一种裂缝性油气储层的定量评价方法
【专利摘要】本发明涉及一种裂缝性油气储层的定量评价方法，包括以下各步骤：（1）确定基质孔隙及油气富集规律，分析储层非均质性，划分储集单元；（2）预测裂缝分布规律，评价裂缝渗透率各向异性，划分渗流单元；（3）评价基质孔隙和裂缝相互匹配关系，划分储渗单元；（4）定量评价裂缝对油藏产量的贡献率。本发明的裂缝性油气储层的定量评价方法，能够有效地反映储集层基质孔隙系统（油气的主要储集空间）的非均质性、裂缝系统（油气的主要渗流通道）的非均质性及其相互匹配关系，客观地评价裂缝对这类油气藏产能的贡献，提高了复杂裂缝性储层的评价效率，能够更好地指导复杂双重介质储层的油气勘探开发，降低其油气勘探开发风险成本。
【专利说明】
一种裂缝性油气储层的定量评价方法
技术领域
[0001] 本发明属于油气地质领域，涉及一种裂缝性油气储层的定量评价方法。
【背景技术】
[0002] 目前国内外用流动单元的思路来评价储层的非均质性。但流动单元只能评价油气 的储集和渗流都是孔隙的常规孔隙型储层。而裂缝性储层表现为双重介质特点，即油气的 储集主要为基质孔隙系统，油气的渗流主要是裂缝系统，基质孔隙和裂缝两套非均质性系 统的相互匹配关系决定了这类油气藏开发效果的好坏。因此，目前的流动单元评价方法满 足不了裂缝性致密低渗透油气藏勘探开发的需求。如何发明一种裂缝性油气储层的定量评 价方法，考虑了双重介质储层的实际地质特征以及孔隙系统和裂缝系统对油气所起的作 用，一直是裂缝性致密低渗透油气藏勘探开发需要解决的关键问题，对裂缝性致密低渗透 油气藏勘探开发具有十分重要的指导作用。客观科学地评价裂缝与基质孔隙相互关系以及 裂缝对油气藏产量的贡献率一直是裂缝性致密低渗透油气藏勘探开发中急需解决的技术 难点。目前的技术方法难以合理地反映裂缝储层质量及其作用，满足不了油气勘探开发需 求，增加了裂缝性致密低渗透油气藏勘探开发的风险。如专利CN102339339公开了一种分析 缝洞型油藏剩余油分布的方法，该发明将由溶洞、裂缝、孔隙三种介质类型组成的复杂介质 在空间领域内划分为若干个空间单元块，每个块由三个单元V、F、M组成，分别表示块内的溶 洞、裂缝和基质，即V-F-M模型;复杂介质内多相流体的流动，由块内单元之间的流体的运动 和块间单元之间流体的运动描述;单元之间流体的流动可考虑为渗流、管流或平行壁间层 流、达西流或者非达西流。但该专利所公开的方法，不适用于裂缝性致密低渗透油气藏勘探 开发的需求，不能定量评价裂缝性油气储层。再如专利CN103076632公开了一种检测油气储 层中裂缝发育程度的方法及装置。所述检测油气储层中裂缝发育程度的方法包括:获取转 换波地震数据;通过对所述转换波地震数据中横波分裂现象进行分析，获取每个渐近共转 换点ACCP道集处快慢横波时间延迟的值;根据所述转换波地震数据中多个ACCP道集处慢横 波时间延迟的值，对油气储层中裂缝发育程度进行定量检测。但该专利所公开的方法，不适 用于裂缝性致密低渗透油气藏勘探开发的需求，不能定量评价裂缝性油气储层。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种裂缝性油气储层的定量评价方法，本 申请不仅能够科学地评价基质孔隙和裂缝两套非均质性系统的相互关系，还能够定量评价 裂缝对这类油气藏产量的贡献率，可为裂缝性致密低渗透油气藏勘探开发提供可靠的地质 理论依据，有效提高裂缝性致密低渗透油气藏勘探开发的效率，从而降低裂缝性致密低渗 透油气藏勘探开发的风险成本。
[0004] 本发明提供了如下的技术方案：
