裂缝性潜山油藏地质建模与数值模拟一体化研究
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裂缝性油藏数值模拟方法姚军(中国石油大学山东东营 257061)摘要:目前对天然裂缝性油藏的数值模拟可以大致分为连续性模型和离散性模型两大类;连续性模型又可以分为双重介质模型和单介质模型,双重介质模型主要是以Barrenblatt 和Warren-Root在20世纪60年代提出的双重孔隙/双重渗透模型为基础,在这类模型中认为油藏中每一点都存在有基岩和裂缝两种介质,基岩被相互平行排列的裂缝分割称为单个的岩块,每种介质存在独立的水动力场,通过两种介质间的窜流的将其联系起来;而对于单介质模型,则是通过一定的方法将裂缝的渗透率和基岩的渗透率进行综合的考虑,得出整个油田的有效渗透率,该有效渗透率考虑了裂缝的密度、方位等的影响,然后将该有效渗透率输入到普通的单一介质模拟器中来对裂缝性油藏进行模拟;由于双重介质模型不能够对不连续且控制着流体流动的大裂缝进行准确的模拟等原因,离散性模型在近段时间逐渐发展起来,而其又可以分为离散裂缝网络模型和离散管网模型;在离散裂缝网络模型中,对地质上描述出来的每个裂缝都进行了离散的显式的表示,同时根据局部裂缝的形状决定基岩的几何形状,由于地质上描述的裂缝数目一般较多,相应的在数值模拟中需要的离散点数目也就十分巨大,对模拟造成了一定的困难,所以目前很多的专家和学者又对该方法进行了进一步的改进,有许多简化的方法存在;离散管网模型则是先对所要模拟的区域进行了网格的划分,进而采用管子连接两个网格块,相应的两个网格块之间的传导率也采用管子的传导率来代替,这种方法的特点是数学上比较简单,灵活性较强,同时由于管子只对其连接的两个网格有影响,所以改变管子的传导率只会影响一个方向的传导性,而不会像常规的模拟器那样要同时影响两边的传导性,但是该方法目前研究较少。
0 前言随着世界碳酸盐岩油气田的大规模开发,系统深入研究这类油气田的渗流模式及其在开发中的应用已成为重要课题。
地质学家通过岩芯分析,确认碳酸盐岩(灰岩、白云岩)具有明显可见的裂缝、孔洞,含有密集的树枝状构造的粗裂缝以及连接的孔洞和孔隙。
《裂缝性特低滲透油藏物理模拟实验方法及其应用》篇一裂缝性特低渗透油藏物理模拟实验方法及其应用一、引言随着全球能源需求的不断增长,特低渗透油藏的开发利用逐渐成为石油工业的焦点。
其中,裂缝性特低渗透油藏因其独特的储层结构和渗流特性,对开发技术和方法提出了更高的要求。
物理模拟实验作为研究此类油藏的有效手段,能够为实际生产提供有力的技术支持。
本文将介绍裂缝性特低渗透油藏物理模拟实验的方法,并探讨其在实践中的应用。
二、实验原理物理模拟实验以实际地质条件为基础,通过对油藏储层结构和流体的特性进行简化与再现,对油气开采过程中的各种现象进行观测和分析。
其核心思想是通过物理模拟方法模拟储层内部的多尺度孔隙结构和复杂的流动过程,揭示特低渗透油藏的渗流规律。
三、实验方法(一)实验设备裂缝性特低渗透油藏物理模拟实验需要使用专门的物理模拟设备,包括模拟储层、流体注入系统、压力测量系统等。
其中,模拟储层应能够模拟实际储层的孔隙结构、裂缝分布等特性。
(二)实验步骤1. 准备实验样品:根据实际储层条件制备相应的实验样品,如模拟岩心等。
2. 建立实验装置:搭建物理模拟设备,设置相关参数,如压力、温度等。
3. 注入流体:通过流体注入系统向模拟储层注入原油或其他流体。
4. 观测记录:通过压力测量系统等设备观测并记录实验过程中的各种数据。
5. 数据分析:对收集到的数据进行处理和分析,得出结论。
四、应用实例以某裂缝性特低渗透油藏为例,采用物理模拟实验方法对储层特性和流体流动规律进行了研究。
首先,通过物理模拟设备建立与实际储层相似的物理模型;然后,向模型中注入原油,观测其渗流过程;最后,通过压力测量等手段收集数据,分析得出该油藏的渗流规律和开发策略。
根据实验结果,优化了开采方案,提高了采收率。
五、结论与展望裂缝性特低渗透油藏物理模拟实验方法为研究此类油藏提供了有效的手段。
通过物理模拟实验,可以更准确地了解储层的特性和流体的流动规律,为实际生产提供有力的技术支持。
河南科技Henan Science and Technology矿业与水利工程总第872期第1期2024年1月收稿日期:2023-10-19作者简介:张军(1989—),女,本科,工程师,研究方向:油藏建模数模。
复杂断块油藏井震联合建模数模一体化技术研究张 军(胜利油田物探研究院,山东 东营 257000)摘 要:【目的】为解决复杂断块油藏面临的油藏构造碎小、低序级断层数量多、准确识别难度大和油藏描述效率低等问题。
【方法】充分应用地震资料、测井数据等储层信息,开展井震联合建模数模一体化技术研究,利用三维地震资料,结合现场生产动态响应情况开展断层精细解释、断裂系统精细刻画,准确落实低序级断层发育及组合方式,在精细地层对比研究的基础上,建立三维地质模型,利用数值模拟与模型互检,迭代修正更新模型,尽可能保证模型精准,以便厘清剩余油分布规律,指导后期开发。
【结果】该技术在胜利油田复杂断块区D 块、L 块等多个区块先后进行了应用,结果显示,断点吻合率均达到100%,数模含水拟合率达到90%以上。
【结论】该技术能够实现复杂断块构造的精细描述,对特高含水期自然断块剩余油潜力认识、提高老区采收率具有重要意义,对其他同类型油藏的剩余油挖潜具有指导意义和良好的推广价值。
关键词:井震联合;建模数模一体化;复杂断块;剩余油分布中图分类号:P631.4;P618.13 文献标志码:A 文章编号:1003-5168(2024)01-0045-06DOI :10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2024.01.009Research on Integrated Technology of Geological Modeling and Numeri⁃cal Simulation for Complex Fault Block Reservoir Based on Well-Logand Seismic DataZHANG Jun(Shengli Oilfield Geophysical Exploration Research Institute, Dongying 257000,China)Abstract: [Purposes ] This paper aims to solve the problems faced by complex fault-block reservoirs, such assmall reservoir structural fragmentation, large number of low-sequence faults, difficulty in accurate identifica⁃tion and low reservoir description efficiency. [Methods ] This paper will fully apply seismic data, logging data and other reservoir information, carry out research on the integrated technology of geological modeling and nu⁃merical simulation Based on Well-log and Seismic Data, use three-dimensional seismic data, combined