儲層裂縫預測研究目錄

第一章 裂縫及裂縫性儲層

第一節(jié) 儲層裂縫類型及特征

一、裂縫的定義

二、裂縫類型及特征

第二節(jié) 裂縫形成的力學機制

一、應力分析

二、應力—變形關系

三、應力、應變與破裂的關系

四、巖石破裂過程的一般特征和格里菲斯裂紋

五、裂縫的擴展形式

六、巖性和圍壓對變形特征和破裂擴展的影響

第三節(jié) 裂縫性儲層及其特征

一、裂縫性儲層的定義

二、裂縫性儲層的分類

三、各類儲層主要特征

第四節(jié) 裂縫發(fā)育的主要控制因素

一、巖性

二、層厚

三、構造部位

四、應力

第五節(jié) 裂縫對油田開發(fā)的影響

一、裂縫對油氣井生產(chǎn)能力的影響

二、裂縫對注水效果的影響

三、裂縫對油氣藏分布規(guī)律的影響

第六節(jié) 我國裂縫性油田的裂縫特征

一、成因上以構造裂縫為主

二、產(chǎn)狀上以高角度縫為主

三、方位上與所處盆地的構造體制有明顯的關系

四、裂縫發(fā)育程度受構造部位、層厚和巖性控制明顯

五、裂縫規(guī)?？傮w較小

六、以閉合縫為主

七、裂縫孔滲較小以增加儲層導流能力為主

八、動態(tài)上油井自然產(chǎn)能低但后期作用明顯

第二章 儲層裂縫研究方法和裂縫識別

第一節(jié) 儲層裂縫研究歷史和發(fā)展趨勢

一、儲層裂縫研究發(fā)展史

二、國外儲層裂縫研究的主要方法和特點

三、我國儲層裂縫研究的主要方法及特點

四、儲層裂縫研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

第二節(jié) 裂縫研究的主要方法和流程

一、裂縫研究的主要方法

二、裂縫研究的復雜性

三、裂縫研究的主要技術路線和評價內容

第三節(jié) 巖心和露頭裂縫觀測方法

一、巖心裂縫觀測方法及內容

二、露頭裂縫觀測方法及內容

三、裂縫觀測資料的分析整理

第四節(jié) 裂縫的動態(tài)識別標志

一、鉆井顯示

二、試井顯示

三、壓裂曲線顯示

四、注水顯示

五、油田生產(chǎn)顯示

第五節(jié) 利用儲層物性數(shù)據(jù)間的異常關系間接判斷裂縫的存在

一、巖心孔隙度與滲透率關系

二、全巖心的垂直與水平滲透率關系

三、巖心滲透率與試井滲透率

四、通過分析孔隙度間接判斷裂縫的存在

第六節(jié)裂縫的存在利用巖石力學特征確定應力和預測裂縫

一、巖石聲發(fā)射實驗與裂縫形成期次、強度的關系

二、受載巖石破裂試驗與形成構造裂縫和斷裂的關系

三、利用巖石應力特征確定就地三向應力的大小

四、用古地磁方法確定巖心在地層中方向

五、其他確定地層中天然裂縫及應力分布的方法

第三章 裂縫表征參數(shù)及其確定方法

第一節(jié) 裂縫密度

一、概念

二、裂縫間距指數(shù)法確定構造裂縫密度

三、利用裂縫與層厚的關系求構造裂縫密度或間距

四、利用裂縫的切穿深度求構造裂縫密度或間距

五、利用地層傾角估計裂縫密度

六、利用裂縫與斷裂的關系估計裂縫密度

七、利用構造曲率法或裂縫數(shù)值模擬方法計算裂縫密度

八、分形方法求取裂縫密度

九、利用示蹤劑計算裂縫參數(shù)