[0005] -种裂缝性油气储层的定量评价方法，包括以下各步骤：
[0006] (1)利用岩心、测井和测试分析资料，确定基质孔隙及油气富集规律，分析储层非 均质性，划分储集单元；
[0007] (2)利用测井、三维地震和应力应变分析，预测裂缝分布规律，评价裂缝渗透率各 向异性，划分渗流单元；
[0008] (3)评价基质孔隙和裂缝相互匹配关系，划分储渗单元；
[0009 ] (4)定量评价裂缝对油藏产量的贡献率。
[0010] 优选的是，步骤（1)利用岩心、测井和测试分析资料，确定基质孔隙及油气富集规 律，分析储层非均质性，划分储集单元为:利用岩心、测井和测试分析资料，获取储层基质孔 隙度、粘土矿物、含油饱和度及渗透率参数分布，分析储层的宏观和微观非均质性，划分储 层的储集单元。
[0011] 在上述任一方案中优选的是，所述步骤（1)中，所述利用岩心、测井和测试分析资 料包括岩心及薄片观察描述的孔隙和油气的分布特征、测井资料二次解释结果以及测试分 析资料所反映的储层及油气分析特征。
[0012] 在上述任一方案中优选的是，步骤（1)中，通过储层基质系统的岩石物理性质、孔 隙结构特征的分析，建立测井解释模型，获取储层基质孔隙度、粘土矿物、含油饱和度及渗 透率参数分布。
[0013] 在上述任一方案中优选的是，步骤(2)利用测井、三维地震和应力应变分析，预测 裂缝分布规律，评价裂缝渗透率各向异性，划分渗流单元为:在利用岩心、成像测井资料和 常规测井资料评价单井裂缝纵向分布的基础上，利用三维地震资料以及通过应力应变分 析，预测裂缝的平面发育规律，结合现今地应力分布，评价裂缝渗透率各向异性，划分储层 的渗流单元。
[0014] 在上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，所述岩心、成像测井资料和常规测井资 料包括岩心裂缝观察数据、成像测井裂缝识别参数以及常规测井裂缝解释数据。
[0015] 在上述任一方案中优选的是，所述步骤(3)中，利用聚类分析，评价基质孔隙和裂 缝相互匹配关系，划分储渗单元。
[0016] 在上述任一方案中优选的是，步骤(3)利用聚类分析，评价基质孔隙和裂缝相互匹 配关系，划分储渗单元为:在划分孔隙储集单元和裂缝渗流单元的基础上，根据基质孔隙和 裂缝的相互匹配关系，进行单井储渗单元的划分，确定划分标准，并以此标准划分储渗单元 的平面分布规律。
[0017] 在上述任一方案中优选的是，步骤（3)中应用延展原理和叠加原理，通过聚类分 析，进行单井储渗单元的划分。
[0018] 在上述任一方案中优选的是，步骤(4)定量评价裂缝对油藏产量的贡献率为:在所 述储层基质孔隙和裂缝相互关系评价的基础上，定量地评价不同井网条件下裂缝对这类油 气藏产量的贡献，为井网优化和合理开发提供理论依据。
[0019] 在上述任一方案中优选的是，步骤(4)中：裂缝对油气藏单井产量的贡献率表示 为：
[0021]式中，PCF代表天然裂缝对单井产量的贡献率，Tij代表基质孔隙和天然裂缝对第i 口油井第j年的平均产量的贡献，Pu代表基质孔隙对第i 口油井第j年的平均产量的贡献，Π 代表计算的油井数量。
[0022]在上述任一方案中优选的是，所述Τυ是利用包含基质孔隙和天然裂缝的三维地质 模型计算的单井产量。
[0023] 在上述任一方案中优选的是，所述是在计算Τυ的地质模型基础上，利用去掉天 然裂缝以后的基质孔隙三维地质模型计算的平均单井产量。
