致密砂巖儲層復雜網(wǎng)狀裂縫的預測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油勘探領域，具體地，涉及一種致密砂巖儲層復雜網(wǎng)狀裂縫的預測 方法。
【背景技術】
[0002] 隨著油氣資源勘探開發(fā)逐漸由東部向西部、由常規(guī)儲層向非常規(guī)儲層的轉變，尋 找裂縫性油氣藏已成為熱點，如何預測裂縫的空間分布，并定量表征裂縫參數(shù)是石油地質 研究的前沿問題。與其它儲層相比，致密砂巖儲層埋藏深度大、地層壓力系數(shù)高、成巖作用 強烈、構造運動期次多、網(wǎng)狀裂縫非常發(fā)育，構造裂縫作為重要的儲集空間和滲流通道，其 形成和發(fā)育直接受控于構造應力場和儲層巖石物理性質。因此，國內(nèi)外學者多采用構造應 力場法來預測裂縫分布，另外還有已知井點約束法、分形幾何法、曲率分析法、測井分析法、 地震分析法、應變量分析法、離散裂縫網(wǎng)絡建模技術（DFN)等。實踐證明，基于地質力學理 論進行裂縫空間預測是必然的趨勢，但仍存在缺陷和不足，儲層地質結構非均質性強、應力 條件復雜多變、構造活動期次多都影響著裂縫的發(fā)育和分布，同時局部構造和沉積特征也 會改變應局部應力的再分配，使得不同組系裂縫之間相互疊加和改造，最終形成了復雜的 網(wǎng)狀系統(tǒng)；另外基于均質地質力學模型的裂縫成因機制分析，只考慮了各種彈性能量的相 互轉換，忽略了裂縫面摩擦耗能和塑形變形能，從而無法建立更合適的巖石復合破裂準則 和更準確的裂縫參數(shù)力學模型，浪費了大量的計算資源，使得裂縫建模和預測遇到了瓶頸 效應。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明提供一種致密砂巖儲層復雜網(wǎng)狀裂縫的預測 方法，綜合考慮儲層力學非均質性和多期疊加機制，基于能量守恒定律，考慮彈性應變能、 塑性耗散能、裂縫表面能和摩擦耗能，在復合破裂準則優(yōu)選的前提下，建立有效的巖石破裂 力學模型，在古應力場數(shù)值模擬的基礎上，計算裂縫密度參數(shù)，并給出空間展布特征。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述方案：
[0005] 致密砂巖儲層多期裂縫的預測方法，步驟如下：
[0006] 步驟1 :建立構造地質模型及裂縫發(fā)育模型
[0007] 步驟2 :測試古、今地應力大小及方向
[0008] 步驟3 :完整巖石力學參數(shù)實驗
[0009] 步驟4 :測試巖石力學參數(shù)及裂縫應力敏感性 [0010] 步驟5 :建立裂縫性巖石多級復合破裂準則
[0011] 步驟6 :進行巖石變形物理測試獲取峰值強度
[0012] 步驟7 :建立單軸狀態(tài)應力-應變與裂縫體密度關系模型
[0013] 步驟8 :建立三軸狀態(tài)應力-應變與裂縫體密度、產(chǎn)狀關系模型
[0014] 步驟7 :建立單軸狀態(tài)應力-應變與裂縫體密度關系模型
[0015] 步驟10 :計算模擬現(xiàn)今條件下裂縫參數(shù)
[0016] 步驟11 :驗證裂縫定量預測結果的可靠性
[0017] 相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下有益效果：解決了準確獲取致密砂巖儲層復雜 裂縫參數(shù)并進行定量表征的問題，適合于任何脆性儲層為主的裂縫定量預測工作；有效預 測多期應力場作用下致密砂巖儲層裂縫的產(chǎn)狀、密度，為研究裂縫性儲層的有利發(fā)育區(qū)提 供了可靠依據(jù)，為裂縫性儲層的壓裂改造設計和開發(fā)方案優(yōu)化提供了保障，減少了勘探開 發(fā)的風險和成本。
【附圖說明】
[0018] 圖1是致密砂巖儲層多期裂縫的預測方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 致密砂巖儲層多期裂縫的預測方法，步驟如下：