with on-site production dynamic response to carry out fine fault interpretation and detailed characterization of fault system, accurately implement the development and combination of low-order faults, establish a three-dimensional geological model on the basis of fine stratigraphic comparative research, use numerical simula⁃tion and model mutual inspection, iteratively correct and update the model, and ensure the accuracy of the model as much as possible, so as to clarify the distribution law of the remaining oil and guide the later devel⁃opment. [Findings ] This technology has been applied in multiple blocks such as D blocks and L blocks in the complex section area of Shengli Oilfield. The application results show that the breakpoint kinetic rate hasreached 100%, and the digital mode water convergence rate has reached more than 90%. [Conclusions ] This technology can realize the fine description of complex block structure, which is of great significance to beaware of the remaining oil potential of natural breaks during the high -moisture period, and to improve the EOR of the Old Area Oilfield. And in addition, the technology has guiding significance and good pro⁃motion value for tapping the remaining oil potential of other similar reservoirs.Keywords: well seismic joint; integration of modeling and numerical simulation; complex fault block res⁃ervoir; remaining oil distribution0 引言近年来,复杂断块油气藏成为增储上产的主阵地之一,复杂断块油藏建模数模一体化技术研究,是建立精准油藏模型的基础,对特高含水期自然断块周边滚动增储、老区断块群剩余油潜力认识与开发调整意义重大[1-2]。
裂缝性油藏地质建模与数模一体化技术的研究与应用郑旭,赵春明,雷源,吕坐彬,张迎春,童凯军(中海石油(中国)有限公司天津分公司科麦奇联管会,北京100016)摘要:针对锦州25-1 南太古界潜山油藏裂缝发育、非均质性强的特点,采用裂缝性油藏地质建模与数模一体化技术对裂缝性油藏描述及开发方案影响因素进行了研究。
地质建模在统一建立构造模型网格的基础上,对基质和裂缝系统分开建模, 首次引入离散裂缝网格(DFN模型)建模技术建立反映裂缝性油藏地质特征的双重孔隙介质模型,并对地质建模中的不确定性因素对开发效果的影响开展了数值模拟研究,在此基础上提出了水平井潜山优化开发方案。
现场实施效果表明,裂缝性油藏地质建模与数模一体化技术在锦州25-南潜山油田取得了较好的开发效果。
摘要:裂缝油藏地质建模离散化模型数值模拟一体化潜山裂缝性油藏作为复杂油气藏类型之一在渤海湾盆地有着广泛分布,随着勘探开发的不断深入,应用三维地质建模和精细油藏数值模拟一体化技术成为开发此类复杂油气藏的重要手段。
然而由于裂缝性油藏具有孔隙空间结构复杂、非均质性强的特征,给裂缝性油藏储层描述和地质模型的建立带来了极大不确定性,并导致以地质模型为基础的油藏模拟失真,因此不断采用新的技术提高裂缝性油藏地质建模与数值模拟一体化技术的精细水平具有重要意义。
本文以渤海锦州25-1南油田太古界潜山油藏为研究对象,以Petrel地质建模软件及Eclipse油藏数值模拟软件为工具,采用分系统建模方法和离散化裂缝网络建模技术建立了反映双重孔隙介质特征的三维地质模型,并针对地质建模中影响裂缝性油藏开发效果的非确定性因素开展了数值模拟研究,为指导锦州25-1南油田潜山裂缝性油藏开发提供了科学依据。
1 油田地质特征锦州25-1南油田太古界潜山油藏构造位于辽西凸起中北段,西边界为辽西1号断层,东南呈缓坡向辽中凹陷过渡,内部断层十分发育,辽西2号断层将锦州25-1南油气田构造分为东、西两个高带(图1)。
苏北盆地杨家坝油田裂缝建模及剩余油挖潜综合研究的开题报告一、研究背景苏北盆地位于中国江苏省北部,是全国重要的油气盆地之一。
杨家坝油田位于该盆地北部,油藏类型为碳酸盐岩储层,储层性质复杂,存在裂缝发育的特点。
目前,杨家坝油田已经进入了开发后期,剩余油储量较大,因此需要进行研究,综合评价裂缝对剩余油挖潜的影响,并开展裂缝建模,为油田的开发提供参考。
二、研究内容1.对杨家坝油田进行现场调查,获取储层、裂缝和剩余油等相关数据。
2.对杨家坝油田的储层、裂缝特征进行分析,建立储层、裂缝物理数学交互模型。
3.基于数值模拟方法,在建立的储层、裂缝物理数学交互模型中,模拟裂缝在油藏开发过程中的演化规律,分析裂缝对剩余油挖潜的影响。
4.开展剩余油挖潜技术研究,以提高杨家坝油田的采收率。
三、研究方法1.采用现场调查和实验室测试相结合的方法,获取储层、裂缝和剩余油相关数据。
2.根据现场调查和实验室测试结果,建立杨家坝油田的储层、裂缝物理数学交互模型。
3.采用数值模拟方法,在储层、裂缝物理数学交互模型中模拟裂缝在油藏开发过程中的演化规律。
4.通过对模拟结果的分析,得出裂缝对剩余油挖潜的影响规律,开展剩余油挖潜技术研究。
四、研究意义1.完善了对杨家坝油田储层、裂缝的认知,对油田剩余油挖潜提供了理论依据。
2.建立了储层、裂缝物理数学交互模型,为油田开发提供了裂缝预测与评估的方法。
3.通过数值模拟方法,深入研究了裂缝在油藏开发过程中的演化规律,揭示了裂缝对剩余油挖潜的影响。
4.开展剩余油挖潜技术研究,有望提高杨家坝油田的采收率,对国家能源安全和油田可持续开发具有重要意义。
五、研究进度安排第一阶段(1-3个月):对杨家坝油田进行现场调查,获取储层、裂缝和剩余油等数据,对储层、裂缝特征进行分析。
第二阶段(4-6个月):基于调查和分析结果,建立储层、裂缝物理数学交互模型。
第三阶段(7-12个月):采用数值模拟方法,在储层、裂缝物理数学交互模型中模拟裂缝在油藏开发过程中的演化规律,并分析裂缝对剩余油挖潜的影响。
潜山花岗岩裂缝性储层阵列声波测井数值模拟研究
杜惟一;张冲;韩华洋;赵腾腾;张文艺
【期刊名称】《物探与化探》
