裂缝储层评价

裂缝性储层评价报告人赵良孝裂缝性储层评价1）裂缝性储层的基本地质特征2）裂缝性储层的测井识别方法3）裂缝性储层的评价方法4）裂缝性储层的挑战对策1）裂缝性储层的基本地质特征1）裂缝性储层的基本地质特征（1）裂缝的地质特征①地下天然裂缝的成因分类A、区域应力裂缝B、构造裂缝C、溶蚀缝及与溶塌有关的裂缝D、成岩裂缝E、水力破裂缝A、区域应力裂缝区域应力裂缝的形成机理（1）在预测裂缝横向分布规律中的应用三轴向地应力与岩石破裂的关系产生三组裂缝：一组张性缝，两组共轭剪切缝。张性缝走向平行于最大主应力；共轭剪切缝钝夹角平分线平行于最小主应力；共轭剪切缝锐夹角平分线平行于最大主应力；三组裂缝交线平行于中间主应力。区域应力裂缝的特征第一、区域裂缝通常只有其中一组发育，一般是某一组共轭剪切缝最发育。第二、区域裂缝延伸远，开度大，但密度小。第三、由于地球上区域应力以水平构造应力为主，因此水平应力一般为最大或中间主应力，所以区域应力裂缝多为垂直裂缝或高角度裂缝。第四、区域裂缝的产状主要决定于大陆板块漂移形成的区域应力方向，而与局部构造应力方向关系较小。褶皱变形派生裂缝的形成及分布图褶皱裂缝的空间分布图褶皱裂缝的平面分布图T张裂缝S剪裂缝σ3σ1区域挤压力B、构造裂缝第一、褶皱构造裂缝塔里木和田河油田玛2井奥陶系灰岩中的“X”剪切缝，未充填。肯吉亚克油田石炭系岩心:有不同时期的多组裂缝发育更晚构造溶蚀裂缝较早构造裂缝较晚构造裂缝砂岩中发育的裂缝火成岩中发育的裂缝塔中161井半充填天然裂缝碳酸盐岩中发育的裂缝周公2井玄武岩中高角度倾斜裂缝平乐坝须家河砂岩中的裂缝构造裂缝的主要特征明显的组系性具有一定的期次性裂缝面较规则裂缝宽度和延伸长度较大不同类型断层伴生裂缝的空间分布图A正断层B逆断层C平移断层σ1最大主应力σ2中间主应力σ3最小主应力断层的应力机制B、构造裂缝第二、断层伴生裂缝断层的伴生应力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*断层两盘错动派生剪切应力；*发生地层牵引褶皱而派生的局部张性应力；*未全消失的区域应力重新分布，在某些部位发生应力集中形成新的构造应力。断层伴生裂缝的特征羽状张裂缝：与断层面锐夹角相交，与断层所夹的锐角指示本盘运动方向。羽状张裂缝与断层的关系所反映的应力状态是：裂缝与断层面的交线代表σ2，与张裂缝垂直的方向代表σ3，σ1垂直于σ2并位于张裂缝面上。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。断层裂缝的发育规律*断层裂缝与断层距离的关系：断层裂缝都发育在断层附近，一般不超过500m，在1000m以外就很少了。*断层裂缝与断层剖面形态的关系：剖面上弯曲断层的外凸区裂缝较发育，当断层剖面突向上盘者，那上盘在剖面上突出处裂缝发育；当断层剖面突向下盘者，下盘在剖面上突出处裂缝发育，总之，剖面上断层突向哪里，哪里就好。*断层裂缝与断层平面形态的关系：断层平面图上，多组断层交汇区裂缝发育；断层消失处张开裂缝发育；断层突然拐弯处裂缝发育；断层走向与构造等高线斜交的比平行的好；在构造平面图上逆断层外突的比内凹的好，正断层内凹的比外凸的好。因为这些地方都是应力集中之处。*断层裂缝与断层上下盘的关系：一般是上盘比下盘裂缝更发育。逆断层上盘的拱曲比下盘拱曲上的裂缝更为发育。*断层裂缝与断层断开层位的关系：断层断开和消失在脆性地层比在塑性地层好。C、溶蚀缝及与溶塌有关的裂缝第一、对岩石的选择性溶蚀缝缝面极不规则，无组系性，一般规模很小。