一种致密碎屑岩储层微裂缝定量评价方法与流程

本发明涉及一种油气勘探开发分析技术，特别涉及一种致密碎屑岩储层微裂缝定量评价方法。

背景技术：

在油气勘探开发过程中，指为了识别勘探区域，探明油气储量，需要进行地质调查、地球物理勘探、钻探及相关活动，其中对于碎屑岩储层裂缝的分析尤为重要，碎屑岩储层裂缝可分为宏观裂缝、微观裂缝两种，其中碎屑岩储层裂缝微观裂缝是指张开度小于20μm的裂缝，并且在实际的研究中发现，微观裂缝的发育决定致密砂岩储层的产能，但目前国内外对于微观裂缝的研究都才处于起步阶段。

致密碎屑岩储层的微观裂缝必须借助于显微镜来观察和描述，微观裂缝的开度与孔喉直径处于同一量级，无法用测井、地震等常规手段所识别，往往容易被忽视。按致密砂岩中微观裂缝的分布特征，微观裂缝分为3种类型：粒内缝、粒缘缝和穿粒缝。穿粒缝规模较大、延伸较长，不受矿物颗粒限制，开度多为5μm-20μm，多数表现为穿越数颗矿物颗粒，同时容易受到溶蚀，溶蚀后开度增大。穿粒缝的成因主要与构造裂缝有关的裂缝，方向性明显，部分被沥青、方解石充填，另外的为成岩裂缝主要发育在岩性界面上。粒内缝主要发育为石英的裂纹缝，偶见长石的解理缝，它们在石英或方解石矿物颗粒内发育，没有切过矿物颗粒边缘，此类裂缝的规模小，其开度小于10μm。

上述不同类型的微观裂缝的分类方案虽然对微观裂缝的形态、分布特征有了较详细的阐述，但未能对微观裂缝做到定量评价，还不能从微观裂缝的发育状况判断致密储层的储渗性能，因此，如何准确对微观裂缝做到定量评价就成为对致密储层准确评价的关键技术之一。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服目前对于微观裂缝的研究尚处于起步阶段，对微观裂缝的形态、分布特征有相应阐述，但未能对微观裂缝做到定量评价，还不能从微观裂缝的发育状况判断致密储层的储渗性能的问题，提供一种致密碎屑岩储层微裂缝定量评价方法，该方法能够准确对碎屑岩储层中的微观裂缝进行定量评价，从而精细描述储层特征，准确对储层进行评价，提高致密碎屑岩储层的开发效率，能确定致密碎屑岩储层的微裂缝的发育级别，有效指导对致密碎屑岩储层微裂缝的定量评价，为油气储层高效开发奠定基础。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种致密碎屑岩储层微裂缝定量评价方法，包括以下步骤：

a、进行微裂缝的识别，确定真实有效的微裂缝；

b、对微裂缝的开度、长度和密度参数进行测量；

c、经过对测量参数的换算，计算地下微裂缝的孔隙度及渗透率；

d、综合微裂缝发育的多个参数特征，进行微裂缝综合定量评价。

本发明的致密碎屑岩储层微裂缝定量评价方法能够准确对碎屑岩储层中的微观裂缝进行定量评价，从而精细描述储层特征，准确对储层进行评价，提高致密碎屑岩储层的开发效率，能确定致密碎屑岩储层的微裂缝的发育级别，有效指导对致密碎屑岩储层微裂缝的定量评价，为油气储层高效开发奠定基础。

作为优选，步骤a中通过显微镜对薄片中的微裂缝进行识别，选择低倍物镜测量裂缝的长度；选择高倍物镜测量裂缝的开度。由于微裂缝的张开度绝大多数小于20μm，其必须借助于显微镜测量，无法用测井、地震等常规手段所识别，这也是往往容易被忽视的地方，因此结合显微镜精准测量微裂缝的参数，为后续的研究提供数据基础。

作为优选，步骤b中需测量薄片面积，对不规则的岩片面积，用厘米格透明纸或求积仪测量和计算。根据薄片面积、微裂缝的开度及长度，进而得到微裂缝的密度参数。

作为优选，对于同一裂缝，测量多个位置的开度值，取其平均值，对于裂纹随机分布的薄片，所测量裂缝的真实开度与实测的视开度之间的经验修正值为2/π。同一裂纹测量多个位置的开度值进行平均计算，得到更为精确的计算值，并对测量值进行经验修正，提供给后续计算更为有效的参数值。

作为优选，步骤c中，计算微裂缝的孔隙度公式为：

计算微裂缝的渗透率公式采用：

其中，ei－微裂缝宽度(i为1到n的自然数)，li—微裂缝长度(i为1到n的自然数)，s－薄片面积，n－微裂缝条数，c－微裂缝裂缝系数。

该方法最早由前苏联地质勘探科学研究院提出，后经e.m.cmexoba等人研究验证，能够保证具有足够的精度，得到微裂缝的孔隙度和渗透率值。

作为优选，所述微裂缝裂缝系数c为1.7×10^－6，这是取的随机分布的裂缝系数值。

作为优选，步骤d中综合定量评价方法包括：

(1)首先筛选出反映微裂缝发育程度的因素，包括发育微裂缝的储层厚度d、发育微裂缝的薄片数占该区总薄片数的百分比α、微裂缝的面密度smf、微裂缝的孔隙度和微裂缝的渗透率kf；

