油层特性裂缝几何参数PPT课件
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油藏描述断层PPT精选文档
方法：应力场有限元模拟
将作为研究对象的连续体简化为由有限个单元组成
的离散化模型，再用计算机对离散化模型求数值解。
•.
•17
第二节 油藏断层研究 五、地应力研究
（2）现今应力场研究 意义： 揭示研究区现今应力场分布规律及其与油气分布的
关系，为油井压裂施工和油气井合理布局提供重要依据 。
方法： ①声发射法； ②钻孔崩落法
大小，就可以确定最大和最小水平主应力方向。
B.通过成像测井确定钻孔崩落的方位，即为最小
主应力方向。
•.
•21
第二节 油藏断层研究
井
眼
井
崩
眼
落
崩
落
•.
•22
第二节 油藏断层研究
五、地应力研究
③井壁压裂法
A.平行于井轴纵向延伸
，成对出现两条黑色条带；
B.成180度对称分布；
C.压裂缝可以切割井壁
的地质事件，但不可能出现
概述
第二节 油藏断层研究
一、研究意义 1、构造研究的重要组成部分 2、与油气成藏密切相关
二、断层的类型
•.
•1
上盘下降
正断层
•.
•2
逆断层
•.
上盘上升
•3
水平错动
平移断层
•.
•4
第二节 油藏断层研究
一．油藏断层分级
一级 断层 二级断层 三级断层 四级断层
是断陷内影响二级构造带形成与发育的主
为向往断继与干致占距承落二四断，油可性差级级层延田达断在断断，伸断数层1层层走长0层千。类0是向达总m米活似油与1以数0，动，田凹上的k延时多m上陷，8伸间以与0分内延%长长上凹布主以伸度，，陷较要上长达往落或多构，度数往差凹的造落数十贯达陷断走差千千穿数内层向小米米于百的，基，，，一米构往本一走。一 个造般构走在造向2旋一0-回5致0的。m始，是终延划。伸分它长断一度块般1区-2是的k凹m重，陷要主或依要盆据延地。伸的 边方界向仍以平行凹陷内构造走向为主。四级断
裂缝性储集层精品PPT课件
储层地质学
Reservoir Geology
2、裂缝的类型
不同的分类依据有不同的分类方案。
裂缝的成因
力学成因：张性裂缝、压性裂缝、扭性裂缝 地质成因：构造裂缝、地层裂缝、其他裂缝
裂缝的几何性质
几何形态：走向缝、倾向缝、垂直缝、水平缝 大小：微裂缝、裂缝
裂缝的孔隙特征
充填程度：无充填、半充填、充填 充填物质：方解石、白云石等
B、长间距声波测井(Long-Spaced Sonic Log，简称LSS)
LSS遇到裂缝后，声波的能量从一种波的形式转换到另一 种形式(如从Stoneley波到Pseudo—Ralyleigh波)，因此接收 到的能量变弱。
储层地质学
Reservoir Geology
C、全波列声波(Array—Sonic)
Reservoir Geology
白云岩裂缝级别层次特别丰富
储层地质学
2、有利的构造部位
Reservoir Geology
裂缝时构造运动的结果，裂缝的发育与断层和褶皱密切相关。
(1)褶皱上的有利部位
储层地质学
Reservoir Geology
(2)与构造作用时期的关系 在构造运动的早期，地层变形不太强烈时所产生 的裂缝主要在脆性薄地层中，且裂缝产状微垂直 与构造走向。 构造运动的中晚期，裂缝发育在较厚的地层中， 切产状平行于走向。
储层地质学
Reservoir Geology
一、裂缝储集层概述
储层地质学
Reservoir Geology
1、裂缝
裂缝是一种岩石间丧失结合力的空间面。 裂缝两侧的岩石发生了显著位移则称为断层。而没有 发生较大位移则称为节理。 裂缝的存在是裂缝性储集层形成的必要条件。 裂缝的空间分布影响储集层的非均质性和油水运动规 律，最终影响油气采收率。 裂缝研究是储层研究的重要内容之一。
Reservoir Geology
2、裂缝的类型
不同的分类依据有不同的分类方案。
裂缝的成因
