渤海湾盆地渤中19-6气田...储层裂缝表征与产能预测方法_李雄炎.pdf

第 48 卷 第 2期2 0 2 3 年 2 月Vol.48 No.2Feb.2 0 2 3地球科学 Earth Sciencehttp:/https:/doi.org/10.3799/dqkx.2022.299渤海湾盆地渤中 196气田潜山储层裂缝表征与产能预测方法李雄炎，秦瑞宝中海油研究总院有限责任公司，北京 100028摘要：由于渤中 196气田潜山裂缝性储层的储集空间多样、非均质性很强，且制约产能的主控因素认识不清，从而造成潜山裂缝性储层的产能预测困难.为了解决这一难题，综合岩心、测井、地质等资料分析了潜山裂缝性储层的特征，并基于 CT 扫描实验定量表征裂缝，研究裂缝微观特征，形成了以裂缝渗透率为核心的一系列裂缝参数的计算方法，建立了潜山裂缝性储层的产能预测模型，大幅提高了潜山裂缝性储层的产能预测精度.研究结果表明，潜山裂缝性储层的裂缝渗透率主要由裂缝的长度、宽度及连通性控制，与孔隙度的大小无明显关系，可以通过斯通利波反演的总渗透率与基质渗透率之差计算得到，其中基质渗透率计算的相对误差为 28.50%，总渗透率计算的相对误差为 15.56%；综合考虑潜山裂缝性储层的裂缝渗透率、裂缝纵向连通性和有效厚度，建立了渤中 196气田潜山裂缝性储层的产能预测模型，其中裂缝渗透率计算结果的准确性决定了潜山裂缝性储层产能预测结果的可靠性.关键词：渤中 196；潜山裂缝性储层；裂缝微观特征；裂缝渗透率；产能预测；测井评价；石油地质.中图分类号：P618.13 文章编号：1000-2383(2023)02-475-13 收稿日期：2022-05-19Method of Fracture Characterization and Productivity Prediction of 196 BuriedHill Fractured Reservoirs,Bohai Bay BasinLi Xiongyan，Qin RuibaoCNOOC Research Institute，Beijing 100028，ChinaAbstract:In Bozhong 196 gas field,due to the different types of reservoir spaces,strong heterogeneity,and unclear of main controlling factor of productivity of buriedhill fractured reservoirs,which makes it difficult to predict the productivity.In order to solve this problem,the characteristics of buriedhill fractured reservoirs are analyzed based on core,logging,geological and other data.Additionally,based on the CT scan experiment,the fractures can be quantitatively characterized and a series of calculation methods of fracture parameters including fracture permeability are formed.As a result,the productivity prediction model for buriedhill fractured reservoirs is established and the problem of productivity prediction of buriedhill fractured reservoirs is solved.The research results show that the fracture permeability of buriedhill fractured reservoirs is mainly controlled by the length,width and connectivity of the fractures,and has no obvious relationship with the porosity.Then,the fracture permeability can be calculated from the difference between the total permeability obtained by Stoneley wave inversion and the matrix permeability.The relative errors of matrix permeability and total permeability calculations are respectively 28.50%and 15.56%.Based on the fracture 基金项目：国家自然基金企业创新发展联合基金项目“渤海潜山裂缝性储层地震响应机理及精确成像方法（No.U19B2008）”(No.YSLHZX012021);中海石油（中国）有限公司联合攻关项目“渤中 196变质岩潜山储层测井评价关键技术研究与应用”(No.YSLHZX012021).作者简介：李雄炎（1983-），男，博士，研究方向为测井评价理论、方法及应用研究.ORCID：0000000232717044.Email：引用格式：李雄炎，秦瑞宝，2023.渤海湾盆地渤中 196气田潜山储层裂缝表征与产能预测方法.