油藏的有效天然裂缝平面分布规律的预测方法

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油藏的有效天然裂缝平面分布规律的预测方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及超低渗致密油藏的天然裂缝分布规律研究领域，特别涉及一种超低渗致密油藏的有效天然裂缝平面分布规律的预测方法。\n背景技术\n[0002] 按照1998年开始实施的中华人民共和国石油天然气行业标准《油气储层评价方法》(SY/T628521997)规定，超低渗透油藏是指空气测渗透率小于1.0mD的油藏，国外对超低渗透油藏并没有分类标准，通常将空气测渗透率小于1.0mD的油藏定义为致密油，因此超低渗透油藏属于致密油。目前，世界石油工业已进入常规油和致密油资源并重发展的时代，超低渗致密油开发已成为世界石油工业发展的必然趋势和必由之路。\n[0003] 由于超低渗致密油藏基质渗透率很低，天然裂缝发育较好，而矿场实践证明超低渗致密油藏天然裂缝的分布情况，对优化压裂改造措施和开发技术政策有很大影响，为了充分发挥天然裂缝渗流贡献的作用，提高单井产量，规避裂缝性水窜，开展天然裂缝的研究工作对超低渗透致密油藏的开发至关重要。目前，在储层的天然裂缝平面分布规律研究中，多采用有限元法对天然裂缝平面分布规律进行预测。\n[0004] 有限元法预测天然裂缝平面分布规律的主要步骤包括：以岩心观察得到的天然裂缝的密度为基准，通过构造应力场演化定量研究、相控非均质建模、力学模型建立、数学模型建立、构造应力场计算、岩石破裂计算等得到初步的天然裂缝密度平面分布规律。\n[0005] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：\n[0006] 有限元法预测裂缝平面分布规律要拟合岩心观察的裂缝密度，而岩心观察的裂缝密度描述工作是在地面条件进行的，没有考虑储层应力释放对裂缝密度的影响，导致该方法预测的裂缝密度分布偏大；同时由于储层应力场分布、天然裂缝的充填情况比较复杂，在储层条件下存在无效裂缝，而无效裂缝对油藏的开发生产工作并没有实际的指导意义，现有方法没有考虑无效裂缝的影响，因而无法对储层条件下有效天然裂缝的分布规律做出进一步认识，从而无法为优化及调整压裂改造措施和开发技术政策提供可靠的依据。\n发明内容\n[0007] 为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明实施例提供了一种油藏的有效天然裂缝平面分布规律的预测方法。所述技术方案如下：\n[0008] 一种油藏的有效天然裂缝平面分布规律的预测方法，所述方法包括：\n[0009] 通过常规裂缝识别与描述技术，初步确定超低渗致密油藏天然裂缝的特征参数；\n[0010] 通过有限元法获得所述天然裂缝的初步分布规律；\n[0011] 根据所述特征参数和所述初步分布规律，建立储层裂缝地质模型；\n[0012] 根据层序地层学及相控建模技术，建立储层基质地质模型；\n[0013] 根据所述天然裂缝在不同基质中的发育情况，将所述储层裂缝地质模型和所述储层基质地质模型相结合，建立考虑天然裂缝的初步储层地质模型；\n[0014] 以所述考虑天然裂缝的初步储层地质模型为基础，通过调整所述特征参数拟合生产数据，获取有效天然裂缝平面分布规律。\n[0015] 所述通过常规裂缝识别与描述技术，初步确定超低渗致密油藏天然裂缝的特征参数，具体包括：\n[0016] 对超低渗致密油藏储层进行岩心观察、露头观察和薄片观察，初步确定超低渗致密油藏天然裂缝的延伸长度、密度、开度、切深及方位分布特点。