儲層和裂縫預測技術在油田開發中的應用

張 芳

（遼河油田公司勘探開發研究院，遼寧 盤錦 124010）

在石油資源的開發下，油氣藏儲量逐漸減少，開發的難度提高，勘探向著深部、特殊油氣藏方向進行。其中，裂縫性儲層作為油田開發的新內容，通過對儲層及裂縫預測技術的有效應用，可使油氣資源的開發得到支持。由于當前裂縫性儲層開發潛力比較大，對相關技術的應用提出了要求，為了發揮出儲層及裂縫預測技術的作用，應對其進行合理運用，提升開發水平。因此，應對儲層及裂縫預測技術的應用進行深入分析。

1 儲層預測技術應用現狀

大部分油田進入到了開采后期階段，產量都會出現下降的趨勢，原油的含水率有所提升，而我國原油資源的需求比較大，為了滿足實際的需求，需要對儲層進行精準預測，借助有效的技術手段來提供支持。要想使儲層預測技術的準確性加強，可以開發新的預測技術或者運用已有技術，在技術應用中應確保其準確性。結合實際情況進行分析，已有技術的成本比較低，可滿足成本控制的需求，但還需要通過對儲層預測技術的綜合運用來達到相應的效果，使儲層的預測準確性提升。因此，儲層預測技術的應用及發展還需進一步完善，通過對現有技術的有效運用以及創新，可使我國的原油開發獲得良好的條件，避免在儲層預測過程中受到其他因素的影響，為開發提供可靠的參考依據[1]。

2 儲層預測技術中的主要內容

在儲層預測技術中，精細預測技術的應用發揮了有效的作用，可滿足當前油田開發的需求，其中包括了較多類型的技術，主要為下述幾類。然而隨著開發項目不斷發展，研究更加深入，在油田開發過程中儲層預測技術水平將得到進一步提升，加強精度預測的效果。

2.1 精細構造解析技術

運用該技術可使儲層構造的解析精度提升，在應用過程中可借助地質信息來進行統籌及分析，可實現對地質信息的對比，保證了單一類型數據的精度。在儲層預測中，該技術中包括了多井波阻抗的標定技術及多井控制變速構成技術等[2]。當然應用該項技術還能對儲層的整體構造和細致部位進行精準預測，并在儲層預測過程中做好相關信息歸納收集工作，以此保證各項數據信息在油田開發中的作用。從而減少油田開發對儲層結構和精準效果的影響，確保精細構造解析技術在儲層預測中的作用發揮到極致。

2.2 微相建模技術

該技術是在進行了儲層的精細構造分析之后，利用之前的地質信息來進行儲層的精細預測，通過對微相建模技術的應用可使儲層的精度得到保障，而在應用中主要進行測井小層及沉積微相的建模對比。在儲層預測中，需要先對三維地震進行精確解釋，結合結果來約束數據，之后結合測井曲線來進一步分析。通過微相建模技術還能將前期歸納收集而來的各項信息應用到相應模型構建當中，從而保證相應模型的準確性和基礎信息的全面性，從而促使有關部門按照具體模型和相關參數信息對油田儲層進行精準預測，借此為油田開發以及相關工作順利開展提供有力支持。同時還需要強化相關信息在模型建立和油田開發協調處理中的作用，使得微相建模技術可以滿足儲層預測和后期油田開發工作良性開展的要求。

2.3 測井數據的校正和處理技術

測井數據校正及處理可避免數據滯后性造成的影響，借助該技術可使預測的結果更加可靠，適合用于老油井的儲層預測，將不同時期的測井質量及數據進行綜合分析，可使測井資料更加標準。在實際應用中，通常對測井的深度數據以及環境數據等進行校正及標準化處理。對油田儲層進行測井工作時可能會因為不合理因素干擾而出現數據信息混亂和不夠準確的問題，這就需要強化相關合理技術在測井數據校正和綜合處理中的作用效果，方便相關人員按照油田開發要求和儲層實際情況對測井數據進行有效調整，有效發揮相關技術在儲層預測和測井數據處理中的作用，繼而為儲層預測提供準確合理的數據信息支持。