[0024] 在上述任一方案中优选的是，基质孔隙和天然裂缝对平均单井产量贡献与基质孔 隙对平均单井产量贡献之差代表了天然裂缝对单井产量的贡献。
[0025] 在上述任一方案中优选的是，所述定量评价方法为基于储渗单元法的裂缝性油气 储层的定量评价方法。
[0026] 本发明的裂缝性油气储层的定量评价方法，能够有效地反映储集层基质孔隙系统 (油气的主要储集空间）的非均质性、裂缝系统（油气的主要渗流通道)的非均质性及其相互 匹配关系，客观地评价裂缝对这类油气藏产能的贡献，提高了复杂裂缝性储层的评价效率， 能够更好地指导复杂双重介质储层的油气勘探开发，降低其油气勘探开发风险成本。本发 明考虑了双层介质储层中孔隙系统和裂缝系统共同对油气储集渗流所起的作用。在划分渗 流单元和储渗单元的过程中都切实加入了裂缝的影响作用。
【附图说明】
[0027] 图1是本发明的裂缝性油气储层的定量评价方法的一优选实施例的不同参数分析 储集单元的曲线关系图；
[0028] 图2是本发明的裂缝性油气储层的定量评价方法的图1所示优选实施例的裂缝性 低渗透油气储层的储渗单元评价结果图；
[0029] 图3是本发明的裂缝性油气储层的定量评价方法的图1所示优选实施例的菱形井 网下不同密度裂缝对储层的贡献图；
[0030] 图4是本发明的裂缝性油气储层的定量评价方法的图1所示优选实施例的裂缝性 油气储层定量评价流程图。
【具体实施方式】
[0031] 为了进一步了解本发明的技术特征，下面结合具体实施例对本发明进行详细地阐 述。实施例只对本发明具有示例性的作用，而不具有任何限制性的作用，本领域的技术人员 在本发明的基础上做出的任何非实质性的修改，都应属于本发明的保护范围。
[0032] 实施例1
[0033] -种裂缝性油气储层的定量评价方法，包括以下各步骤：
[0034] (1)利用岩心、测井和测试分析资料，确定基质孔隙及油气富集规律，分析储层非 均质性，划分储集单元；
[0035] (2)利用测井、三维地震和应力应变分析，预测裂缝分布规律，评价裂缝渗透率各 向异性，划分渗流单元；
[0036] (3)评价基质孔隙和裂缝相互匹配关系，划分储渗单元；
[0037] (4)定量评价裂缝对油藏产量的贡献率。
[0038] 进一步地，步骤（1)利用岩心、测井和测试分析资料，确定基质孔隙及油气富集规 律，分析储层非均质性，划分储集单元为:利用岩心、测井和测试分析资料，获取储层基质孔 隙度、粘土矿物、含油饱和度及渗透率参数分布，分析储层的宏观和微观非均质性，划分储 层的储集单元。
[0039] 更进一步地，所述步骤（1)中，所述利用岩心、测井和测试分析资料包括岩心及薄 片观察描述的孔隙和油气的分布特征、测井资料二次解释结果以及测试分析资料所反映的 储层及油气分析特征。
[0040] 更进一步地，步骤（1)中，通过储层基质系统的岩石物理性质、孔隙结构特征的分 析，建立测井解释模型，获取储层基质孔隙度、粘土矿物、含油饱和度及渗透率参数分布。
[0041] 更进一步地，步骤(2)利用测井、三维地震和应力应变分析，预测裂缝分布规律，评 价裂缝渗透率各向异性，划分渗流单元为:在利用岩心、成像测井资料和常规测井资料评价 单井裂缝纵向分布的基础上，利用三维地震资料以及通过应力应变分析，预测裂缝的平面 发育规律，结合现今地应力分布，评价裂缝渗透率各向异性，划分储层的渗流单元。
[0042] 更进一步地，步骤(2)中，所述岩心、成像测井资料和常规测井资料包括岩心裂缝 观察数据、成像测井裂缝识别参数以及常规测井裂缝解释数据。
[0043]更进一步地，所述步骤(3)中，利用聚类分析，评价基质孔隙和裂缝相互匹配关系， 划分储渗单元。