力学成因：张性裂缝、压性裂缝、扭性裂缝 地质成因：构造裂缝、地层裂缝、其他裂缝
裂缝的几何性质
几何形态：走向缝、倾向缝、垂直缝、水平缝 大小：微裂缝、裂缝
裂缝的孔隙特征
充填程度：无充填、半充填、充填 充填物质：方解石、白云石等
B、长间距声波测井(Long-Spaced Sonic Log，简称LSS)
LSS遇到裂缝后，声波的能量从一种波的形式转换到另一 种形式(如从Stoneley波到Pseudo—Ralyleigh波)，因此接收 到的能量变弱。
储层地质学
Reservoir Geology
C、全波列声波(Array—Sonic)
Reservoir Geology
白云岩裂缝级别层次特别丰富
储层地质学
2、有利的构造部位
Reservoir Geology
裂缝时构造运动的结果，裂缝的发育与断层和褶皱密切相关。
(1)褶皱上的有利部位
储层地质学
Reservoir Geology
(2)与构造作用时期的关系 在构造运动的早期，地层变形不太强烈时所产生 的裂缝主要在脆性薄地层中，且裂缝产状微垂直 与构造走向。 构造运动的中晚期，裂缝发育在较厚的地层中， 切产状平行于走向。
储层地质学
Reservoir Geology
一、裂缝储集层概述
储层地质学
Reservoir Geology
1、裂缝
裂缝是一种岩石间丧失结合力的空间面。 裂缝两侧的岩石发生了显著位移则称为断层。而没有 发生较大位移则称为节理。 裂缝的存在是裂缝性储集层形成的必要条件。 裂缝的空间分布影响储集层的非均质性和油水运动规 律，最终影响油气采收率。 裂缝研究是储层研究的重要内容之一。
油气储层裂缝及其有效性预测技术PPT课件
识 别
处理与解释
研
究
储层参数评价
裂缝分布预测 裂缝分布特征成因剖析
裂缝有效性研究
油气储层裂缝及其有效性预测技术
5
三、取得的成果
（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析
1、野外火山岩露头裂缝地质模型
选择山东省昌乐地区的死火山口群作为火山岩典型露头，对裂缝进行了观察 和研究工作，昌乐地区死火山口群发育典型的火山通道相裂缝，并且具有完整的 火山喷发相岩相系列，其中火山通道相最为发育、易观察研究，是研究火山活动、 火山岩储集特征的良好场所。
中国石油科技风险创新研究项目
油气储层裂缝及其有效性预测技术
1
一、研究目标
1、目前储层裂缝研究中存在的问题
储层裂缝的研究工作主要内容包括裂缝的识别和预测两部分内容，在 储层裂缝的研究过程中仍然存在许多问题，综合起来主要存在以下问题：
（1）目前还没有一种方法能单独有效地用于裂缝预测。 （2）由于地质因素变化的多样性，用于裂缝预测的理论都存在简单 化、理想化的特点。 （3）现有裂缝预测几乎都是定性的预测。所谓的定量，也只不过是 用一个简单的数据对一个区域的裂缝发育程度进行分区而已。 （4）裂缝产状及空间分布规律研究工作相对较少，而且裂缝的有效 性问题也没有得到很好的解决。
商742井裂缝倾向 玫瑰花图
商743井裂缝倾向 玫瑰花图
商745井裂缝倾向 玫瑰花图
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三、取得的成果
地 下 油 气 储 层 裂 缝 方 向 及 平 面 特 征
（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析
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三、取得的成果
（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析
5、地下火山岩微观裂缝分类及特征
对采集的钻孔岩心标本及野外采集的定向岩石标本切割定向薄片，进行微观裂缝 特征的研究。该区内主要微观裂缝是构造裂缝，其次是收缩缝。
油层物理2.7 油层物理课件