(2)基于各种因素对微裂缝的发育程度影响不同，根据其影响级别，分别赋予相应的加权因子(x1、x2、x3、x4和x5)；

(3)各影响因素的值乘以其所赋予的加权因子，各项评价得分之和为该地区该层位的微裂缝发育程度的综合指数，综合评价指数越高说明该区该层位微裂缝越发育。

该综合定量评价方法根据微裂缝的各个实测参数和经验修正，根据精确可靠的计算式得到微裂缝的孔隙度和渗透率值，结合各影响因素的值乘以其所赋予的加权因子，得到评价微裂纹发育程度的评价数值，将微裂纹的进行了可视性的量化，能直观地对微裂纹的发育程度进行评价，从测量到计算的过程精确度高，为有效判断致密储层的储渗性能提供数据支持。

作为优选，综合评价指数的计算公式为：其中，x1、x2、x3、x4和x5为加权因子系数。

作为优选，微裂缝综合评价指数zf＞20为高值区，代表微裂缝发育区域；5＜zf＜20表示微裂缝较发育；zf＜5表示微裂缝不发育。该计算公式及计算值首次提出了多因子微裂缝综合定量评价的方法，达到对储层微裂缝发育程度的准确评价。

作为优选，所述加权因子系数的值按其对应参数相关性的高低确定。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该方法能够准确对碎屑岩储层中的微观裂缝进行定量评价，从而精细描述储层特征，准确对储层进行评价，提高致密碎屑岩储层的开发效率，能确定致密碎屑岩储层的微裂缝的发育级别，有效指导对致密碎屑岩储层微裂缝的定量评价，为油气储层高效开发奠定基础；

2、由于微裂缝的张开度绝大多数小于20μm，其必须借助于显微镜测量，无法用测井、地震等常规手段所识别，因此结合显微镜精准测量微裂缝的参数，为后续的研究提供数据基础；

3、同一裂纹测量多个位置的开度值进行平均计算，得到更为精确的计算值，并对测量值进行经验修正，提供给后续计算更为有效的参数值；

4、根据微裂缝的各个实测参数和经验修正，根据精确可靠的计算式得到微裂缝的孔隙度和渗透率值，结合各影响因素的值乘以其所赋予的加权因子，得到评价微裂纹发育程度的评价数值，将微裂纹的进行了可视性的量化，能直观地对微裂纹的发育程度进行评价，从测量到计算的过程精确度高，为有效判断致密储层的储渗性能提供数据支持。

附图说明：

图1为本发明致密碎屑岩储层微裂缝定量评价方法的流程图。

图2为实施例储层的微裂缝开度与条数的关系图。

图3为实施例储层的孔隙度和样品频率的关系图。

图4为实施例储层的渗透率和样品频率的关系图。

图5为实施例中穿粒缝的放大示意图。

图6为实施例中粒内缝的放大示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例

本实施例通过对某储层的323块薄片进行观测，发现储层所发育的微裂缝以穿粒缝为主，次为粒内缝、粒缘缝。如图5所示，穿粒缝规模较大、延伸较长，不受矿物颗粒限制，开度多为5μm-20μm，多数表现为穿越数颗矿物颗粒，同时容易受到溶蚀，溶蚀后开度增大。

而穿粒缝的成因主要与构造裂缝有关的裂缝，方向性明显，部分被沥青、方解石充填，其次为成岩裂缝主要发育在岩性界面上，如图6所示，粒内缝主要发育为石英的裂纹缝，开度及长度小，开度小于10μm，主要是由于成岩作用及后期构造挤压作用形成。因此为了能够准确对碎屑岩储层中的微观裂缝进行定量评价，从而精细描述储层特征，准确对储层进行评价，提高致密碎屑岩储层的开发效率，本实施例的致密碎屑岩储层微裂缝定量评价方法，如图1所示，包括以下步骤：

a、进行微裂缝的识别，确定真实有效的微裂缝；

b、对微裂缝的开度、长度和密度参数进行测量；

c、经过对测量参数的换算，计算地下微裂缝的孔隙度及渗透率；

d、综合微裂缝发育的多个参数特征，进行微裂缝综合定量评价。

进一步地，步骤a中通过显微镜对薄片中的微裂缝进行识别，选择低倍物镜测量裂缝的长度；选择高倍物镜测量裂缝的开度。由于微裂缝的张开度绝大多数小于20μm，其必须借助于显微镜测量，无法用测井、地震等常规手段所识别，这也是往往容易被忽视的地方，因此结合显微镜精准测量微裂缝的参数，为后续的研究提供数据基础。

