天然气地球科学
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天然气地球科学 ›› 2022, Vol. 33 ›› Issue (7): 1189–1202.doi: 10.11764/j.issn.1672-1926.2022.01.005

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碳酸盐岩气田开发阶段储集层裂缝描述现状及展望

蔡珺君(),王蓓,彭先   

  1. 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院，四川 成都 610041
  • 收稿日期:2021-11-12 修回日期:2022-01-04 出版日期:2022-07-10 发布日期:2022-07-11
  • 作者简介:蔡珺君（1987-），男，四川南充人，工程师，博士，主要从事天然气开发和气藏描述研究.E-mail：swadings@petrochina.com.cn.
  • 基金资助:
    国家科技重大专项“四川盆地大型碳酸盐岩气田开发示范工程”(2016ZX05052);中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“西南油气田天然气上产300亿立方米关键技术研究与应用”(2016E-06)

Present situation and prospect of reservoir fracture description in carbonate gas field development stage

Junjun CAI(),Bei WANG,Xian PENG   

  1. Exploration and Development Research Institute，PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company，Chengdu 610041，China
  • Received:2021-11-12 Revised:2022-01-04 Online:2022-07-10 Published:2022-07-11
  • Supported by:
    The China National Science and Technology Major Project(2016ZX05052);the Major Science and Technology Project of PetroChina(2016E-06)

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147

摘要：

碳酸盐岩气田将是中国“十四五”期间天然气上产的重要领域，裂缝作为碳酸盐岩储集层的主要渗流通道，对其描述是气田开发过程中的重要研究内容。针对碳酸盐岩气田开发阶段“井点裂缝结构描述基本清楚，井间裂缝描述困难”的特点以及借助多项资料进行裂缝间接描述与反复对比验证的矿场需求，在系统总结和挖掘裂缝描述概念的基础上，提出了以“裂缝成因、裂缝结构，裂缝功能”为核心的系统描述新理念，围绕上述3个方面分别论述了目前各单项描述方法的应用现状和存在问题。明确了碳酸盐岩气田开发阶段裂缝系统描述的思路、原则和实施建议：即在不同的开发阶段建立每一轮静动态资料的裂缝成因、结构及功能之间的对应关系，并由井点、气井泄气区、逐步拓展至井间和整个气田。具体描述方法包括由井眼裂缝结构至泄气半径内的裂缝功能、裂缝结构—裂缝功能、裂缝成因—裂缝结构和基于新井资料补充的系统验证4个方面。建议在裂缝系统描述实施过程中，避免多学科、静动态资料的罗列和堆砌，强化学科、静动态资料之间的渗透、融合和实践—认识—再实践—再认识。裂缝系统描述理念、方法可以用于提升气田开发阶段储集层裂缝描述的矿场应用水平，支撑碳酸盐岩气田科学开发。

关键词: 系统描述理念, 裂缝, 开发阶段, 碳酸盐岩气田, 应用现状, 展望

Abstract:

Carbonate gas field will be an important field of natural gas production during the 14th Five Year Plan period in China. Fracture is the main seepage channel of carbonate reservoir， and its description is an important research content in the process of gas field development. In view of the characteristics of “well point fracture structure description is basically clear and inter well fracture description is difficult” in the development stage of carbonate gas field， and the mine demand for indirect fracture description and repeated comparison and verification with the help of a number of data， on the basis of systematically summarizing and excavating the concept of fracture description， this paper put forward “fracture cause， fracture structure and fracture function”， based on the new concept of system description， this paper discussed the application status and existing problems of each single description method around the above three aspects. The ideas， principles and implementation suggestions of fracture system description in carbonate gas field development stage were clarified： That is the corresponding relationship between fracture genesis， structure and function of each round of static and dynamic data was established in different gas field development stages， and gradually expanded from well point， gas well vent area to inter well and the whole gas field. The specific description method includes four aspects： Fracture function from borehole fracture structure to gas release radius， fracture structure-fracture function， fracture cause-fracture structure and system verification based on new well data supplement. It is suggested that during the implementation of fracture system description， the listing and stacking of multi-disciplinary， static and dynamic data should be avoided， and the infiltration， integration and practice cognition re practice recognition between disciplines and static and dynamic data should be strengthened. The concept and method of fracture system description can be used to improve the reservoir fracture description and field application level in the gas field development stage， which support the scientific development of carbonate gas field.

