第十五章 裂缝性储层评价
裂缝性储集层应力敏感性实验研究
引 言
在实施储层保护技术的过程中 , 必须进行储层 的敏感性评价 。对孔隙性砂岩油藏的储层 , 通常进 ( 酸敏 、 行 “五敏” 碱敏 、 水敏 、 盐敏和速敏) 评价实验 。 而对裂缝性油藏的储层 ,除进行 “五敏” 评价实验外 , 还要进行储层的应力敏感性评价 。 在钻井过程中 , 对裂缝性储层的应力敏感性进 行评价的目的 ,就是要找出裂缝性储层的渗透率随 有效应力的变化规律 ,以便与地层的坍塌压力 、 破裂 压力等结合起来确定不同深度地层合理的安全密度 窗口 。在开发过程中 , 评价的目的在于找出裂缝性 储层的导流能力和裂缝的水力学宽度随有效应力的 变化规律 ,以便合理地确定油藏的开发方式 、 工作制 度和开采速度 ,维持适当的地层能量 ,从而保护油藏 产能 ,提高最终采收率 。 储层中裂缝的分布是相当复杂的 , 首先应研究 单缝渗透率 、 水力学开度和传导系数随有效应力的 变化规律 ,然后再通过研究裂缝网络渗透率 、 水力学 开度和传导系数随所受应力的变化规律来综合评价 裂缝性储集层的应力敏感性[ 1 ,2 ,3 ] 。为此 ,作为基础 工作 ,本研究使用基质渗透率为零的天然致密砂岩 和碳酸岩的岩心分别进行造缝 , 利用岩心流动仪进 行实验 ,结合理论推导 ,研究了由这两类岩石制成的 单条裂缝在不同的有效应力条件下渗透率 、 水力学 开度和传导系数的变化 。
显然 ,式中的常数 a 表示裂缝性岩心在零有效 应力下的油相渗透率 。 a 值越大 , 岩心在零有效应 力下的油相渗透率越大 ; b 表示岩心渗透率随有效 应力的变化程度 。 b 值越大 , 岩心的渗透率随有效 应力的变化速率越高 , 其值可通过岩心流动实验测 出 。 a 值大小主要由初始开裂度决定 , b 值大小除 了与裂缝的初始开裂度有关外 , 还与裂缝性岩心的 岩性 、 岩石强度 、 裂缝的表面形态以及构成裂缝的两 对应表面的接触情况等因素有关 。 裂缝性岩心的油相渗透率随有效应力的变化由
裂缝的识别[指南]
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裂缝的识别裂缝是指岩石的断裂，即岩石中因失去岩石内聚力而发生的各种破裂或断裂面，但岩石通常是那些两个未表现出相对移动的断裂面。
其成因归纳为：（1）形成褶皱和断层的构造作用；（2）通过岩层弱面形成的反差作用；（3）页岩和泥质砂岩由于失水引起的体积收缩；（4）火成岩在温度变化时的收缩。
从FMI图像上，我们可以总结出裂缝的类型：（1）高角度缝：裂缝面与井轴的夹角为0~15度；（2）低角度缝：裂缝面与井轴的夹角为70~90度；（3）斜交缝：裂缝面与井轴的夹角为15~70度。
在某些特定的地区，我们可以从FMI图像上观察出网状缝，弥合缝和一些小断层。
第一节地层真假裂缝的识别方法在微电阻率扫描成像测井图FMI上，与裂缝相似的地质事件有许多，但它们与裂缝有本质的区别。
一、层界面与裂缝前者常常表现为一组相互平行或接近平行的高电导率异常，且异常宽度窄而均匀；但裂缝由于总是与构造运动和溶蚀相伴生，因而高电导率异常一般既不平行，又不规则。
二、缝合线与裂缝缝合线是压溶作用的结果，因而一般平行于层界面，但两侧有近垂直的细微的高电导率异常，通常它们不具有渗透性。
裂缝主要受构造运动压溶作用的影响，因此与缝合线的形状不一样，并且与裂缝也不相关。
三、断层面与裂缝断层面处总是有地层的错动，使裂缝易于鉴别。
四、泥质条带与裂缝泥质条带的高电导率异常一般平行于层面且较规则，仅当构造运动强烈而发生柔性变形才出现剧烈弯曲，但宽窄变化仍不会很大；而裂缝则不然，其中总常有溶蚀孔洞串在一起，使电导率异常宽窄变化较大。
五、黄铁矿条带与裂缝黄铁矿条带成像测井特征与泥质条带的特征混相似，但其密度明显增大，可作为鉴别特征。
总之，如图3—1所示，除断层面以外，其他地质现象基本平行于层理面，而裂缝的产状各异。
无论怎样弯曲变形，相似的这些地质现象的导电截面的宽度却相对稳定，相反裂缝的宽度通常因岩溶与充填作用变化较大。
第二节地层中天然裂缝和诱导裂缝的鉴别方法要鉴别天然裂缝和诱导裂缝，就须搞清诱导缝产生的机理和相应的特征。
阐述裂缝预测技术
阐述裂缝预测技术0引言20世纪60年代，我国陆续在松辽盆地、四川盆地、吐哈盆地等多个地区发现工业性裂缝油气藏，这些油气藏储量巨大，有着很大的开发潜力，有的单井日初产可达上百吨。
该类油气藏的大量发现，使之作为一种新的油气藏类型，成为今后重要的一个勘探新领域，也成为新增油气储量的重要来源。
这种裂缝型油气藏有多种类型，目前常见的有致密砂岩裂缝型、泥岩裂缝型、碳酸盐岩裂缝型、变质岩裂缝型和火山岩裂缝型等。