[0044]更进一步地，步骤(3)利用聚类分析，评价基质孔隙和裂缝相互匹配关系，划分储 渗单元为:在划分孔隙储集单元和裂缝渗流单元的基础上，根据基质孔隙和裂缝的相互匹 配关系，进行单井储渗单元的划分，确定划分标准，并以此标准划分储渗单元的平面分布规 律。
[0045] 更进一步地，步骤(3)中应用延展原理和叠加原理，通过聚类分析，进行单井储渗 单元的划分。
[0046] 更进一步地，步骤(4)定量评价裂缝对油藏产量的贡献率为:在所述储层基质孔隙 和裂缝相互关系评价的基础上，定量地评价不同井网条件下裂缝对这类油气藏产量的贡 献，为井网优化和合理开发提供理论依据。
[0047] 更进一步地，步骤(4)中：裂缝对油气藏单井产量的贡献率表示为：
[0049] 式中，PCF代表天然裂缝对单井产量的贡献率，Tij代表基质孔隙和天然裂缝对第i 口油井第j年的平均产量的贡献，Pu代表基质孔隙对第i 口油井第j年的平均产量的贡献，η 代表计算的油井数量。
[0050] 更进一步地，所述Τυ是利用包含基质孔隙和天然裂缝的三维地质模型计算的单井 产量。
[0051] 更进一步地，所述是在计算Τυ的地质模型基础上，利用去掉天然裂缝以后的基 质孔隙三维地质模型计算的平均单井产量。
[0052] 更进一步地，基质孔隙和天然裂缝对平均单井产量贡献与基质孔隙对平均单井产 量贡献之差代表了天然裂缝对单井产量的贡献。
[0053] 更进一步地，所述定量评价方法为基于储渗单元法的裂缝性油气储层的定量评价 方法。
[0054] 实施例2
[0055] -种裂缝性油气储层的定量评价方法，要点具体包括：（1)利用岩心、测井和测试 分析资料，确定基质孔隙及油气富集规律，分析储层非均质性，划分储集单元；（2)利用测 井、三维地震和应力应变分析，预测裂缝分布规律，评价裂缝渗透率各向异性，划分渗流单 元；（3)利用聚类分析，评价基质孔隙和裂缝相互匹配关系，划分储渗单元；（4)定量评价裂 缝对油藏产量的贡献率。具体步骤如下：
[0056] 第一步:确定基质孔隙及油气富集规律，分析储层非均质性，划分储集单元。利用 岩心、测井和测试分析资料，通过储层基质系统的岩石物理性质、孔隙结构特征的分析，建 立测井解释模型，获取储层基质孔隙度、粘土矿物、含油饱和度及渗透率等参数分布，分析 储层的宏观和微观非均质性，划分储层的储集单元。
[0057] 第二步:预测裂缝分布规律，评价裂缝渗透率各向异性，划分渗流单元。在利用岩 心、成像测井资料和常规测井资料评价单井裂缝纵向分布的基础上，利用三维地震资料以 及通过应力应变分析，预测裂缝的平面发育规律，结合现今地应力分布，评价裂缝渗透率各 向异性，划分储层的渗流单元。
[0058]第三步：在划分孔隙储集单元和裂缝渗流单元的基础上，根据基质孔隙和裂缝的 相互匹配关系，应用延展原理和叠加原理，通过聚类分析，进行单井储渗单元的划分，确定 划分标准，并以此标准划分储渗单元的平面分布规律。
[0059]第四步:定量评价裂缝对油藏产量的贡献率。在上述储层基质孔隙和裂缝相互关 系评价的基础上，进一步定量地评价不同井网条件下裂缝对这类油气藏产量的贡献，为井 网优化和合理开发提供理论依据。裂缝对油气藏单井产量的贡献率可以表示为：
[0061] 式中，PCF代表天然裂缝对单井产量的贡献率，Tij代表基质孔隙和天然裂缝对第i 口油井第j年的平均产量的贡献，Pu代表基质孔隙对第i 口油井第j年的平均产量的贡献，η 代表计算的油井数量。Τυ是利用包含基质孔隙和天然裂缝的三维地质模型计算的单井产 量。PU是在计算Τυ的地质模型基础上，利用去掉天然裂缝以后的基质孔隙三维地质模型计 算的平均单井产量。基质孔隙和天然裂缝对平均单井产量贡献与基质孔隙对平均单井产量 贡献之差代表了天然裂缝对单井产量的贡献。这里同时给出裂缝性油气储层定量评价流程 如图4。