地球科学，48（2）：475-487.Citation：Li Xiongyan，Qin Ruibao，2023.Method of Fracture Characterization and Productivity Prediction of 196 BuriedHill Fractured Reservoirs，Bohai Bay Basin.Earth Science，48（2）：475-487.第 48 卷地球科学 http:/permeability,fracture longitudinal connectivity and effective thickness of buried hill fractured reservoirs,the productivity prediction model for buried hill fractured reservoirs can be established in Bozhong 19 6 gas field.The accuracy of fracture permeability calculation result determines the reliability of productivity prediction result of buriedhill fractured reservoirs.Key words:Bozhong 19 6;buried hill fractured reservoirs;fracture microscopic features;fracture permeability;productivity prediction;logging evaluation;petroleum geology.0 引言 渤中 196 气田是近年来渤海湾盆地发现的首个千亿方大气田，主要发育变质岩潜山裂缝性储层（刘梦醒等，2021；周心怀等，2022）.产能预测一直是油气勘探开发领域的关键环节.随着油气勘探开发向深层不断延伸，精确的产能预测显得尤为重要.渤中 196 气田潜山裂缝性储层产能的准确预测，不仅可以节约勘探阶段的测试费用，而且可以指导开发阶段的井位数量并优化井位部署.渤中 196 气田潜山裂缝性储层的储集空间主要由孔隙、裂缝双重介质组成，裂缝发育规律的复杂性使得储层呈现为强非均质性，从而导致不同探井测试产量存在较大差异.裂缝测井定量表征是潜山裂缝性储层的关键问题.在裂缝测井评价方面，前人分别采用电成像测井评价裂缝类型、宽度、有效性等（黄继新等，2006；刘瑞林等，2017；张兆辉等，2018；年涛等，2021），通过阵列声波中的偶极横波、斯通利波测井评价裂缝宽度、倾角、延伸长度等（李宁等，2021；秦瑞宝等，2021），结合电成像和阵列声波测井划分裂缝性有效储层（魏娇等，2021），耦合岩心和电成像测井定量表征裂缝密度、宽度、倾角等（Nian et al.，2016，2018，2021；屈海洲等，2016）.在产能预测方面，针对不含裂缝储层的产能预测，前人采用原状地层电阻率和冲洗带电阻率表征储层流体流动能力（Cheng et al.，1999），通过建立产能指数与有效渗透率之间的函数关系进行产能预测（谭廷栋，1986；Jamiolahmady et al.，2011），基于岩石物理转换模型求取含水饱和度和相对渗透率曲线进行产能预测（毛志强和李进福，2000），利用地化热解资料求取原油密度、粘度及含油饱和度进行产能预测（潘保芝等，2018），基于井筒模型数学推导建立产能预测公式等（时新磊等，2020）.针对裂缝性储层的产能预测，前人基于裂缝性储层参数建立产能预测公式（侯连华等，2003），通过建立裂缝产能系数与米采气指数关系进行产能预测（杨锋等，2013），基于裂缝性油藏模型和数学模型形成产能预测方法（郑学锐等，2015），基于渗流模型建立裂缝气藏产能解析计算公式等（康凯等，2021）.由于裂缝性储层渗流规律的复杂性和储层参数计算的不确定性，使得基于达西定律所建立的产能预测模型难以准确预测裂缝性储层的产能.本文针对渤中 196 气田潜山裂缝性储层产能预测难题，采用 CT 扫描研究裂缝微观特征；根据裂缝微观特征，采用电成像测井图像精细处理与解释得到裂缝参数，划分不同储层类型；重点通过斯通利波反演的总渗透率与基质渗透率之差，得到裂缝渗透率；建立以裂缝渗透率及裂缝纵向连通性为核心，且考虑有效厚度的产能预测方法，准确预测潜山裂缝性储层的产能，大幅提高渤中 196气田勘探开发的经济效益，从而为京津冀协同发展、雄安新区建设等提供更加安全、清洁、低碳的能源保障.1 气田基本概况 渤中 196 气田位于渤海湾盆地渤中凹陷西南部，为渤中凹陷西南次洼和南次洼夹持的、具有洼中隆特征的背斜构造带（范廷恩等，2021）.纵向上，第三系明化镇组为曲流河沉积，馆陶组为辫状河沉积，孔店组为冲积扇沉积，太古界为潜山基岩（侯明才等，2019；徐长贵等，2019）；明化镇组、馆陶组、孔店组主要发育碎屑岩储层，太古界主要发育变质岩潜山裂缝性储层，其中太古界变质岩潜山裂缝性储层为本文研究的主要对象.渤中 196 气田太古界潜山裂缝性储层的岩性为变质花岗岩，主要包括二长片麻岩、斜长片麻岩，局部发育碎裂混合花岗岩；岩石组分以钠长石、石英、钾长石为主，绿泥石、方解石、伊利石、白云母、白云石次之，并含少量的暗色矿物，见图 1.渤中 196 气田太古界变质岩潜山裂缝性储层岩心分析孔隙度主要分布在 1%10%，平均孔隙度 4.21%；岩 心 分 析 渗 透 率 主 要 分 布 在 0.0110 mD，平均渗透率 0.32 mD.储集空间主要由孔隙、裂缝双重介质组成.孔隙类型主要为碎裂颗粒粒间孔、溶蚀孔隙等.裂缝主要为中、高角度缝，裂缝倾476第 2 期李雄炎等：渤海湾盆地渤中 196气田潜山储层裂缝表征与产能预测方法角主要分布在 5080；裂缝走向受周边一条或多条断层影响，其走向与周边断层基本一致；裂缝密度主要分布在 1.2条/m5.4条/m；裂缝宽度主要分布在 10100 m.裂缝、孔隙不同的配置与组合，构成了不同类型的潜山