\n[0017] 所述通过有限元法获得所述天然裂缝的初步分布规律，具体包括：\n[0018] 以所述岩心观察得到的天然裂缝的密度为基准，应用有限元法获得所述天然裂缝的初步分布规律。\n[0019] 所述根据所述特征参数和所述初步分布规律，建立储层裂缝地质模型，具体包括：\n[0020] 以所述初步分布规律为约束条件，在地质建模软件的裂缝模块中分别加载所述天然裂缝的延伸长度、开度、切深和方位，建立储层裂缝地质模型。\n[0021] 所述根据所述天然裂缝在不同基质中的发育情况，将所述储层裂缝地质模型和所述储层基质地质模型相结合，具体包括：根据所述天然裂缝在砂岩中发育，在泥岩中不发育的特点，将所述储层裂缝地质模型和所述储层基质地质模型相结合。\n[0022] 所述以所述考虑天然裂缝的初步储层地质模型为基础，通过调整所述特征参数拟合生产数据，获取有效天然裂缝平面分布规律，具体包括：\n[0023] 以所述考虑天然裂缝的初步储层地质模型为基础；\n[0024] 采用数值模拟反演的方法拟合生产数据；\n[0025] 若区块拟合率和单井拟合率均大于80％，则所述考虑天然裂缝的初步储层地质模型中的天然裂缝平面分布规律即为预测的有效天然裂缝平面分布规律。\n[0026] 所述若区块拟合率和单井拟合率均大于80％，则所述考虑天然裂缝的初步储层地质模型中的天然裂缝平面分布规律即为预测的有效天然裂缝平面分布规律之后，还包括：\n[0027] 若区块拟合率或单井拟合率不大于80％，则调整所述特征参数，重新进行数值模拟反演，直至区块拟合率和单井拟合率均大于80％。\n[0028] 所述若区块拟合率或单井拟合率不大于80％，则调整所述特征参数，重新进行数值模拟反演，直至区块拟合率和单井拟合率均大于80％，具体包括：\n[0029] 若区块拟合率或单井拟合率不大于80％，则调整所述天然裂缝的开度和密度，重新进行数值模拟反演，直至区块拟合率和单井拟合率均大于80％。\n[0030] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过拟合实际生产数据，将储层应力释放、天然裂缝充填等因素造成的无效裂缝排除，反演出对生产有影响的天然裂缝即有效天然裂缝的特征参数，获得了对实际生产有指导作用的有效天然裂缝的平面分布规律，解决了有限元法预测天然裂缝平面分布规律时仅以天然裂缝密度为基准造成的预测的裂缝密度分布偏大的现象，同时由于该方法充分利用了对天然裂缝的现有认识成果，能准确反映油藏天然裂缝特征，因而通过该方法构建的考虑有效天然裂缝的储层地质模型，能为优化及调整压裂改造措施和开发技术政策提供可靠的依据。\n附图说明\n[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。\n[0032] 图1是本发明实施例1中提供的油藏的有效天然裂缝平面分布规律的预测方法流程图；\n[0033] 图2是本发明实施例1中提供的拟合生产数据的方法流程图；\n[0034] 图3是不考虑天然裂缝的传统超低渗致密油藏地质建模时拟合生产数据的方法流程图；\n[0035] 图4是实施例2提供的庄9井区用有限元法预测的天然裂缝平面分布图；\n[0036] 图5是实施例2提供的庄9井区原油生产速率拟合曲线；\n[0037] 图6是实施例2提供的庄9井区原油累积生产油拟合曲线；\n[0038] 图7是实施例2提供的庄9井区含水率拟合曲线；\n[0039] 图8是实施例2提供的庄9井区累积注水拟合曲线；\n[0040] 图9是用实施例1提供的方法预测的有效天然裂缝平面分布图。\n具体实施方式\n[0041] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。