油气藏的构造裂缝不仅是储层的主要储集空间，也是形成油气藏的主要动力学诱因，但裂缝型油气藏具有储层岩性复杂、非均质性严重、低渗透、储集空间复杂多变等特点，加大了裂缝性油气藏的勘探技术方法识别和评价难度。
对于储层评价的前提条件是对裂缝发育带的准确预测，这对识别裂缝型油气藏具有重要作用，开展裂缝预测评价技术研究也具有重要的现实意义。
1裂缝的测井技术方法评价通过测井技术资料分析进行裂缝评价，开展裂缝型油气藏的识别，是当前油气藏勘探工作中广泛采用的方法。
油气藏中裂缝的存在，会使勘探中常规测井曲线等资料出现异常响应，产生一些数据的变化，通过对这些变化的分析就可识别裂缝的相关特征。
具体裂缝预测评价时，通过获取的岩心资料标定不同地层结构的测井响应，对测井曲线上的不同响应特征进行分析，计算每种测井响应形成的模糊概率，从而对裂缝发育段的具体情况用不同响应的联合模糊概率来进行预测和评价。
裂缝的长宽度、产状、密度、泥浆侵入深度、充填性状及地层流体类型等多种因素，决定了裂缝发育段在电阻率曲线上的特征。
低角度裂缝会使曲线形状尖锐，深浅侧向读数降低，显示准“负差异”现象；垂直裂缝及高角度裂缝会使深浅侧向之间相对增大，显示准“正差异”现象。
当滑行波沿岩石骨架传播时，裂缝的存在会导致纵波首波出现变化，时差变大；当裂缝出现进一步发育时，变化会出现更大的变化，首波能量会出现严重衰减，从而引起周波跳跃。
密度补偿曲线能够体现地层密度的不同变化，从而反映裂缝造成井壁不规则的程度。
裂缝性储层测井评价综述
多 ，最直接 的就是钻井取 心，它可 以直接观 察裂缝发育情况 。但它 也有缺点 ：一是 成本太高 ，不可能每口井 都大段取心 ；二是裂缝发育 方位归位不确定 ；三是受裂缝影响 ， 出的岩心极易破碎 ．难以有效 取 利用 。
（ 包括补偿密度测井 、岩性密度测井 、自 然伽马能谱测井 等 ） 。 等 目 ，常规测井 的有效性还不足以使之成为裂缝性储层评价可靠 前 的数据资源 ：一方面许多常规测井分辨率较小 ，其测量结果受限于井
眼周 围情况的影响 ；另一方面测井响应是许多岩石特性的综合反映 ， 易受其他条件如充填物、泥浆、溶蚀等因素影响。 （） ２ 成像测井方法识别 裂缝 。成像测井系统 自２世纪９年代初 Ｏ １ ） 问世 ，属于能够直接探测裂缝属性 的测井方法 。从测量原理 来看，成 像测２］下仪器主要有四类 ：电成像 、声成像 、核磁成像和井下光学 北＝ １１ Ｈ ： 照相 。前两者 目 前较常用 ，有代表性 的有地层 微电阻率扫描 （ ＭＩ Ｆ ）
点 做 简要评 述 ， 以期 能 对 裂 缝性 储 层 的 测 井评 价 作 基 础性 工 作 ＝
关键词
裂缝性储 层 裂缝识别
测井评价 孔 隙度模型 饱和度模型
裂缝性储层是２ 世纪油气增储上产的重要 领域之一 。但 由于裂缝 ｌ
性 油藏储层具有 的严重非均质性 、 隙结构 的多重性 ，使得传统测井 孔 解释理论方法面临着许多的挑 战 ， 为当今测井评价的重要 难题。本 成 文在查阅大量相关文献的基础上 ， 试对裂缝性储层测井评价现状进行 简单分析 ，并对相关技术 的发展历 程 、应用现状 、优缺点 等加以分 析 ，以期能对裂缝性储层 的测井评价作基础性 的工作 。
裂缝识别与评价
三、岩心裂缝观测与分析
1．岩心裂缝几何参数的相关分析 裂缝几何参数：裂缝长度、宽度(即张开度)、倾 角和方位 )，从岩心裂缝观测研究裂缝的发育特征，
裂缝性灰岩成像测井响应特征
成像测井： FMS 图像显示为高
导暗色正弦曲线，倾向 155o ，
倾 角 88 o ， ARI 图 像 显 示 缝 呈 NE-SW异常反映裂缝沿 NE—SW方 向延伸较远， DSI 图像有“斜” 条纹及斯通利波能衰减，表明
裂缝连通较好。
取心观察：岩心严重破碎，在裂缝密度较小处(4500—4505m)， 取心相对完整，见一条直劈裂缝
四、基本概念 1．裂缝孔隙度：裂缝孔隙体积/岩石总体积； 2．基质孔隙度：岩石基质孔隙/岩石基块体符号 基块孔隙度：岩石基块孔隙/岩石总体积 3．总孔隙度：总孔隙体积/岩石总体积 4．裂缝孔隙度分布指数（基块孔隙度分布指数） （1）A型孔隙度分布（Vf =10-15%）：裂缝孔隙储藏能力低，而原 生的基块孔隙储油能力高，总它的储量大，产量高，产量不降慢， 稳产时间长，但采收率较低。 （ 2 ） B 型孔隙度分布（ Vf= 40%-50% ）：裂缝孔隙储藏能力与基块 储藏能力相当，储量大，产量高，产量下降较慢稳产时间较长， 采收率高。 (3) C 型孔隙度分布（ Vf =95-100% ）：油气全部储存在裂缝孔隙 中，原生的基块孔隙小储藏油气，储藏能力较小，储量小，在短 时间内，油气产量特别高，采收率最高，但油气产量下降快，稳 产时间短。 华北A、B型之间Vf =33% 四川：B、C型之间
