油气藏裂缝识别与研究方法

摘要 对于开发阶段的储层裂缝识别，应该基于裂缝系统的不确定特征，结合生产数据，综合地质力学方法和地质统计学方法的预测结果，可以减小裂缝认识的不确定性、最大程度地准确识别和描述储层裂缝。

关键词　油气藏，裂缝，信息，不确定，系统

在碳酸岩储层与致密储层中，裂缝是油气藏中流体的主要渗流通道，对油气井的产能有直接的影响，决定了基质的泄油能力和油井的供油面积，是油气藏开发方案研究的重点[2]。因此，在裂缝油气藏的勘探开发中，必须全面准确地认识裂缝系统发育及其分布规律。

1　裂缝信息

根据裂缝信息的属性，可以归为以下几种：地质力学信息、地球物理学信息、地质统计学信息、渗流力学信息；根据裂缝位置，可以分为：空间点信息、平面点信息、平面区域信息、全局信息；还可以笼统分为静态信息和动态信息等。

1.1　地质信息

（1）露头信息：研究露头是获取地质构造与裂缝等关系全貌的最好办法[3]，也是建立裂缝原模型的基础。

（2）岩心信息：观察取自目的层的岩心是取得裂缝信息最直接的方法。全岩心可提供裂缝倾角和密度数据以及有关岩石强度、岩石组构，裂缝与基质串流能力的数据。

（3）薄片信息：用显微镜对裂缝进行观察是裂缝研究中直接的方法之一。主要特点是对岩石中存在的微裂缝进行统计和描述，局限于裂缝的微观情况，镜下观察以下内容：裂缝的形态、宽度、长度、缝面情况、溶蚀及充填情况、裂缝系数、成因类型以及分期配套关系与裂缝和岩石颗粒及孔隙的关系。对于定向薄片还可以估计裂缝的产状。

1.2　地球物理信息

（1）测井信息：测井是识别垂向裂缝分布的主要技术。近几十年来，人们在用测井识别垂向裂缝方面做出很大努力并取得比较大的进展。

（2）地震信息：地震的优点是覆盖面广，获取的信息量大。但由于地震资料受到地质因素的影响，有很大的多解性。

1.3　钻井工程信息

钻井液漏失可能和天然裂缝、孔洞、地下洞穴或次生裂缝有关。当钻到各种次生孔隙的地层时，机械钻速可大大增加，因而用于间接探测裂缝。此外，还包括井壁崩落、固井质量显示、钻井曲线分析等，但这些方法仅能定性判断裂缝的存在。

1.4　油藏工程信息

（1）试井信息：针对裂缝体系根据流体流动状态特征，可以用产量和压力试井数据识别和评价裂缝。由于试井解释的不确定性限制了其在裂缝评价中的广泛应用。试井分析，特别是压力不稳定，所提供的裂缝参数能代表油气藏的大范围内参数的变化。

（2）示踪剂信息：井间示踪剂近年来获得迅速发展，并成为重要的油藏工程手段，通过示踪剂试验可以获取裂缝的延伸方向和宽度，预测裂缝的存在。

（3）生产信息：生产信息在所有信息中，最具广泛性，包含大量油气藏信息。由于裂缝系统是流体流动的控制因素，所以基于生产数据的动态分析理应成为裂缝系统研究的重要手段。

1.5　实验室信息

（1）光弹模拟实验：模拟岩石变形应力场变化及分布的光弹实验在岩石力学及构造力学中已广泛被采用。其优点在于：能依据实际地质变形特点和初始变形条件，模拟出变形中应力场的分布情况，并且通过显微照像而得到的干涉条纹图像反映出来；根据图象直观地反映出各处应力分布情况即应力集中带，用于预测不同地质变形体与应力集中有关的裂缝发育带。

（2）岩石声发射实验：岩石的Kaiser效应可用于研究岩体曾经历的变形史和破裂史。由Kaiser点的个数和应力分量反映岩石所经历过的应力场期次和强度。近10年来，这一技术已被应用于构造地质学和石油地质学领域，已取得了许多成果。

2　裂缝系统研究方法

综合目前国内外裂缝识别与预测理论与方法，可以分为以下几类：地球物理探测、地质力学方法与地质统计学方法。

2.1地球物理探测

近几十年来，人们为通过测井使裂缝更容易探测和评价，已做出很大努力。利用测井资料可以识别裂缝垂向发育，常规手段是声波测井、电法测井、放射性测井及其组合方法，以及近年来新发展的裂缝识别测井、井周声波测井、斯通利波测井、位移声波途径法测井、长源距声波测井、微电阻率扫描测井、声波电视测井、地层学高分辨率地层倾角测井、横波测井及全波波列测井。

FML（微电阻率成像测井）、FIL（裂缝识别测井）和FMS（地层微扫描测井）等裂缝识别技术的发展，推动了裂缝研究工作的深入开展。

随着测井技术的进步，对裂缝性储层的描述与开发已形成了一定的技术系列。以声波及放射性为主的裂缝测井系列与地震资料结合，进行横向预测，可以划分裂缝发育带及其分布，对裂缝发育带应用微电极扫描和井下声波电视测井。

2.2地质力学方法

早在20世纪60年代，Murray[4]等从构造本身的结构特征出发，探讨了构造形变主曲率与裂缝发育的关系，并提出过裂缝岩体的力学模型。70年代末和80年代初，王仁等、曾锦光从构造应力场入手，根据岩石破裂准则，开展定量预测裂缝分布规律的数值模拟，将十分复杂的地质问题简化，用二维数值模拟进行构造裂缝分布的定量预测。随着大量裂缝性油气田投入开发，许多复杂问题的出现，促进了裂缝定量预测研究的深入开展。

90年代以来，王连捷等将二维、三维数值模拟和地质工作紧密结合，应用有限元数值模拟方法，结合岩石破裂准则进行计算，利用地质资料进行参数修正，结合正反演技术开展储层裂缝精细研究，取得了丰富的认识。丁中一等通过岩石破裂法和能量法对油田储集层中的构造裂缝发育情况进行了数值模拟，发现岩石破裂法结果与能量法结果两者互为补充；提出用破裂值和能量值两者共同来定量预测裂缝发育的新方法，即二元法，破裂值代表了裂缝发育的可能性，能量值代表了裂缝发育能力的大小。

3　结束语

裂缝系统的复杂性决定了裂缝研究的艰巨性和长期性。目前识别方法虽能描述裂缝的某些参数，但均存在程度不等的多解性和局限性。

系统信息的正确认识是有效处理系统观察资料、准确认识系统的基础和前提。文中所述的裂缝信息中，有定性信息，有定量信息，有确定信息，有不确定信息。对于复杂系统，系统信息的深入研究尤为重要。本文在系统总结油气藏的裂缝系统信息的基础上，以不确定性系统理论为指导，详细阐述了裂缝系统信息特征，为裂缝系统的深入研究奠定基础。

综合所有信息，是了解裂缝油藏的唯一有效方法。对于开发阶段的储层裂缝识别，应该结合生产数据，减小裂缝认识的不确定性。然后，综合地质力学方法和地质统计学方法的预测结果，可以最大限度地准确识别和描述储层裂缝。