十、微觀裂縫密度及其確定方法

第二節(jié) 裂縫延伸長度

一、基本方程建立的假設條件

二、基本方程

三、裂縫三維延伸模型的解

四、結果分析

五、裂縫切穿深度

第三節(jié) 裂縫寬度

一、巖石模擬實驗法

二、根據(jù)裂縫的體積壓縮系數(shù)計算

三、利用有限元數(shù)值模擬方法計算裂縫寬度

四、利用凈應力和裂縫滲透率之間的關系預測裂縫寬度

第四節(jié) 裂縫傾角

第五節(jié) 裂縫方位

第四章 裂縫孔隙度和滲透率及其確定方法

第一節(jié) 孔隙度

一、體積法

二、開度法

三、曲率法

四、面積法

五、裂縫體積密度法

六、測井法

七、試井法

八、綜合法

第二節(jié) 滲透率

一、滲透率計算方法

二、理論計算法

三、數(shù)值模擬法

四、構造變形法

五、經(jīng)驗估計法

六、開度法

七、圖版法

八、面積法

九、根據(jù)生產(chǎn)測井和試井資料確定滲透率

十、動態(tài)資料約束下的滲透率計算方法

十一、裂縫滲透率與地應力和壓力的關系

……

第五章 裂縫性儲層的測井探測和解釋

第六童 裂縫的地震識別和預測

第七章 構造應力場及裂縫數(shù)值模擬技術

第八章 裂縫地質統(tǒng)計學和裂縫地質建模

第九章 儲層裂縫識別與預測研究實例

第十章 當今主要裂縫建模軟件介紹

參考文獻

《儲層裂縫預測研究》比較全面地闡述了我國裂縫性砂巖油田裂縫的主要特征及其研究方法，在裂縫識別、描述、預測及建模等方面都反映了裂縫研究的最新成果?？晒氖聝恿芽p研究、油藏描述和地質理論研究的專業(yè)研究人員、油田勘探開發(fā)工作者及相關專業(yè)的高校師生參考和借鑒。

裂縫性儲層國外研究現(xiàn)狀

1968年，G.H. Murry將構造橫剖面看作彎曲的“梁”，用幾何方法導出了剖面曲率值與裂縫孔隙度之間的計算公式，對裂縫作了初步定量研究。1971年，他進行了關于構造主曲率和裂縫發(fā)育的關系的研究。1982年日本的Masanobu Oda引進裂隙張量來研究各向異性裂隙巖體的孔隙性指數(shù)。80年代初，美國的范.高爾夫─拉特才寫成了關于裂縫油藏工程的專著，基本形成了裂縫型儲層研究的理論和方法，但專著卻不是針對裂縫本身的研究。

上世紀70年代，隨著分形幾何學概念的提出，國外學者逐漸把這一理論引入儲層裂縫研究領域。 1980年P.L.Gong Dilland從理論上證明分形理論可用于碳酸鹽巖地區(qū)裂縫的研究，并介紹了用分形理論建立裂縫分布的實際模型。隨后Barton C.C. (1985)、Hirata(1989)、Thomas and Blin-lacroix(1989)、Velde B. and Duboes J (1990)、Main(1990)等人又把這一理論用于其他巖石裂縫的研究，并在斷層幾何形態(tài)的描述、裂縫數(shù)與裂縫長度、裂縫寬度和密度、裂縫平面分布的研究方面取得了較大進展。到1995年，Barton C.C.通過研究認為，當裂縫的分維D大于1.34，裂縫就能構成互相滲流的裂縫網(wǎng)絡。

除了理論上的發(fā)展外，國外專家學者在儲層裂縫的識別上也作出了突出的貢獻。90年代后，國外在裂縫的測井識別、地震識別上取得了長足的進步。測井方面新方法和新設備主要體現(xiàn)在：電磁測向儀、CT掃描儀、微Lambda測井、環(huán)形聲波測井、成像測井(FMI)、全井眼地層微電阻率成像(FMI)、DSI偶極橫波成像儀和井下電視儀(BHTV)等，這些方法和設備能測量出儲層裂縫的傾角、走向、寬度、長度、視孔隙度，以及裂縫的充填與開啟程度，甚至能識別出微裂縫及亞微觀裂縫。

裂縫性儲層國內研究現(xiàn)狀

國內對儲層裂縫研究工作開展得較早，技術手段處于較先進的水平，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）定性分析和生產(chǎn)經(jīng)驗總結的預測裂縫方法

50年代后期開始，四川油氣田的地質工作者根據(jù)構造形態(tài)特征和斷層部位等構造組合特征，提出尋找裂縫的“一占一沿”（即布置油氣井位置時要占褶皺構造的高點，沿褶皺的長軸，），“三占三沿”（占高點、沿長軸，占鞍部、沿扭曲，占鼻突、沿斷裂），“三打三不打”（打凸不打凹，打拱不打彎，對斷層打上盤不打下盤）等經(jīng)驗方法。這種方法主要是基于構造特征定性分析和生產(chǎn)經(jīng)驗總結的預測裂縫方法。