【年(卷),期】2024(48)2
【摘要】南海琼东南盆地潜山储层储集空间类型复杂多样,裂缝多发育,导致储层具有较强的非均质性,该地区多见花岗岩沉积,因此有效评价花岗岩储层中裂缝的发育
情况至关重要。
利用COMSOL Multiphysics有限元模拟软件,采用有限元方法,对使用阵列声波测井探测不同宽度、不同倾角及不同长度的花岗岩储层进行模拟,总
结出不同发育状态裂缝的阵列声波测井响应特征。
研究发现:裂缝性地层横波受裂
缝宽度变化影响不明显,横波衰减程度与裂缝倾角变化呈反比,与裂缝长度变化呈正比;斯通利波对裂缝宽度、裂缝倾角、裂缝长度等变化均有明显响应,斯通利波衰减
程度与裂缝宽度及裂缝倾角均呈正比;在裂缝长度小于0.1 m时,斯通利波衰减程度与裂缝长度呈正比,裂缝长度大于0.1 m之后,斯通利波对裂缝长度变化无明显响应。
本文研究结果为采用阵列声波测井方法判断花岗岩储层中裂缝的发育状态提供了依据。
【总页数】7页(P514-520)
【作者】杜惟一;张冲;韩华洋;赵腾腾;张文艺
【作者单位】油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学);长江大学地球物理与石油资源学院
【正文语种】中文
【中图分类】P631
【相关文献】
1.裂缝性致密砂岩储层声波测井数值模拟响应特性研究
2.交叉偶极声波测井在渤海锦州南潜山裂缝性储层中的应用
3.裂缝性致密砂岩储层声波测井数值模拟
4.花岗岩潜山储层裂缝建模表征方法——以渤海花岗岩潜山A油田为例
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《微裂缝性特低渗透油藏渗流特征研究》篇一一、引言随着世界对能源需求的不断增长,油藏的开发与利用变得日益重要。
微裂缝性特低渗透油藏作为非常规油气藏的重要组成部分,其储层特性和渗流特征的研究显得尤为重要。
这类油藏具有特殊的物理性质和渗流行为,对其的深入理解和研究将有助于提高开采效率和经济效益。
本文旨在探讨微裂缝性特低渗透油藏的渗流特征,为实际开发提供理论依据。
二、微裂缝性特低渗透油藏概述微裂缝性特低渗透油藏是指具有微小裂缝、低渗透率和低饱和度的油藏。
其储层特性主要表现为低孔隙度、低渗透率、高粘度等特点。
这种类型的油藏在全球范围内广泛分布,其开发和利用对满足能源需求具有重要意义。
三、渗流特征研究1. 实验方法为了研究微裂缝性特低渗透油藏的渗流特征,本文采用实验室模拟实验和数值模拟方法相结合。
实验室模拟实验主要包括对实际储层岩心的物性分析、孔隙结构和裂缝系统等基本参数的测量;数值模拟则主要应用于描述渗流过程中的多物理场耦合行为和流体的流动规律。
2. 渗流机理微裂缝性特低渗透油藏的渗流机理较为复杂,主要包括扩散作用、毛细管力、吸附力等多种因素的综合作用。
由于储层渗透率极低,流体的流动往往受限于孔隙和微裂缝的大小和形状。
同时,高粘度的原油也可能对渗流产生较大影响。
此外,地应力的变化和重力等也对渗流产生影响。
3. 渗流特征根据实验结果,微裂缝性特低渗透油藏的渗流特征主要表现为非线性渗流和动态饱和度变化等。
非线性渗流主要体现在流体流动的启动压力梯度远大于传统意义上的启动压力梯度;动态饱和度变化则表现为随着生产时间的延长,产油量逐渐降低,而含水率逐渐升高。
这些特征都与储层的物理性质和流体性质密切相关。
四、影响因素分析影响微裂缝性特低渗透油藏渗流特征的因素众多,主要包括储层物理性质、流体性质和环境条件等。
其中,储层孔隙度和渗透率对渗流的影响最为显著;流体的高粘度可能导致流动阻力增大;地应力的变化和重力等环境条件也会对渗流产生影响。
潜山型油藏的优化压裂设计摘要:变质岩潜山的储层海拉尔油田有许多特性,例如,深埋很大厚度、繁杂的岩石类型,岩性复杂。
也有广泛的自然破裂增长型油藏以及区别地应力的储层和隔水层。
因此,在压裂设计中,人造裂缝容易沿着垂直方向扩展。
以这个方式,它导致净压力和狭窄的人造裂缝。
却得不到要求的长的宽的裂缝。
在此基础上的应力分布特征之间通过对储层和隔水层裂缝影响因素,提出了一种新的三维延伸技术研制成功各自控制因素,用于人造裂缝扩展。
根据体积小水力裂缝结果,利用裂缝高度控制技术,优化压裂施工规模和提高刺激低应力防护层储层裂缝消失的问题就被解决了。
此技术运用到30口井。
压裂设计任务的成功率达到了81%,效果显著,这一成功比例的压裂建设及生产改进提高尤为突出。
论文简介:变质岩潜山的储层海拉尔油田有许多特性,例如,深埋很大厚度、繁杂的岩石类型,岩性复杂。
也有广泛的自然破裂增长型油藏以及区别地应力的储层和隔水层。
因此,在压裂设计中,人造裂缝容易沿着垂直方向扩展。
以这个方式,它导致净压力和狭窄的人造裂缝。
它也把沙子堵塞当支撑剂浓度在14%-25%的范围,因此成功率低。
质岩石水库许多特征,例如,许多天然裂隙发育、孔隙而被增长,厚宽度、小应力区别水库和隔水层。
在以上岩性特性的基础上,提出了一种新的优化压裂设计方法。
这一方法可以采取结合储层地质条件、地应力条件及裂缝流体性,通过压裂建设风险分析结果优化施工参数,以小型压裂分析结果为依据确定压裂的细节。
因此,他实现了在实践中的个性化设计。
与此同时,现场控制技术提供支配微裂纹数量、裂缝高度、压裂液的虑失性、压裂液的阻力。
这些技术提高了对裂缝型油藏压裂成功率。
储层地质的特点:对于海拉尔油田潜山油藏类型,贝尔凹陷布达特群是专业生产区域.储层岩石是钙质砂岩碎屑形态、长岩石中碎屑沙粒和碳酸盐质砾岩的堆积体。
岩石遭受变质,所以矩阵结构紧凑,孔隙度为4.0-14.3%,平均为7.8%。
渗透率为0.02-0.59md,平均为0.15md。
裂缝性油藏管道网络模型数值模拟方法研究的开题报告一、研究背景随着传统油气资源的逐渐枯竭,越来越多的关注点集中在裂缝性油藏上。
裂缝性油藏是指在岩层中形成的、具有比较复杂裂缝组合形态的油藏,相比于常规油藏,它具有储量大、开发难度大等特点。
在裂缝性油藏开发过程中,管道网络是不可或缺的组成部分,管道网络的设计和优化对油藏开发的经济效益和安全稳定性具有重要影响。
目前,对于裂缝性油藏管道网络的研究主要依靠实验室模拟和数值计算模拟两种方法。
实验室模拟方法存在成本高、周期长、操作复杂等问题。
而数值计算模拟方法能够对油藏的裂缝组合形态、介质物性、流体运动规律等基本特征进行高效、可靠的模拟,因此备受研究者青睐。
二、研究内容及方法本文主要研究裂缝性油藏管道网络模型数值模拟方法,具体包括以下内容:1. 建立裂缝性油藏管道网络数值模型:通过使用现有研究成果和实际工程数据,构建出一个典型的裂缝性油藏管道网络数值模型;2. 确定流体运动方程:分析管道网络内流体的流动情况和特点,根据流体的运动规律,确定适合于该模型的流体运动方程;3. 编写数值模拟程序:将得到的流体运动方程转化为离散化的数值计算模型,编写适合该模型的数值模拟程序;4. 数值模拟结果分析:通过对模拟结果的分析,揭示油藏管道网络内流体运动规律的变化特点,为提高油藏开发效率和优化管道网络设计提供理论基础。
三、预期成果本文预期通过对裂缝性油藏管道网络模型数值模拟方法的研究,得出以下成果:1. 建立一个可靠的裂缝性油藏管道网络数值模型,反映实际工程情况,并具有较高的可应用性和普适性;2. 确定适合该模型的流体运动方程,为该类裂缝性油藏的数值模拟提供了一种新的数学计算方法;3. 编写数值模拟程序,达到高效、稳定的数值模拟计算目的,为后续优化管道网络设计提供数据支持;4. 通过对数值模拟结果的分析,揭示油藏管道网络内流体运动规律的变化特点,为优化管道网络设计和提高油藏开发效率提供科学依据。