2 储层岩石的声学性质
声波：在岩石中传播的声波有纵波与横波之分。
声波测井
(1).纵波速度
vp
1
(2).横波速度
1
vs u /
(3).威利公式
t tm
t f tmLeabharlann 3 储层岩石的导电性§2.7
岩石的导电性指岩石传导电流的性质。 岩石的电阻率表示岩石阻止电流通过的能力
RA
L
岩石的电阻率是由其矿物组成、孔隙度、含油和含水饱和度、 水的化学组成以及岩石的温度决定的，与地层的几何尺寸、形状 无关。
4 储层岩石的放射性
放射性测井
§2.7
(1).通过对岩石放射性的研究，可以确定储层岩石的类型以 及有效的生、储、盖层，从而为勘探开发提供依据。
(2).判断出岩心在地层中的位置深度。
第二章 储层岩石的物理性质
§2.1 砂岩的骨架性质 §2.2 储层岩石的孔隙性 §2.3 储层岩石的渗透性 §2.4 储层流体饱和度 §2.5 岩石的胶结物及胶结类型 §2.6 毛管渗流模型及其应用 §2.7 储层岩石的其他物理性质
温度传导系数α与比热容C和热传导系数λ之
间的关系：
c
§2.7
影响压裂井增产幅度的因素
影响压裂井增产幅度的因素
影响压裂井增产幅度的因素主要是油层特性和裂缝几何参数。
油层特性主要是指压裂层的渗透率、孔隙度、流体物性、油层能量、含油丰度和泄油面积等；裂缝参数是指填砂裂缝的长、宽、高和导流能力。
在低渗油藏中，增加裂缝长度比增加裂缝导流能力对增产更有利。
因为对低渗油层容易得到高的导流能力，要提高增产倍数，应以加大裂缝长度为主。
而对高渗地层正好相反，应以增加导流能力为主。
对一定的裂缝长度，存在一个最佳的裂缝导流能力。
因为对一定的油层条件，油层的供液能力是有限的，所要求的渗流条件(导流能力)也是有限的，过分追求高导流能力是不必要的。
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1 53.568KhP 油
qD
qB
q1D13.77q16 K Z h TP2 气
无因次导流能力
FCD
K fWf KL f
0.0356K1 t
tDxf CtLf
.
11
图6-15 Agarwal曲线
四、裂缝参数设计方法 基本步骤： ①预测不同裂缝长度和导流能力下的产量，并绘制产 量与缝长和无因次导流能力关系曲线 ②根据产量要求，优选裂缝参数 ③选择支撑剂类型 ④确定尾随支撑剂体积和尾随比 ⑤根据地层条件选择压裂液
6
裂缝内的压力分布公式：
PfxPc610H4Q 1L32E 31/4
缝宽公式：
W ma xx26101E 2Q L1/4
对非牛顿液液体，最大缝宽为：
1
W m a x 1 32 n8 1 2 n n 1 n1 2 6 1 n 0 Q nK E fL 1 H n 2 n 2
⑤裂缝内各点压力相等，等于井底延伸压力。
Qt = + Q QtL tQ L t Q F t
滤失量QL(t)
QLt20tvtddAd
裂缝体积变化QF(t)
QF
t
W
dA dt.
5
裂缝面积
At
QW
4C2
ex2
erfcx
2x
1
考虑了液体的渗滤作x用2。C 根t 据导出的裂缝面积公式，如果 已知缝宽，则可求出水平W裂缝半径和垂直裂缝长度。
主要差别是裂缝的扩展和裂缝内的流体流动方式不同：
二维模型假设裂缝高度是常数，即流体仅沿缝长方 向流动。裂缝内仍是一维流动(缝长)。
拟三维模型和真三维模型缝高沿缝长方向是变化的， 在缝长、缝高方向均有流动(即存在压力降)。
.
4
（一）卡特模型 基本假设： ①裂缝是等宽的； ②压裂液从缝壁面垂直而又线性地渗入地层； ③缝壁上某点的滤失速度取决于此点暴露于液体中的时间； ④缝壁上各点的速度函数是相同的；
.
(结)12
麦克奎尔与西克拉用电模型研究了垂直裂缝条件下增产 倍数与裂缝几何尺寸和导流能力的关系。
假设：拟稳定流动；定产或定压生产；正方形泄油面积； 外边界封闭；可压缩流体；裂缝穿过整个产层。
.
