裂缝性储层关键参数测井计算方法

(整期优先)网络出版时间:2020-01-14
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裂缝性储层关键参数测井计算方法

张虔

中国石油集团测井有限公司测井应用研究院 陕西省西安市 710077

摘要:在20世纪末开始规模开发,由于储量动用难度大,截止目前仍有较大的储量未动用,后续的滚动开发仍然具有一定潜力。研究区下沟组发育扇三角洲-湖泊相沉积体系,储集层岩性主要有碳酸盐岩和碎屑岩,2类储层均见到工业油流,储层孔隙度分布在1%~10%之间,主要集中在3%~5%,细砂岩孔隙度略大,介于2%~6%之间;渗透率分布在1~5×10-3μm2,平均4.4×10-3μm2,属特低孔-特低渗储层,裂缝的发育改善了储层的储集及渗滤能力,使储层具有良好的储集性能。基于此,本文对裂缝性储层关键参数测井计算方法进行研究,作出以下讨论仅供参考。

关键词:裂缝性储层;关键参数;测井;计算方法

引言

不完全统计显示,裂缝性储层的油气储量约占国内全部储量的50%。裂缝储层主要由碳酸盐岩、砂砾岩组成,渗漏通道主要是裂缝,根据裂缝大小,可能会分成大裂缝和小裂缝。裂缝性储层与页岩和碎石储层相比是特殊的,因此该类储层的主要参数计算成为石油和天然气开采的困难之一。

1岩心观察

在钻井取心的岩心或者岩屑样品中,可以见到填充物,确认岩样中是否有裂纹。岩石中的裂缝通常是由地下应力的变化形成的,并向外延伸,因此根据采集的岩心进行分析后,可以大致计算裂缝间隙的大小以及裂缝的长度、宽度和切割度,还可以计算裂缝的倾斜角度以及特定的位置和渗透性,这些数字对裂缝分析和研究至关重要。

2裂缝解释

裂缝性油藏的有利储层中裂缝发育是关键,裂缝开度、密度、倾角、渗透率、孔隙度等参数计算至关重要,其分析手段主要来源于成像测井和常规测井,成像测井解释裂缝基本为定性描述,常规测井主要依赖深浅侧向曲线计算裂缝参数,解释结果不够系统,由此,设计多个曲线的多因素综合方法以全面评价裂缝属性。

2.1裂缝发育程度定量评价

裂缝发育程度在3个方面有较强敏感性:①成像测井能量衰减越大、高角度缝越发育,则说明储层裂缝越发育;②井径曲线扩径有较强响应;③与白云岩体积含量正相关的岩性综合系数NC越大,储层越有条件发育裂缝。成像测井裂缝评价因素考虑2个指标:由能量特征定性描述转变为定量描述,见表1;由裂缝类型定性描述转变为定量描述,见表2.

表1能量特征定量描述

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表2裂缝类型定量描述

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井径曲线裂缝评价应用0-1标度,即扩径表明裂缝发育,值设为1,否则设为0.用公式表示为

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结合常规测井曲线岩性综合系数NC,由加权平均得到裂缝综合系数F.1001F=ω1FEN+ω2FKI+ω3FCAL+ω4NC(8)式中F为裂缝综合系数,小数;FEN,FKI,FCAL分别为裂缝能量系数、裂缝类型系数、井径系数,小数;ω1,ω2,ω3,ω4分别是对应各系数的权重,小数。结合研究区18口井的测井数据、试油及生产动态数据,对裂缝综合系数进行分类,描述裂缝发育情况,见表3.

