本發(fā)明涉及到油氣地質(zhì)領(lǐng)域，具體涉及一種致密低滲透儲(chǔ)層裂縫有效性的定量評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

致密低滲透儲(chǔ)層天然裂縫普遍發(fā)育。天然裂縫形成以后，一些裂縫還常被石英、方解石等礦物充填而變成無效裂縫，沒有被礦物充填的裂縫的有效性也有很大的差異。因此，天然裂縫的有效性評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)是致密低滲透儲(chǔ)層評(píng)價(jià)的關(guān)鍵，對(duì)致密低滲透儲(chǔ)層油氣勘探開發(fā)至關(guān)重要。有效裂縫是致密低滲透儲(chǔ)層的有效儲(chǔ)集空間和主要滲流通道，決定了致密低滲透儲(chǔ)層的質(zhì)量、潛在生產(chǎn)能力和開發(fā)效果。影響裂縫有效性的主要因素包括裂縫的形成時(shí)間、裂縫產(chǎn)狀、現(xiàn)今地應(yīng)力方向與大小、溶蝕作用、晚期的構(gòu)造抬升剝蝕作用、異常流體高壓作用和后期斷層的活動(dòng)性等。

裂縫有效性的定量評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)一直是致密低滲透儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中有待解決的難題。目前對(duì)裂縫有效性的評(píng)價(jià)都是定性的，其評(píng)價(jià)結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了致密低滲透儲(chǔ)層油氣勘探開發(fā)的要求。目前，亟待開發(fā)一種定量評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)不同方向裂縫有效性以及總裂縫有效性的方法，從而為致密低滲透油氣儲(chǔ)層的科學(xué)評(píng)價(jià)和致密油氣勘探開發(fā)提供地質(zhì)依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明根據(jù)天然裂縫有效性的主要影響因素，提出了一種基于裂縫有效指數(shù)法的致密低滲透儲(chǔ)層裂縫有效性的定量評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)方法，該方法能夠?qū)χ旅艿蜐B透儲(chǔ)層中不同方向天然裂縫的有效性及總裂縫有效性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)和井間定量預(yù)測(cè)，為致密低滲透儲(chǔ)層裂縫有效性的定量評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)提供了一條新的途徑。本發(fā)明所述方法的流程圖如圖1所示。

具體而言，本發(fā)明所述方法包括：

(1)在致密低滲透儲(chǔ)層區(qū)域內(nèi)確定待測(cè)井，計(jì)算所述待測(cè)井內(nèi)某一方向上各項(xiàng)裂縫有效性因素對(duì)應(yīng)的單因素指數(shù)；所述裂縫有效性因素包括裂縫形成時(shí)間、裂縫走向、裂縫傾角、裂縫發(fā)育程度、地應(yīng)力方向以及地應(yīng)力大小；

所述裂縫有效性因素的項(xiàng)數(shù)i＝1、2…n-1、n，共n項(xiàng)；其中，第i項(xiàng)有效性因素對(duì)應(yīng)的單因素指數(shù)F_i的計(jì)算方法如公式I所示：

$F_i=\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}\left(\frac{p_{j,i}-p_{min,i}}{p_{max,i}-p_{min,i}}\right)---I;$

對(duì)于第i項(xiàng)有效性因素而言，以所述待測(cè)井內(nèi)現(xiàn)有的m條裂縫為樣本進(jìn)行計(jì)算，裂縫樣本條數(shù)j＝1、2…m-1、m，P_j,i代表第j條裂縫樣本的測(cè)量值，P_max,j代表m條裂縫樣本測(cè)量值中的最大值，P_min,,i代表m條裂縫樣本測(cè)量值中的最小值；

(2)按照公式II，計(jì)算所述待測(cè)井內(nèi)某一方向上的裂縫有效指數(shù)FEI：

$FEI=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(C_i\×F_i)---II;$

所述公式II中，F(xiàn)_i為步驟(1)所得第i項(xiàng)有效性因素的單因素指數(shù)，C_i為第i項(xiàng)有效性因素對(duì)應(yīng)的單因素系數(shù)。

所述步驟(1)中，基于裂縫有效性影響因素的參數(shù)優(yōu)選和單因素指數(shù)計(jì)算，這是評(píng)價(jià)裂縫有效性的基礎(chǔ)。影響裂縫有效性的主要因素的主控因素包括裂縫因素(如裂縫的形成時(shí)間、產(chǎn)狀、發(fā)育程度)和地應(yīng)力因素(如地應(yīng)力方向、大小)。在裂縫有效性評(píng)價(jià)時(shí)，首先需要確定影響裂縫有效性的因素，根據(jù)不同參數(shù)的影響程度，進(jìn)行各單因素參數(shù)優(yōu)選。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行單因素指數(shù)的計(jì)算和評(píng)價(jià)。