2.4 儲層建模技術

在儲層預測過程中，受到預測精度影響會使儲層預測結果缺少可靠性，這與地質條件之間有著緊密的聯系，為了使儲層的預測精度提高，可借助多種建模方式，使儲層的建模更加精確，通過對多種建模方式的應用，可使建模實現精細化目標，保證了儲層建模的精度，比如儲層構造建模以及儲層速度建模等，可使儲層預測的效果加強。通過合理技術還可以提高儲層預測的精準性和相關信息歸納收集力度，借此保證相應模型在油田開發和基礎信息更新中的作用，有效提升相關技術效果，使得該項技術在儲層預測和油田開發中的作用得以彰顯。

3 油田開發中裂縫探測識別方法

3.1 鉆井工程方法

鉆井工程方法可提供關于鉆井液漏失及機械鉆速的資料，鉆井液漏失與天然裂縫、孔洞以及次生裂縫等之間有著一定的聯系。在鉆遇各種次生孔隙地層的時候，機械鉆速會提高，可將其用于間接裂縫探測之中。同時，井壁崩落、固井質量顯示等也可作為判斷的手段[3]。油田開發過程中出現裂縫問題的原因比較多，這就應根據裂縫表現情況進行精準探測，借此保證油田開發中裂縫預測和精準識別流程的合理性和連貫性。將鉆井工程方法應用到裂縫預測當中，可以降低裂縫預測難度，有效保障最終結果的準確性，嚴防油田開發在實際開展過程中因為裂縫問題干擾而受到阻礙。推進油田開發安全合理開展，確保油田開發水平和整體安全效果有所提升。

3.2 示蹤劑法

示蹤劑法隨著發展得到了有效的應用，作為油藏工程中的重要技術，由于其能夠提供井間儲層的非均質性與井間流體的流動特點，采取示蹤試驗來獲得裂縫的延伸方向及寬度等參量，可預測裂縫的存在。導致油田基礎結構出現裂縫問題的原因比較多，而強化示蹤劑技術在其中的應用力度，可以在找準油田裂縫位置的同時精準分析相關原因，并在保證實際原因綜合分析效果和實際管理力度的條件下對油田現存裂縫問題進行有效處理，并根據示蹤劑技術以及相關參數信息調整油田開發過程中出現的裂縫問題，借此保證各項裂縫預測技術在油田開發和油田安全管控中的作用效果。

3.3 測井方法

使用測井資料來探測裂縫及其分布特點的時候，主要是結合裂縫及基質巖塊不同的地質、地球物理特點來進行分析，可通過測井曲線來明確裂縫的情況。在當前的裂縫識別中，使用的方法包括電測井、核測井、聲波測井等，可實現對裂縫的識別判斷。但是由于裂縫發育具有隨機性特點，受到了其層理及巖性因素的影響，會使測井結果產生多解性特點，無法保證測井資料探測的效果，因此需要使用多種測井方式來綜合探測，使探測得到的結果更具有參考性。對油田開發過程中的裂縫進行測井、預測和基礎信息歸納收集時必須保證各項現代化手段的應用力度，保證裂縫預測技術與儲層預測技術的結合力度，之后通過標準合理信息和相關技術推進油田開發以及具體工作高質量地有效開展。

4 地質成因裂縫預測技術應用

4.1 地質成因法應用條件

地質成因法中包括了一種構造正反裂變預測法，通過對地層的分析獲取到每期的構造特點以及應變力，經過對相關標準的對比，結合應變量趨勢來詳細分析主控參數，并且考慮到地層的厚度、巖體等情況，為裂縫發育富集以及發育方向提供勘探的條件。在應用過程中適用條件如下：一是變形期間的巖石體積不變；二是構造壓實及壓溶導致體積受損；三是主導變形方式為對脆性斷層；四是褶皺與斷層有關；五是巖石體積被侵蝕或者沉積壓實情況改變[4]。

4.2 構造解釋及模型建立

在預測過程中，需要建立構造模型，進行構造的詳細解析，由于使用3DMove，裂縫預測的結果應借助構造形體確定。通過對油田地質情況的精細解釋，可實現對斷層的分析，通過對斷層特點的進一步判斷，可掌握精細化的三維構造裂縫模型的形態。由于斷塊的解釋與斷層之間相接，可使用3DMove 軟件將后續斷層部分剔除，使層位及斷層能夠緊密接觸，以滿足預測的需求。因此，應對構造解釋進行明確，使預測的結果更加準確。

