变质岩裂缝性潜山油藏储层建模方法研究

山披覆构造具有重要影响。 断层作用形成了复杂的断 层微裂缝及储层微裂缝， 成为成藏过程中油气运移的 通道。潜山带的各侧均存在断距较大的断裂，使生油岩 与潜山接触， 为变质岩潜山提供区域性大面积的供油
收 稿 日 期 ：2011-09-13；改 回 日 期 ：2012-02-29。 作 者 简 介 ：顾 少 华 ，男 ，1984年 生 ，在 读 博 士 研 究 生 ，研 究 方 向 为 油藏工程、开发方案设计等。 E-mail：cc0012@126.com。
图 1 胜 601油藏潜山变质岩岩相控制模型
变质岩潜山油藏是典型的裂缝性油藏， 具有双重 孔隙性质，因此，应分别考虑基质和裂缝的性质进行建 模。由于基质属性主要受岩性分布控制，不同岩性油藏 的孔隙度、渗透率存在一定差异，因而需要在岩性控制 基础上对基质属性进行离散。 对胜 601 油藏基质采用 该方法进行储层物性建模，模型如图 2、图 3 所示。
图 2 胜 601 潜山相控下的基质孔隙度序贯高斯随机实现
图 3 胜 601 潜山相控下的基质渗透率序贯高斯随机实现
2.2 潜山油藏裂缝建模 2.2.1 裂缝属性参数处理
在变质岩潜山裂缝油藏中， 裂缝是重要的渗流通 道，对整个油藏的开发效果具有极其重要的影响，因此 裂缝的模拟在建模过程中非常关键。 当裂缝开度大于 0.01 mm 时，其渗透能力较强，表现为被钻开后钻井液 滤液能迅速侵入并形成较深的侵入带，因此，可采用代 表性较强的测井方法计算孔隙度。 测井解释裂缝孔隙 度是利用现代测井的双侧向电阻 率 ，根 据 式 （1）进 行
应用上述裂缝孔隙度模型之前， 首先需要对裂缝
的倾斜角度进行判别，判别参数为
X= RLLD-RLLS
（7）
姨RLLD×RLLS
式中：X 为裂缝角度判别数。
对 垂 直 裂 缝 ，X>0.1； 对 斜 交 裂 缝 ，0≤X≤0.1； 对 水
平裂缝，X<0。 将胜 601 油藏按以上步骤处理，工区潜
山储层裂缝渗透率主要为（1～1 000）×10-3 μm2。
按照岩心分析资料， 由各种变质岩暗色矿物的体 积分数对变质岩古潜山进行岩石排序， 形成岩性序 列。 在岩性序列中，靠前的岩性相对于靠后的岩性为 “优势岩性”。
根据录井资料， 胜 601 潜山油藏中主要分布混合 花岗岩、片麻岩、辉绿岩。 按照暗色矿物体积分数排序 如下：辉绿岩>片麻岩>混合花岗岩。 依据“优势岩性” 理论， 胜 601 油藏中易形成储层的岩石岩性依次为混 合花岗岩、片麻岩、辉绿岩。 采用序贯指示模拟法进行 建模，如图 1 所示。
引 用 格 式 ：顾 少 华 ，刘 月 田 ，范 乐 宾 ，等.变 质 岩 裂 缝 性 潜 山 油 藏 储 层 建 模 方 法 研 究 ［J］.断 块 油 气 田 ，2012，19（3）：312-315. Gu Shaohua，Liu Yuetian，Fan Lebin，et al. Method study on reservoir modeling of fractured buried hill reservoir with metamorphic rock［J］. FaultBlock Oil & Gas Field，2012，19（3）：312-315.
Kf=33.8×准f×d2
（4）
式中：Kf 为裂缝渗透率，10-3 μm2；d 为裂缝开度，μm。
裂缝开度由胜 601 潜山 6 口井的岩心描述数据确
定。目前，裂缝开度计算方法可以使用较成熟的双侧向
电阻率模型，该模型由斯伦贝谢测井公司的 A. M. Sibbit
等人提出 。 ［10］ 经过大量的模拟实验研究，得出了裂缝开
基金项目：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”子课题“复杂油气田地质与提高采收率技术” （2011ZX05009-004）
摘 要 根据潜山油藏岩性分布复杂、非均质性强的特点，提出了变质岩潜山油藏相控建模方法，即依据“优势岩性”理论， 利用录井资料中的岩性分析数据，建立变质岩相分布模型；以变质岩相为约束条件进行储层建模，实现了相控条件下基质 的孔渗模拟。针对该类油藏裂缝发育、存在裂缝渗透率各向异性的特点，将各向异性建模方法引入潜山裂缝性油藏建模中， 建立裂缝渗透率各向异性的定量表征模型。 该方法考虑了裂缝和基质渗流特征，建立了双重介质模型，更便于与油藏数值 模拟结合应用。 关键词 潜山油藏；地质建模；变质岩；各向异性；裂缝表征
计算：
姨c
准f=
Rd
1 -1 RLLS RLLD
（1）
式 中 ：准f 为 裂 缝 孔 隙 度 ；Rd 为 钻 井 液 滤 液 电 阻 率 ，Ω·
m；RLLS 为 浅 侧 向 电 阻 率 ，Ω·m；RLLD 为 深 侧 向 电 阻 率 ，
Ω·m；c 为胶结指数，c=1.5。
在早期完钻井中，Rd 值采用斯伦贝谢测井图标定
1 潜山油藏成因及地质特征
变质岩潜山在我国东部的渤海湾地区分布广泛。 文中以辽河盆地为例，根据钻井资料，该盆地广泛分布 太古界变质岩系，构成其最古老的结晶基底。基岩受到 多次活跃的岩浆影响，不断发生变质作用，造成各类岩 性交错分布。该区域也曾受多期地质构造作用影响，产 生了持续周期性的断裂活动， 对潜山的形成及后期潜
中 图 分 类 号 ：TE319
文 献 标 志 码 ：A
Method study on reservoir modeling of fractured buried hill reservoir with metamorphic rock
Gu Shaohua1，2, Liu Yuetian1，2, Fan Lebin1，2, Wei Jun1，2, Cheng Daowei3 (1.MOE Key Laboratory for Petroleum Engineering, Beijing 102200, China; 2.College of Petroleum Engineering, China University
度与深浅侧向电导率的关系式（5）、式（6）。
高角度裂缝：
d= CLLS-CLLD ×104
（5）
4Cm
低角度裂缝：
d= CLLS-Cb ×104
（6）
1.2Cm
式中：CLLS 为浅侧向电导率，S/m；CLLD 为深侧向电导率，
