油气储层裂缝预测方法及发展趋势
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/012
［24 ］
， 对于裂
缝性储层的发现和开发具有很好的指导作用 。 成 像测井技术能有效解决致密低渗透储层和复杂岩 性储层评价， 以及薄层、 薄互层识别方面的问题， 而
图1 17］ 等修改） 裂缝示意图（ 据参考文献［
且能解决压裂效果、 固井质量、 套管井损坏等问题 以及求取地层压力、 地应力等力学参数
DOI： 10. 3969 / j. issn. 1006 － 6535. 2014. 01. 003
油气储层裂缝预测方法及发展趋势
1， 2 1 郭建明 ， 杨 关宝文 ， 1， 2 燕 ， 赵 1， 2 1 恒 ， 郑建京
（ 1. 油气资源研究重点实验室
甘肃 中国科学院，
兰州 730000 ； 2. 中国科学院大学， 北京 100049 ）
［12 ］
缝为主， 其次为成岩裂缝等非构造裂缝
。
裂缝的发育和分布控制因素主要是古构造应 构造部位、 岩性及组合、 岩层厚度以及流 力场大小、 体作用
［13 － 14 ］
， 当然还有很多次要控制因素， 如油田
收稿日期： 20130903 ； 改回日期： 20131018 基金项目： 中国科学院知识创新工程青年人才类重要方向项目（ KZCX2 － EW － QN112 ） ， 中国科学院西部行动计划项目（ KZCX2 － XB3 － 12 ） 2010 年毕业于河南理工大学地质工程专业， 作者简介： 关宝文（ 1987 － ） ， 男， 现为中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心硕博连读生， 主要从事含油气盆地构造分析研究。
［11 ］
。而且， 中国三大油气公司都在
［6 ］
实施国外油气勘探， 例如也门盆地基底变质岩和伊 朗扎格罗斯碳酸盐岩的裂缝性油气藏勘探 此， 开展裂缝预测方法研究 增加具有重大意义。
［7 ］
， 因
对中国石油需求量
1
1. 1
储层裂缝描述
作用和表征参数 裂缝定义、 裂缝是指岩石受到构造变形发生破裂作用或
。沉积岩储层裂缝主要以构造裂
摘要： 随着勘探开发的进一步深入， 裂缝 性 油 气 藏 在 整 个 油 气 新增 储量 中 所占 的 比 重 愈 来 愈 大， 对储层裂缝分布规律与发育特征的正确认识 决定裂缝 性储 层 勘 探 开 发 能 否 成 功。 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 行了系统整理和比较， 指出其存在的问题， 并提出了改进方法。基于预测方法的原理提出了 每 种方法适合的裂缝成因和类型， 并指出单一方法和技术不能满足勘探开发的需要， 必须将各种 DFN 裂缝 地 质 建 模方法 是 将 来 重 预测方法手段综合应用以达到精细预测的目的。初 步 认为， 要的发展方向。 关键词： 裂缝性油气藏; 裂缝建模; 裂缝预测; 综述 中图分类号： TE122. 1 文献标识码： A 文章编号： 1006 － 6535 （ 2014 ） 01 － 0012 － 06
［2 ］ ［1 ］
。
裂缝既为油气储集提供空间， 也提高了储层的 渗透性（ 特别是在致密低渗透储层中 ） ， 同时控制 着油气藏的形成和分布， 并且裂缝还决定着油气藏 的产量和勘探开发效果
［9 ］
。裂
， 其既能增加
储集空间， 又可提高渗透率， 而储层裂缝的准确识 别、 描述和定量预测是裂缝性储层有效开发的关 键
［33 ］ 求取裂缝的密度。魏周拓 等人利用裂缝诱导地
图3
Petrol 软件建立的 DFN 离散裂缝网络模型
性储层三维定量模型既能反映裂缝分布规律 ， 又能 20 世纪 90 年代在石油领域获得应 满足生产需要， 用并且取得良好效果
［46 ］
层的各向异性， 通过计算反演得到横波各向异性参 数， 有效研究了裂缝的方位、 发育程度和有效性。 裂缝预测的关键是在处理实际地震资料过程 中判别快、 慢横波是否完全分离， 借助最小熵旋转
$%& ’( a $%&!)*+,-.