鸭儿峡志留系裂缝性潜山基岩油藏储层地质建模郑应钊;马彩琴;苗福全;刘国利;杨天瑜【期刊名称】《石油地质与工程》【年(卷),期】2009(023)001【摘要】针对裂缝性油藏储层表征和地质建模的难点和重点,在储层建模基础理论分析研究的基础上,采用多种技术方法和多学科知识相结合,首次利用岩性和裂缝控制储层属性的方法,以鸭儿峡志留系裂缝性潜山基岩油藏为例,对裂缝性油藏(尤其是潜山油藏)的建模技术进行探讨和尝试.在对志留系油藏构造、岩性、裂缝等精细描述的基础上,利用FRACA和GOCAD等地质建模软件建立了志留系潜山油藏的三维构造模型、裂缝空间展布模型以及储层属性模型,从而为该油藏储层表征和地质建模奠定了基础,以推动该油藏以及同类油藏的储层研究向定量化和精细化方向发展.【总页数】3页(P32-34)【作者】郑应钊;马彩琴;苗福全;刘国利;杨天瑜【作者单位】中国石油测井技术服务有限责任公司,北京,100101;中国石油玉门油田分公司勘探开发研究院;中国石油玉门油田分公司勘探开发研究院;中国石油玉门油田分公司勘探开发研究院;中国石油玉门油田分公司勘探开发研究院【正文语种】中文【中图分类】TE19【相关文献】1.裂缝性油藏地质建模与数模一体化技术的研究与应用——以锦州25-1南油田太古界潜山油藏为例 [J], 郑旭;赵春明;雷源;吕坐彬;张迎春;童觊军2.裂缝性潜山变质岩油藏的合理生产技术对策——以鸭儿峡油田志留系油藏为例[J], 敬晓锋;郝红勋;谭伟;鞠强3.酒西盆地鸭儿峡油田志留系潜山油藏地质特征及油水分布 [J], 谢全民;李锋;马彩琴4.酒西盆地鸭儿峡油田志留系变质岩油藏的裂缝特征 [J], 景士宏;李炼文;敬晓锋;高辉5.通过地质建模剖析古潜山碳酸盐岩裂缝性储层地质特征 [J], 张立安;王少鹏;张岚;吴春新;袁勋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
大裂缝油藏数值模拟方法及适应性探讨【摘要】本文归纳总结了目前油藏数值模拟中对大裂缝的几种处理方式,重点介绍了一种单重介质传导型裂缝模型,并通过实例从计算效果、计算速度、收敛性、直观性等方面对各种方法进行对比,总结得到了各方法的优缺点及适用情况。
在此基础上提出了大裂缝油藏数值模拟技术的改进方向。
【关键词】大裂缝油藏数值模拟单重介质传导型裂缝模型以裂缝为主要渗流通道的裂缝性油藏在碳酸盐岩油藏、低渗透性油藏中都占据着相当大的比例,而压裂开发又是其重要的开发方式。
如何对大裂缝(包括天然大裂缝及人工压裂裂缝)进行科学而有效的模拟是影响开发效果预测的重要问题。
1 大裂缝油藏数值模拟处理方法1.1 网格化表征法网格化表征法主要采用裂缝网格化技术来显式地描述大裂缝的性质(包括走向,形态,开度、长度等),主要有密网格法,局部网格加密法,非结构网格法等。
本文中以局部网格加密法为代表。
局部网格加密法可以显式地对裂缝进行建模和描述,在描述及显示驱替过程方面表现较好。
但有可能因为局部裂缝孔隙体积过小而引起收敛性困难,特别是在裂缝中的重力分异过程描述水线突进时。
另外对于复杂裂缝系统,局部网格加密法对于裂缝的描述非常复杂。
1.2 等效渗流特征描述法等效渗流特征描述法主要采用流动能力的等效计算对裂缝的渗流能力进行等价。
等效级差法是该类方法的代表。
主要做法是在原有网格系统的基础上,根据传导率等效原则,修改包含裂缝网格的渗透率,近似地等价裂缝渗流效果。
该方法由于使用方便,只需要修改网格的渗透率,因此仍然是目前经常使用的近似裂缝模拟方法之一。
但该方法在计算的过程中经常会出现即使将裂缝处的渗透率改的很大,仍见水时间晚的情况。
1.3 双重介质描述方法双重介质模型把发育的互相连通的裂缝看成是一种连续介质,同时把被裂缝切割的岩块也看作一种连续介质。
两个连续介质在空间上是重叠的,即每个几何点既属于裂缝连续介质也属于基质。
裂缝和岩块中的流体按照一定规律进行交换。
裂缝性潜山油藏可采储量计算方法龙晓梅Ξ 钱丽杰(中油辽河油田分公司勘探开发研究院) 摘要 方法 应用经验公式法、水驱特征曲线法、递减曲线法及数值模拟法对裂缝性潜山油藏进行可采储量计算研究。
目的 确定油藏的最终采收率,评价开发效果,并为同类油藏的合理开发提供理论依据。
结果 根据油藏实际动态数据之间的统计规律,东胜堡潜山油藏可采储量为500×104t左右,采收率为3712%。
结论 计算可采储量的方法较多,应充分考虑油藏各种地质、开发动态实际因素,选择适合于该油藏的计算方法。
主题词 裂缝性潜山油藏 可采储量 采收率 计算方法 东胜堡前 言可采储量通常是指油藏在采用现代开采技术和经济条件允许的情况下可以采出的总油(气)量。
对于砂岩油藏地质储量容易求准,通常用地质储量乘以采收率求得可采储量。
而潜山裂缝性油藏由于油藏的非均质性,各种地质参数很难求准,加之流体在双重孔隙介质中渗流的复杂性,地质储量和采收率都比较难以确定。
因此,计算潜山裂缝性油藏的可采储量的方法目前大多是以油藏实际开发动态数据的统计规律为依据进行测算。
本文介绍了4大类8种计算可采储量的方法,并以东胜堡潜山油藏为例。
可采储量计算方法11 经验公式法[1]经验公式法是计算可采储量最适用、最简便的一种方法。
它是通过对油藏的多项地质参数的确定,应用多元回归得到可采储量。
统计19个可采储量采出程度达80%左右,地质储量大于100×104t以上的裂缝性油藏的多项参数,得到计算油藏水驱采收率的经验公式为:E R=106145×Φ・SoiB oi012866・K e・μwμo011438・S wi-01157(1)式中 B oi———原油地层体积系数;E R———水驱采收率,%;K e———油层平均有效渗透率,μm2;S oi———储量计算用原始含油饱和度,f;S wi———束缚水饱和度,f;Φ———储量计算用总孔隙度,f;μo———地层原油粘度,mPa・s;μw———地层水粘度,mPa・s。
大庆石油学院学报第33卷第4期2009年8月JOURNAL OF DAQING PET ROLEU M INS TIT UT E V o l.33No.4Aug.2009多井型综合开发潜山裂缝性油藏曲延明(大庆油田有限责任公司海拉尔石油勘探开发指挥部,黑龙江大庆163712)摘要:海拉尔盆地潜山裂缝性油藏具有断裂带发育、小断层破碎、储层变化大等特点,采用单一的直井开发方式,对断块附近断失层位较多和垂直裂缝发育的储层存在很多不适应性,开发效果较差.针对潜山裂缝性油藏特殊的地质特点,在精细油藏描述的基础上,研究了储层裂缝发育特征和油藏类型,提出了采用直井、定向井和水平井多井型综合开发潜山裂缝性油藏,可有效开发油田,增加储量动用程度,提高采收率.关键词:裂缝性油藏;多井型综合;水平井;开发方式中图分类号:TE243文献标识码:A文章编号:1000-1891(2009)04-0001-040引言苏德尔特油田布达特群位于海拉尔盆地贝尔凹陷,受多期构造运动影响,凹陷内部断层发育,形成了复杂的不规则网络状裂缝性油藏[1-3].目前,国内外对于裂缝性油藏的开发仍以直井为主.随着钻井新技术日趋成熟,许多油田正尝试着利用水平井等方式开发裂缝性油藏.通过对布达特群潜山油藏进行精细油藏描述,尤其对浅变质储层裂缝分布规律和油藏类型进行了精细研究,在明确裂缝发育程度和潜山油藏类型基础上,提出了采用多种钻井技术相结合的开发方式进行开采.通过多井型开发方式综合应用,提高裂缝性油藏开发效果,增加储量动用程度,最终提高油田采收率,为类似油田的开发提供经验[4-5].1油藏地质特征1.1储层特征根据区域研究结果和岩电变化特征,布达特群划分为3个油层组,即BÑ、BÒ和BÓ组.因区域差异抬升作用,BÑ组剥蚀严重,仅在个别断块有分布;BÒ组大多直接与上覆地层呈不整合接触;BÓ组分布广泛,但部分井未钻至该段.