2
无因次增产倍数
相对导流能力
图6-12 麦克奎－西克拉垂直裂缝增产倍数曲线 裂缝导流能力愈高，增产倍数也愈高；造缝愈长，倍数也愈高
第四节 压裂设计
压裂设计的任务：优选出经济可行的增产方案 最大限度发挥油层潜能和裂缝的作用
压裂设计的原则： 使压裂后油气井和注入井达到最佳状态
压裂井的有效期和稳产期长 压裂设计的方法：
根据油层特性和设备能力，以获取最大产量或经济效益 为目标，在优选裂缝几何参数基础上，设计合适的加砂方案。 压裂设计方案的内容：
（二）PKN模型
基本假设：
①岩石是弹性、脆性材料，当作用于岩石上的张应力大于 某个极限值后，岩石张开破裂；
②缝高在整个缝长方向上不变，即在上、下层受阻；造缝段 全部射孔，一开始就压开整个地层；
③裂缝断面为椭园形，最大缝宽在裂缝中部；
④缝内流体流动为层流；
⑤缝端部压力等于垂直于裂缝壁面的总应力；
⑥不考虑压裂液滤失于地层。.
/ rw
/ rw
仅适用于稳定和拟稳定生产阶段，对低渗透地层压裂后采
用增产倍数法预测的结果将会有很大的误差。
.
10
(二) Agarwal典型曲线预测压裂井产量
基本假设：
①油层流体微可压缩， 粘度为常数；
②导流能力为常数； ③不存在井筒存储和井 筒附近的油层损害；
④忽略边界影响；
⑤忽略气体紊流影响。
.
8
（四）吉尔兹玛模型
该模型以牛顿液体为基础，流动方程采用了泊稷叶 理论，岩石破裂方程采用英格兰—格林公式。假设缝端 部的闭合圆滑，并考虑液体的滤失作用。
在岩石泊松比ν=0.25时，吉尔兹玛方程为：
缝长：
L 1 Q t
2 HC
缝宽：
W 0.1354 QL2
GH
.
9
三、压裂效果预测
效果预测有增产倍数和产量预测两种
垂直缝的增产倍数一般可用麦克奎尔—西克拉增产倍数 曲线确定；水平缝可用解析公式计算。
产量、压裂的有效期和累积增产量等的预测可用典型曲
线拟合和数值模拟方法。
（一）增产倍数计算
垂直缝压裂井
用麦克奎尔－西克拉增产倍数曲线确定
水平缝压裂井
PR
KfWf Kh
11KKKfKW fW hhff
lnRe
lnrf
裂缝几何参数优选及设计；压裂液类型、配方选择及注液 程序；支撑剂选择及加砂方案设计；压裂效果预测和经济分析 等。区块整体压裂设计还应包括采收率和开采动态分析等。
.
1
一、影响压裂井增产幅度的因素
油层特性 指压裂层的渗透率、孔隙度、流体物性、油 层能量、含油丰度和泄油面积等
裂缝几何参数 指填砂裂缝的长、宽、高和导流能力
左边 要提高增产倍数，则应以增加裂缝导流能力为主
ห้องสมุดไป่ตู้
右边 曲线趋于平缓，增产主要靠增加缝的长度
低渗油藏 增加裂缝长度比增加裂缝导流能力对增产更有利
高渗油藏 应以增加导流能力为主
.
3
对一定的裂缝长度，存在一个最佳的裂缝导流能力
二、裂缝几何参数计算模型 二维(PKN、KGD)、拟三维(P3D)和真三维模型
裂缝的平均宽度：W
4 Wmax
PKN缝宽公式与卡特面积公式联立，给定一个缝宽，通过迭
代求解缝宽和缝长。
.
7
（三）KGD模型
基本假设：
①地层均质，各向同性；
②线弹性应力一应变；
③裂缝内为层流，考虑滤失；
④缝宽截面为矩形，侧向为椭园形。
缝宽： 缝长：
1
Wmax 841610G QH 2LP P W4
L 3Q H 22 C W m a8 xS P 2 L 1 e Ler L f c