［21 － 23 ］
。 气层
也会引起高声波时差和高中子孔隙度 ， 所以需要充 分考虑其他资料， 相互验证。 2. 3 井壁成像测井 成像测井能够以高分辨率二维图像显示裂缝 信息， 既可用于判识裂缝、 确定裂缝发育层段、 划分 裂缝类型， 又能进行裂缝参数定量计算
征和发育程度有一定的异常响应
［20 ］
， 主要表现在
孔渗特征和电性特征两方面。 裂缝发育带的常规 测井曲线具有“两高一低一幅度差 ” 特征， 即高中 子孔隙度、 高声波时差、 低密度值和双侧向电阻率 幅度差， 根据此特征可以定性识别裂缝。很多学者 研究表明， 利用常规测井曲线资料可以定性识别储 层裂缝是否存在和裂缝的发育程度 ， 如果结合大量 钻井岩心资料便可计算地层裂缝密度
［11 ］
， 但对于大尺度的
［27 ］
裂缝有很强的识别预测能力。 地震预测方法研究 的基础是地下介质的各向异性理论 应用程度及效果也存在差异。 2. 4. 1 叠前地震数据体 AVO 分析方法 Ｒuger 计 依据介质弹性参数各向异性的特性， 算出各向异性介质的 P 波反射系数与裂缝参数对应 的数学关系
。该方法比常规纵波勘探
［41 ］
的精度、 采集的数据质量要求更高， 耗资更大 与三叠系的储集体
［42 ］
。
王世瑞等应用该技术成功预测了轮南地区侏罗系 。周义军探索利用多波多分 量技术提高地震储层预测精度， 在研究区进行了含 气预 测， 预 测 符 合 率 较 单 一 纵 波 提 高 10% 以 上
［43 ］
第1 期
关宝文等： 油气储层裂缝预测方法及发展趋势
［15 ］
13
开采情况、 人为诱导等
。 只有明确裂缝的主要
［16 ］
控制因素或类型， 才能选择合适的预测方法或是方 法组合进行准确裂缝预测 依据。
!"#
2. 2
常规测井 生产实践证明， 常规测井信息对裂缝的发育特
， 如构造应力场就是
构造应力场有限元数值模拟预测裂缝方法的主要
［3 ］
。 裂缝的正确描述与预
［10 ］
测是裂缝性油气藏勘探开发成功的关键 1. 2 裂缝成因及控制因素
。
21 世纪 30 年 代 以 。根据美国能源部预测，
前， 美国天然气产量的 50% 可能更多来自致密低 渗透裂缝性储层。 中国拥有大量的裂缝性油气藏 和页岩气资源
［4 － 5 ］
依据裂缝成因， 可将裂缝划分为构造裂缝和非 构造裂缝。构造裂缝指岩石在构造应力作用下形 成的不连续面， 主要是与断层和褶皱有关的裂缝 （ 图 1 ） 。非构造裂缝指岩石在外动力地质作用下 产生的裂缝以及沉积或成岩过程中产生的裂缝 。 按裂缝的开启性及对流体的影响力将裂缝分为张 开缝和闭合缝
［48 ］
远， 应该选择相同构造单元内的地区对裂缝预测提 供信息。 （ 2 ） 常规测井方法对裂缝有异常响应， 可定性 判别， 但是影响因素多、 存在多解性， 利用岩性等资 料来消除干扰因素， 结合各常规测井信息相互印 证。 （ 3 ） 成像测井具有高精度、 高分辨率特点， 还 能显示裂缝位置， 然而成本高、 数量少， 应充分利用 岩心、 成像资料对常规测井曲线进行标定， 发挥其 最大作用。 （ 4 ） 地震预测方法优势在于空间覆盖广 ， 探测 深度大， 但是分辨率低、 存在多解性， 很难精确获取 裂缝参数， 整合岩心和测井信息对地震资料进行刻 划， 预测有利区带。 （ 5 ） 裂缝地质建模方法有多学科、 资料协同的 优势， 可整合各类裂缝数据， 但是模型建设的合理 性、 裂缝各项参数真实性有待验证以及人为因素的 影响， 应该基于各种假设模型， 对研究区进行裂缝 建模， 根据具体地质情况， 选择合适的软件和模型。 （ 6 ） 应力场数值模拟方法是数学、 力学和地质 模型的有机结合和定量预测， 但不能考虑复杂的非 均质地质体及相对静止的观点和方法 ， 充分考虑到 实际的地质情况， 最大限度发挥各种数值模拟的优 点。 总之， 地质类比方法能对未知区域进行粗略的 预测， 适用于各种成因和类型的裂缝。常规测井方 法对裂缝有“二高一低一幅度差 ” 特征响应， 故对 开启裂缝识别有很好的效果。 成像测井技术是利 用二维高分辨图像来识别和计算裂缝各种参数 ， 适 用于各种类型和成因裂缝。 地震方法基于裂缝能 适 引起地下介质各向异性理论 （ 还有很多因素 ） ， 用的裂缝类型比较模糊。 裂缝地质建模能整合各 类裂缝数据， 应该适用于各种裂缝和成因的裂缝。 古构造应力场数值模拟对构造成因的裂缝预测有 很强的指导作用。
。 DFN 模型裂缝建模新技术
2. 5
DFN（ 离散裂缝网络 ） 模型通过展布于三维空 间中的各类裂缝片组成的裂缝网络集团来构建整 体裂缝网络模型， 实现了对裂缝系统从几何形态到 渗流行为的真实细致有效描述
［44 － 47 ］
（ 图 3 ） 。裂 缝
图2
横波分裂示意图
传 播 速 度、 频 快、 慢横 波 的 差 异 （ 偏 振 方 向、 谱、 时间延迟、 振幅比或是衰减因子比 ） 受裂缝发 育程度和裂缝属性 （ 走向、 密度和裂充填流体类 型） 影响。 因此， 利用快、 慢横波的偏振方向可求 取裂缝走向方位角， 根据快、 慢横波的差异程度可
技术， 通过已得到的岩心裂缝值对没有取心段裂缝 由点及线进行预测， 但是岩心定向问题难以解决。
， P 波 AVO 在垂直裂缝走向和平行裂
缝走向存在较大的差异。Gray 等利用 AVO 分析方
14 成功
［ 29 ］
特种油气藏
［ 30 ］
第 21 卷
［34 － 35 ］
法对 Manderson 油田储层进行了裂缝预测， 并取得 。杨 勤 勇 等 利用纵波方位各向异性 （ AVO） 成功地对塔河油田埋深在 5 000 ～ 6 000 m 的 古生界碳酸盐岩裂缝储层进行裂缝预测， 在川西坳 陷 FG 地区上三叠统深层致密砂岩裂缝 － 孔隙型气 藏裂缝检测中获得实际应用价值
［36 － 39 ］
。
纵波 AVO 技术只能定性识别裂缝发育 然而， 情况， 但通过测井等信息对裂缝密度进行刻度后， 可将裂缝密度的相对值标定 为 绝 对 值 式
［26 ］ ［32 ］
。纵 波
AVO 技术必须有高 质 量 的 地 震 数 据 体 及 采 集 方 。 横波分裂检测方法
［28 ］
。转换波能克服纯横波的不足， 并具有信
［25 ］
2
2. 1
裂缝预测方法
地质类比方法 对岩心和地质露头裂缝描述 （ 包括镜下识别 ）
。
成像测井具有高分辨率、 高精度等优点， 但成 本较高， 很难形成区域性覆盖， 实际生产中实施的 成像测井十分有限， 因此应充分利用钻井岩心和成 像测井资料对常规测井资料进行刻度 ， 以便通过常 规测井资料对全井段裂缝进行准确识别和预测 。 2. 4 地震预测方法 地震资料的空间覆盖范围广、 探测深度大， 因 此实用性也就更强； 地震资料受分辨率的影响， 很 难获得精确、 全面的裂缝参数
［ 28 ］
。
， 由于对数
得到裂缝分布深度和岩性关 通过岩心分析， 系， 分析裂缝系统成因； 实际测量的裂缝基本参数 需还原到该地区地下真实压力下 ， 得到真实的裂缝 参数， 岩心裂缝观测需要与地质分析和测井等方法 相结合
［19 ］