4.3 模型非運動學構造反演

在裂縫預測中，通過3DMove 軟件可將反演中的三維平衡遇到的問題消除，比如消除距非運動學構造反演方法中不合理的部分，可使穩定性得到恢復，可采取彎曲去褶皺算法來使各基準面恢復。同時，可運用平移及旋轉拼接方式進行拼接，來對地質斷塊中的數目進行明確地分析，判斷是否超出了額定基數或者沒有達到標準值。當斷塊中有著空隙的時候，可表明解釋不符合要求。需要對模型進行拼版恢復，之后建立具有穩定性的地質模型，使預測的可靠性得到保障。

4.4 正演計算底層應變量

應對地質模型進行運動學構造反演，先將新出現的斷層恢復，之后再恢復老斷層。在選擇算法的時候，應以斜剪切的形式來進行，之后結合恢復模型來進行正演。還可采取因變量計算來得到各個斷塊的應變量分布情況，由于應變量會受到地層部位的影響，當應變量比較大的時候，表明地層的變形比較嚴重，進而使裂縫的產生變大，可結合該規律來進行裂縫的預測分析[5]。

4.4.1 應變計算

在裂縫預測中，參數地層應變量包括了擴張應變量及有限應變量，使用3DMove 軟件來進行分析，各個計算單元中定義的應變量擴張量存在著一定的差異。在構造產生變化前，可借助三種形式的應變量計算方式來進行比較，使應變計算的準確性符合實際要求。當應變量擴長或者累加應變量增加的時候，均方根也會增加。前期進行擴張應變量是為了應對物理受到應力影響產生的體積或面積變化而采取的措施，而不將物體受重情況考慮在內，總應變量此時為正值。其中均方根應變量是應用幾何學理論來獲得的，也為正值。有限應變量可在應用體本身使用，有限應變量與擴張應變量是從不同角度出發來統計的，可體現出地層受力之后的應變程度。由于采取的模式不同，而最終的結果是同一方向設置的。通常情況下，有限應變量參數比較多，但是運算速率達不到相應的要求。因此，在實際的分析過程中，一般使用面應變量來代表地層的應變程度，可預測出裂縫的發育程度，完成對應變的計算后進行接下來的分析。

4.4.2 曲率計算

在曲率計算中，包括了簡單曲率及高斯曲率。簡單曲率針對預測的層面傾斜角的度量及變化情況，首先需要對定立的基點周圍的三角網格劃線，并且統計三角網格對接線的平均值。當面積越大，權值越高。該點可表示為三角網格的法線相對標準值。高斯曲率指的是對三維空間對層面曲率的度量方式，任何一種高斯曲率都需要通過兩個主曲率來確定。兩個主曲率可在三維空間條件下相互垂直，而高斯曲率在計算中不存在圓柱型層面[6]。

4.4.3 以屬性為基礎的預測

走向及傾向指的是構成層面信息的每相鄰三點組成的三角網格的走向及傾向。在裂縫預測中，結合計算層面的特征，以屬性為基礎來預測，應結合工作區間的實際分析來獲取相應的結果。對簡單曲率、應變控制裂縫發育密度，采取山頂界定走向來對裂縫發育方向進行調節。通常將裂縫的最小間距、地層厚度、裂縫長度作為參數，并且概括給定的隨機模擬區種子點。在實際應用中，可通過對該方式進行頂界裂縫分布的預測，并且借助多次試驗來明確該區域中的裂縫預測參數，實現對裂縫預測結果的詳細化呈現。比如，裂縫間最小間距為50m，平均每步的種子模擬點數為250，裂縫每步模擬延長可達到30m。經過兩次模擬之后，可預測數裂縫走向及傾向發育情況。通過對曲率及應變屬性的分析，可獲取到斷裂的詳細情況信息，并且對裂縫發育密度控制有一定的了解。

5 結論

當前，儲層預測技術對于油田開發而言十分重要，為了加強預測結果的準確性，提高油田開發水平，降低開采的成本，并且避免發生各種開采事故，應對儲層預測技術及裂縫預測技術進行有效應用，使預測的結果更加可靠。應在實際應用中結合實際情況來選擇適合的預測技術，可根據地質成因法來進行構造解釋及模型建立，開展模型非運動學構造反演，并且正演計算底層應變量，保證預測結果的準確性，為開發提供相應的依據，從而實現開發的目標。