本發(fā)明所述裂縫有效性影響因素的還可以進(jìn)一步包括次級(jí)因素，如油藏因素(如地層壓力、深度)、構(gòu)造因素(如晚期構(gòu)造抬升剝蝕作用、后期斷層的活動(dòng)性)、成巖因素(如溶蝕作用)等。

在實(shí)際評(píng)價(jià)過程中，各項(xiàng)裂縫有效性因素的具體數(shù)值均可以采用本領(lǐng)域已知的常規(guī)方法獲得，本發(fā)明不做特殊限定。例如，所述裂縫形成時(shí)間、裂縫走向、裂縫傾角以及裂縫發(fā)育程度的測(cè)量值均可參考巖心和成像測(cè)井資料獲得；所述地應(yīng)力方向和地應(yīng)力大小的測(cè)量值均可參考測(cè)井和樣品測(cè)試分析資料獲得。

本發(fā)明所述公式I中，單因素系數(shù)C_i依據(jù)各項(xiàng)因素對(duì)所述方向上裂縫有效性的影響程度人為確定，或采用數(shù)學(xué)擬合的方法獲得。對(duì)于所述C_i而言，優(yōu)選各項(xiàng)C_i之和為1。

所述方法中，利用公式I，可以定量計(jì)算影響裂縫有效性的單因素指數(shù)分布；進(jìn)一步利用公式II，可以定量計(jì)算裂縫有效性指數(shù)分布。

本發(fā)明步驟(1)～(2)提供的方法均針對(duì)待測(cè)井內(nèi)的某一個(gè)方向，為了獲得待測(cè)井內(nèi)多個(gè)方向上裂縫的綜合有效指數(shù)，所述方法還可以進(jìn)一步包括：

(3)重復(fù)步驟(1)～(2)，計(jì)算所述待測(cè)井內(nèi)多個(gè)方向上的裂縫有效指數(shù)；

(4)按照公式III，計(jì)算所述待測(cè)井內(nèi)共q個(gè)方向裂縫的綜合有效指數(shù)FEI₀：

${\mathrm{FEI}}_0=\underset{p=1}{\overset{q}{\Σ}}(C_p\×{\mathrm{FEI}}_p)---III;$

所述公式III中，裂縫方向數(shù)p＝1、2…q-1、q，F(xiàn)EI_p代表第p個(gè)方向的裂縫有效指數(shù)，C_p代表第p個(gè)方向的指數(shù)系數(shù)；所述C_p依據(jù)各個(gè)方向的裂縫對(duì)綜合效性的影響程度人為確定或采用數(shù)學(xué)擬合的方法獲得；對(duì)于所述C_p而言，優(yōu)選各項(xiàng)C_p之和為1。

所述步驟(3)～(4)進(jìn)行裂縫有效性的定量評(píng)價(jià)，包括不同方向裂縫的有效指數(shù)以及綜合裂縫有效指數(shù)，分別反映單井不同方向裂縫的有效性評(píng)價(jià)以及單井點(diǎn)裂縫有效性的綜合評(píng)價(jià)，能夠定量地評(píng)價(jià)某一部位和(或)某一層位不同方向裂縫的有效性分布以及總裂縫的有效性的分布。

本發(fā)明所述方法依據(jù)所述裂縫綜合有效指數(shù)的相對(duì)大小，可評(píng)價(jià)裂縫有效性的高低，進(jìn)而預(yù)測(cè)所述待測(cè)井中天然氣產(chǎn)量的高低。具體而言，當(dāng)裂縫綜合有效指數(shù)相對(duì)較大時(shí)，判斷裂縫的有效性較高，預(yù)測(cè)所述待測(cè)井中天然氣產(chǎn)量較高；當(dāng)裂縫綜合有效指數(shù)相對(duì)較小時(shí)，判斷裂縫的有效性較低，預(yù)測(cè)所述待測(cè)井中天然氣產(chǎn)量較低。

進(jìn)一步而言，本發(fā)明還可以按照公式I和公式II，計(jì)算井間裂縫有效指數(shù)，同時(shí)利用綜合裂縫預(yù)測(cè)方法定量預(yù)測(cè)裂縫產(chǎn)狀(包括裂縫走向和裂縫傾角)和裂縫密度的分布規(guī)律，利用有限元數(shù)值模擬方法定量計(jì)算模擬地應(yīng)力方向和大小的展布規(guī)律，能夠定量預(yù)測(cè)某一地區(qū)不同方向裂縫有效性在空間上的展布規(guī)律以及總裂縫有效性在空間上的展布規(guī)律。

本發(fā)明提供的方法基于有效指數(shù)法的裂縫有效性定量評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同方向裂縫有效性及總裂縫有效性的定量評(píng)價(jià)和定量預(yù)測(cè)，可以廣泛應(yīng)用于我國(guó)致密低滲透油氣藏和其它非常規(guī)油氣儲(chǔ)層裂縫有效性的定量評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)中，為我國(guó)致密低滲透油氣藏和其它非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)提供了技術(shù)支持和地質(zhì)依據(jù)。