隔层脉冲试验证明,BÒ和BÓ组之间隔层稳定,砂泥岩段厚度为4.4~185.0 m,平均为27.5m,形成上下2套裂缝网络系统.1.2裂缝特征1.2.1规模岩心和微观薄片观察显示,从微观(小于10.0L m)到宏观(大于1.0mm)各种宽度级别的裂缝在布达特群都能见到.由于溶蚀作用,裂缝最大宽度可达10.0mm.裂缝宽度以小于11.0m m的裂缝为主,占60%以上(见图1),有效缝为中-小裂缝和部分微裂缝,见图2.1.2.2产状分布根据岩心及裂缝测井资料统计,苏德尔特油田布达特群主要发育4组裂缝,即近东西向、近南北向、北东向和北西向.裂缝倾角以中-高角度裂缝为主,有效裂缝以高角缝为主,裂缝倾角分布具有双峰特征,倾角主要集中在30b~90b之间,见图3.有效裂缝倾角分布也呈现双峰特征,倾角在50b~70b和80b~90b 之间的裂缝有效性最好,见图4.收稿日期:2008-12-23;审稿人:殷代印;编辑:陆雅玲基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(11521010)作者简介:曲延明(1977-),男,工程师,主要从事油气田开发地质方面的研究.图1裂缝宽度分布频率图2有效裂缝宽度分布频率图3裂缝倾角分布频率图4有效裂缝倾角分布频率1.2.3空间分布应用地震方差体和有限元应力场Ansys模拟法预测,裂缝主要发育在贝16断块和贝14断块,线密度为16~24条/m,贝28断块和贝30断块相对较差,线密度为8~16条/m.不规则裂缝网络状剥蚀断块油藏:受圈闭边界长期活动性断层的影响,裂缝发育.由于潜山顶面暴露时间较块状潜山油藏时间短,裂缝未达到完全有效沟通,裂缝成网络状.断层和不整合面是油气保存的主要因素,以油贮大面积聚集在潜山表面和在断层带附近为特征[6].贝30、贝14和贝28断块为此类型油藏.不规则裂缝网络状内幕断块油藏:潜山内幕油藏的油贮全部隐藏在潜山内部,在潜山表面一般没有裸露.这种油藏只有纵向上裂缝非均质很强,储层和致密隔层间互存在,且具层状结构的潜山中才能形成.布达特潜山内幕存在隔层和裂缝系统,导致不规则裂缝网络状内幕断块油藏发育,该种类型油藏仅分布在活动性断层附近,范围局限,规模较小,没有统一的油水界面或独立油水系统.2不同井型单一开发布达特群潜山油藏断裂系统复杂,储层分布火成岩、砂砾岩、砂岩和泥岩等多种岩性,经风化剥蚀作用和浅变质作用,潜山不同部位裂缝发育程度差异很大,非均质性强,储层物性平面差异很大.从已投产的直井生产情况看,同一断块内开发井产量变化较大.由于天然能力不足,弹性开采产量递减快,稳产状况差.采用常规直井注水开发,因高角度裂缝发育和隔层分布不稳定等因素,易造成注水受效差、油井见水后含水率上升快等问题,开采速度和采收率会比较低,低效井比例大.定向井适合于断层发育的油田.在断裂带附近,断层发育部位,采用定向井开发可以提高油层钻遇率,在一定程度上能有效地改善潜山油藏开发效果,但并没有从根本上解决提高驱油效率的问题,仍然存在直井开发中易出现的问题.利用水平井开发裂缝性油藏,钻遇垂直裂缝和溶洞的机会多,单井泄油面积大,可以减轻底水锥进,扩大波及面积,提高单井产量[7].但水平井适合单一层位的开发,不能解决布达特群同一套井网开发多个油层的问题;而且布达特潜山油藏在不同断块裂缝发育程度和分布规律不同,采用单一水平井方式开发效果大庆石油学院学报第33卷2009年差异大,存在一定风险.3 潜山裂缝性油藏开发苏德尔特油田布达特群是由断层组成的极为复杂的断裂系统,油田主体被北东向和近东西向断层切割成贝30、贝28、贝14和贝16断块,断块内部又被北东东向和北北东向内部断层进一步切割成更小的断块(见图5).受多期构造运动影响,形成了不规则网络状裂缝性油藏.图5 苏德尔特油田布达特群顶面构造示意在布达特群精细油藏描述基础上,考虑储层厚度发育状况、裂缝分布特征、隔层稳定性以及油藏类型等因素,在断块内部水平裂缝相对发育部位,主要以直井网为主;定向井网比较固定,主要部署断裂带附近、断层发育部位;在储层厚度横向相对稳定和垂直裂缝发育部位部署水平井.以贝14-3平1井设计为例.贝14-3平1井位于贝14断块的东部贝14-3井区,为不规则裂缝网络状剥蚀断块油藏,主要储集空间为高角度构造裂缝和溶蚀孔洞.3.1 裂缝发育有利区预测在应用完钻直井数据重新落实布达特群顶面构造和断层位置基础上,采用岩心观察、3D Mo ve 、吸收系数和地震反演等方法,研究了贝14断块储层裂缝发育特征和分布规律.结果表明,在断层附近、构造转折处应变量高,形成裂缝优势发育区.主要发育NE-SW 、NN W-SN 、NEE-SWW 向三组裂缝,与各期构造活动分析结果相吻合.模拟预测贝14-3井区位于断裂交汇区,构造变形大,应变剧烈,为强应变裂缝发育区.同时,贝14-3井的吸收系数强,吸收段与测井解释有利储层段对应效果较好,反映目的层段储层的裂缝发育程度与含油气信息匹配.贝14-3井射开厚度为34.3m,压后抽汲,日产油41.99t.吸收系数平面分布图上,贝14-3井区表现为吸收强、裂缝孔洞比较发育.贝14-3井区B Ò1-Ò4油组地层保留完整,局部井点出露为B Ñ油组,B Ò油组有效厚度大,3口井有效厚度大于50m.贝14-3井位于局部小构造高点上,综合3Dmov e 、吸收系数、相干体、成像测井分析,贝14-3井区是裂缝发育有利区,裂缝以高角度构造缝为主,是部署水平井有利区.3.2 水平井设计设计水平井轨迹为弧线)直线形,钻进目的层为B Ò1、B Ò2、B Ò3油组,水平井目的层A C 段水平位移为367.87m.设计贝14-3平1井第1着陆点为倾斜钻进B Ò1油层中部A 点,A 点垂深海拔为-1314.32m ,并以一定弧度向下钻穿B Ò2、B Ò3油层,钻穿B Ò3油层底界后向上返回到B Ò3油层中部,即第2靶点A 2点,A 2点垂深海拔为-1446.6m,距A 点水平位移为204.29m,然后近似水平钻进163.58m 到第3靶点C 点结束,水平段完钻后沿地层平行向下钻进至储层不发育处完钻.见图6.3.3 水平段方位水平段的取向应尽量与裂缝系统中主裂缝的走向垂直,或与最大水平主应力方向垂直,使水平井进行压裂改造时,尽可能的沟通天然裂缝网络,增加水平井产量.第4期 曲延明:多井型综合开发潜山裂缝性油藏图6 贝14-3平1井井眼轨道剖面示意贝14-3井区裂缝主要为NE -SW 、NNW -SN 、NEE -SWW 方向伸展,为能够穿越更多的裂缝,水平井方向应尽量与各裂缝组系相交,提高各角度的渗流能力,因此设计水平井方向为网格方位角92.88b ,形成与各组裂缝呈17.88b ,47.88b ,72.12b 交角斜交.贝14-3平1井目的井段方位角与构造倾向近于平行.4 现场应用苏德尔特油田布达特群各类井全部完钻,直井平均单井解释有效厚度为48.0m,定向井平均单井解释有效厚度为32.0m,贝14-3平1井解释有效厚度为103.6m.直井贝14-B57-60井于2004年12月直接投产,单井射开有效厚度为27.2m,初期日产油3.2t,采油强度为0.118t/(d #m ),自然产能低.为此,其余井采用压裂方式投产,平均单井射开有效厚度为21.5m,投产初期平均单井日产油10.3t,采油强度为0.477t/(d #m);稳定后平均单井日产油7.13t,采油强度为0.332t/(d #m).定向井全部压裂投产,平均单井射开有效厚度为20.0m ,投产初期平均单井日产油8.27t,采油强度为0.415t/(d #m);稳定平均单井日产油3.8t,采油强度为0.190t/(d #m).贝14-3平1井于2007年11月投产,射开有效厚度为42.3m,初期日产油25.6t,采油强度为0.605t/(d #m);目前日产油15.1t,采油强度为0.357t/(d #m).