1403第3章-储层裂缝研究

1第1节野外露头裂缝观测第2节岩心裂缝观测第3节测井方法探测裂缝第4节动态法探测裂缝第5节地震方法预测裂缝第6节应力场模拟预测裂缝第7节裂缝建模第3章储层裂缝研究2第1节相似露头观测法一、野外裂缝识别标志1．裂缝分布比较规则，常成组出现，有的呈羽状。在大规模范围内，相同层位裂缝的组系不变。2．有些裂缝局部或全部被矿脉（如石英、方解石等）充填，有些裂缝面上有铁、锰氧化物浸染。3．裂缝面上具擦痕、阶步和羽饰等现象。4．裂缝穿切深度较大，有的可穿数层。3第1节相似露头观测法二、野外裂缝描述主要内容1）裂缝产状（走向、倾向、倾角）2）裂缝密度（线密度、面密度）3）裂缝性质4）裂缝开度5）裂缝面特征（擦痕、阶步、溶蚀和充填）6）裂缝延伸性（裂缝延伸长度）7）裂缝切割关系4走向方位(°)裂缝条数平均走向(°)平均倾角(°)频率(%)0-101116722近南北向350-3609351711810-20213754北北东向20-30121732北东东向60-707616014近东西向80-907817814北西西向290-30062918212北北西向330-34073318314前郭相似露头前郭哈达山露头裂缝走向分布图前郭哈达山露头裂缝走向分布图01020304050近南北向北北东向北东东向近东西向北西西向北北西向裂缝走向（°）裂缝发育频率（%）以近南北向裂缝为主高角度缝和垂直缝为主第1节相似露头观测法－裂缝产状5新立城相似露头0510152025303540近东西向北西西向北西向北北西向裂缝走向（°）裂缝发育频率（%）以北西向和北北西向为主，走向稳定，延展性和穿时性好，开度多为0.5mm～0.1mm，以高角度缝为主。北西西向裂缝形成较早，北西向裂缝形成相对较晚。新立城水库露头裂缝走向分布图走向方位（°）条数平均走向（°）频率（%）近东西向280-29012858北西西向290-300329025300-310230217北西向320-330232517北北西向330-340433333第1节相似露头观测法－裂缝产状6榆树团山子露头观察：有三组裂缝：北北东向、北北西向、近东西向，裂缝均为剪切缝，并明显地反映了裂缝的等距性，它们的穿时性和延展性均较好。第1节相似露头观测法－裂缝产状7裂缝发育密度控制因素较多，最主要岩性和构造。泉头组露头岩性主要为细砂岩、粉砂岩和泥岩，其中细砂岩的裂缝密度较大，泥岩中层面缝发育。本次主要测量了泉头镇裂缝的线密度，裂缝密度小于30条/米。近东西向裂缝密度大于近南北向裂缝密度。裂缝发育密集段2、裂缝密度第1节相似露头观测法－裂缝密度8第2节岩心观测法一、岩心裂缝观测内容1、裂缝宽度裂缝开度，是指裂缝张开的大小。2、裂缝间距是指两条裂缝之间的距离。3、裂缝密度反映了裂缝的发育程度。4、裂缝产状（包括倾角和倾向）倾角容易测量，但倾向比较困难。可用古地磁法确定裂缝方位。5、裂缝充填情况裂缝充填物是由地下水流经裂缝时沉积的沉淀物。主要包括方解石、石膏和泥质等。6、裂缝性质张裂缝缝面一般不平直、高倾角，常有方解石、膏盐充填。剪裂缝缝面平直，可见擦痕、阶步。岩心观察时，有时二者很难区分。9裂缝类型新立油田扶杨油层裂缝以垂直缝和高角度缝为主，而泥岩段由于泥岩收缩，产生泥岩收缩缝，因此泥岩岩心大部分呈破碎状态。第2节岩心观测法0102030405060垂直缝高角度缝低角度缝水平缝百分比(%)10岩心上可以明显区分出裂缝的组系，并根据其切割关系可判断形成的先后次序。裂缝组系第2节岩心观测法110102030405060泥岩粉砂质泥岩泥质粉砂岩粉砂岩细砂岩中砂岩砾岩裂缝条数01020304050泥岩泥质粉砂岩粉砂质泥岩粉砂岩细砂岩中砂岩砾岩裂缝条数垂直缝与岩性关系图高角度缝与岩性关系图裂缝密度第2节岩心观测法12发育近南北向、近东西向、近北东向和近北西向四组裂缝。同时地层倾角资料处理成果（裂缝方位频率图）也显示其裂缝发育的主要有四组。