[0020] 步驟1 :建立構造地質模型及裂縫發(fā)育模型，具體方法如下：
[0021] (1)、收集三維地震解釋深度域的斷層、地層數(shù)據(jù)，按砂層組或砂層級別建立現(xiàn)今 三維構造地質模型；
[0022] (2)、分析構造演化史，確定關鍵造縫期，基于現(xiàn)今三維構造地質模型和斷層相關 褶皺理論和方法，建立研究區(qū)深度-聲波時差關系圖，獲得壓實規(guī)律，通過彎曲去褶皺、恢 復到基準面、拼板恢復法恢復造縫時期的古構造形態(tài)，建立關鍵期古構造地質模型；
[0023] (3)、依據(jù)野外露頭觀察、巖心觀察、成像測井解釋和巖心CT掃描，統(tǒng)計裂縫產(chǎn)狀、 密度、開度、充填度、孔隙度、滲透率、力學性質參數(shù)，分析裂縫優(yōu)勢充填方向和共輒裂縫代 表的最大主應力方向，結合構造演化史、裂縫充填物包裹體測試劃分裂縫發(fā)育期次，確定造 縫關鍵期，建立不同產(chǎn)狀裂縫的充填程度模版，劃分裂縫充填分布區(qū)域，綜合建立裂縫地質 發(fā)育模式；充填等級分為未充填、半充填和全充填。
[0024] 步驟2 :測試古、今地應力大小及方向，具體方法如下：
[0025] (1)、對鉆井巖心按照不同層位進行采樣，每個層位對應一組巖石樣品，每組包含 四塊，巖石樣品平行于巖心長軸方向，在實驗室內(nèi)加工成標準圓柱柱塞樣，其長度和直徑分 別 50mm 和 25mm ；
[0026] (2)、選取標準柱塞樣，通過巖石破裂聲發(fā)射法測試凱賽爾點，獲得不同期次構造 運動的古最大主應力值及范圍；
[0027] (3)、選取標準柱塞樣，測試巖心聲波速度的各向異性，確定現(xiàn)今最大應力、最小主 應力方向，并測試不同方向的應變；
[0028] (4)、收集油田現(xiàn)場井壁崩落資料、儲層壓裂改造資料，分析獲得現(xiàn)今地應力大小 及方位；
[0029] (5)、選取每口井的標準柱塞樣，在實驗室中進行粘滯剩余磁性測量，提取地理北 方向的信息，用于巖心裂縫定向和巖心聲速定向，并校正以上測試分析獲得的地應力方 向；
[0030] 步驟3 :完整巖石力學參數(shù)實驗，具體方法如下：
[0031] (1)、對鉆井巖心按照不同巖性進行水平間隔采樣，間隔為45°，每個巖性對應一 組巖石樣品，每組包含六塊，巖樣垂直于巖心長軸方向，在實驗室內(nèi)加工成標準圓柱柱塞 樣，其長度和直徑分別50mm和25mm ;
[0032] (2)、每組選取一塊巖心在MTS真三軸巖石力學儀上進行單軸加載實驗，測試獲得 巖石的單軸抗壓強度、泊松比、彈性模量；
[0033] (3)、每組選取一塊巖心在直剪巖石力學儀上進行直接剪切實驗，測試獲得巖石的 單軸抗剪強度；
[0034] (4)、每組選取一塊巖心在進行巴西劈裂實驗，測試獲得巖石的單軸抗張強度；
[0035] (5)、首先根據(jù)地層經(jīng)歷的構造演化史，確定巖樣的歷史古埋深，計算上覆地層圍 壓范圍，每隔5-10Mpa設置圍壓等級，每組選取三塊巖心在MTS真三軸巖石力學儀上進行真 三軸加載實驗，測試獲得巖石的三軸抗壓強度、泊松比、彈性模量、內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力；
[0036] (6)、選擇測井解釋模型，對楊氏模量、泊松比、密度動態(tài)巖石力學參數(shù)進行測井解 釋，并對巖石力學實驗結果進行動靜態(tài)校正，以獲得更真實的地層力學強度參數(shù)；
[0037] 步驟4 :測試巖石力學參數(shù)及裂縫應力敏感性，具體方法如下：
[0038] (1)、按照步驟3的標準，鉆取巖心中含有不同產(chǎn)狀、不同充填程度、不同數(shù)量裂縫 的巖樣，加工成標準柱塞樣，其長度和直徑分別50mm和25mm ;;
[0039] (2)、按照步驟3進行巖石力學實驗，獲得單軸、直剪、三軸圍壓條件下的裂縫性巖 石力學強度參數(shù)以及裂縫面摩擦系數(shù)、抗剪強度；
[0040] 步驟5 :建立裂縫性巖石多級復合破