[0062] 对不同含油气盆地的多个复杂双重介质油气储集层进行了客观的评价，提供了较 好的评价结果，有效地指导了复杂裂缝性储层的油气勘探开发。
[0063] 在鄂尔多斯盆地某裂缝性致密低渗透油藏，按照上述发明的方法：
[0064] 首先利用岩心、测井和测试分析资料，通过储层基质系统的岩石物理性质、孔隙结 构特征的分析，建立测井解释模型，获取储层基质孔隙度、粘土矿物、含油饱和度及渗透率 等参数分布，分析储层的宏观和微观非均质性，划分储层的储集单元；图1即是给出的储集 单元的划分结果图，样品点落入的区域限定值也就是储集单元的具体性质。
[0065] 然后在利用岩心、成像测井资料和常规测井资料评价单井裂缝纵向分布的基础 上，利用三维地震资料以及通过应力应变分析，预测裂缝的平面发育规律，结合现今地应力 分布，评价裂缝渗透率各向异性，划分储层的渗流单元；
[0066] 然后在划分孔隙储集单元和裂缝渗流单元的基础上，根据基质孔隙和裂缝的相互 匹配关系，应用延展原理和叠加原理，通过聚类分析，进行单井储渗单元的划分，确定划分 标准，并以此标准划分储渗单元的平面分布规律。
[0067] 建立了储渗单元划分标准，划分了储渗单元的平面分布规律(图1，图2)。该区划分 为4类储渗单元，其中I类储渗单元最好，该类储渗单元的油井产量一般都大于3吨/天，属于 高产井；Π 类储渗单元较好，该类储渗单元的油井产量一般为1-3吨/天，属于中等产量井； m类储渗单元较差，该类储渗单元的油井产量一般都小于1吨/天，属于低产井;IV类储渗单 元为非储层区，该类储渗单元无产能。
[0068]在此基础上，在上述储层基质孔隙和裂缝相互关系评价的基础上，进一步定量地 评价不同井网条件下裂缝对这类油气藏产量的贡献，为井网优化和合理开发提供理论依 据。
[0069]裂缝对油气藏单井产量的贡献率可以表示为：
[0071]式中，PCF代表天然裂缝对单井产量的贡献率，Tij代表基质孔隙和天然裂缝对第i 口油井第j年的平均产量的贡献，Pu代表基质孔隙对第i 口油井第j年的平均产量的贡献，Π 代表计算的油井数量。Τυ是利用包含基质孔隙和天然裂缝的三维地质模型计算的单井产 量。Ρυ是在计算Τυ的地质模型基础上，利用去掉天然裂缝以后的基质孔隙三维地质模型计 算的平均单井产量。基质孔隙和天然裂缝对平均单井产量贡献与基质孔隙对平均单井产 量贡献之差代表了天然裂缝对单井产量的贡献。进一步评价了在不同开发井网条件下的裂 缝对油藏开发的产能贡献率（图3)，图3指的是在菱形井网中，不同渗透率背景条件下裂缝 密度与其对储层贡献的关系图，那图中不同形状的曲线代表了不同渗透率背景值。而贡献 率的数值以及裂缝密度的数值范围在实例中会呈现出图示规律，但不代表每一个研究对象 的值域都会分布在此范围内。本实施例若采用菱形反九点井网开发，根据图3渗透率为 1. OmD时，裂缝密度为0.5-2条/m，裂缝对储层产量的贡献率为20-36 % ;如果采用矩形井网 开发，裂缝对储层产量的贡献率为23-40 %。
[0072]本实施例评价结果为该裂缝性致密低渗透油藏勘探开发提供了可靠的地质理论 依据，降低了石油勘探开发风险。
【主权项】