Βιβλιοθήκη Baidu
据体采集和处理要求的差异， 常用地震预测方法的
。基于岩心归位和岩心刻度成像测井的
引
言
随着世界经济的快速发展， 各国对能源的需求
物理成岩作用形成的没有明显位移的面状不连续 体。裂缝的基本表征参数有裂缝密度、 间距、 产状、 裂缝性质（ 张开缝、 闭合缝、 充填缝、 半充填缝 ） 、 连 通性和流度（ 孔隙度、 渗透率） 等
［8 ］
目前石油和天然气勘探开发逐步由浅层 持续增加， 向深层转变、 常规油气藏向特殊油气藏转变， 在这 种形势下， 裂缝性油气藏显得越来越重要 缝是地壳上最小、 最为复杂的构造
噪比高、 频带宽、 勘探深度大等优点， 经过数据处理 可获得纵波与转换横波信息， 能反映地下构造信息 和裂缝等各向异性信息以及流体的特性 ， 有利于隐 蔽和复杂油气藏勘探
［40 ］
2. 4. 2
Grampin
通过多年理论研究和实验证实， 横
波分裂 现 象 是 广 泛 存 在 的。 在 各 向 异 性 介 质 （ HTI） 中， 当横波偏振方向与裂缝走向斜交时， 分 裂成平行裂缝走向和垂直裂缝走向的 2 个分量， 平 行裂缝走向的横波分量速度快 （ V s1 ） ， 垂直裂缝走 向的横波分量速度慢 （ V s2 ） ， 这就是所谓的横波分 裂现象（ 图 2 ） 。
。
DFN 模型是一种地质统计学建模方法， 能整 合各类裂 缝 数 据 （ 包 括 岩 心 分 析、 露 头、 测 井、 地 震、 钻井、 压裂、 生产试井、 示踪剂、 地应力等方面的
第1 期
关宝文等： 油气储层裂缝预测方法及发展趋势
15
数据） ， 从而产生出的包含各种 考虑多条件约束， 裂缝信息的统一模型， 因此更符合实际情况。徐维 胜等人以 GoCAD 软件为平台， 依据 DFN 离散裂缝 网络模型， 综合运用裂缝定量数据、 测井数据和地 震资料， 建立普光气田碳酸盐岩储层裂缝地质模 型
［26 ］
和统计分析， 然后编制等密度图和玫瑰花图等图件 来分析优势方位是研究裂缝最直接、 最有效的方 法
［18 ］
， 这对各种类型和成因裂缝都是适合的。 选
择与研究区的地质特征相似的野外露头区 ， 总结裂 缝发育规律， 将露头区裂缝研究成果应用于覆盖区 裂缝的预测。该方法需要对研究区和露头区的岩 石力学、 构造变性特征和构造演化历史有充分的研 究， 尽量选择相同构造单元内的地区
［ 31 ］
法、 正交基旋转法、 互相关法、 全局寻优法及能量比 值法等确定裂缝方位角， 分离快、 慢横波 。当 各向异性介质多层位且各方位角各不相同时 ， 横波 资料的采集和应用都比较复杂， 加上采集成本高， 使得横波勘探发展缓慢且应用受限 。 2. 4. 3 多波多分量地震检测方法 目前主要是利用纵波震源激发， 地震数据采集 仪三分量检波器接收的转换波法， 海上转换波地震 技术的研发成熟使该方法进入深入研究和应用阶 段
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， 对于裂
缝性储层的发现和开发具有很好的指导作用 。 成 像测井技术能有效解决致密低渗透储层和复杂岩 性储层评价， 以及薄层、 薄互层识别方面的问题， 而
图1 17］ 等修改） 裂缝示意图（ 据参考文献［
且能解决压裂效果、 固井质量、 套管井损坏等问题 以及求取地层压力、 地应力等力学参数
DOI： 10. 3969 / j. issn. 1006 － 6535. 2014. 01. 003
油气储层裂缝预测方法及发展趋势