吉检1井1100m～1370m吉检3井1285m～1355m新立油田吉检1井和吉检3井裂缝发育方位玫瑰花图裂缝走向第2节岩心观测法13裂缝充填性是评价裂缝发育程度的一个重要参数，本区岩心裂缝部分被钙质或泥质充填，失去了储集油气的性能。吉7-18井,底砾岩,方解石充填高角度裂缝,1235.65-1236.23m新217井,细砂岩,高角度裂缝,1447.70-1448.00m。裂缝充填性第2节岩心观测法14岩心分析该区裂缝具有较好的含油性。裂缝发育对储层的含油性贡献较大。裂缝含油性第2节岩心观测法15张裂缝：一类由共轭剪切缝力学性质改变而成，开宽度大、穿层深，方解石强充填，是该区常见的裂缝类型。另一类呈雁列状，具分枝、侧裂现象，由方解石全充填或半充填，为早期张开的平面剪切缝。第2节岩心观测法裂缝性质16以高角度缝为主，缝面平直，开度小(一般2mm)，纵向延伸长度为0.4~1m，呈共轭关系，整体裂缝延伸较远。剪裂缝:第2节岩心观测法17缝面极不规则，具明显溶蚀改造痕迹，蛇曲状，垂直层面，开度较大，岩心上延伸长50多厘米，大部分由方解石全充填，可能为经溶蚀改造的扩张缝或纵(横)张裂缝。岩溶缝：第2节岩心观测法18有的缝面不规则，开度较小，呈网状分布，含油，有的在岩心上的延伸长10多厘米，貌似构造缝，由构造缝开启形成。水力破裂缝第2节岩心观测法19第3节测井探测裂缝一、裂缝测井响应特征1）中子测井（CNL）：裂缝造成高孔隙度异常；2）声波时差测井（AC）：裂缝很发育时，出现“周波跳跃”。3）密度测井曲线（DEN）：基准值与井段的差值越大，裂缝越发育。4）深浅电阻率测井：深浅侧向降低，降低越大，裂缝越发育；5）井径、井温测井：双井径曲线重叠显示明显差异，井眼呈椭圆形。应用高分辨率井温仪或微差井温仪可探测到井温下降。6）成像测井技术：优点：能直接看到裂缝产状，缺点：远离井壁的裂缝情况不清。20二、裂缝测井识别1、成像测井第3节测井探测裂缝212、地层倾角测井JJ1井裂缝描述：1167.34m～1167.90m，灰绿色细砂岩，直立缝，缝面见油斑1172.80m～1173.50m，棕褐色含油细砂岩，两组斜交缝，基本无充填1174.20m～1175.00m，浅灰绿色细砂岩，直立缝，缝面见油斑第3节测井探测裂缝－裂缝测井识别22裂缝描述：①：1165.40～1165.80m，细砂岩中的高角度裂缝，基本无充填②：1167.00～1167.50m，细砂岩中高角度缝，油浸，基本无充填③：1176.00-1176.50m，细砂岩中两组交叉直立缝，裂缝含油面积达90％，基本无充填117011801175深度岩性剖面裂缝描述3、电阻率测井第3节测井探测裂缝－裂缝测井识别23裂缝描述：①：1371.00-1371.34m，粉细砂岩中高角度裂缝，基本无充填，裂缝表面油浸。②：1373.00-1373.40m，粉砂岩中高角度缝，基本无充填，裂缝表面油浸。13701375深度岩性剖面第3节测井探测裂缝－裂缝测井识别240510152025303502.557.51012.51517.52022.5微电极幅度差三侧向幅度差裂缝非裂缝三、裂缝定量识别0510152025303540455005101520253035404550微梯度微电位裂缝非裂缝0369121518210369121518212427303336微梯度微电极幅度差裂缝非裂缝03691215182103691215182124273033363942454851微电位微电极幅度差裂缝非裂缝第3节测井探测裂缝25三侧向幅差和微电极幅差微梯度和微电位微梯度和微电极幅度差微电位和微电极幅度差浅侧向和三侧向幅度差深侧向和三侧向幅度差图版类型三侧向幅度差微电极幅度差微梯度微电位微梯度微电极幅度差微电位微电极幅度差浅侧向三侧向幅度差深侧向三侧向幅度差裂缝取值(Ωm)≤5≤5≤8≤12≤8≤5≤12≤5≤28≤5≤30≤5正判率94%91%87%88%89%90%第3节测井裂缝识别－裂缝