低孔低渗致密砂岩储层裂缝研究现状及发展方向

低孔低渗致密砂岩储层裂缝研究现状及发展方向

裂缝发育是致密砂岩储层天然气获得高产、稳产的关键。在进行大量文献调研的基础上，对地质、测井、地震和裂缝建模及构造应力场等裂缝识别预测方法进行分析比较，指出未来裂缝研究的发展方向。

标签：裂缝；致密砂岩；识别方法；发展方向

多年来的油气勘探实践表明，裂缝性油气藏是我国含油气盆地中一种重要的油气藏类型，其探明地质储量已经超过40×108t，超过目前探明油气资源总量的1/3，此外我国剩余资源量中，约有60%的油气资源量分布与储层裂缝有关。因此，裂缝性油气藏的勘探开发在中国石油工业中的地位越来越重要。

1 储层裂缝识别方法

1.1 地质识别方法

地质识别方法是指通过对致密砂岩储层野外露头剖面、岩心或岩石薄片进行裂缝观察，从而对裂缝类型、产状、组系、方向、密度、长度、张开度及充填程度等方面特征进行描述和统计，该方法可以对致密砂岩储层中3种尺度裂缝发育程度进行定量表征。岩石薄片观察中可以采用聚焦离子束抛光（FIB）技术、场发射扫描电镜、透射电子显微镜（TEM）、纳米CT三维无损扫描成像技术及核磁共振（NMR）等技术对致密砂岩储层的微裂缝及纳米级超微裂缝进行定性观察及定量表征。岩心观察描述中，应对取芯井段裂缝测井参数进行提取，为后续裂缝测井识别打好基础。该方法所获取的裂缝参数代表卸载压力条件下的情况，因此开度相对原位应力条件下可能偏大几个量级，只能代表裂缝张开度的相对大小；同时，当地下裂缝规模较大时，取芯观察到的裂缝只能是其部分特征。

1.2 测井识别方法

测井资料由于单井纵向分辨率高，因此常用来对裂缝进行识别。该方法主要包括基于常规测井资料的裂缝识别及基于特殊测井资料的裂缝识别。对于常规测井而言，裂缝的存在往往能引起地层声波时差增大，密度测井值降低，中子密度测井值增加，电阻率略微发生降低。基于这些常规测井数据既可以根据经验公式计算裂缝产状、密度、开度、裂缝孔隙度及裂缝渗透率参数；还可以构建如三孔隙度比值、等效模量差比、次生孔隙度指标、双感应幅度差指标、龟裂系数、井径相对异常、胶结指数指标等裂缝敏感参数。通过指标参数的构建或提取的裂缝参数，应用概率判别或人工神经网络方法，实现对致密储层的裂缝识别。

1.3 实验测试识别方法

利用实验方法研究致密砂岩储层的裂缝特征，主要方法包括：岩心导流实验测试法、声学资料反演方法及CT 扫描研究方法。通过对裂缝性储层岩样进行岩

心导流测试，可以确定不同围压及孔隙压力条件下裂缝对岩心裂缝孔隙度及裂缝渗透率的影响程度。声学反演方法主要基于微分等效介质理论模型和Biot 相恰理论模型原理，可确定岩样中裂缝密度、裂缝形态、不同围压条件下发生闭合及依然保持张开的微裂缝比例，还可以确定致密砂岩储层中不同类型微裂缝的应力敏感性。CT 扫描不仅可以无损真实地反映岩体内部孔缝三维分布状态，而且还可提供裂缝孔隙度及裂缝开度参数。除此之外，前人还有采用声发射、纵横波波速比及真三轴破裂测试等实验来识别裂缝，研究其形成演化，这些均是研究裂缝的有效实验方法。

1.4 地震识别方法

利用地震方法识别裂缝的主要依据是裂缝的存在会增强地层各向异性，进而在地震波中产生显著响应。地震方法预测裂缝，所识别的目标一般为有一定发育规模的裂缝发育带。利用纵波各向异性预测裂缝目前来说应用广泛，该方法通过对地震方位角数据进行不断叠加和偏移，获得纵波反射系数、方位角等参数，进而根据一定转换获得相应裂缝地震特征参数。但这种方法往往只能对高角度裂缝进行有效预测，不适用于低角度裂缝的预测。

相干体及倾角检测、叠后属性融合、小波多尺度边缘检测、横波分裂裂缝预测、弹性反演、曲率体分析及蚂蚁追踪裂缝识别等技术方法均可对致密砂岩储层裂缝进行识别，但地震识别方法存在的主要问题是受岩体及流体的剧烈变化影响较大。因此在利用地震方法对储层裂缝进行识别时，应综合考虑多种地震方法反演结果。裂缝预测结果应与钻井岩心裂缝观察结果、测井解释结果及试井生产等方面结果进行综合对比，确保预测结果的可靠性。

2 致密砂岩储层裂缝研究发展方向

中国致密砂岩油气资源丰富，其勘探开发技术较为成熟，目前是非常规天然气最现实的勘探领域，其发展趋势主要体现在以下几个方面：

①非常规油气勘探主要是寻找优质储层，而裂缝是致密油气储层高产的关键。未来将更加重视储层裂缝评价。在评价中应该做到“裂缝地质观察描述与测井解释和地震检测相结合”、“宏观尺度与微观尺度裂缝研究相结合”、“定性识别与定量判别研究相结合”、“统计与计算方法相结合”、“实验分析与数值模拟方法相结合”；②随着研究的深入开展，未来将建立适合于各类沉积相及构造演化背景条件下致密砂岩储层裂缝的识别标准及参数体系；③致密砂岩储层普遍经历了复杂致密化，宏观裂缝往往发生充填，因而对微裂缝研究至关重要。定量識别微裂缝及其分布的方法将成为裂缝评价的重要研究内容；④重视不同类型致密砂岩储层裂缝发育程度与主控因素间的定量关系研究，并建立相应的数学模型；⑤针对各种类型致密砂岩储层的复杂裂缝特征，不断探索和改进地震预测方法，提高地震预测裂缝的精度。

参考文献：

[1]丁文龙，王兴华，胡秋嘉，等.致密砂岩储层裂缝研究进展[J].地球科学进展，2015，30（7）：737-750.

[2]丁文龙，李超，李春艳，等.页岩裂缝发育主控因素及其对含气性的影响[J].地学前缘，2012，19（2）：212-220.

黄太（1991- ），男，汉族，四川江油人，主要从事采气工艺工作。