户部寨裂缝识别技术研究

方园

中原油田分公司天然气产销厂开发研究所 河南省濮阳市 457000

摘要：开发特征表明户部寨气田是一个由裂缝和孔隙双重介质控制的裂缝性致密砂岩气藏。裂缝性气藏一般岩性复杂、岩相变化大；油气储集空间类型和渗流物理特征异常复杂；气井产量差异很大，高效布井难度极大。为了提升户部寨气田产能，提高最终采收率，通过调研国内外裂缝性储层的开发技术，深入研究裂缝识别技术研究，为下步制定适应户部寨气田裂缝储层的相应技术对策，从而指导该气田的开发调整具有极为重要的现实意义。

关键词：裂缝性气藏；裂缝发育；裂缝识别

1 气田概况

户部寨气田位于渤海湾盆地南缘东濮凹陷中央隆起带北部，是中原油田的主力开发气田之一。目前气田高产井产能迅速下降，高产井相继停产。对于该气田，必须进一步加大地质研究和开发调整力度，部署调整井完善井网，进行产能接替，减缓气田产量的递减。这已成为该气田开发迫在眉睫的紧要任务。

为了提升户部寨气田产能，提高最终采收率，进行裂缝识别技术研究，通过调研国内外裂缝性储层的开发技术，深入研究裂缝性气藏的裂缝识别技术，为下步制定适应户部寨气田裂缝储层的相应技术对策，从而指导该气田的开发调整具有极为重要的现实意义。

2裂缝研究

2.1裂缝类型的发育情况

通过对户部寨气田裂缝的性质统计结果，沙四段裂缝大部分未充填，未充填、局部充填、完全充填裂缝分别占73%、13%、14%。其中，沙四上分别占75%、15%、10%；沙四下分别占72%、10%和18%。

2.1.1裂缝产状

按照倾角大小，裂缝可分为垂直裂缝（倾角为70°～90°），中高角度裂缝（45°～70°），中低角度裂缝（20°～45°），低角度裂缝（0°～20°）四种。

从户部寨地区各取芯井ES4段地层单井裂缝产状统计看出，大部分裂缝产状较陡，主要为高角度裂缝，占80％，裂缝倾角大多为80°～90°，其次是中高角度裂缝，占13％；中-低角度裂缝较少。当砂岩中的裂缝延伸进入泥岩段后，相应发育一些小规模低角度裂缝。

2.1.2裂缝组系特征

岩心裂缝的统计组系主要有4组优势方位，其走向方位分别为20°～40°、80°～90°、100°～110°和130°～140°，剪切裂缝主要集中在20°～40°和130°～140°方向，张性裂缝主要集中在80°～90°和100°～110°方位。

2.1.3储层构造裂缝定量参数描述

（1）裂缝密度及裂缝开度

储层构造裂缝的密度包括岩心上宏观构造裂缝密度以及镜下显微构造裂缝密度两种，利用裂缝间距指数法对研究区单井中构造裂缝密度进行计算，裂缝间距I0值分布较稳定，从裂缝组系分布看走向80°～90°和130°～140°的裂缝I0值均在1.0以上。

（2）裂缝的切穿深度

裂缝高度的分布峰值大致为 20～50cm和150cm，其中前者代表ES上4段砂岩与泥岩互层中发育的剪裂缝，后者则为ES下4段厚层红色砂岩中发育的裂缝。户部寨 ES4段岩芯裂缝的实际高度或切穿深度应大于上述测量值，这与我们在岩芯观测过程中发现的岩芯裂缝大多斜切过岩芯后延出岩芯之外的情况相吻合。通过研究认为，户部寨ES4段岩芯构造裂缝的主体--剪切构造裂缝的延伸高度平均应在2m左右。

裂缝的这种切穿性质以及由此而建立起的裂缝网络系统，对于区内天然气的开发具有重要的作用。即由粉砂岩层宏观大裂缝系统构成了天然气的主体渗流系统，而由薄层泥质岩类中主体发育的微观小裂缝网络系统形成了渗流调节系统。二者共同起作用，才是气田开发稳产和提高产能的关键。

