[发明专利]一种裂缝性储层渗透率张量及各向异性定量预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气田勘探开发领域，尤其是一种裂缝性储层渗透率张量及各向异性定量预测方法。

背景技术

在低渗透储层开发过程中，裂缝是油气渗流的主要通道，裂缝渗透率的各向异性和各向异性是影响油水流动方向的主要因素，裂缝性油气藏勘探、开发的最大难点在于储层岩体中裂缝发育程度、分布范围的预测以及裂缝渗透率各向异性分析。裂缝形成演化与古今地应力场演化密切相关，其中，有效应力对裂缝性低渗透油藏的渗流能力影响很大，裂缝渗透率随有效应力变化表现出较强的应力敏感性。因此，利用古今应力场数值模拟结果开展裂缝渗透率定量预测工作具有良好的理论基础，是一种比较可靠的裂缝定量预测方法。

在地下储层中，天然裂缝分布极为复杂，裂缝渗透率各向异性主要受裂缝产状、密度和开度等因素的影响。在利用裂缝性油气藏动静态相结合的建模方法中，预测结果大都局限于定性评价裂缝的渗透率，并没有考虑渗透率各向异性的特点；而传统的数值模拟方法，采用向量形式表征裂缝的渗透率，但前提是渗透率主方向与坐标轴方向相同，若渗透率主方向与坐标轴方向不一致或者有较大的差异，采用向量形式可能导致后期量化裂缝渗透率各向异性时出现较大的误差，难以符合油田合理高效开发的要求；刘月田等采用建立物理模型的方法评价裂缝性油藏的非均质性，具有较高的实用性和可行性。在本发明中，借用裂缝的现今产状，将静态坐标系与动态坐标系融合到大地坐标系中，同时利用古今应力场数值模拟结果，建立一套实用完善的裂缝渗透率各向异性定量预测-评价方法。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种裂缝性储层渗透率张量及各向异性定量预测方法，它解决了裂缝性储层渗透率张量及各向异性无法定量预测的问题。

本发明的技术方案为：一种裂缝性储层渗透率张量及各向异性定量预测方法，具体步骤如下：

第一步对研究区古应力场定时、定向、定量，进行古应力场数值模拟

结合区域构造演化、构造应力场演化，分析断层的活动性、活动强度，评价构造演化各个时期的强度，确定研究区的主要造缝期。

古应力场的定向主要依据岩心裂缝、薄片裂缝的观测结果以及成像测井资料，并结合区域活动断裂的产状，断裂的力学性质，地震资料中的褶皱、提取的地震属性以及薄片显微小构造确定主应力的方向。

古应力场大小确定可以采用声发射法、数学解析等方法，在应力场数值模拟中，可以采用一种等效古应力，即按照岩石破裂准则判断，现今应力场中，岩石不会产生明显的宏观破裂，同时古应力场作用下形成的裂缝还存在应力释放效应，因此现今地应力主要使已有的裂缝进一步延伸、扩张，一般不再形成新的裂缝，但可能会形成少量的微裂纹。等效古应力的确定主要是在确保应力类型与形成裂缝的应力类型一致的前提下，以单井储层裂缝参数为约束条件，结合地应力与储层裂缝参数之间的关系，通过不断地反演、拟合来实现。

在对古应力场定时、定向、定量后，依据恢复的古构造图以及岩石力学参数建立研究区古地质-力学模型，对研究区的古应力场数值模拟。

第二步计算裂缝的现今产状

运用应力场数值模拟方法能够得到古裂缝产状，而裂缝的形成发育主要受岩石力学层控制。所谓的岩石力学层是指一套岩石力学行为相似或者岩石力学性质基本一致的岩层，岩石力学层一般但不总是岩性均一层。因此，借助于古今岩石力学层的产状变化可以得到现今裂缝的产状：设裂缝形成时期所在平面的单位法向矢量为n′，倾角为α，倾向为β；现今裂缝面的单位法向矢量为n；古岩石力学层所在平面的法向矢量为p₁，现今岩石力学层所在平面的法向矢量为p₂，矢量p₁与矢量p₂所在平面的单位法向矢量为p。

矢量n′在大地坐标系中的三个分量为：