基于離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型的儲層裂縫建模.pdf

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1、大慶石油學(xué)院學(xué)報第35卷第3期2011年6月JOURNALOFDAQINGPETROLEUMINSTITUTEVo1．35No．3Jun．2011基于離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型的儲層裂縫建模徐維勝，龔彬，何川，秦關(guān)。(1．北京大學(xué)石油與天然氣研究中心，北京100871；2．懷俄明大學(xué)，懷俄明wY82071)摘要：應(yīng)用測井和地震資料分析儲層裂縫在三維空間上的分布形態(tài)．首先對微電阻率成像測井EMI資料處理，人工識別出天然張開裂縫，計算裂縫的密度、長度、寬度、傾角、方位等參數(shù)，并生成IAS格式的數(shù)據(jù)；然后以GoCA

2、D為軟件平臺，依據(jù)離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型DFN原理，綜合運用裂縫定量數(shù)據(jù)、測井?dāng)?shù)據(jù)和地震資料，建立普光氣田碳酸鹽巖儲層裂縫地質(zhì)模型．該模型客觀地反映了儲層裂縫的幾何特征和分布形態(tài)，可為后續(xù)氣藏數(shù)值模擬提供依據(jù)．關(guān)鍵詞：普光氣田；裂縫；測井資料；地震數(shù)據(jù)；離散裂縫網(wǎng)絡(luò)中圖分類號：TE1l9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000—1891(2011)03—0013—040引言普光氣田位于四川盆地川東斷褶帶黃金口構(gòu)造帶的普光構(gòu)造，是我國迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大海相整裝氣田l1]．上二疊統(tǒng)長興組和下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組儲層在埋藏成

3、巖過程中的不同時期會發(fā)育一定的天然裂縫，裂縫的產(chǎn)狀、密度、規(guī)模、張開度等在儲層中存在各向異性，是造成儲層非均質(zhì)性的一個重要因素，給儲層開發(fā)帶來困難．在氣田開發(fā)過程中，為有效地防止儲層的邊、底水通過裂縫網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入儲層造成水淹，需要對儲層裂縫的空間分布形態(tài)有足夠的了解．筆者應(yīng)用離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型DFN(DiscreteFractureNetworkMode1)完成儲層裂縫建模．DFN模型是目前描述裂縫的技術(shù)，具有多學(xué)科多資料協(xié)同的優(yōu)勢，能夠把露頭、巖心、地震、測井、地質(zhì)、鉆井、生產(chǎn)等資料充分結(jié)合進(jìn)來，從多個

4、角度認(rèn)識裂縫，應(yīng)用多條件約束建立裂縫模型_3]．它通過展布于三維空間中的各類裂縫組成的裂縫網(wǎng)絡(luò)集團(tuán)構(gòu)建整體的裂縫模型，實現(xiàn)對裂縫系統(tǒng)從幾何形態(tài)到其滲流行為的逼真細(xì)致的有效描述l5]．普光氣田在勘探、開發(fā)過程中積累了豐富的基礎(chǔ)資料，筆者收集5O口井的常規(guī)測錄井資料、17口井的微電阻率成像測井資料和工區(qū)的三維地震數(shù)據(jù)體，為該研究提供基礎(chǔ)資料．1裂縫模型選擇油(氣)藏地質(zhì)模型是油(氣)藏的類型、幾何形態(tài)、規(guī)模、油藏內(nèi)部結(jié)構(gòu)、儲層參數(shù)及流體分布的高度概括，建立油(氣)藏地質(zhì)模型對于預(yù)測儲集層平面展布規(guī)律、科

5、學(xué)地編制油田開發(fā)方案，以及提高油田開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益有重要的意義．當(dāng)前主要采用2類方法模擬裂縫油(氣)藏：一是用等效的連續(xù)介質(zhì)模型模擬裂縫和基質(zhì)的耦合作用，即通常所說的“雙重孔隙模型”；二是稱為“離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型”．1．1雙重孔隙模型該模型的基本原理是將裂縫和巖石基質(zhì)中的流體流動分開處理，巖石基質(zhì)孔隙提供流體的主要存儲空間，而主要的流體流動發(fā)生于裂縫和裂縫之間．裂縫和基質(zhì)之間的流體交換用“傳輸方程”(TransferFunction)或“形狀因子”(ShapeFactor)描述]．該方法將油藏裂縫分布理想

6、化，應(yīng)用起來非常簡單，因而在工業(yè)界被廣泛應(yīng)用．該方法幾乎沒有用到實際裂縫離散分布的任何信息，而且認(rèn)為流動參數(shù)在基質(zhì)中不具有變化性，或者說每一個網(wǎng)格中基質(zhì)的壓力和飽和度等是定值．這些處理方法和假設(shè)與儲層裂縫的實際情況存在較大偏差¨gJ．收稿日期：2011—01—1O；審稿人：張云峰；編輯：陸雅玲基金項目：國家科技重大專項(2008ZX05017)作者簡介：徐維勝(1974一)，男，博士，工程師，主要從事海相石油與天然氣勘探開發(fā)方面的研究大慶石油學(xué)院學(xué)報第35卷2011年1．2離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型該模型將裂

7、縫的真實形態(tài)和分布特征完全應(yīng)用到流動模型中，將所有的裂縫根據(jù)實際尺寸和分布形態(tài)進(jìn)行完整和顯性的描述，通過高分辨率非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格呈現(xiàn)．離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型的概念是20世紀(jì)90年代末提出的，直到21世紀(jì)初才開始逐步應(yīng)用[io3．Karimi—FardM等于2004年提出基于連通表的離散裂縫網(wǎng)絡(luò)油藏模擬方法．該方法采用有限體積法，并用連通表的形式刻畫非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格之間的傳輸率口¨，生成綜合反映各類數(shù)據(jù)所包含的裂縫信息的裂縫模型，并成功地應(yīng)用到二維和三維油藏中的單相和多相流體模擬中．該模型具有動態(tài)擬合功能，通過計

8、算出的模擬曲線和實測動態(tài)曲線進(jìn)行對比調(diào)整模型參數(shù)，從而使建立的模型更加可靠口．本次儲層裂縫建模是基于該模型的進(jìn)一步實際應(yīng)用．2數(shù)據(jù)準(zhǔn)備對于建模而言，數(shù)據(jù)是最重要的因素．由于儲層裂縫的真實情況十分復(fù)雜，各種不確定因素非常多，合理地將實際的復(fù)雜問題抽象化，最大程度地利用各種合理的假設(shè)、已知數(shù)據(jù)和建模軟件，真實地反應(yīng)氣藏的實際情況，是整個建模流程中最重要的環(huán)節(jié)．基于離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型的儲層裂縫地質(zhì)建模需要數(shù)據(jù)：(1)裂縫的空間密度分布；(2)裂縫的形狀和尺寸分布；(3)裂縫的