CT-4井KT-Ⅰ白云岩中溶蚀缝第二、沿缝合线的溶蚀缝成岩压溶缝合线和构造压溶缝合线一般多被方解石、泥质、沥青质充填，但有部分方解石充填缝合线可能被溶蚀，形成沿缝合线分布的溶蚀缝及串珠状溶孔，成为有效的储渗空间。玛2井石炭系灰岩中的泥质全充填水平压溶缝肯吉亚克7001井石炭系灰岩中的水平挤压缝合线塔中15井沿缝合线的针状溶孔、沥青充填C、溶蚀缝及与溶塌有关的裂缝第三、沿构造缝的溶蚀缝沿构造缝扩展的溶缝缝主要形成于古风化壳附近，如塔里木石炭系、奥陶系剥蚀区晚海西期形成的岩溶缝，川南、川西南、地区二叠系顶部，川东地区石炭系顶部风化剥蚀作用形成的岩溶缝。岩溶缝张开宽度大，缝壁极不规则，有时被泥砂质或淡水方解石半充填或全充填全充填。玛2井石炭系C6生物灰岩中发育的2条串珠状溶蚀缝，方解石半充填。C、溶蚀缝及与溶塌有关的裂缝第四、溶塌缝岩溶缝较发育的洞顶破裂带和岩溶坍塌带、陡壁拉张破裂带可能仍会保存有大量缝隙空间成为有效缝，具较大的储产油气意义。让纳若尔油田2092井灰质云岩中坍塌破裂缝让纳若尔油田2399井灰岩中“饼裂”现象D、成岩裂缝第一、压实作用裂缝当脆性岩石颗粒直接接触时，压实作用的强大压力可能造成粒内裂纹，如石英颗粒裂纹、砾石裂纹等。BK8井，4953.50mD1-2K，细粒石英砂岩，粒内裂纹CT-4井2337.67-2337.70m粒裂纹第二、收缩裂缝*岩石因脱水体积缩小而形成的裂缝，可在粘土、含水石膏因失水体积缩小38%产生裂缝；也可在粉砂岩、砂岩、石灰岩、白云岩中失水产生裂缝。*矿物相变使体积缩小而产生裂缝，如方解石转变为白云石其摩尔体积可减小13%，蒙脱石转变为伊利石体积体积也有近似的减小。脱水和矿物相变产生的裂缝有扩张缝和拉张缝，在岩石中形成粒间缝，或三维空间中的多边形裂缝体，通常称之为“鸡笼状裂缝”。D、成岩裂缝BK8,4952.9m,D1-2K,粒间裂缝2399井白云岩中“鸡笼状”裂缝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。如美国东部Delaware盆地War—Wink油田中，深部地层的异常压力带出现在地下3500~5000m深度，按照理论计算，这个深度的孔隙度应为2~6%，但实际孔隙度为10~35%，相同深度段的渗透率也异常高（摘自“天然气地球科学”2004年1期胡海燕所著“超压的成因及其对油气藏的影响”）。肯吉亚克油田石炭系超压油层中普遍存在该类裂缝，极大地提高了储层的渗透率和产量。（1）裂缝的地质特征②地下天然裂缝的形态分类A、按裂缝宽度分类第一、宏观裂缝：肉眼容易识别，仪器容易探测的裂缝；能将岩石切割成一定形状的岩块，从而可划分出双重介质。第二、微细裂缝：肉眼难以识别，仪器不易探测的裂缝，如微构造缝、粒内缝、粒间缝等；不能将岩石切割成一定形状的岩块，因此仍属单一介质。2092井白云岩中构造微裂缝7001井灰岩中构造宏观裂缝（1）裂缝的地质特征②地下天然裂缝的形态分类B、按产状分类：垂直裂缝和高角度裂缝，水平裂缝和第角度裂缝，网状裂缝高角度缝斜交缝水平缝网状缝1）裂缝性储层的基本地质特征（2）裂缝性储层的类型及其性质①储层分类的主要依据第一、储层的储渗性质；第二、影响储层原始流体分布特征及产出特征；第三、影响储层开采中后期流体分布特征及产出特征；第四、钻井液侵入特征；第五、测井响应特征。②裂缝性储层分类A、按孔、洞、缝组合特征分类*低孔裂缝型储层*裂缝-孔隙型储层*裂缝-溶洞型储层B、按裂缝产状及组合状况分类*单组系裂缝性储层包括低角度裂缝性储层、高角度裂缝性储层、斜交裂缝储层。*多组系裂缝性储层未封闭的多组系裂缝性储层；封闭的多组系网状裂缝性储层。