\n[0042] 实施例1\n[0043] 参见图1，本发明实施例提供了一种油藏的有效天然裂缝平面分布规律的预测方法，所述方法包括：\n[0044] 步骤101：通过常规裂缝识别与描述技术，初步确定超低渗致密油藏天然裂缝的特征参数；\n[0045] 本发明实施例中主要采用岩心观察、露头观察和薄片观察等地质研究技术手段，获得了储层天然裂缝的延伸长度、密度、开度、切深及方位分布特点等天然裂缝的特征参数，充分利用了现代裂缝识别与描述技术对油藏天然裂缝的认识成果，为获得可靠的有效天然裂缝平面分布规律提供了较全面的理论依据及数据支持。\n[0046] 步骤102：通过有限元法获得所述天然裂缝的初步分布规律；\n[0047] 有限元法以岩心观察得到的天然裂缝的密度为基准，通过构造应力场演化定量研究、相控非均质建模、力学模型建立、数学模型建立、构造应力场计算、岩石破裂计算等得到初步的天然裂缝密度平面分布规律。\n[0048] 步骤103：根据所述特征参数和所述初步分布规律，建立储层裂缝地质模型；\n[0049] 该步骤通过利用裂缝建模技术，将对天然裂缝的认识成果和有限元法相结合，得到储层裂缝地质模型。\n[0050] 本发明实施例中以长庆油田为例，根据对长庆油田超低渗致密油藏的天然裂缝的认识成果可知：超低渗透油藏发育有北东向、北西向、近东西向和近南北向四组天然裂缝，其中以北东向裂缝最多，其次是北西向裂缝，而近东西向和近南北向裂缝相对不发育。由于长庆油田天然裂缝多为微观裂缝，而微观裂缝主要起渗流通道的作用，储集作用相对较差，本发明实施例选择RMS(Reservoir Management System，油藏管理系统)地质建模软件，以有限元法获得所述天然裂缝的初步分布规律为约束条件，在RMS地质建模软件的裂缝模块中分别加载北东向裂缝和北西向裂缝，并加载所述天然裂缝的延伸长度、开度等，建立储层裂缝地质模型。\n[0051] 在其他实施例中，可以根据实际油藏地质情况选择其他天然裂缝的认识成果作为加载项，同样也可以选择其他地质建模软件如Frac、Fred等建立储层裂缝地质模型。\n[0052] 步骤104：根据层序地层学及相控建模技术，建立储层基质地质模型；\n[0053] 根据单井分层数据，以层序地层学为指导思想，建立储层构造模型。在构造模型基础之上，利用单井测井解释成果、沉积微相边界、砂体厚度平面分布图、以及主干剖面砂体分布图等地质认识数据，对储层建模进行约束，建立储层基质地质模型。\n[0054] 步骤105：根据所述天然裂缝在不同基质中的发育情况，将所述储层裂缝地质模型和所述储层基质地质模型相结合，建立考虑天然裂缝的初步储层地质模型；\n[0055] 本发明实施例中，根据超低渗透油藏天然裂缝主要在砂岩中发育，在泥岩中不发育的特点，在砂岩中加载天然裂缝，在泥岩中不加载天然裂缝，从而将所述储层裂缝地质模型和所述储层基质地质模型相结合。\n[0056] 步骤106：以所述考虑天然裂缝的初步储层地质模型为基础，通过调整所述特征参数拟合生产数据，获取有效天然裂缝平面分布规律。\n[0057] 在油藏的天然裂缝中由于储层应力释放、天然裂缝充填等因素造成大量无效裂缝，无效裂缝对实际生产没有影响。在建立的考虑天然裂缝的初步储层地质模型的基础上，通过调整所述初步储层地质模型的天然裂缝的开度和密度等特征参数，从而改变储层渗流能力，使得油藏数值模拟计算的结果与注水井和采油井的实际生产动态数据(包括注水井的注入量、采油井的原油生产速率、原油累积产量和含水率)相匹配，如果不匹配，再次调整天然裂缝的开度和密度等特征参数，反复尝试拟合，直到匹配为止。匹配后每一个井点控制的区域的裂缝密度和开度等特征参数即为有效天然裂缝的平面分布规律，特征参数调整后的地质模型即为考虑有效天然裂缝的储层地质模型。