裂缝型油气储层裂缝参数反演与流体预测

发布时间：2017-12-22 04:03

  本文关键词：裂缝型油气储层裂缝参数反演与流体预测　出处：《中国地质大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着油气勘探和开发的不断深入,裂缝型油气储层已成为当今油气勘探的重要领域,许多国家和地区在致密砂岩、泥岩、火成岩和碳酸盐岩中发现了具有工业价值的裂缝型油气藏,占世界石油储量和产量的相当大一部分。自然发育的裂缝是裂缝型储层的油气储集空间和渗滤通道,在碳酸盐岩裂缝储层中裂缝还控制着溶孔和溶洞的发育,从而控制了油气的分布和渗流系统,影响其勘探开发效果。利用纵波方位地震属性计算裂缝密度是一种半定量研究裂缝发育程度的方法。建立合适的裂缝储层岩石物理模型,明确裂缝参数的物理意义,利用叠前地震数据反演裂缝密度和流体影响因子等参数是一种定量裂缝反演和裂缝储层预测方法,是裂缝型油气储层反演和解释的发展方向。本文根据不同裂缝等效介质模型的一阶等价关系,探索将不同模型的裂缝参数统一为裂隙弱度和流体影响因子的方法,旨在利用宽方位叠前地震数据反演裂隙弱度和广义裂隙弱度,计算裂缝密度和流体影响因子,实现裂缝发育程度和流体特征的定量刻画。流体因子是裂缝法向和剪切附加柔度的比值,干裂缝或含气裂缝介质的流体因子约为单位数值,饱和流体裂缝介质的流体因子接近于零。为了研究实际地震低频条件下部分流体充填裂缝中流体对裂缝性质的影响,本文提出一种流体影响因子。流体影响因子相对于流体因子的优点在于：(1)意义更加直观和明确,流体影响因子反映的是流体对裂缝性质的影响；流体因子反映的是含流体裂缝对整体介质的影响；(2)流体影响因子的取值范围是0-1,单纯表示流体的作用；流体因子的取值范围是0～(1-v/2),v是干岩石骨架的泊松比,泊松比不同的干岩石骨架计算得到的流体因子大小不同；(3)流体影响因子能表示所有频段范围流体对裂缝性质的影响,反映了有效流体体积模量和裂缝与孔隙连通性的双重作用。流体影响因子定义中仅使用Hudson干裂缝介质理论计算干裂缝的裂隙弱度,不但能够用于计算Hudson流体饱和充填裂缝介质模型中流体对裂缝性质的影响,还适用于任何刚度矩阵与线性滑动模型等价且干裂缝的裂隙弱度与Hudson干裂缝模型裂隙弱度相同的裂缝等效介质模型。本文将第1类～第4类AVO典型界面模型当作背景介质,嵌入一组垂直定向排列的裂缝,研究裂缝参数和入射角对四类模型纵波振幅椭圆拟合及其扁率的影响。利用纵波方位振幅属性椭圆拟合得到的裂缝密度并非地质意义上的裂缝密度,而是间接指示裂缝发育程度的一种属性参数,为明确椭圆扁率的物理意义,给出了四种椭圆扁率的表达方法,推导了四种椭圆扁率与各向异性参数和裂隙弱度之间关系的表达式,为传统裂缝密度预测方法提供了理论支撑。本文提出将法向(切向)裂隙弱度差表示成一阶差分矩阵与法向(切向)裂隙弱度的乘积,把反射振幅直接表示成裂隙弱度的函数。通过理论公式和模型试算证实了该改进的裂隙弱度直接反演方法提高了反演结果的精度和分辨率。将改进的裂隙弱度反演方法应用到塔里木盆地麦盖提X井区,根据裂隙弱度计算裂缝密度和流体影响因子,圈定裂缝储层的发育位置,其预测结果与测井和钻井结果相吻合。Gurevich准静态孔缝介质的柔度矩阵不能用各向同性背景岩石的柔度加上裂缝法向和剪切附加柔度来表示,也不能简单的用法向和切向弱度来表征裂缝。因此,本文提出广义裂隙弱度的概念,以此来表征准静态孔缝介质中的含流体裂缝,分析了裂缝密度、充填物类型和等径孔隙度对广义裂隙弱度的影响,同时分析了充填物类型对广义裂隙弱度分量之间差异的影响,为利用广义裂隙弱度分量差异预测流体提供了理论依据。推导反射系数与广义裂隙弱度之间的关系式,并进行广义裂隙弱度反演敏感性研究,为利用广义裂隙弱度反演预测裂缝发育程度和裂缝中流体的存在情况提供理论依据。将裂隙弱度反演方法推广到广义裂隙弱度反演中,利用塔里木盆地麦盖提X井区宽方位叠前地震数据反演广义裂隙弱度,进而计算裂缝密度,同时根据广义裂隙弱度分量之间的差异预测流体。结果表明,广义裂隙弱度是更具有普遍意义的表征Gurevich准静态孔缝介质中裂缝的特征参数,可以实现准静态孔缝介质地震数据的定量解释。塔里木盆地麦盖提地区主要岩性为碳酸盐岩,具有丰富的油气资源,测井和录井资料显示该地区裂缝十分发育,主要为高角度裂缝型和裂缝-溶蚀孔型储层,其油气勘探的关键是分析和预测裂缝发育带的分布及其规律,揭示地下油气的富集程度。本文将X井区裂缝储层等效为线性滑动静态模型和Gurevich准静态孔缝介质模型,进行裂隙弱度和广义裂隙弱度反演,计算裂缝密度和流体影响因子,结合测井和钻井信息实现了X井区裂缝发育程度描述和流体预测。本文的主要创新点如下：1)以静态裂缝等效介质模型为基础,提出一种表征地震低频条件下流体特征的属性参数：流体影响因子；给出了不同模型流体影响因子的表达式,分析了流体影响因子的影响因素,以及流体影响因子相对于流体因子的优点。2)提出了将法向(切向)裂隙弱度差表示成一阶差分矩阵与法向(切向)裂隙弱度的乘积,推导出反射振幅与裂隙弱度之间的直接关系,理论和模型试验证明改进的裂隙弱度反演方法相对于剥层法裂隙弱度递推反演提高了反演结果的精度和分辨率,便于在反演目标函数中直接加入约束条件。同时,将这种方法扩展到广义裂隙弱度反演中。3)建立了Gurevich准静态孔缝介质模型研究地震低频条件下的裂缝储层,提出广义裂隙弱度的概念。分析了裂缝密度、充填流体和等径孔隙度对广义裂隙弱度的影响,研究表明广义裂隙弱度分量之间的差异依赖于有效流体体积模量,为利用广义裂隙弱度分量之间的差异预测流体提供理论依据。理论分析和实际反演结果表明广义裂隙弱度是具有普遍意义的表征准静态孔缝介质中裂缝的特征参数,适用于裂缝和流体预测。
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.13

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本文编号：1318334