发育密度D之间的对应关系，确定研究区平面裂缝密度分布特征；式(1)中，D为单井裂缝发育密度，n为裂缝的形成期次个数，Ai为各期次破裂率的加权系数，Ii为各期次的破裂率大小，C为常数项；6)依据步骤5)确定的研究区平面裂缝密度分布特征评价裂...

【专利技术属性】
技术研发人员：祖克威，范凌霄，孙力，崔长鹏，吉亚明，梁国胜，刘红磊，曾正清，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司中原油田分公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11