（2）利用測井手段和地震信息識別和預測裂縫

80年代以來，由于國際交流與合作加劇，國內大量引進了國外先進的儀器和設備。在引進國外先進技術與設備的同時，國內專家學者也在數(shù)據(jù)的處理上有所發(fā)展，如在分析處理地震S波分析資料上，國外提出了旋轉方法(Ando,1983)、偏振法(Crampin,1985)、旋轉相關法(Bowman,1987)和縱橫比方法(Smith,1989)四種方法，而在國內也相應提出了四種方法，即最大似然法、最大特征向量法、波形算法和自適應慢S波法。

利用測井和地震手段來識別裂縫，準確地說不能叫預測裂縫。同時測井與地震識別裂縫費用也高，且存在多解性，很難對裂縫進行準確的定量預測。

（3）非線性理論方法檢測和識別地下裂縫

和國外一樣，非線性理論也主要應用分形理論、神經(jīng)網(wǎng)絡等技術方法對裂縫進行檢測和識別，但總體來說也不成熟。如1992年趙陽升在研究煤巖體裂縫分布規(guī)律后指出，小尺寸巖體與大尺寸巖體裂縫數(shù)存在一種自相似性。1995年彭仕宓等利用分形理論對柴達木盆地南翼山E₃儲層裂縫進行了預測，指出裂縫發(fā)育與構造及斷層有著直接關系。

（4）據(jù)構造應力的分析研究預測裂縫

構造應力作用是裂縫形成的根本原因，根據(jù)對構造應力研究來預測裂縫的發(fā)育分布，應該是裂縫預測的主要方向。國內不少學者對此問題作過探索，但對于構造應力的求解方式、構造應力與裂縫的關系問題上，以及相關方法的適用性方面，也存在較大分歧或問題。

1982年和1988年，成都理工大學曾錦光教授先后提出了“應用構造面主曲率研究油氣藏裂縫問題”和“用屈曲薄板模擬縱彎褶皺的力學模型”，建立了分析褶皺應力場的計算方法。隨后在1994年他建立了斷層古應力場解析計算方法，從而提出了斷層裂縫系統(tǒng)分布的預測方法。這些工作，為用力學理論來解決裂縫預測問題提供了一個良好的開端。但由于其基礎或理論依據(jù)過于理想化，所使用的解析計算方法在實際應用中存在的問題，實際使用效果不太理想。

上世紀80年代末90年代初，隨著計算機技術的發(fā)展，構造應力的研究和數(shù)值模擬計算取得了重大進展，國內的殷有泉、陳子光、安歐、宋惠珍、黃潤秋、胡明和秦啟榮等人在這一領域里做了大量的工作，推動了相關學科的發(fā)展。

90年代末至今，越來越多的人開始從構造應力場的角度應用數(shù)值模擬方法研究裂縫的定量預測，但這些工作大都是針對單個構造進行，或是僅為儲層滲流的目的來研究裂縫。而系統(tǒng)、全面地從理論角度研究應用構造應力場進行區(qū)域性裂縫預測卻很少，所以，今后主要要在這一方面進行研究，進而摸索出一套進行區(qū)域性古構造應力場數(shù)值模擬的帶規(guī)律性的理論與方法。

裂縫性儲層一般有3種類型：

一類是致密巖類，如四川盆地下二疊統(tǒng)（陽新統(tǒng)），其巖石基質孔隙度小于1%，滲透率小于0.1毫達西，因其構造裂縫發(fā)育形成而形成了有效的儲、滲空間；

第二類是古風化殼溶蝕孔、洞儲集層，滲透率極低，一般小于0.01個毫達西，但與后期構造裂縫搭配，形成了裂縫—孔洞（穴）型儲層，如四川盆地的震旦系和奧陶系儲集層；

第三類是低孔隙儲集層，如四川東部的石炭系碳酸鹽巖（孔隙度3%～4%）、上三疊統(tǒng)須家河組砂巖（孔隙度5%～6%），他們的基質孔隙滲透率很低，一般在0.01毫達西左右，只有當構造裂縫發(fā)育的地區(qū)，才能形成裂縫—孔隙型儲集層，形成工業(yè)性的天然氣藏。