碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法以及预测系统

本发明涉及石油天然气勘探与开发，具体涉及一种碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法以及预测系统。

背景技术：

1、碳酸盐岩储层是重要的石油和天然气储集地之一，其中的碳酸盐岩层可以作为油气的主要储存空间，并且许多世界上重要的油气田都是由碳酸盐岩储层形成的，碳酸盐岩储层的勘探与开发对于满足全球能源需求至关重要。

2、碳酸盐岩通常具有较低的孔隙度和孔隙连通性，所以储层的渗透性较低；裂缝作为岩石中的裂隙或断层，是储层重要的储集空间和运移通道。对于碳酸盐岩储层而言，裂缝的存在可以促进其石油和天然气的储存和运移，碳酸盐岩中的孔隙和裂缝网络构成了流体运移的重要通道，石油和天然气等流体通过裂缝系统的连通性，从高压区域流向低压区域，实现有效的流体运移，有利于提高储层的产能和采收率。因此，准确预测和定量评估碳酸盐岩储层中裂缝的发育特征是油气勘探开发的关键问题。

3、目前，针对碳酸盐岩储层裂缝的预测主要基于地震数据解释、岩心观察和测井等技术手段。然而，这些方法存在一些局限性，如预测精度不高、成本较高、时间耗费较长等问题，难以满足高效准确预测裂缝的需求。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法以及预测系统，旨在解决上述问题。

2、为实现上述目的，本发明提出的一种碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法，所述碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法包括以下步骤：

3、根据碳酸盐岩储层的地质数据构建三维地质模型；

4、采用古构造恢复方法在所述三维地质模型中重建恢复所述碳酸盐岩储层在古时期的构造形态；

5、基于古构造恢复结果确定所述碳酸盐岩储层的古应力场的方向和古应力值；

6、根据所述碳酸盐岩储层的地质数据和实验室测试结果获取所述碳酸盐岩储层的岩石力学参数；

7、根据所述古构造恢复结果、所述古应力场的方向和古应力值、以及所述岩石力学参数建立所述碳酸盐岩储层的三维有限元模型，并模拟所述碳酸盐岩储层中岩石的应力-应变行为、裂缝的扩展和连接过程；

8、根据所述三维有限元模型的模拟结果预测所述碳酸盐岩储层中裂缝的定量参数；

9、根据所述定量参数的预测结果构建所述碳酸盐岩储层的裂缝分布模型，并绘制裂缝连井分布图。

10、可选地，所述地质数据至少包括地震数据、岩心数据和测井数据。

11、可选地，所述古构造恢复方法包括斜剪切法和弯曲去褶皱法。

12、可选地，所述古应力场的方向采用中-小型构造解析法确定。

13、可选地，所述古应力值采用中-小型构造解析法确定。

14、可选地，所述定量参数至少包括所述碳酸盐岩储层中裂缝的分布参数、倾角参数、密度参数和开度参数。

15、可选地，所述根据所述三维有限元模型的模拟结果预测所述碳酸盐岩储层中裂缝的定量参数步骤具体包括：

16、根据所述三维有限元模型的模拟结果，分析所述碳酸盐岩储层中岩石的应力状态、应变能释放和裂缝扩展准则；

17、预测所述碳酸盐岩储层中裂缝的分布参数、倾角参数、密度参数和开度参数。

18、可选地，所述根据所述三维有限元模型的模拟结果预测所述碳酸盐岩储层中裂缝的定量参数步骤之后还包括：

19、根据所述定量参数的预测结果与地质数据的对比结果优化所述三维有限元模型。

20、本发明还提供一种碳酸盐岩储层裂缝定量预测系统，采用碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法，包括：