裂缝性储层渗透率张量定量预测方法
裂缝性储层渗透率张量定量预测方法刘敬寿;戴俊生;邹娟;杨海盟;汪必峰;周巨标【摘要】针对裂缝渗透率张量难以准确定量预测的问题,借助于古今岩石力学层产状的变化,预测裂缝的现今产状;以断裂力学中裂缝表面能以及岩石应变能理论为基础,预测现今裂缝的线密度;通过现今应力场数值模拟,计算三向挤压状态下裂缝的开度,进而确定现今裂缝的平行渗透率. 利用裂缝的现今产状将静态坐标系与动态坐标系统一到大地坐标系中,建立了多组裂缝渗透率张量的定量预测模型,给出了渗透率主值、主值方向的计算公式,并且通过调整动态坐标系旋转角预测单元体内不同方向的渗透率. 定义了表征渗透率各向异性的3个参数:裂缝渗透率极差比、渗透率突进系数和渗透率变异系数,定量评价裂缝渗透率的非均质性.以铜城断裂带东翼阜宁组二段储层为例,进行了裂缝渗透率张量预测工作.%Aiming at difficulties to quantitatively predict fracture permeability tensor ,present fracture occurrence was pre-dicted based on occurrence change of rock mechanical layers .Present liner density of fracture was predicted based on the facture surface energy theory and the rock strain energy theory of fracture mechanics .According to the results of present stress field numerical simulation ,fracture opening was calculated in three direction extrusion stress state and then present facture parallel permeability was determined .By using present fracture attitudes , static and dynamic coordinate systems were unified into geodetic coordinate system ,a quantitative prediction model of multi-group fracture permeability tensors was constructed ,formula for calculating the principal value of permeability and main value direction were given ,and per-meability at differentdirections in unit body was predicted by adjusting the dynamic coordinate system rotation angle . Three parameters,the ratio of the maximum and minimum value of the permeability ,heterogeneity coefficient of permea-bility and variation coefficient of permeability ,were defined to quantitatively evaluate fracture permeability heterogeneity . Fu-2 Member fractured reservoir in the eastern flank of Tongcheng fault belt was taken as an example to predict fracture permeability tensor .