井区有3口直井,平均单井射开有效厚度为41.8m,初期单井日产油8.8t,采油强度为0.211t/(d #m);目前单井日产油6.5t,采油强度为0.156t/(d #m).5 结论(1)在断裂带附近、断层发育部位设计定向井,可以钻遇更多油层,提高单井产能.(2)针对裂缝发育部位,利用水平井穿过更多的裂缝,提升储层导流能力,增加单井泄油面积,抑制底水锥进,扩大波及面积,提高单井产量.(3)多井型综合开发潜山裂缝性油藏,可以增加储量动用程度,提高油田采收率.(4)应用精细油藏描述成果设计水平井地质方案,是保证水平井钻井成功的基础.参考文献:[1] 刘菊,林承焰,任丽华.苏德尔特构造带三叠系布达特群潜山油藏特征[J].断块油气田,2006,13(3):18-20.[2] 周兴熙.初论碳酸盐岩网络状油气藏)))以塔里木盆地轮南奥陶系潜山油气藏为例[J].石油勘探与开发,2000,27(3):5-8.[3] 付晓飞,胡春明,李景伟.贝尔凹陷布达特群潜山演化及含油气性[J].石油学报,2008,29(3):356-362.[4] 袁士义,宋新民,冉起全.裂缝性油藏开发技术[M ].北京:石油工业出版社,2004:281-335.[5] 袁昭,郭克诚,饶大骞.应用水平井技术治理西山窑油藏[A]M 低渗透油气田研究与实践卷六.北京:石油工业出版社,2003:310-314.[6] 张吉光,王金奎,秦龙卜,等.海拉尔盆地贝尔断陷苏德尔特变质岩潜山油藏特征[J].石油学报,2007,28(4):21-25.[7] 陶国秀,郭迎春,费忠义,等.水平井技术在潜山油藏开发中的应用[J].新疆石油学院学报,2004,16(3):24-26.大 庆 石 油 学 院 学 报 第33卷 2009年Abstracts Journal of Daqing Petroleum Institute Vo l.33No.4A ug.2009AbstractsC omprehensive development of f ractured reservoirs in buried hills with multiple well types/2009,33(4):1-4QU Y an-ming(H eadquar ter s of H ailaer Petr oleum Ex p lor ation and Develop ment,D aqing Oilf ield Cor p.Ltd.,D aqing,H ei-long j iang163712,China)Abstract:In Hailaer Basin,fractured r eser voirs in bur ied hills are char acter ized by fracture zone development,small fault br eaking up and big differ ence betw een reser voirs..If ado pting development mo de of stra ight w ells,ther e w ill be much ina-dapt abilit y and poo r develo pment response fo r r eser vo irs of fault ed horizo n being mor e near faulted block or vertica l fracture development.Based on fine reservo ir descript ion,this paper deals w ith t he char acter istics o f the fr actur es in reservo ir and reservo ir type,and pr ov ides a method of co mprehensiv e develo pment of fractured r eser voirs in buried hills w ith multiple well types to bring abo ut the desir ed result of effectiv ely develo ping oil fields,increasing reser ve tapping efficiency and enhancing oil recov ery.Key words:f ractured reservo ir s;multiple w ell ty pe;ho rizontal well;dev elopment modeReservoir-seal assemblage in Xujiaweizi fault depression and its control effect on natural gas enrichment/2009,33(4):5-8 WA N G Y a-chun1,2,L I Gang1,YA N G H ong-so ng1,ZH A N G Q un3(1.College of geosciences,D aqing Petr oleum I ns titute,D aqing,H eilongj iang163318,Chi na;2.Faculty o f Res our ces and I nf or mation,China Univer sity of P etr oleum,B eij ing102249,China;3.O il Field T her mal Pow er P lant,E lectr ic Pow er Gr oup,Daqing Petr oleum A dministr ative Bur eau,D aqing,H eilongj iang163314,China)Abstract:By research on natur al g as reserv oir and cap r ock and their assemblage relatio n,it w as considered t hat ther e w ere mainly top of K1yc1/K1yc1,K1d2/K1yc3and K1d2/K1yc43set s o f reserv oir-sea l assemblage in Xujiaweizi fault depression. T he top of K1yc1/K1yc1and K1d2/K1yc42sets of reservo ir-seal assemblag e is mainly dist ributed in t he so uth o f Xujiaw eizi fault depressio n,while K1d2/K1yc3reserv oir-seal assemblage ar e mainly distr ibuted in the nor th of X ujiaw eizi fault depres-sio n.By studies on r elatio n betw een reserv oir-seal assemblag e and natural gas distr ibut ion,it w as concluded that t her e w ere mainly3aspects of co ntr ol effect o f reserv oir-seal assemblage o n