21、三维地质模型构建模块，用于根据获取的碳酸盐岩储层的地质数据构建碳酸盐岩储层的三维地质模型；

22、古构造恢复模块，用于基于所述三维地质模型构建模块构建的三维地质模型重建恢复所述碳酸盐岩储层在古时期的构造形态；

23、古应力场确定模块，用于根据所述古构造恢复模块输出的恢复结果确定所述碳酸盐岩储层的古应力场的方向和古应力值；

24、岩石力学参数确定模块，用于根据所述地质数据和实验室测试结果计算岩石力学参数；

25、三维有限元模型构建模块，用于根据所述古构造恢复模块输出的恢复结果、所述古应力场确定模块输出的古应力场的方向和古应力值、以及所述岩石力学参数确定模块计算的岩石力学参数构建所述碳酸盐岩储层的三维有限元模型，并模拟所述碳酸盐岩储层中岩石的应力-应变行为、裂缝的扩展和连接过程；

26、裂缝定量参数预测模块，用于根据所述三维有限元模型构建模块输出的模拟结果预测所述碳酸盐岩储层中裂缝的定量参数；以及，

27、裂缝分布模型构建模型，根据所述裂缝定量参数预测模块输出的预测结果构建所述碳酸盐岩储层的裂缝分布模型，并绘制裂缝连井分布图。

28、可选地，还包括模型优化模块，所述模型优化模块用于对比所述裂缝定量参数预测模块输出的预测结果和所述地质数据，并根据对比结果优化所述三维有限元模型。

29、本发明的技术方案中，结合所述地质数据，采用数学模型和三维古构造恢复方法重建所述碳酸盐岩储层的古构造演化过程，并分析所述碳酸盐岩储层中的应力场分布和受力情况，能够更全面、客观地获取所述碳酸盐岩储层的古构造信息，然后基于古构造演化的裂缝发育规律，建立裂缝预测模型，实现对所述碳酸盐岩储层中的裂缝进行高精度高效率的定量预测和评估，进而降低勘探风险和成本，避免不必要的钻井和开发工作，提高资源利用率。本发明提供的碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法突破了传统裂缝预测方法对于地质资料的依赖程度。

技术特征：

1.一种碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法，其特征在于，所述碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法，其特征在于，所述地质数据至少包括地震数据、岩心数据和测井数据。

3.如权利要求1所述的碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法，其特征在于，所述古构造恢复方法包括斜剪切法和弯曲去褶皱法。

4.如权利要求1所述的碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法，其特征在于，所述古应力场的方向采用中-小型构造解析法确定。

5.如权利要求1所述的碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法，其特征在于，所述古应力值采用等效古应力法确定。

6.如权利要求1所述的碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法，其特征在于，所述定量参数至少包括所述碳酸盐岩储层中裂缝的分布参数、倾角参数、密度参数和开度参数。

7.如权利要求6所述的碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法，其特征在于，所述根据所述三维有限元模型的模拟结果预测所述碳酸盐岩储层中裂缝的定量参数步骤具体包括：

8.如权利要求1所述的碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法，其特征在于，所述根据所述三维有限元模型的模拟结果预测所述碳酸盐岩储层中裂缝的定量参数步骤之后还包括：

9.一种碳酸盐岩储层裂缝定量预测系统，采用如权利要求1-8中任一项所述的碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的碳酸盐岩储层裂缝定量预测系统，其特征在于，还包括模型优化模块，所述模型优化模块用于对比所述裂缝定量参数预测模块输出的预测结果和所述地质数据，并根据对比结果优化所述三维有限元模型。

技术总结
本发明公开一种碳酸盐岩储层裂缝定量预测方法及预测系统，预测方法包括：根据碳酸盐岩储层的地质数据构建三维地质模型；采用古构造恢复方法重建恢复碳酸盐岩储层在古时期的构造形态；基于古构造恢复结果确定古应力场的方向和古应力值；根据地质数据和实验室测试结果获取岩石力学参数；根据古构造恢复结果、古应力场的方向和古应力值、以及岩石力学参数建立碳酸盐岩储层的三维有限元模型，并模拟碳酸盐岩储层中岩石的应力‑应变行为、裂缝的扩展和连接过程；根据模拟结果预测碳酸盐岩储层中裂缝的定量参数；根据定量参数的预测结果构建裂缝分布模型，并绘制裂缝连井分布图；实现对碳酸盐岩储层中的裂缝进行高精度高效率的定量预测和评估。

技术研发人员：任启强,李莉妃,李梦萍,杨田,蔡来星
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19