致密砂岩储层复杂网状裂缝的预测方法技术

本发明专利技术属于石油勘探领域，具体地，涉及一种致密砂岩储层复杂网状裂缝的预测方法。预测方法步骤如下：建立构造地质模型及裂缝发育模型，测试古、今地应力大小及方向，完整岩石力学参数实验，测试岩石力学参数及裂缝应力敏感性，建立裂缝性岩石多级复合破裂准则，进行岩石变形物理测试获取峰值强度，建立单轴状态应力-应变与裂缝体密度关系模型，建立三轴状态应力-应变与裂缝体密度、产状关系模型，建立单轴状态应力-应变与裂缝体密度关系模型，计算模拟现今条件下裂缝参数，验证裂缝定量预测结果的可靠性。本发明专利技术能准确地获取致密砂岩储层复杂裂缝参数并进行定量表征，适合于任何脆性储层为主的裂缝定量预测工作，减少了勘探开发的风险和成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油勘探领域，具体地，涉及一种致密砂岩储层复杂网状裂缝的预测 方法。
技术介绍
随着油气资源勘探开发逐渐由东部向西部、由常规储层向非常规储层的转变，寻 找裂缝性油气藏已成为热点，如何预测裂缝的空间分布，并定量表征裂缝参数是石油地质 研究的前沿问题。与其它储层相比，致密砂岩储层埋藏深度大、地层压力系数高、成岩作用 强烈、构造运动期次多、网状裂缝非常发育，构造裂缝作为重要的储集空间和渗流通道，其 形成和发育直接受控于构造应力场和储层岩石物理性质。因此，国内外学者多采用构造应 力场法来预测裂缝分布，另外还有已知井点约束法、分形几何法、曲率分析法、测井分析法、 地震分析法、应变量分析法、离散裂缝网络建模技术（DFN)等。实践证明，基于地质力学理 论进行裂缝空间预测是必然的趋势，但仍存在缺陷和不足，储层地质结构非均质性强、应力 条件复杂多变、构造活动期次多都影响着裂缝的发育和分布，同时局部构造和沉积特征也 会改变应局部应力的再分配，使得不同组系裂缝之间相互叠加和改造，最终形成了复杂的 网状系统；另外基于均质地质力学模型的裂缝成因机制分析，只考虑了各种弹性能量的相 互转换，忽略了裂缝面摩擦耗能和塑形变形能，从而无法建立更合适的岩石复合破裂准则 和更准确的裂缝参数力学模型，浪费了大量的计算资源，使得裂缝建模和预测遇到了瓶颈 效应。
技术实现思路
为克服现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种致密砂岩储层复杂网状裂缝的预测 方法，综合考虑储层力学非均质性和多期叠加机制，基于能量守恒定律，考虑弹性应变能、 塑性耗散能、裂缝表面能和摩擦耗能，在复合破裂准则优选的前提下，建立有效的岩石破裂 力学模型，在古应力场数值模拟的基础上，计算裂缝密度参数，并给出空间展布特征。 为实现上述目的，本专利技术采用下述方案： 致密砂岩储层多期裂缝的预测方法，步骤如下： 步骤1 :建立构造地质模型及裂缝发育模型 步骤2 :测试古、今地应力大小及方向 步骤3 :完整岩石力学参数实验 步骤4 :测试岩石力学参数及裂缝应力敏感性 步骤5 :建立裂缝性岩石多级复合破裂准则 步骤6 :进行岩石变形物理测试获取峰值强度 步骤7 :建立单轴状态应力-应变与裂缝体密度关系模型 步骤8 :建立三轴状态应力-应变与裂缝体密度、产状关系模型 步骤7 :建立单轴状态应力-应变与裂缝体密度关系模型 步骤10 :计算模拟现今条件下裂缝参数 步骤11 :验证裂缝定量预测结果的可靠性 相对于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：解决了准确获取致密砂岩储层复杂 裂缝参数并进行定量表征的问题，适合于任何脆性储层为主的裂缝定量预测工作；有效预 测多期应力场作用下致密砂岩储层裂缝的产状、密度，为研究裂缝性储层的有利发育区提 供了可靠依据，为裂缝性储层的压裂改造设计和开发方案优化提供了保障，减少了勘探开 发的风险和成本。【附图说明】 图1是致密砂岩储层多期裂缝的预测方法的流程示意图。