\n[0058] 参见图2，本发明实施例中步骤106以所述考虑天然裂缝的初步储层地质模型为基础，采用数值模拟反演的方法拟合生产数据：若区块拟合率和单井拟合率均大于80％，则所述考虑天然裂缝的初步储层地质模型中的天然裂缝平面分布规律即为预测的有效天然裂缝平面分布规律；若区块拟合率或单井拟合率不大于80％，则调整所述特征参数，重新进行数值模拟反演，直至区块拟合率和单井拟合率均大于80％。\n[0059] 本发明实施例提供的方法通过将有限元法获得的天然裂缝的初步分布规律与储层建模相结合，建立考虑天然裂缝的初步储层地质模型，以所述初步储层地质模型为基础，调整天然裂缝密度等特征参数拟合实际生产数据，拟合后获得的天然裂缝的分布规律即为有效天然裂缝的分布规律。从正面认识对实际生产有指导作用的有效天然裂缝的分布有很大的难度，本发明实施例通过反演的方法获得了对实际生产有指导作用的有效天然裂缝的平面分布规律，解决了有限元法预测天然裂缝平面分布规律时仅以天然裂缝密度为基准造成的预测的裂缝密度分布偏大的现象。\n[0060] 图3为不考虑天然裂缝的传统超低渗致密油藏地质建模时拟合生产数据的方法流程图，由于没有考虑天然裂缝的因素，在数值模拟阶段拟合生产数据时，往往使用修改基质岩心渗透率、加入大量的人工缝、调大岩石的应力敏感系数、或者修改相渗曲线的方法来实现对区块和单井产量的拟合，一般情况下单井的拟合率不高，尤其是注水量拟合很困难。\n而且这种方法改变了储层固有的属性，所建立的储层地质模型不能准确反映储层地质特征，从而降低了压裂改造措施和开发技术政策方案优化结果的可靠性。\n[0061] 本发明实施例提供的有效天然裂缝平面分布规律的预测方法把天然裂缝的基本特征参数及认识成果与生产动态特征相结合，通过调整裂缝的基本特征参数(密度、开度等)拟合区块和单井动态生产数据，从而确定符合实际生产的有效天然裂缝分布规律，同时建立了一种考虑有效天然裂缝的储层地质模型，能准确反映储层地质特征，为优化及调整压裂改造措施和开发技术政策提供可靠的依据。\n[0062] 实施例2\n[0063] 超低渗致密油藏庄9井区长8油藏位于鄂尔多斯盆地湖盆中部，沉积微相以水下分流河道微相为主，平均孔隙度10.6％，平均渗透率0.36mD。主要发育NE向和NW向高角度构造裂缝，岩心观察的平均线密度为1.4条/米，裂缝开度10-40μm，切深以10.0-20.0cm为主，微裂缝间距以10.0-40.0cm为主，裂缝延伸长度在3.0-12.0m之间；庄9井区有限元预测裂缝平面分布规律见图4，裂缝最大密度2.0条/米，平均裂缝1.2条/米。\n[0064] 庄9区块采用不考虑天然裂缝的储层地质建模时，通过图3所示方法拟合生产数据；庄9区块采用考虑天然裂缝的储层地质建模时，采用实施例1提供的方法拟合生产数据，二者的拟合结果见图5-图8。由图5-8可知，考虑有效天然裂缝的影响后，区块拟合率提高10％以上，参见图9，预测的有效天然裂缝的密度最大值0.8条/米，平均线密度0.36条/米，裂缝开度15-30μm。对比岩心观察的裂缝密度和应用油藏数值模拟反演所确定的有效天然裂缝的平均密度，可以看出岩心观察和有限元法预测的平均裂缝密度比有效天然裂缝的预测方法得到的结果偏大200％以上，本发明实施例对有效天然裂缝开度的分布范围也给出了比较好的界定。建立了考虑有效天然裂缝分布的储层地质模型，在此基础上采用油藏数值模拟优化了庄9井区开发技术政策，提出了小井距、小水量、合理压差、长周期超前面积分层注水技术，使该区单井日产油由初期的1.0t，含水60～80％，达到目前的2.0t以上，开发效果明显改善。\n[0065] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。