1， 2 1 郭建明 ， 杨 关宝文 ， 1， 2 燕 ， 赵 1， 2 1 恒 ， 郑建京
（ 1. 油气资源研究重点实验室
甘肃 中国科学院，
兰州 730000 ； 2. 中国科学院大学， 北京 100049 ）
［12 ］
缝为主， 其次为成岩裂缝等非构造裂缝
。
裂缝的发育和分布控制因素主要是古构造应 构造部位、 岩性及组合、 岩层厚度以及流 力场大小、 体作用
［13 － 14 ］
， 当然还有很多次要控制因素， 如油田
收稿日期： 20130903 ； 改回日期： 20131018 基金项目： 中国科学院知识创新工程青年人才类重要方向项目（ KZCX2 － EW － QN112 ） ， 中国科学院西部行动计划项目（ KZCX2 － XB3 － 12 ） 2010 年毕业于河南理工大学地质工程专业， 作者简介： 关宝文（ 1987 － ） ， 男， 现为中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心硕博连读生， 主要从事含油气盆地构造分析研究。
［11 ］
。而且， 中国三大油气公司都在
［6 ］
实施国外油气勘探， 例如也门盆地基底变质岩和伊 朗扎格罗斯碳酸盐岩的裂缝性油气藏勘探 此， 开展裂缝预测方法研究 增加具有重大意义。
［7 ］
， 因
对中国石油需求量
1
1. 1
储层裂缝描述
作用和表征参数 裂缝定义、 裂缝是指岩石受到构造变形发生破裂作用或
。沉积岩储层裂缝主要以构造裂
摘要： 随着勘探开发的进一步深入， 裂缝 性 油 气 藏 在 整 个 油 气 新增 储量 中 所占 的 比 重 愈 来 愈 大， 对储层裂缝分布规律与发育特征的正确认识 决定裂缝 性储 层 勘 探 开 发 能 否 成 功。 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 行了系统整理和比较， 指出其存在的问题， 并提出了改进方法。基于预测方法的原理提出了 每 种方法适合的裂缝成因和类型， 并指出单一方法和技术不能满足勘探开发的需要， 必须将各种 DFN 裂缝 地 质 建 模方法 是 将 来 重 预测方法手段综合应用以达到精细预测的目的。初 步 认为， 要的发展方向。 关键词： 裂缝性油气藏; 裂缝建模; 裂缝预测; 综述 中图分类号： TE122. 1 文献标识码： A 文章编号： 1006 － 6535 （ 2014 ） 01 － 0012 － 06
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裂缝既为油气储集提供空间， 也提高了储层的 渗透性（ 特别是在致密低渗透储层中 ） ， 同时控制 着油气藏的形成和分布， 并且裂缝还决定着油气藏 的产量和勘探开发效果
［9 ］
。裂
， 其既能增加
储集空间， 又可提高渗透率， 而储层裂缝的准确识 别、 描述和定量预测是裂缝性储层有效开发的关 键
［33 ］ 求取裂缝的密度。魏周拓 等人利用裂缝诱导地
图3
Petrol 软件建立的 DFN 离散裂缝网络模型
性储层三维定量模型既能反映裂缝分布规律 ， 又能 20 世纪 90 年代在石油领域获得应 满足生产需要， 用并且取得良好效果
［46 ］
层的各向异性， 通过计算反演得到横波各向异性参 数， 有效研究了裂缝的方位、 发育程度和有效性。 裂缝预测的关键是在处理实际地震资料过程 中判别快、 慢横波是否完全分离， 借助最小熵旋转
$%& ’( a $%&!)*+,-.