S/m；Cb 为围岩电导率，S/m；Cm 为地层条件下钻井液滤
液电导率，S/m。
of Petroleum, Beijing 102249, China; 3.Shenyang Oil Production Plant, Liaohe Oilfield Company, PetroChina, Shenyang 110316, China)
Abstract: Proceed with the characteristics of complex lithology and strong heterogeneity for buried hill reservoir, this paper proposed the method of facies controlled modeling for buried hill reservoir with metamorphic rock. The distribution model was established based on the advantage lithology theory and using the analysis data in logging information. The porosity and permeability of matrix was simulated under the facies-controlling condition. Aimed at the characteristics of fracture development and fracture permeability anisotropy for this kind of reservoir, the anisotropy modeling method was introduced to the modeling of fractured buried hill reservoir and the quantitative representation model of permeability anisotropy was established. Taking into account the difference of permeability between matrix and fracture, the aim of this method is to establish dual porosity model, which can be easily used in reservoir simulation. Key words: buried hill reservoir; geological modeling; metamorphic rock; anisotropy; fracture characterization
2.2.2 裂缝各向异性模型的建立
在变质岩潜山油藏中，发育大量裂缝，其走向对整
个油藏的渗透率分布存在影响。 假设油藏内任意一组
平行裂缝，方位角为 β，倾角为 α，平行于裂缝的渗透
率为 K。 首先以大地为参照物建立一个直角坐标系，假
设东、北、上 3 个方向为坐标线，它们分别对应 3 个单 位坐标向量 e1，e2，e3（见图 4）。 再以裂缝为参照物建立 一个直角坐标系。 以裂缝与水平面的交线为一条坐标 线，对应单位坐标向量 f2；在裂缝内取与 f2 垂直的方向 为另一条坐标线， 对应单位坐标向量 f1； 再取垂直于 f1 和 f2 的方向为第 3 条坐标线， 对应单位坐标向量 f3 （见图 4）。
断
块
油
气
田
2012 年 5 月
其中
T2=0.025 6D+19.68
（3）
式中：Rd1，Rd2 分别为地面和地层条件下的钻井液滤液
电阻率，Ω·m；T1，T2 分别为测量值环境温度、地层条件
下的温度，℃；D 为计算层中深，m。
根据辽河盆地区域变质ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的研究， 拟合出变质岩
潜山条件下的裂缝渗透率与孔隙度和开度的关系式：
2 潜山储层建模
2.1 潜山岩相控制模型 相控建模的基本思想， 是同一层内相同沉积微相
或岩相具有相近的参数分布特征。 辽河油田在长期的 地质研究中形成了“优势岩性”理论：在同样构造应力 作用下，暗色矿物体积分数较高的岩石塑性较强，不容 易产生裂缝，难成为储集岩；暗色矿物体积分数较低的 岩石塑性较弱，容易产生裂缝而成为储集岩。
第 19 卷第 3 期
断
块
油
气
田
断FAULT-块BLOCK O油IL ＆ GA气S FIELD田
2012 年 5 月
文 章 编 号 ：1005-8907 （2012 ）03-0312-04
变质岩裂缝性潜山油藏储层建模方法研究
顾少华 1，2，刘月田 1，2，范乐宾 1，2，魏俊 1，2，程道伟 3
（1.中国石油大学教育部石油工程重点实验室，北京 102200； 2.中国石油大学石油天然气工程学院，北京 102249； 3. 中国石油辽河油田公司沈阳采油厂，辽宁 沈阳 110316）
的测量值；在后期完钻井中，由于钻井过程中为防止钻
井液污染，均采用二次完井，在潜山地层采用无固相钻
井液钻井，钻井液密度为 1.0 g/cm3 左右，因此，Rd 值与
钻井液电阻率相等。
利用式（2）、式（3），将地面测量的钻井液电阻率换
算到地层条件下：
Rd2=
T1+21.5 T2+21.5
×Rd1
（2）
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第 19 卷第 3 期
顾少华，等.变质岩裂缝性潜山油藏储层建模方法研究
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窗口， 断裂同期产生的不整合面及断面也成为油气运 移通道。
上覆泥岩为顶部油气藏提供有效的盖层， 由于变 质作用，潜山内发育了不同岩性，其中由暗色矿物体积 分数较高的斜长角闪岩、基性辉绿岩组成的致密岩层， 确保了内幕油气藏的保存。 此类油气藏为常压成藏系 统，说明内幕储层相互连通 。 ［1-9］ 以 胜 601 潜 山 油 藏 为 例建立储层地质模型。