1. 一种裂缝性油气储层的定量评价方法，包括以下各步骤： (1) 利用岩心、测井和测试分析资料，确定基质孔隙及油气富集规律，分析储层非均质 性，划分储集单元； (2) 利用测井、三维地震和应力应变分析，预测裂缝分布规律，评价裂缝渗透率各向异 性，划分渗流单元； (3) 评价基质孔隙和裂缝相互匹配关系，划分储渗单元； (4 )定量评价裂缝对油藏产量的贡献率。2. 根据权利要求1所述的裂缝性油气储层的定量评价方法，其特征在于：步骤（1)利用 岩心、测井和测试分析资料，确定基质孔隙及油气富集规律，分析储层非均质性，划分储集 单元为:利用岩心、测井和测试分析资料，获取储层基质孔隙度、粘土矿物、含油饱和度及渗 透率参数分布，分析储层的宏观和微观非均质性，划分储层的储集单元。3. 根据权利要求2所述的裂缝性油气储层的定量评价方法，其特征在于:所述步骤（1) 中，所述利用岩心、测井和测试分析资料包括岩心及薄片观察描述的孔隙和油气的分布特 征、测井资料二次解释结果以及测试分析资料所反映的储层及油气分析特征。4. 根据权利要求3所述的裂缝性油气储层的定量评价方法，其特征在于:步骤（1)中，通 过储层基质系统的岩石物理性质、孔隙结构特征的分析，建立测井解释模型，获取储层基质 孔隙度、粘土矿物、含油饱和度及渗透率参数分布。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的裂缝性油气储层的定量评价方法，其特征在于： 步骤(2)利用测井、三维地震和应力应变分析，预测裂缝分布规律，评价裂缝渗透率各向异 性，划分渗流单元为:在利用岩心、成像测井资料和常规测井资料评价单井裂缝纵向分布的 基础上，利用三维地震资料以及通过应力应变分析，预测裂缝的平面发育规律，结合现今地 应力分布，评价裂缝渗透率各向异性，划分储层的渗流单元。6. 根据权利要求5所述的裂缝性油气储层的定量评价方法，其特征在于:步骤(2)中，所 述岩心、成像测井资料和常规测井资料包括岩心裂缝观察数据、成像测井裂缝识别参数以 及常规测井裂缝解释数据。7. 根据权利要求6所述的裂缝性油气储层的定量评价方法，其特征在于:所述步骤(3) 中，利用聚类分析，评价基质孔隙和裂缝相互匹配关系，划分储渗单元。8. 根据权利要求7所述的裂缝性油气储层的定量评价方法，其特征在于：步骤(3)利用 聚类分析，评价基质孔隙和裂缝相互匹配关系，划分储渗单元为:在划分孔隙储集单元和裂 缝渗流单元的基础上，根据基质孔隙和裂缝的相互匹配关系，进行单井储渗单元的划分，确 定划分标准，并以此标准划分储渗单元的平面分布规律。9. 根据权利要求8所述的裂缝性油气储层的定量评价方法，其特征在于：步骤(3)中应 用延展原理和叠加原理，通过聚类分析，进行单井储渗单元的划分。10. 根据权利要求9所述的裂缝性油气储层的定量评价方法，其特征在于:步骤(4)定量 评价裂缝对油藏产量的贡献率为:在所述储层基质孔隙和裂缝相互关系评价的基础上，定 量地评价不同井网条件下裂缝对这类油气藏产量的贡献。
【文档编号】G06F19/00GK106096249SQ201610390384
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月2日 公开号201610390384.1, CN 106096249 A, CN 106096249A, CN 201610390384, CN-A-106096249, CN106096249 A, CN106096249A, CN201610390384, CN201610390384.1
【发明人】曾联波, 刘国平, 吕文雅
【申请人】中国石油大学(北京)