［21 － 23 ］
。 气层
也会引起高声波时差和高中子孔隙度 ， 所以需要充 分考虑其他资料， 相互验证。 2. 3 井壁成像测井 成像测井能够以高分辨率二维图像显示裂缝 信息， 既可用于判识裂缝、 确定裂缝发育层段、 划分 裂缝类型， 又能进行裂缝参数定量计算
征和发育程度有一定的异常响应
［20 ］
， 主要表现在
孔渗特征和电性特征两方面。 裂缝发育带的常规 测井曲线具有“两高一低一幅度差 ” 特征， 即高中 子孔隙度、 高声波时差、 低密度值和双侧向电阻率 幅度差， 根据此特征可以定性识别裂缝。很多学者 研究表明， 利用常规测井曲线资料可以定性识别储 层裂缝是否存在和裂缝的发育程度 ， 如果结合大量 钻井岩心资料便可计算地层裂缝密度
［11 ］
， 但对于大尺度的
［27 ］
裂缝有很强的识别预测能力。 地震预测方法研究 的基础是地下介质的各向异性理论 应用程度及效果也存在差异。 2. 4. 1 叠前地震数据体 AVO 分析方法 Ｒuger 计 依据介质弹性参数各向异性的特性， 算出各向异性介质的 P 波反射系数与裂缝参数对应 的数学关系
。该方法比常规纵波勘探
［41 ］
的精度、 采集的数据质量要求更高， 耗资更大 与三叠系的储集体
［42 ］
。
王世瑞等应用该技术成功预测了轮南地区侏罗系 。周义军探索利用多波多分 量技术提高地震储层预测精度， 在研究区进行了含 气预 测， 预 测 符 合 率 较 单 一 纵 波 提 高 10% 以 上
［43 ］
第1 期
关宝文等： 油气储层裂缝预测方法及发展趋势
［15 ］
13
开采情况、 人为诱导等
。 只有明确裂缝的主要
［16 ］
控制因素或类型， 才能选择合适的预测方法或是方 法组合进行准确裂缝预测 依据。
!"#
2. 2
常规测井 生产实践证明， 常规测井信息对裂缝的发育特
， 如构造应力场就是
构造应力场有限元数值模拟预测裂缝方法的主要
［3 ］
。 裂缝的正确描述与预
［10 ］
测是裂缝性油气藏勘探开发成功的关键 1. 2 裂缝成因及控制因素
。
21 世纪 30 年 代 以 。根据美国能源部预测，
前， 美国天然气产量的 50% 可能更多来自致密低 渗透裂缝性储层。 中国拥有大量的裂缝性油气藏 和页岩气资源
［4 － 5 ］
依据裂缝成因， 可将裂缝划分为构造裂缝和非 构造裂缝。构造裂缝指岩石在构造应力作用下形 成的不连续面， 主要是与断层和褶皱有关的裂缝 （ 图 1 ） 。非构造裂缝指岩石在外动力地质作用下 产生的裂缝以及沉积或成岩过程中产生的裂缝 。 按裂缝的开启性及对流体的影响力将裂缝分为张 开缝和闭合缝
［48 ］
远， 应该选择相同构造单元内的地区对裂缝预测提 供信息。 （ 2 ） 常规测井方法对裂缝有异常响应， 可定性 判别， 但是影响因素多、 存在多解性， 利用岩性等资 料来消除干扰因素， 结合各常规测井信息相互印 证。 （ 3 ） 成像测井具有高精度、 高分辨率特点， 还 能显示裂缝位置， 然而成本高、 数量少， 应充分利用 岩心、 成像资料对常规测井曲线进行标定， 发挥其 最大作用。 （ 4 ） 地震预测方法优势在于空间覆盖广 ， 探测 深度大， 但是分辨率低、 存在多解性， 很难精确获取 裂缝参数， 整合岩心和测井信息对地震资料进行刻 划， 预测有利区带。 （ 5 ） 裂缝地质建模方法有多学科、 资料协同的 优势， 可整合各类裂缝数据， 但是模型建设的合理 性、 裂缝各项参数真实性有待验证以及人为因素的 影响， 应该基于各种假设模型， 对研究区进行裂缝 建模， 根据具体地质情况， 选择合适的软件和模型。 （ 6 ） 应力场数值模拟方法是数学、 力学和地质 模型的有机结合和定量预测， 但不能考虑复杂的非 均质地质体及相对静止的观点和方法 ， 充分考虑到 实际的地质情况， 最大限度发挥各种数值模拟的优 点。 总之， 地质类比方法能对未知区域进行粗略的 预测， 适用于各种成因和类型的裂缝。常规测井方 法对裂缝有“二高一低一幅度差 ” 特征响应， 故对 开启裂缝识别有很好的效果。 成像测井技术是利 用二维高分辨图像来识别和计算裂缝各种参数 ， 适 用于各种类型和成因裂缝。 地震方法基于裂缝能 适 引起地下介质各向异性理论 （ 还有很多因素 ） ， 用的裂缝类型比较模糊。 裂缝地质建模能整合各 类裂缝数据， 应该适用于各种裂缝和成因的裂缝。 古构造应力场数值模拟对构造成因的裂缝预测有 很强的指导作用。
。 DFN 模型裂缝建模新技术
2. 5
DFN（ 离散裂缝网络 ） 模型通过展布于三维空 间中的各类裂缝片组成的裂缝网络集团来构建整 体裂缝网络模型， 实现了对裂缝系统从几何形态到 渗流行为的真实细致有效描述
［44 － 47 ］
（ 图 3 ） 。裂 缝
图2
横波分裂示意图
传 播 速 度、 频 快、 慢横 波 的 差 异 （ 偏 振 方 向、 谱、 时间延迟、 振幅比或是衰减因子比 ） 受裂缝发 育程度和裂缝属性 （ 走向、 密度和裂充填流体类 型） 影响。 因此， 利用快、 慢横波的偏振方向可求 取裂缝走向方位角， 根据快、 慢横波的差异程度可
技术， 通过已得到的岩心裂缝值对没有取心段裂缝 由点及线进行预测， 但是岩心定向问题难以解决。
， P 波 AVO 在垂直裂缝走向和平行裂
缝走向存在较大的差异。Gray 等利用 AVO 分析方
14 成功
［ 29 ］
特种油气藏
［ 30 ］
第 21 卷
［34 － 35 ］
法对 Manderson 油田储层进行了裂缝预测， 并取得 。杨 勤 勇 等 利用纵波方位各向异性 （ AVO） 成功地对塔河油田埋深在 5 000 ～ 6 000 m 的 古生界碳酸盐岩裂缝储层进行裂缝预测， 在川西坳 陷 FG 地区上三叠统深层致密砂岩裂缝 － 孔隙型气 藏裂缝检测中获得实际应用价值
［36 － 39 ］
。
纵波 AVO 技术只能定性识别裂缝发育 然而， 情况， 但通过测井等信息对裂缝密度进行刻度后， 可将裂缝密度的相对值标定 为 绝 对 值 式
［26 ］ ［32 ］
。纵 波
AVO 技术必须有高 质 量 的 地 震 数 据 体 及 采 集 方 。 横波分裂检测方法
［28 ］
。转换波能克服纯横波的不足， 并具有信
［25 ］
2
2. 1
裂缝预测方法
地质类比方法 对岩心和地质露头裂缝描述 （ 包括镜下识别 ）
。
成像测井具有高分辨率、 高精度等优点， 但成 本较高， 很难形成区域性覆盖， 实际生产中实施的 成像测井十分有限， 因此应充分利用钻井岩心和成 像测井资料对常规测井资料进行刻度 ， 以便通过常 规测井资料对全井段裂缝进行准确识别和预测 。 2. 4 地震预测方法 地震资料的空间覆盖范围广、 探测深度大， 因 此实用性也就更强； 地震资料受分辨率的影响， 很 难获得精确、 全面的裂缝参数
［ 28 ］
。
， 由于对数
得到裂缝分布深度和岩性关 通过岩心分析， 系， 分析裂缝系统成因； 实际测量的裂缝基本参数 需还原到该地区地下真实压力下 ， 得到真实的裂缝 参数， 岩心裂缝观测需要与地质分析和测井等方法 相结合