【期刊名称】《石油与天然气地质》【年(卷),期】2015(036)006【总页数】8页(P1022-1029)【关键词】渗透率张量;渗透率各向异性;定量预测;裂缝;铜城断裂带【作者】刘敬寿;戴俊生;邹娟;杨海盟;汪必峰;周巨标【作者单位】中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院,山东青岛266555;中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院,山东青岛266555;中国石油冀东油田分公司勘探开发研究院,河北唐山063004;中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院,山东青岛266555;中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院,山东青岛266555;中国石化江苏油田分公司安徽采油厂,安徽天长239300【正文语种】中文【中图分类】TE122.2在低渗透储层勘探开发过程中，裂缝是油气渗流的主要通道，裂缝渗透率的非均质性是影响油水流动方向的主控因素，裂缝性油气藏勘探开发的难点在于储层岩体中裂缝分布范围、发育程度的预测以及裂缝渗透率各向异性分析评价[1-4]。
页岩气储层可压裂性评价技术
页岩气储层可压裂性评价技术随着全球对清洁能源的需求不断增加，页岩气作为一种非常规天然气资源，逐渐受到了广泛。
页岩气储层具有巨大的储量和生产潜力，但其开采和生产过程涉及到复杂的工程技术和地质因素。
为了提高页岩气储层的开采效率，本文将探讨页岩气储层可压裂性评价技术的重要性及研究进展。
页岩气储层是一种非常规天然气储层，主要分布在盆地内沉积岩层中。
这些储层通常具有较低的孔隙度和渗透率，因此需要进行压裂作业以提高产能。
可压裂性评价技术是指通过对储层特性进行分析，评估其是否适合进行压裂作业以提高产能的技术。
页岩气储层具有一些特殊性质，如多孔性、裂缝性等。
多孔性是指储层中存在许多纳米级孔隙，这些孔隙是页岩气的主要存储空间。
裂缝性是指储层中存在天然裂缝或岩石断裂，这些裂缝可以为页岩气提供运移通道和存储空间。
这些特点对可压裂性评价技术具有重要影响，因为它们将直接影响压裂作业的效果和产能。
可压裂性评价技术主要包括岩芯实验和数值模拟两种方法。
岩芯实验是通过钻取储层中的岩石样品，在实验室进行压裂实验，观察储层的压裂特性和反应。
这种方法可以较为准确地模拟实际压裂作业过程中的情况，从而对储层的可压裂性进行评价。
但是，岩芯实验成本较高，需要大量的时间和人力。
数值模拟是通过计算机模型对储层进行模拟压裂，以评估其可压裂性和产能。
这种方法可以通过调整模型参数来模拟不同条件下的压裂作业，具有较高的灵活性和成本效益。
但是，数值模拟需要依赖一定的假设和简化，其准确性和可靠性受到一定限制。
在实际应用中，页岩气储层可压裂性评价技术已经得到了广泛的应用。
例如，在北美地区的页岩气田，通过可压裂性评价技术对储层进行评估，可以有效地指导压裂作业和提高产能。
在国内，该技术也逐渐得到了重视和应用，例如在川渝地区的页岩气田，通过可压裂性评价技术的运用，成功地提高了产能和开采效率。
页岩气储层可压裂性评价技术对于提高页岩气田的开采效率和产能具有重要意义。
本文介绍了该技术的相关概念、方法和实践经验，并指出了该技术在应用过程中需要注意的问题和未来的发展方向。
裂缝储层评价
高角度裂缝储层 Swb、Swf 均低，不易误判。
Swb明显低于Swf ，易误判为油气 层而产水。
③裂缝性储层的性质
B、裂缝-孔隙型储层
第四、钻井液侵入为切割式侵入特征，即裂缝为深侵入，而岩块为 浅侵入，甚至不侵入。
第五、测井响应取决于裂缝的产状、发育程度、孔隙度的大小及孔 隙结构等因素。
③裂缝性储层的性质
A、低孔裂缝型储层 第一、储层中的储集空间与渗滤空间均为裂缝，孔隙所占比例很小。 第二、产出特征为双孔单渗，即只有裂缝向井内产出流体。 第三、储层中地层流体分布基本为非油（气）即水的状态。 第四、钻井液侵入为深侵入特征。 第五、测井响应主要取决于裂缝的产状。
单组系裂缝模型
未封闭的多组垂直裂缝模型
封闭的网状裂缝模型
WZ6—1油田２井流三段砾岩中的砾间裂缝
E、水力破裂缝
这种天然水力破裂缝是指由盆地地层中，流体压力作用于岩石发生破裂而形成的 裂缝。它们主要发育于超压烃源岩地层压力的条件下，当地层压力大于岩层的抗 张强度与综合水平地应力之代数和时，就可以形成天然水力破裂缝。 水力破裂缝的形状比较规则，相似于构造缝，但却无明显组系性和方向性，因此 又像溶蚀裂缝。
剪裂缝：有两组剪裂缝，一组与断层钝夹 角相交，通常不太发育；另一组与断层锐夹角 相交，一般小于15度（内摩擦角的一半），与 断层所夹锐角指示本盘运动方向，但由于太接 近断层面，故常遭破坏，难于用作两盘相对运 动的标志。一般与断层相关的剪裂缝不如张裂 缝稳定。
断层伴生裂缝的平面分布
F 主断层 T 张裂缝 S1、 S2 剪 裂缝 D 小褶皱轴面 A 最大 应变轴 C 最小应变轴
（1）常规测井识别方法 ①有无裂缝发育的识别方法-----第一层次的裂缝识别