更进一步地，步骤b中需测量薄片面积s，对不规则的岩片面积，用厘米格透明纸或求积仪测量和计算。根据薄片面积、微裂缝的开度及长度，进而得到微裂缝的密度参数。

本实施例中，对于同一裂缝，测量多个位置的开度值，取其平均值，对于裂纹随机分布的薄片，所测量裂缝的真实开度与实测的视开度之间的经验修正值为2/π。同一裂纹测量多个位置的开度值进行平均计算，得到更为精确的计算值，并对测量值进行经验修正，提供给后续计算更为有效的参数值。

通过上述过程测算，如图2所示，本实施例的气藏穿粒缝的真实开度主要分布在1.3μm-4.6μm之间，占81.8％，峰值为2.5μm-4.5μm，占68.6％，平均值3.4μm；而砾岩储层微裂缝开度在3.8μm-27.3μm，平均16.1μm，远高于其他岩性储层，细中粒钙屑砂岩微裂缝开度在3.2μm；中粒岩屑石英砂岩微裂缝开度在3.2μm-12.7μm。

本实施例中，计算微裂缝的孔隙度公式为：

计算微裂缝的渗透率公式采用：

其中，ei－微裂缝宽度(i为1到n的自然数)，li—微裂缝长度(i为1到n的自然数)，s－薄片面积，n－微裂缝条数，c－微裂缝裂缝系数。

该方法最早由前苏联地质勘探科学研究院提出，后经e.m.cmexoba等人研究验证，能够保证具有足够的精度，得到微裂缝的孔隙度和渗透率值。

本实施例的致密碎屑岩储层微裂缝定量评价方法能够准确对碎屑岩储层中的微观裂缝进行定量评价，从而精细描述储层特征，准确对储层进行评价，提高致密碎屑岩储层的开发效率，能确定致密碎屑岩储层的微裂缝的发育级别，有效指导对致密碎屑岩储层微裂缝的定量评价，为油气储层高效开发奠定基础。

如图3和图4所示，根据上述公式可以算出，本实施例的气藏微裂缝孔隙度0.04％-0.84％,平均0.27％，峰值为0.1％-0.4％，占55.3％，微裂缝渗透率0.01md-32.37md，平均4.31md，大于1md，占71.9％；进一步地，砾岩储层微裂缝的孔隙度0.01-0.53％，渗透率0.15-336.5md，计算出渗透率远高其他储层，而对应地砾岩微裂缝开度远大于其他岩性储层。

进一步地，所述微裂缝裂缝系数c为1.7×10^－6，这是取的随机分布的裂缝系数值。

由于薄片上实测的微裂缝开度和间距是它们在地面减压之后的值，其值要比开度地下真实值大，且未做密闭取心，借鉴前期研究成果和经验，地下微裂缝孔隙度减小幅度8％，渗透率降低46％。而储层气藏下亚段微裂缝发育段(井深3229-3233m)地下微裂缝平均孔隙度0.45％，平均渗透率4.2md，上亚段微裂缝发育段(井深2906-2910m)地下微裂缝平均孔隙度0.38％，平均渗透率2.9md。

由此可以看出微裂缝既是低渗透砂岩储层的重要储集空间，也起到较好渗流作用，微裂缝孔隙度、渗透率的高值区具有高值互相叠合的规律，极有可能就是产能主要贡献层，微裂缝的发育极大地改善了储层的性能，扩大了渗流半径，可增加单井控制储量。故庞大的微裂缝系统所起到的良好渗流作用使单井获得较高产能，其为储集层提供的储集空间使致密储集层获得相对稳产能力，正确判断和评估微裂缝系统的发育装状况就显得非常重要了。

进一步地，本实施例步骤d中综合定量评价方法包括：

(1)首先筛选出反映微裂缝发育程度的因素，包括发育微裂缝的储层厚度d、发育微裂缝的薄片数占该区总薄片数的百分比α、微裂缝的面密度smf、微裂缝的孔隙度和微裂缝的渗透率kf；

(2)基于各种因素对微裂缝的发育程度影响不同，根据其影响级别，分别赋予相应的加权因子(x1、x2、x3、x4和x5)；

(3)各影响因素的值乘以其所赋予的加权因子，各项评价得分之和为该地区该层位的微裂缝发育程度的综合指数，综合评价指数越高说明该区该层位微裂缝越发育。

具体地，综合评价指数的计算公式为：其中，x1、x2、x3、x4和x5为加权因子系数。

更具体地，微裂缝综合评价指数zf＞20为高值区，代表微裂缝发育区域；5＜zf＜20表示微裂缝较发育；zf＜5表示微裂缝不发育。该计算公式及计算值首次提出了多因子微裂缝综合定量评价的方法，达到对储层微裂缝发育程度的准确评价。

进一步地，所述加权因子系数的值按其对应参数相关性的高低确定。

该综合定量评价方法根据微裂缝的各个实测参数和经验修正，根据精确可靠的计算式得到微裂缝的孔隙度和渗透率值，结合各影响因素的值乘以其所赋予的加权因子，得到评价微裂纹发育程度的评价数值，将微裂纹的进行了可视性的量化，能直观地对微裂纹的发育程度进行评价，从测量到计算的过程精确度高，为有效判断致密储层的储渗性能提供数据支持。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。