【具体实施方式】 致密砂岩储层多期裂缝的预测方法，步骤如下： 步骤1 :建立构造地质模型及裂缝发育模型，具体方法如下： (1)、收集三维地震解释深度域的断层、地层数据，按砂层组或砂层级别建立现今 三维构造地质模型； (2)、分析构造演化史，确定关键造缝期，基于现今三维构造地质模型和断层相关 褶皱理论和方法，建立研究区深度-声波时差关系图，获得压实规律，通过弯曲去褶皱、恢 复到基准面、拼板恢复法恢复造缝时期的古构造形态，建立关键期古构造地质模型； (3)、依据野外露头观察、岩心观察、成像测井解释和岩心CT扫描，统计裂缝产状、 密度、开度、充填度、孔隙度、渗透率、力学性质参数，分析裂缝优势充填方向和共辄裂缝代 表的最大主应力方向，结合构造演化史、裂缝充填物包裹体测试划分裂缝发育期次，确定造 缝关键期，建立不同产状裂缝的充填程度模版，划分裂缝充填分布区域，综合建立裂缝地质 发育模式；充填等级分为未充填、半充填和全充填。 步骤2 :测试古、今地应力大小及方向，具体方法如下： (1)、对钻井岩心按照不同层位进行采样，每个层位对应一组岩石样品，每组包含 四块，岩石样品平行于岩心长轴方向，在实验室内加工成标准圆柱柱塞样，其长度和直径分 别 50mm 和 25mm ； (2)、选取标准柱塞样，通过岩石破裂声发射法测试凯赛尔点，获得不同期次构造 运动的古最大主应力值及范围； (3)、选取标准柱塞样，测试岩心声波速度的各向异性，确定现今最大应力、最小主 应力方向，并测试不同方向的应变； (4)、收集油田现场井壁崩落资料、储层压裂改造资料，分析获得现今地应力大小 及方位； (5)、选取每口井的标准柱塞样，在实验室中进行粘滞剩余磁性测量，提取地理北 方向的信息，用于岩心裂缝定向和岩心声速定向，并校正以上测试分析获得的地应力方 向； 步骤3 :完整岩石力学参数实验，具体方法如下： (1)、对钻井岩心按照不同岩性进行水平间隔采样，间隔为45°，每个岩性对应一 组岩石样品，每组包含六块，岩样垂直于岩心长轴方向，在实验室内加工成标准圆柱柱塞 样，其长度和直径分别50mm和25mm ; (2)、每组选取一块岩心在MTS真三轴岩石力学仪上进行单轴加载实验，测试获得 岩石的单轴抗压强度、泊松比、弹性模量； (3)、每组选取一块岩心在直剪岩石力学仪上进行直接剪切实验，测试获得岩石的 单轴抗剪强度； (4)、每组选取一块岩心在进行巴西劈裂实验，测试获得岩石的单轴抗张强度； (5)、首先根据地层经历的构造演化史，确定岩样的历史古埋深，计算上覆地层围 压范围，每隔5-10Mpa设置围压等级，每组选取三块岩心在MTS真三轴岩石力学仪上进行真 三轴加载实验，测试获得岩石的三轴抗压强度、泊松比、弹性模量、内摩擦角、内聚力； (6)、选择测井解释模型，对杨氏模量、泊松比、密度动态岩石力学参数进行测井解 释，并对岩石力学实验结果进行动静态校正，以获得更真实的地层力学强度参数； 步骤4 :测试岩石力学参数及裂缝应力敏感性，具体方法如下： (1)、按照步骤3的标准，钻取岩心中含有不同产状、不同充填程度、不同数量裂缝 的岩样，加工成标准柱塞样，其长度和直径分别50mm和25mm ;; (2)、按照步骤3进行岩石力学实验，获得单轴、直剪、三轴围压条件下的裂缝性岩 石力学强度参数以及裂缝面摩擦系数、抗剪强度； 步骤5 :建立裂缝性岩石多级复合破当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种致密砂岩储层多期裂缝的预测方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：建立构造地质模型及裂缝发育模型步骤2：测试古、今地应力大小及方向步骤3：完整岩石力学参数实验步骤4：测试岩石力学参数及裂缝应力敏感性步骤5：建立裂缝性岩石多级复合破裂准则步骤6：进行岩石变形物理测试获取峰值强度步骤7：建立单轴状态应力‑应变与裂缝体密度关系模型步骤8：建立三轴状态应力‑应变与裂缝体密度、产状关系模型步骤7：建立单轴状态应力‑应变与裂缝体密度关系模型步骤10：计算模拟现今条件下裂缝参数步骤11：验证裂缝定量预测结果的可靠性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建伟，戴俊生，赵力彬，任启强，王宇坤，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37