表3裂缝发育分类标准

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2.2天然裂缝尺度对裂缝形态影响

在相同地应力差条件下(Δσ=6MPa),通过对比含有3种试件(试件2、3和6)中的天然裂缝尺度(0.05、0.1和0.15)条件下水力裂缝形态,分析天然裂缝尺度对水力裂缝扩展的影响。当天然裂缝尺度为0.05时,起裂点附近产生了小范围的复杂缝网结构(图1)。注液过程中,随着井底流体压力增大,井底周围的孔隙压力逐渐增大,导致天然裂缝面上的正应力减小,同时裂缝面得到润滑作用,此时天然裂缝面容易发生滑动,在裂缝壁面或裂缝尖端产生应力集中现象,发生拉伸破坏,进而沟通井底周围的天然裂缝。同时该剪切破坏也为地热开采过程中的主要破坏机制。

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图1试件2的裂缝形态及其示意图

当天然裂缝尺度为0.1时,产生两条分叉的主裂缝,一条沿最大水平地应力方向扩展,另一条扩展方向与最大水平地应力夹角约30°,两条主裂缝之间形成了缝网结构(图2)。由于两条主裂缝共同建立中间的孔隙压力场,降低了其有效应力,因此更有利于裂缝的扩展形成缝网结构。

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图2试件3的裂缝形态及其示意图

当天然裂缝尺度为0.15时,在主裂缝上产生多条分支裂缝,且沟通了水力裂缝周围的大部分天然裂缝,产生的缝网体积超过试件的一半体积(图3)。

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图3试件6的裂缝形态及其示意图

3地层测试方案

目前对YX20井压裂后产能低的认识尚不成熟的情况下,且YX20井与YX22、YX23井的岩心浸泡特征类似,遂暂缓对YX22、YX23井的压裂措施。为在地层条件下认识储层敏感性,在YX23井采用地层测试技术,通过多次开、关井,了解生产压差、外来流体对表皮系数、渗透率等参数的变化特征,探索性评价储层的敏感性。地层测试方案设计为三开三关(表4所示):一次、二次流动时,分别采用不同的压差生产,目的是了解地层的压敏性;三次流动时,向地层小排量注入压裂液,后采用一定生产压差求产,目的是了解外来流体对地层的敏感性。为确保YX23井出现径向流,开、关井时间在参考邻井试井资料的基础上,通过试井软件模拟,确定流动6天,关井4天的测试方案。

表4 YX23井测试方案

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根据测试方案需求,测试工具选用压力计托筒+RTTS封隔器+RD循环阀+选择性测试阀+常闭阀,通过环空加压和泄压,实现测试阀多次开关井。

4测井响应分析

成像测井是通过沿井周分布的电阻率的检测,以及现场中的声波幅度大小等岩石的物理性质所反馈出的参数,然后运用数字图像的方式把井壁的整体信息显示出来,随后就能够利用接入的高清成像设备制作出高清成像图,来对岩石当中的裂缝孔洞进行准确地识别与分析,以及内部裂缝的整体结构和应力分析等重要数据内容。地层中有裂缝或洞穴等地质现象时,根据设备检测到的电阻率发生变化。经过特殊处理后,可以将电信号转换为白色、黄色、棕色和黑色的饱和度。岩石地层裂缝中有很多泥浆、滤液或其他矿体时,收集的数据信息转换的彩色图像会显示黑色正弦波。如果岩石地层的裂纹填充物是高密度、电阻大的矿山物体((比如说方解石),则设备中的彩色信息将显示为黑线。视频彩色地图以直观、可视的方式描绘地下情况,并且能够沿着周围地层详细全面地理解井,因此识别岩石中裂缝的能力和准确性最高。

结束语

综上所述,通过计算试验提出的岩性综合系数和裂缝综合系数的计算方法,在裂缝性储层评价方面的应用效果较好,可直观识别出油层和差油层。裂缝性油气藏在勘探过程当中必须要深入现场,在做好相应的数据分析,了解并掌握裂缝发育带的分布规律,同时还要运用多方法,多角度的方式来进行综合预测。再者裂缝渗透率降低对裂缝性储层生产有负面影响,是导致裂缝性储层产量下降的重要因素。

参考文献

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