natur al g as enrichment in Xujiaweizi fault depression.L-i tho log y of K1yc1/K1yc1and K1d2/K1yc3reservo ir-seal assemblage is differ ent so that natural g as enr ichment deg ree is differ-ent.T he distance fr om K1sh to K1yc1/K1yc1reserv oir-seal assemblage is shorter than that fr om K1sh to K1d2/K1yc3r eser-v oir-seal assemblage,so that natur al g as enr ichment deg ree in K1yc1/K1yc1reservo ir-seal assemblage is higher.R eser voir-seal assemblag e in south and no rth of fault depression is differ ent so that natural gas enrichment deg ree is different.Key words:X ujiaw eizi fault depr essio n;natur al g as;r eser vo ir-seal assemblag e;enrichment deg ree;K1sh sour ce r ockFavorable geological conditions of oil accumulation in K1n2in Beier depression/2009,33(4):9-12ZHA O Gang1,ZHA N G Q un2,WA N G Xing-ya3,HU A N G H e4(1.Oil Recover y Plant N o.6,D aqing Oilf ield Cor p.L td.,D aq ing,H eilongj iang163114,China;2.O il Field T her-mal Pow er Plant,Electr ic P ower G roup,D aq ing P etr oleum A dministr ativ e Bureau,D aq ing,H eilongj iang163314,Chi-na;3.D ev elop ment L imited L iability Comp any of D aqing Yushulin Oilf ield,D aq ing,H eilongj iang151100,China;4. Ex p lo ration and D evelop ment Economic Ev al uation Centr e of L iaohe Oilf ield Cor p.L td.,Panj in,L iaoning124010, China)Abstract:Accor ding to oil reserv oir anato my studies,it w as co nsidered that the enr ichment of oil in K1n2in Beier depressio n was due to the fo llow ing4favo rable g eolog ical co nditions:K1n so urce ro cks had stro ng ability of hydrocar bo n generation, which could pr ovide sufficient o il source for o il accumulation in K1n2r eser vo ir;T23-T1faults offer ed favo rable tr anspor ting pathw ays for oil fr om K1n source r ocks m igr ating to K1n2reser voir;K1d1mudsto ne cap r ocks prov ided cap r ock conditio n for accumulation and preser vatio n of oil in K1n2reserv oir;lastly the tra ps fo rmed by contro l of bo undary faults wer e effective traps for o il accumulation in K1n2reserv oir.Key words:Beier depr essio n;K1n2;o il accumulation;fav orable g eo lo gical co ndition;K1n so ur ce r ock;fault;K1d1cap ro ck。
裂缝性潜山油藏地质建模与数值模拟一体化研究聂玲玲;张占女;童凯军;房娜【摘要】为了准确模拟和预测裂缝性潜山油藏的油水运动规律,以渤海海域J油田为例,综合岩心、测井、地质、地震及生产测试等多方面资料,分步建立了双重介质储集层的三维地质模型并开展了数值模拟研究.首先建立起工区构造模型,并建立了基质单元属性模型,然后利用岩心成像测井裂缝描述成果,以地震叠前属性反演成果为约束条件,模拟建立了裂缝分布网络模型,最后将基质属性和裂缝分布网络模型有机结合并建立了双重介质储集层三维地质模型.在此基础上,开展研究区历史拟合研究.结果表明:①采用该模型能够很好地表征裂缝性变质岩储层的渗流介质特征,数值模拟区块和单井历史拟合符合率高达90%;②潜山油藏开发可以划分为裂缝主要供油阶段、裂缝和基质同时供油阶段、基质主要供油阶段三个阶段;③运用定性-定量相结合方法研究得出的剩余油分布,能够客观地反映裂缝及基质系统对流体流动规律的影响,有力地指导了研究区下一步调整措施的实施.【期刊名称】《物探化探计算技术》【年(卷),期】2016(038)001【总页数】8页(P131-138)【关键词】潜山油藏;基质系统;裂缝系统;地质建模;数值模拟;剩余油分布【作者】聂玲玲;张占女;童凯军;房娜【作者单位】中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300452;中海石油(中国)有限公司天津分公司渤海石油研究院,天津 300452【正文语种】中文【中图分类】TE122.2目前,我国在冀中、辽河、济阳、黄骅坳陷及渤海海域等地区先后发现了近百个潜山油气藏,其中大部分已投入开发。
潜山油气藏将成为新世纪我国油气勘探开发的主要目的层。
对于变质岩潜山油藏而言,由于变质岩储层中裂缝分布的强烈非均质性,往往使得该类油藏的开发难度极大,对于海上油田开发尤为如此。
目前已报道的变质岩油气藏开采实例不多[1],多数研究成果主要集中在变质岩储层裂缝成因机制分析、裂缝识别、裂缝预测及储层综合评价等研究上[2-5],而对于裂缝性变质岩储层的三维地质建模及数值模拟仍缺乏很好的方法,将裂缝离散化并处理成高渗带是目前国内、外学者的主要方法[6-8]。
渤海J油田属于典型的低渗透裂缝性变质岩油藏,受构造运动及风化作用影响,裂缝分布非均质性严重,储集层中基质孔隙为主要的储集空间,而裂缝既是储集空间又是重要的渗流通道,基质孔隙中的原油只有通过裂缝才能流入井筒。
不同部位裂缝、孔洞发育程度以及储渗性能差异较大,储集空间渗流特征复杂。
