基于裂缝特征和地质力学分析的储层裂缝有效性评价方法

本发明涉及能源勘探开发，尤其涉及一种基于裂缝特征和地质力学分析的储层裂缝有效性评价方法。

背景技术：

1、随着石油与天然气勘探开发的快速发展，致密砂岩储层油气在能源领域地位逐步提高。裂缝是深层致密砂岩储层重要的油气渗流通道和储集空间，影响着致密砂岩储层的油气富集成藏。实际的勘探开发结果认为，深层致密砂岩储层常具有同一构造上紧邻的几口井，平均孔隙度接近，钻井揭示的目的层厚度差异也不大，不同试油段却有着较大的产能差异，甚至同一单井不同试油段产能亦存在差异的特征，这种情况下，认为产能主要受裂缝有效性的影响，因此裂缝有效性评价是实际生产过程中面临的重要问题。通常依赖储层裂缝密度对储层裂缝有效性进行评价，在早期勘探开发过程中虽取得了较好的效果，但随着地质情况的不断复杂，已无法准确评价储层裂缝的有效性，且无法解释不同试油段产能的差异。因此如何建立一种更加系统、全面的储层裂缝有效性评价和有效裂缝等级划分方法，是含油气盆地石油与天然气勘探开发技术领域面临的实际问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种基于裂缝特征和地质力学分析的储层裂缝有效性评价方法。该方法能够系统、全面的评价储层裂缝有效性并划分有效裂缝等级。

2、本发明的一种基于裂缝特征和地质力学分析的储层裂缝有效性评价方法，包括如下步骤：

3、s1构建裂缝发育指数

4、利用已知井的成像测井资料定量表征储层裂缝线密度，所述储层裂缝线密度为单位长度内裂缝的条数；并定量计算储层裂缝参数，储层裂缝参数包括裂缝水动力宽度、裂缝长度和裂缝孔隙度，相关计算公式如下：

5、

6、

7、

8、公式(1)-(3)中，h为井段长度，m；ni为井段裂缝的条数；l为裂缝长度，m；r为井眼半径，m；c为fmi井眼覆盖率，无量纲；li为第i条裂缝的长度，m；b为裂缝水动力宽度，m；bi为第i条裂缝的开度，m；为裂缝孔隙度，％；

9、收集已知井试油段的产能数据；分别统计绘制已知井对应层段的裂缝水动力宽度均值、裂缝长度均值和裂缝孔隙度均值与产能数据的交会图，并通过拟合的方式确定裂缝水动力宽度均值、裂缝长度均值和裂缝孔隙度均值与产能数据的相关性，并比较其相关性大小，将相关性最大的储层裂缝参数作为裂缝有效性敏感参数；然后构建裂缝发育指数f，所述的裂缝发育指数f为各试油段裂缝有效性敏感参数均值与各试油段裂缝线密度均值的乘积；

10、s2构建裂缝活动指数

11、利用阵列声波测井资料定量计算储层裂缝的裂缝面所受应力，储层裂缝的裂缝面所受应力包括剪应力和正应力，相关计算公式如下：

12、τ＝n11n12σ1+n12n22σ2+n13n23σ3 (4)

13、

14、式中：nij为方向余弦，σ1为最大主应力，mpa；σ2为中间主应力，mpa；σ3为最小主应力，mpa；pp为裂缝面的有效正应力，mpa；

15、在定量计算裂缝面所受应力的基础上，构建裂缝活动指数g，所述的裂缝活动指数g是指各试油段裂缝面的剪应力均值与各试油段裂缝面的正应力均值的比值；

16、s3定量计算储层裂缝走向与现今最大水平主应力方向夹角

17、利用已知井成像测井资料识别储层裂缝走向，并根据井壁崩落和诱导裂缝分布特征确定现今最大水平主应力方向，在此基础上定量计算储层裂缝走向与现今最大水平主应力方向夹角，并求取各试油段裂缝走向与现今最大水平主应力方向夹角均值；

18、s4构建裂缝有效性等级判别图版

19、利用收集的已知井试油段的产能数据，划分已知井试油段裂缝等级为一级有效裂缝、二级有效裂缝和三级有效裂缝；利用裂缝发育指数f、裂缝活动指数g和各试油段裂缝走向与现今最大水平主应力方向夹角均值建立三角图版，将边长等分为三段，刻度依据收集的已知井裂缝发育指数f、裂缝活动指数g和各试油段裂缝走向与现今最大水平主应力方向夹角均值数据区间逆时针设置，即按照逆时针方向，裂缝发育指数f边自上而下，为区间低值和区间高值，裂缝活动指数g边自左及右，为区间低值和区间高值，裂缝走向与现今最大水平主应力方向夹角边自下而上，为区间低值和区间高值；根据裂缝发育指数f、裂缝活动指数g和各试油段裂缝走向与现今最大水平主应力方向夹角均值结果，分别在三角图版各对应边分别标注，分别做过两点与其所在轴端点衔接的领边的平行线，三线必两两相交，围成九个正三角形；将划分的已知井试油段裂缝等级投影至三角图版中，构建裂缝有效性等级判别图版；

20、s5快速判断储层裂缝有效性等级

21、在上述已知井的同一地区新开发井确定试油段前，即可将该段裂缝发育指数f、裂缝活动指数g和裂缝走向与现今最大水平主应力方向夹角均值数据投影至三角图版中，快速判断储层裂缝有效性等级；

22、其中，步骤s1-s3无先后顺序。

23、进一步的，所述产能数据包括米产油气量。

24、进一步的，所述一级有效裂缝为裂缝所在试油段产能数据＞1.0×104m3/d，二级有效裂缝为裂缝所在试油段产能数据介于0.5-1.0×104m3/d，三级有效裂缝为裂缝所在试油段产能数据＜0.5×104m3/d。

25、本发明通过构建裂缝发育指数f、构建裂缝活动指数g和定量计算储层裂缝走向与现今最大水平主应力方向夹角，来构建裂缝有效性等级判别图版，快速判断新开发井未试油段裂缝有效性等级，本发明的方法系统、全面的评价储层裂缝有效性并划分有效裂缝等级，具有较高的实用价值，且判别过程简洁明确，判别结果对含油气盆地的石油与天然气勘探开发具有实用价值。

技术特征：

1.一种基于裂缝特征和地质力学分析的储层裂缝有效性评价方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于裂缝特征和地质力学分析的储层裂缝有效性评价方法，其特征在于：所述产能数据包括米产油气量。

3.如权利要求1所述的基于裂缝特征和地质力学分析的储层裂缝有效性评价方法，其特征在于：所述一级有效裂缝为裂缝所在试油段产能数据＞1.0×104m3/d，二级有效裂缝为裂缝所在试油段产能数据介于0.5-1.0×104m3/d，三级有效裂缝为裂缝所在试油段产能数据＜0.5×104m3/d。

技术总结
本发明公开了一种基于裂缝特征和地质力学分析的储层裂缝有效性评价方法。本发明通过构建裂缝发育指数F、构建裂缝活动指数G和定量计算储层裂缝走向与现今最大水平主应力方向夹角，来构建裂缝有效性等级判别图版，快速判断新开发井未试油段裂缝有效性等级，本发明的方法系统、全面的评价储层裂缝有效性并划分有效裂缝等级，具有较高的实用价值，且判别过程简洁明确，判别结果对含油气盆地的石油与天然气勘探开发具有实用价值。

技术研发人员：张冠杰,沈传波,刘敬寿,唐志潭,陈鹏,张滨鑫
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16