附圖說明

圖1為基于有效指數(shù)法的裂縫有效性定量評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)流程圖；

圖2為某地區(qū)致密儲(chǔ)層天然裂縫有效性分布預(yù)測(cè)圖；其中，用不同的顏色表示不同的裂縫有效指數(shù)值；

圖3為某地區(qū)致密儲(chǔ)層天然氣產(chǎn)量與裂縫有效指數(shù)的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)施例對(duì)我國(guó)某地區(qū)的致密天然氣儲(chǔ)層裂縫有效性進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)；具體包括以下步驟：

(1)確定待測(cè)井，計(jì)算所述待測(cè)井內(nèi)某一方向上各項(xiàng)裂縫有效性因素對(duì)應(yīng)的單因素指數(shù)；

所述裂縫有效性因素包括裂縫形成時(shí)間、裂縫走向、裂縫傾角、裂縫發(fā)育程度、地應(yīng)力方向、地應(yīng)力大小、地層壓力、底層深度、晚期構(gòu)造抬升剝蝕作用、后期斷層的活動(dòng)性以及溶蝕作用，共11項(xiàng)，即n＝11；

其中，第i項(xiàng)有效性因素對(duì)應(yīng)的單因素指數(shù)F_i的計(jì)算方法如公式I所示：

$F_i=\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}\left(\frac{p_{j,i}-p_{min,i}}{p_{max,i}-p_{min,i}}\right)---I;$

對(duì)于第i項(xiàng)有效性因素而言，以所述待測(cè)井內(nèi)現(xiàn)有的10條裂縫為樣本進(jìn)行計(jì)算，P_j,i代表第j條裂縫樣本的測(cè)量值，P_max,j代表10條裂縫樣本測(cè)量值中的最大值，P_min,,i代表10條裂縫樣本測(cè)量值中的最小值；

(2)按照公式II，計(jì)算所述待測(cè)井內(nèi)某一方向上的裂縫有效指數(shù)FEI：

$FEI=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}(C_i\×F_i)---II;$

所述公式II中，F(xiàn)_i為步驟(1)所得第i項(xiàng)有效性因素的單因素指數(shù)，C_i為第i項(xiàng)有效性因素對(duì)應(yīng)的單因素系數(shù)；所述C_i采用常規(guī)的數(shù)學(xué)擬合方法求得；

(3)重復(fù)步驟(1)～(2)，計(jì)算所述待測(cè)井內(nèi)多個(gè)方向上的裂縫有效指數(shù)；

(4)按照公式III，計(jì)算所述待測(cè)井內(nèi)全部方向裂縫的綜合有效指數(shù)FEI₀：

${\mathrm{FEI}}_0=\underset{p=1}{\overset{q}{\Σ}}(C_p\×{\mathrm{FEI}}_p)---III;$

所述公式III中，F(xiàn)EI_p代表第p個(gè)方向的裂縫有效指數(shù)，C_p代表第p個(gè)方向的指數(shù)系數(shù)；所述C_p采用常規(guī)的數(shù)學(xué)擬合方法求得。

裂縫有效性分布預(yù)測(cè)結(jié)果表明，研究區(qū)的裂縫有效性在東部和中部偏北的地區(qū)較好，而在研究區(qū)的西部和北部的裂縫有效性相對(duì)較差(如圖2所示)；單井裂縫有效性評(píng)價(jià)結(jié)果為該區(qū)致密儲(chǔ)層天然氣勘探開發(fā)提供了可靠的地質(zhì)依據(jù)，從而降低了勘探開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)成本。

在實(shí)際操作中，當(dāng)裂縫有效性指數(shù)較大時(shí)，天然氣產(chǎn)量相應(yīng)會(huì)高，有效指數(shù)與天然氣產(chǎn)量有正相關(guān)的關(guān)系，可以根據(jù)預(yù)測(cè)的裂縫有效指數(shù)來決策天然氣的開采方式，或定性預(yù)測(cè)天然氣的產(chǎn)量。

應(yīng)用裂縫有效指數(shù)法進(jìn)行定量評(píng)價(jià)結(jié)果表明，致密儲(chǔ)層的單井天然氣產(chǎn)量與天然裂縫有效指數(shù)密切相關(guān)，當(dāng)裂縫有效指數(shù)小于0.4時(shí)，裂縫的有效性較差，這類儲(chǔ)層通常為干層；當(dāng)有效指數(shù)為0.4～0.6時(shí)，裂縫的有效性中等，通常為低產(chǎn)氣層，這類儲(chǔ)層經(jīng)過壓裂改造以后，可以獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流；當(dāng)有效指數(shù)大于0.6時(shí)，裂縫的有效性好，不需要經(jīng)過改造措施即可獲得高產(chǎn)氣流，其單井天然產(chǎn)量普遍較高(如圖3所示)。

本發(fā)明通過已知井的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況進(jìn)行對(duì)比確定的。雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明、具體實(shí)施方式及試驗(yàn)，對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。