定量识别26第3节测井裂缝识别－裂缝定量识别样本号DEPBDEPEPffKfLfDfFI裂缝发育程度11195.3751196.3750.880.77742.420.251.420.73很发育21219.3751220.3750.971.45606.310.361.400.88很发育31228.5001229.1250.520.84166.220.251.630.31欠发育41237.0001237.5001.001.49745.890.291.340.84很发育51238.2501239.5000.630.52155.000.471.400.61很发育61243.0001243.8750.721.97360.510.441.480.73很发育71245.0001246.1250.951.20999.000.441.480.88很发育81299.5001300.2500.800.83264.870.631.650.56发育91300.2501301.0000.670.46389.560.631.650.31欠发育吉14-8井神经网络评价结果27小吸水量：注水压力层第一次第二次6.08MPa9.6MPa122.5%20.3%1334.2%22.9%1625.5%15.5%图5-11吉4-16井12、13、16小层吸水剖面对比分析图吉4-16井12、13、16小层吸水剖面对比图一、吸水剖面第4节动态法探测裂缝2815-17号砂体吸水量分布饼状图7-8号砂体吸水量分布饼状图第4节动态法探测裂缝－吸水剖面295小层小层号日产液量8小层4方15.5方6-12井5、8小层裂缝－日产液量数据对应分析图二、产液剖面第4节动态法探测裂缝30吉28-13井测井裂缝识别与示踪剂解释对比图图5-12吉28-13井测井裂缝识别与示踪剂测试解释对应分析图小示踪迹层解释结果裂缝131265.66毫达西三、同位素示踪剂第4节动态法探测裂缝31第4节动态法探测裂缝－同位素32吉3-2井测井识别裂缝与泥浆漏失对应图图5-13吉3-2井测井裂缝识别与泥浆漏失对应分析图小泥浆漏失层统计结果920方/日四、泥浆漏失第4节动态法探测裂缝33一、地震相干分析技术利用地震相干数据体进行相干分析，沿层切片效果最佳，与实际断层有非常好的一致性。利津南区沙二段三砂层组沿层相干切片综合研究成果相干技术研究成果利津南区沙二段三砂层组顶面构造图第5节地震方法预测裂缝34二、分形分维预测（1）分形几何学是解决不规则物体几何形态描述的有效工具；（2）分形几何学中最基本的概念是自相似性，即局部是整体成比例缩小的性质。具有自相似性的几何对象叫分形；定量描述分形维数的量称为分维数。)/1lg()(lg0NDLim（3）天然裂缝系统是一个分形体系。由其引起的复杂地震道构成无穷层次的自相似结构－奇怪吸因子。奇怪吸因子是一种分形，其分维数具有明确的地球物理意义。1、理论依据第5节地震方法预测裂缝352、检测原理裂缝性储层：①地震波速度下降②地震波频率降低③地震波振幅增大瞬时振幅瞬时频率图第5节地震方法预测裂缝36新立油田扶余油层ⅠⅡ砂组Inline140测线裂缝分维预测结果3、预测结果第5节地震方法预测裂缝37新立油田扶余油层ⅠⅡ砂组平面分布规律分形分维预测结果第5节地震方法预测裂缝38新立油田扶余油层ⅠⅡ砂组三维分布规律分形分维预测结果第5节地震方法预测裂缝39一、技术流程第6节应力场模拟402、三轴应力实验从应力－应变曲线可知：轴向应变沿着正半轴逐渐增大，径向应变向外膨胀。径向应变mmmm轴向)-0.060-0.0300.0000.0300.06060120180240轴向应力差/MPa()/(轴向应变径向应变1径向应变27001井3号围压50MPa孔压40MPa径向应变mmmm轴向)-0.060-0.0300.0000.0300.06060120180240轴向应力差/MPa()/(轴向应变径向应变1径向应变27001井3号围压50MPa孔压40M