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据体采集和处理要求的差异， 常用地震预测方法的
。基于岩心归位和岩心刻度成像测井的
引
言
随着世界经济的快速发展， 各国对能源的需求
物理成岩作用形成的没有明显位移的面状不连续 体。裂缝的基本表征参数有裂缝密度、 间距、 产状、 裂缝性质（ 张开缝、 闭合缝、 充填缝、 半充填缝 ） 、 连 通性和流度（ 孔隙度、 渗透率） 等
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目前石油和天然气勘探开发逐步由浅层 持续增加， 向深层转变、 常规油气藏向特殊油气藏转变， 在这 种形势下， 裂缝性油气藏显得越来越重要 缝是地壳上最小、 最为复杂的构造
噪比高、 频带宽、 勘探深度大等优点， 经过数据处理 可获得纵波与转换横波信息， 能反映地下构造信息 和裂缝等各向异性信息以及流体的特性 ， 有利于隐 蔽和复杂油气藏勘探
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2. 4. 2
Grampin
通过多年理论研究和实验证实， 横
波分裂 现 象 是 广 泛 存 在 的。 在 各 向 异 性 介 质 （ HTI） 中， 当横波偏振方向与裂缝走向斜交时， 分 裂成平行裂缝走向和垂直裂缝走向的 2 个分量， 平 行裂缝走向的横波分量速度快 （ V s1 ） ， 垂直裂缝走 向的横波分量速度慢 （ V s2 ） ， 这就是所谓的横波分 裂现象（ 图 2 ） 。
。
DFN 模型是一种地质统计学建模方法， 能整 合各类裂 缝 数 据 （ 包 括 岩 心 分 析、 露 头、 测 井、 地 震、 钻井、 压裂、 生产试井、 示踪剂、 地应力等方面的
第1 期
关宝文等： 油气储层裂缝预测方法及发展趋势
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数据） ， 从而产生出的包含各种 考虑多条件约束， 裂缝信息的统一模型， 因此更符合实际情况。徐维 胜等人以 GoCAD 软件为平台， 依据 DFN 离散裂缝 网络模型， 综合运用裂缝定量数据、 测井数据和地 震资料， 建立普光气田碳酸盐岩储层裂缝地质模 型
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和统计分析， 然后编制等密度图和玫瑰花图等图件 来分析优势方位是研究裂缝最直接、 最有效的方 法
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， 这对各种类型和成因裂缝都是适合的。 选
择与研究区的地质特征相似的野外露头区 ， 总结裂 缝发育规律， 将露头区裂缝研究成果应用于覆盖区 裂缝的预测。该方法需要对研究区和露头区的岩 石力学、 构造变性特征和构造演化历史有充分的研 究， 尽量选择相同构造单元内的地区
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法、 正交基旋转法、 互相关法、 全局寻优法及能量比 值法等确定裂缝方位角， 分离快、 慢横波 。当 各向异性介质多层位且各方位角各不相同时 ， 横波 资料的采集和应用都比较复杂， 加上采集成本高， 使得横波勘探发展缓慢且应用受限 。 2. 4. 3 多波多分量地震检测方法 目前主要是利用纵波震源激发， 地震数据采集 仪三分量检波器接收的转换波法， 海上转换波地震 技术的研发成熟使该方法进入深入研究和应用阶 段