2.2 裂缝识别

在正常压实情况下，砂岩的孔隙度、密度和电性将随着埋藏深度的增加呈现出规律性的变化，由于地层褶皱和断裂产气构造裂缝后，将出现声波、中子、密度、电阻通用性、井径、温度能谱等曲线的异常变化，同时综合裂缝发育区内气井的动态生产情况，经过统计、归纳、分析，依此可以判断裂缝的存在和发育程度。

2.2.1 成像测井裂缝识别方法

在户部寨地区共有5口井进行了EMI成像测井，部17-2测试井段为中生界地层。部1-19、部1-17、部6井裂缝不发育，只有闭合缝、半充填缝。其中闭合缝较多，半充填缝很少，未见开口缝。本次主要对部1-20井3200-3610m井段微电阻率扫描成像测井成果进行分析。总体上，张开缝（开口缝）在EMI成像图上显示明显，为黑色的正弦曲线，为钻井泥浆侵入或泥质充填所致；半充填缝为部分高阻物质所充填的裂缝。在成像图上表现为不连续的暗色正弦曲线，由于没有被完全充填，它仍保存部分渗透性，但不如开口缝渗透性好。

2.2.2 常规测井裂缝识别

在户部寨气田裂缝发育段，由于中子、密度、声波探测岩石的体积不同，以及受裂缝孔隙度非均质分布的影响，可以作为识别裂缝的方法。裂缝发育段体积密度测井值呈现低值，中子、声波时差值增大，在常规测井曲线组合图上显示为三孔隙度曲线值向一个方向显著变化。在户部寨沙四段的裂缝发育层段的三孔隙度曲线较为普遍存在这一现象，是识别该地区裂缝的重要标志，结合其它测井曲线，可以较为有效地识别裂缝。

2.2.3裂缝的动态识别

户部寨地区沙四段裂缝在地下基本处于闭合状态，且为高角度缝，电测曲线上裂缝响应特征微弱，识别该类裂缝有较大难度。但研究发现，裂缝发育程度在钻井、压裂等施工中有一定的反映，可以录井显示以及压裂施工参数来识别地下裂缝的存在、从宏观上判断裂缝发育区的分布。

井漏情况：通过户部寨32口井泥浆漏失量统计表，根据漏失量分为四个等级，大于50m³、50-100 m³，100-300 m³，大于300 m³。按沙四上下在构造图中标注单井泥浆漏失量，并勾绘出裂缝发育区，主要特征表现：漏失量较大的主要分布在靠近断层的高部位，纵向上主要集中在ES42、S43、S44、S46四个砂组上。

停泵压力情况：通过对37口井56井次的压裂施工参数分析，停泵压力值可以定性分析判断天然裂缝的发育程度。根据停泵压力按垂深折算到井底的停泵压力，认为井口压力小于50MPa的范围为裂缝发育区，其余为裂缝相对不发育区。

3 研究结论

通过本次研究，取得以下认识：（1）三孔隙度和微球形聚焦是气田裂缝响应度最大的曲线，可做到裂缝定性的描述；（2）其它曲线由于受储层裂缝开度小的影响，响应特征低，需要借助钻井井漏、试井、生产动态数据进一步判断；（3）利用裂缝综合概率指示法，能够建立起本区有效裂缝综合识别标准；（4）利用叠前和叠后地震数据进行井间储层大尺度和小尺度裂缝进行预测，大裂缝主要为断层，小裂缝主要发育在卫79-9块，S44、S45最为发育，S42和S47次之。通过地质统计学约束，预测结果与生产动态情况较吻合；（5）钻井井漏、试井、人工裂缝数据、生产动态数据能间接反映储层裂缝发育情况，可对其它裂缝识别方法进行有效的验证。

[参考文献]

[1]穆龙新. 储层裂缝预测研究. 石油工业出版社,2009.