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钻井液对裂缝的侵入裂缝倾角与双侧向曲线特征的模型实验结果纵波时差与裂缝倾角和裂缝率的实验关系曲线③裂缝性储层的性质B、裂缝-孔隙型储层第一、储层中的储集空间以孔隙为主；渗滤通道以裂缝为主。第二、产出特征基本为双孔双渗，即裂缝和孔隙同时产出流体。第三、储层裂缝和孔隙的含水饱和度差异状况取决于多种因素：裂缝的产状及发育程度，基质岩块的大小，特别是基质岩块的垂直高度，基质孔隙结构的好坏，距原始气水界面的高度等。双层单渗模型（等效于双孔单渗模型）抽象化裂缝介质抽象化的孔隙介质双层双渗模型（等效于双孔双渗模型）抽象化的孔隙介质双孔拟稳定窜流地层试井曲线特征裂缝-孔隙型储层的流体分布网状裂缝储层高角度裂缝储层原始状况：Swb明显高于Swf，易判为水层Swb、Swf均低，不易误判。而产油气；开采中后期：Swb、Swf均高，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B、裂缝-溶洞型储层第一、裂缝和溶洞当作统一体考虑四川二叠系灰岩中裂缝交汇处的溶洞玛8井沿裂缝分布的溶洞③裂缝性储层的性质B、裂缝-溶洞型储层第二、非均质性最强的储层隔离气模型示意图封存气模型示意图隔离水模型示意图封存水模型示意图裂缝-溶洞型储层的流体赋存状态③裂缝性储层的性质B、裂缝-溶洞型储层第三、极不规则的产出特征，可能先产气，后产水，再产气或相反；也可能气水同产。一般底水式示意图1—储气缝洞空间2—含水缝洞空间隔水底水式示意图1—储气缝洞空间2—含水缝洞空间一般边水式示意图1—储气缝洞空间2—含水缝洞空间3—原始气水界面1—储气缝洞空间2—含水缝洞空间3—原始气水界面4—含气张开缝下部储气空间与上部含水空间连通示意图隔气底水式示意图A—原始状态，投产后产纯气；B—已开发储气空间气水界面上升，气水同产；C—储气空间连成一体，产纯气；1—储气缝洞空间，2—含水缝洞空间，3—原始气水界面，4—目前气水界面2）裂缝性储层的测井识别方法（1）裂缝性储层的常规测井识别方法①有无裂缝发育的识别方法②裂缝产状的识别方法（2）裂缝性储层的成像测井识别方法①天然裂缝的成像测井基本特征②真假天然裂缝的鉴别③天然裂缝与诱导裂缝的鉴别裂缝型孔隙型裂缝—孔隙型裂缝—溶洞型（1）常规测井识别方法*微电阻率与深探测电阻率相关性分析的裂缝识别方法①有无裂缝发育的识别方法-----第一层次的裂缝识别玛5井：C8段2099.5~2104.5m，裂缝型储层的常规测井模式微电阻率测井曲线异常*声波跳波或时差异常增高识别方法：排出因井眼不规则和天然气导致的跳波就是裂缝跳波。*低角度裂缝可出现局部时差增高，甚至发生跳波。出现较孤立的，且仅向时差增大方向跳波。*井眼不规则造成声波时差跳波。仪器进入和离开大井眼时出现分别向时差增大和减小两个方向跳。*天然气渗入井筒造成声波时差跳波。出现一连串不规则的高时差异常。低角度裂缝跳波或时差异常增大井眼不规则跳波井内有气泡跳波低角度裂缝造成声波时差异常增大（中子孔隙度未增大，密度未降低）时差增高井眼不规则跳波孔隙性气层造成声波跳波*声波时差与电阻率对比法：当声波时差不高，而电阻率曲线出现尖刺状低电阻率特征，如无明显高自然伽马的泥质尖，则很可能是裂缝发育所至。3480.0-3586.0米：产气9.11万方/天，产油1.86方/天，产水2.48方/天。土库曼斯坦Cha21井错！②裂缝产状的识别方法-----第二层次的裂缝识别（1）常规测井识别方法高角度裂缝的识别音10井高角度裂缝储层的测井响应特征坝9井高角度裂缝响应特征双侧向电磁波传播声波中子密度裂缝识别测井波形变密度临18井低角度裂缝储层测井响应特征低角度裂缝的识别音1