这里针对J油田特殊的构造、储层特征及渗流特点,综合应用地质、成像测井、地震叠前反演及生产测试资料,开展了低渗透裂缝性变质岩储层地质建模及数值模拟研究,以准确模拟和预测裂缝性潜山油藏的油水运动规律,以便指导油田后续调整措施的实施。
裂缝性储层由于存在基质和裂缝双重介质系统,这两套系统介质类型和渗流机理均不相同。
因此,储层定量表征的思路是分基质和裂缝两个系统分别建模,然后通过表征二者之间窜流的Sigma因子将两套系统沟通起来。
基质系统的建模方法与常规砂岩储层建模方法类似,常规储层建模技术已经非常成熟[9]。
我们关注的重点是裂缝系统的建模,裂缝系统的建模主要是对裂缝发育密度、裂缝片的三维分布等关键参数进行精细表征与刻画,在此基础上,对裂缝系统的孔隙度、渗透率以及表征基质与裂缝沟通程度的Sigma因子进行定量描述。
裂缝系统建模非常重要的一步就是对裂缝系统的特征参数开展统计与分析,裂缝特征参数主要包括裂缝的走向、倾向、倾角及裂缝密度等。
通过露头观察及测井资料研究,J油田变质岩潜山储层垂向具有明显的分带性,由表及里可划分为局部发育的顶部坡积砂岩带、全部普遍发育的裂缝发育带和内幕致密带。
因此在统计裂缝参数时,也主要是细分为裂缝发育段和内幕致密段进行统计。
根据岩心和成像测井统计结果(图1),J油田变质岩潜山裂缝倾角主要分布在20°~90°之间,表明研究区裂缝的产状主要以低—高角度倾斜缝为主,占总裂缝数的80%以上。
裂缝发育段和内幕致密段裂缝倾角统计规律基本一致,裂缝倾角均值分别为52°和55°。
由于岩心分析很难准确地获得裂缝的走向及倾向,所以主要依靠成像测井获得的裂缝产状数据分析得到。
裂缝的走向与倾向垂直,两者可以相互转换。
根据成像测井统计结果,J油田变质岩潜山裂缝走向主要为NE—SW向和NW—SE向两个方向(图2),裂缝发育段和内幕致密段裂缝走向及倾向统计规律基本一致。
作者对J油田变质岩潜山的2口井(J-2、J-5)进行了取心,根据两口井岩心观察与分析结果,裂缝发育线密度为2条/m ~5.2条/m。
另外根据7口评价井及2口开发井成像测井的解释结果,成像测井解释裂缝密度主要以0.5条/m ~3.5条/m为主(图3)。
依据地质、测井、地震及生产测试资料,在研究区潜山油藏构造、岩相、裂缝产状等精细描述的基础上,利用裂缝储层定量表征软件,以叠前弹性参数(横波阻抗地震反演)数据为软数据、单井裂缝常规及成像分析资料为硬数据,建立了潜山油藏的三维裂缝分布密度模型、裂缝空间展布模型,精细刻画了不同空间尺度裂缝的展布特征和分布规律,从而实现对该裂缝性储层的三维定量化表征。
裂缝密度三维定量化描述是裂缝系统定量描述的基础。
裂缝密度是描述裂缝发育程度的参数,一般由相对比值给定,常用的有体积密度、面密度和线密度,这里选用的是应用裂缝的线密度。
以叠前横波阻抗反演属性成果作为约束条件,利用裂缝建模FracMan和Petrel软件,建立了表征裂缝储层发育程度的裂缝密度三维定量地质模型(图4)。
裂缝空间展布主要是通过离散裂缝网络的形式来进行定量描述[10]。
离散裂缝网络的定量描述是在裂缝密度定量表征的基础上,采用裂缝密度三维定量化表征结果和地应力场模拟得到的裂缝方位分布趋势作为约束条件对裂缝片的方位、几何形态及空间分布进行三维定量化描述。
在离散裂缝网络的定量描述的过程中,通常有以下步骤:1)大裂缝网络的定量描述。
由地震资料确定大的断层和裂缝,它们的位置和形态基本上都是确定的,不需要随机生成。
2)中等裂缝和小裂缝网络的定量描述。
这些裂缝形成了储层裂缝网络的主体部分,通常不可能具有每个裂缝片的详细信息,但可以获得关于它们的分布密度、方位密度、大小、开度等方面的统计信息和先验认识。
利用这些信息,用地质统计的方法随机生成由成千上万个这样的裂缝片组成的裂缝系统,使之满足各种先验统计和认识。
3)加入地层顶底界面对上述裂缝片进行切割,同时加入基质系统,最终生成具有地层意义的裂缝网络定量化模型。
图5为J油田潜山储层裂缝密度数据体约束下生成的裂缝网络三维分布模型。
裂缝系统地质建模的最终目的是,建立裂缝系统的孔隙度、渗透率及表征裂缝系统与基质系统关系的Sigma因子。
对于一个裂缝—基质双重介质模型,根据裂缝的几何模型结合基质渗透率模型粗化得到其等效渗透率是一个非常复杂的过程。
FracMan软件在处理这一过程时,直接根据基质渗透率和裂缝系统几何模型计算得到等效渗透率模型。
处理步骤为:①对裂缝固有渗透率和传导率进行计算;②对裂缝等效渗透率进行计算;③计算等效基质岩块尺寸;④得到等效渗透率模型。
利用以上方法与原理,结合数值模拟的需要,对裂缝几何模型进行裂缝等效渗透率(Kx、Ky、Kz)、等效裂缝孔隙度及Sigma因子计算,得到裂缝系统的三维属性参数模型。
该模型与基质系统粗化后的模型共同作为双重介质油藏数值模型的初始地质模型。
由于裂缝性变质岩储层具有极强的非均质性,成藏条件复杂,因此储层裂缝预测的难度非常大。
使建立的裂缝模型真正地反映地下的实际情况,需要通过动态的试井模拟与分析对模型进行动态校验,以得到符合地下流体流动特征的地质模型。
模型的动态校正,主要是通过生成不同长度的裂缝片,得到其等效后的裂缝参数场,然后与实际试井解释获得的裂缝储层渗透率和裂缝平均开度的乘积进行对比,如此反复校验,直到所建的裂缝网络模型与油藏实际动态一致(图6)。
对于裂缝性油藏,在生产过程中,基质系统和裂缝系统是存在流体交换的,两者如何交换、交换程度有多大,我们通常使用Sigma因子(σ)进行定量描述[11]。
Sigma因子场由沿i、j、k三个方向的平均裂缝间隔Li、Lj、Lk来定义,它与Li、Lj、Lk成负相关关系,Li、Lj、Lk可以通过裂缝网络与网格的接触关系由建模软件计算得到。
通过建模软件获得的Sigma因子场是否合理,还需要结合实际生产动态对其进行分析与处理。
通过Sigma因子场可以实现基质系统与裂缝系统的有机耦合。
本次数值模拟研究选用了斯伦贝谢公司的产品Eclipse数值模拟软件。
将Eclipse软件的双重介质模型中网格层数增加1倍,上半部分处理成基质网格块,下半部分处理成裂缝网格块。
基质网格块和其对应的裂缝网格块之间会自动使用非相邻网格块连接,二者的渗流交换则依靠Sigma因子。
在注水开发潜山变质岩油藏时,水和油只在宏观裂缝中渗流,而基质和微观裂缝只能依靠毛管压力的渗吸作用将原油驱替到裂缝中,进而渗流到生产井筒中。
因此,油水在潜山变质岩中的渗流为双孔单渗模式。
同时潜山变质岩油藏中的原油为轻质黑油,综合储层和原油的性质,采用Eclipse中的双孔单渗黑油模型对潜山变质岩油藏进行模拟。
对精细地质模型粗化后,平面X方向划分33个网格,Y方向划分55个网格,纵向Z方向划分109个网格;X、Y方向的网格步长均为50 m,Z方向网格步长平均为4.5 m。
由于是双重介质模型,每个单元体由一个基质岩块及其周围的裂缝构成,所以模型的总节点数为33×55×218=395 670个。
基本方案设计:通过开展井型、井网、纵横向部署等关键开发技术政策参数优选后,设计采用水平顶底交错立体注采开发方式,在油藏顶部1/3处部署8口水平采油井,底部油水界面处与顶部油井呈纵横向交错方式部署5口水平注水井。
J油田裂缝性变质岩潜山油藏基本参数:油藏初始温度为85°,原始地层压力为17.9 MPa,饱和压力为10.5 MPa,原油粘度为0.71 mPa·s,地层水粘度为0.3 mPa·s;基质孔隙度为0.5 %~18 %;裂缝孔隙度为0.005 %~8 %;基质渗透率为0.001 μm2~0.003 5 μm2;裂缝渗透率为15 μm2~8 μm2;基质束缚水饱和度为40 %,裂缝束缚水饱和度为5%,岩石的压缩系数为9×10-4 MPa-1,地层水压缩系数为1.4×10-4 MPa-1;原油体积系数为1.26。