Key words: System description concept, Cracks, Development stage, Carbonate gas field, Application present situation, Expectation

中图分类号: 

  • TE122.14

表1

不同开发阶段裂缝描述方法统计（根据文献[14-15,17]修改）"

序号开发阶段时间周期裂缝描述相关工作裂缝描述主要方法
1前期评价数月至数年①提出开发资料录取要求；②部署开发地震、评价井和先导试验区；③评价地质储量、可采储量和动用储量规模；④落实气田产能规模，制订开发技术对策①裂缝发育控制因素；②露头裂缝；③岩心裂缝；④地质录井；⑤铸体薄片、CT扫描、数字岩心；⑥地球物理法；⑦动态资料；⑧地质资料综合预测；⑨储层改造；⑩微裂缝网络模拟；?试井解释；?现代产量递减分析；?地应力预测；?静动态资料综合预测
2产能建设2~3年①新钻井动静态资料分析；②深化认识气藏地质与开发特征；③动态优化气井配产
3开发生产超过10年①评价有效储层分布规律、优选开发富集区；②优化部署开发井位；③开展气井生产动态跟踪；④评价气井产能，优化气井配产

图1

裂缝系统描述示意"

表2

不同裂缝描述方法的优缺点"

分类描述名称优点缺点

结构

描述

野外露头获得感性认识，激发思维空间和灵感，对气藏的静动态认识和生产指导具有一定积极作用野外露头的选择要求与气藏有可类比性，需要满足一定条件
岩心唯一能描述裂缝的直接信息裂缝发育段岩心收获率不高，在取心过程中岩心受到取心工具一定程度的破坏，揭示的裂缝信息具有局限性和随机性
钻录井快速直观分析储集层类型和裂缝发育程度仅反映一定井控范围内的裂缝发育特征
储层改造直观分析改造前储集层类型和裂缝发育程度仅反映改造区一定井控范围内的裂缝发育特征
地震预测大断裂相对准确深埋藏薄储层条件下难以精确预测中小尺度裂缝
测井垂向识别精度高，能够定性、定量地反映裂缝发育情况存在“一孔之见”的局限性，仅能反映井眼附近的储层裂缝信息，横向识别尚有难度
CT扫描定量表征微米级尺度裂缝受限于岩心的局限性和随机性，与气藏实际开发过程中的宏观渗流尺度不易匹配

成因

及预测

古构造应力场法判别裂缝产生的可能性，识别裂缝的相对发育带裂缝参数和现今裂缝参数的存在状态相差甚远，无法直接应用
己知井点约束法在井点上较有把握随机性较强，受井网密度的影响大
分形法输出的分数维值可以作裂缝平面发育度的定量指标分数维值的应用具有一定的局限性，不能反映孔隙度、渗透率等决定性参数
曲率分析法可判断裂缝产生的优势区域并计算裂缝参数仅能预测比例不大的张性缝，预测的裂缝分布与实际分布会有明显的偏差
应力场数值模拟法根据实验从应力场角度能得到裂缝分布预测存在多解性，且井间的裂缝网络无法验证，直接用于数模模拟计算费时费力
古今应力场结合法理论完备，能够准确计算裂缝的参数区域古应力难以准确确定，需要做大量的力学参数测试

功能

描述

岩心实验揭示不同裂缝发育情况下渗流、水侵的渗流规律仅能反映岩心尺度下的裂缝响应，储层改造后的原始裂缝流动将发生变化，大尺度下的裂缝网络渗流与小尺度岩心渗流不宜直接对比
微裂缝网络模拟定量揭示微裂缝网络对岩石渗透率的影响机理描述尺度为岩心尺度，计算有随机性，模拟时间较长，需要构建大量的数字岩心模拟计算结果，
采气曲线产气量、油压、水产量等参数直观反映储层裂缝仅能定性辅助判断储层改造后裂缝网络情况
压力恢复试井以渗透率描述宏观渗流尺度裂缝对储层渗流的影响，精度高需要关井测压，部分含硫深井作业风险高，影响气井生产
现代产量递减方法以渗透率描述反映宏观渗流尺度裂缝对储层渗流的影响，精度较高现场资料精度相对偏低，尤其是井底流压折算会存在一定误差

图2

不同储集层类型漏失模型示意（据文献［34］修改）"

图3

3种裂缝形式的双对数响应"

图4

裂缝系统描述思路示意"

图5

裂缝系统描述方法示意"

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