利用地震资料约束小尺度离散裂缝的空间分布

王强，卢泉杰，韩科龙，郑松青

（中国石化石油勘探开发研究院，北京 100191）

利用地震资料约束小尺度离散裂缝的空间分布

王强，卢泉杰，韩科龙，郑松青

（中国石化石油勘探开发研究院，北京 100191）

离散裂缝网络模型能够表征储层任意尺度上的非均质性，已经成为裂缝性油藏描述的一项先进技术。在离散裂缝网络模型建模过程中，应视裂缝尺度不同采用不同的方法：易识别的大尺度裂缝一般采用确定性建模方法；难以识别的小尺度裂缝一般采用基于示性点过程的随机建模方法。针对小尺度裂缝随机建模过程中裂缝片空间位置的确定展开研究，提出了一种能够利用地震资料约束井间裂缝分布的方法。该方法在裂缝密度模型建模的基础上，先将其转化为概率模型，再以概率模型作“中介”，并同一定的终止条件相结合，最后确定裂缝片位置，解决了井点处裂缝密度同控制裂缝生成的密度不一致的问题。通过实例验证了该方法的可行性。

离散裂缝网络模型；裂缝空间分布；地震资料；概率模型

离散裂缝网络模型（DFN模型）通过描述裂缝片的长度、开度、产状等属性对裂缝性储层进行表征，已经成为描述裂缝性储层的一项先进技术［1-4］。离散裂缝网络模型建模视裂缝尺度的不同应采用不同的方法。地震等可识别的大尺度裂缝采用确定性建模方法［5-7］，小尺度裂缝则采用随机建模的方法。小尺度裂缝建模一般基于示性点过程［8-15］，即先确定裂缝片的位置点，然后模拟裂缝的其他属性，并将其“标注”到该点上完成建模。在此过程中，裂缝空间位置的确定是决定建模精度的关键。前人对井间裂缝位置确定方法的研究不多，本文针对这一问题展开研究，建立了一种地震资料约束小尺度裂缝空间分布的方法。

1 裂缝位置的确定

目前一般认为裂缝在一定区域内均匀、独立分布，亦即在一定区域内，裂缝位置坐标满足一定条件［9］。裂缝空间分布的非均质性表征是借助网格实现的，每个网格内，裂缝均匀、独立分布，不同网格间裂缝密度不同。在确定了每个网格内裂缝密度的基础上，假设裂缝均匀分布，即可由Monte Carlo方法很方便地确定裂缝的位置。

裂缝密度有3种表征方式：线密度P10，为单位长度测线上裂缝的条数；面密度P32，为单位体积储层内裂缝的面积；体密度P33，为单位体积储层内裂缝的体积。

在实际勘测过程中，所能获得的裂缝密度信息多是线密度P10。

2 裂缝密度的井间约束

建模过程中，受储层识别预测技术的制约，很难获得井间裂缝的准确信息，但可以获得同裂缝密度相关的信息，利用这些信息，可以约束井间裂缝的生成。

具体做法：首先，通过FMI成像测井、岩心分析、常规测井等得到的井点处裂缝密度离散至网格，作为网格属性处理，在地震资料约束下，建立整个区域裂缝密度模型；然后，利用该数据体约束裂缝的随机生成。

但是，井点处获得的裂缝密度是线密度P10，而对裂缝随机生成进行约束的应该是单位体积内裂缝的条数。针对这一问题，有研究者采用校正的方法解决［4］，即根据裂缝长度、产状等分布特征，确定2种裂缝密度的关系，从而实现二者的转化。这种方法实现起来非常复杂。本文用裂缝生成概率模型作“中介”，并同一定的终止条件相结合，成功解决了这一问题。

改进后的建模流程见图1，具体步骤如下：

1）通过岩心分析、测井、FMI成像测井等获得的井点处裂缝密度数据离散至网格。

2）在地震资料的约束下，利用插值方法，建立井间裂缝密度模型。

3）将裂缝密度模型转化为概率模型，第i个网格对应的裂缝生成概率Probi计算公式为

式中：P10i为网格i中的裂缝线密度；P10max为建模区域内最大裂缝线密度。

4）利用Possion过程，随机生成空间点。在该点处可能生成裂缝（也可能没有裂缝），为了表示这种可能性，生成该点的同时生成一个随机数P，且满足（0，1）的均匀分布。

5）根据空间点的位置及概率模型δ，确定该点的裂缝生成概率Probi，并同P值比较：

如果δ=1，则记录该点，作为裂缝的位置点；否则，舍弃该点。

6）确定裂缝的其他属性。

7）计算井点处钻遇裂缝的条数，如果满足终止条件，则结束，否则转至步骤4），进行下一次生成。

图1 利用地震属性约束裂缝密度流程

该方法有以下优点：1）裂缝密度作为网格属性，同网格的渗透率、孔隙度及其他属性一样，可以在地震约束、相控等条件下，通过插值进行建模。这样，就可以将连续性建模、离散建模、确定性建模和随机建模有机结合起来，拓展了离散模型的随机建模方法，提高了离散模型建模的精度。2）以裂缝生成概率模型作“中介”，并以井点处钻遇裂缝的条数作为判断建模是否结束的条件，解决了井点处裂缝密度的度量方式同约束建模的裂缝密度度量方式不一致的问题。

当有多口井时，井点处钻遇裂缝条数可能有多个值，这样就存在以下3类终止条件：

1）任一口井钻遇裂缝的条数同其实际值相符合时，建模终止。

2）所有井钻遇裂缝的条数都大于或等于实际值时，建模终止。

3）所有井钻遇裂缝条数的平均值同实际值相等时，建模终止。

不同的终止条件建模得到的裂缝条数是不同的，第一种终止条件裂缝条数最少，第二种条件裂缝条数最多。在实际应用中，应该根据实际情况进行选择。

3 实例

利用上述方法，建立塔河油田某裂缝性储层段离散模型（见图2a），裂缝密度模型同网格内裂缝条数对比见图2b、图2c。二者基本吻合，说明该方法是合理的。

图2 裂缝性储层模型

4 结束语

裂缝空间分布是决定DFN建模精度的关键。建立了利用地震资料约束裂缝空间分布的方法，通过实例验证了用概率模型作“中介”，同适当的终止条件相结合，确定裂缝片位置的方法，较好地解决了井点处裂缝密度同控制裂缝生成密度不一致的问题。

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［15］张允，袁向春，姚军，等.离散裂缝性油藏数值模拟方法［J］.大庆石油学院学报，2010，34（3）：80-85.

（编辑 杨会朋）

Constraint of spatial distribution of small-scale discrete fractures with seismic data

Wang Qiang,Lu Quanjie,Han Kelong,Zheng Songqing
(Research Institute of Petroleum Exploration&Production,SINOPEC,Beijing 100191,China)

Discrete fracture network(DFN)model can depict the heterogeneity of fractured reservoir on any scale,which has become an advanced technology in reservoir characterization.During reservoir modeling,fractures with different scales are described by different methods.Large-scale fractures which can be identified are described by deterministic modeling method,while small ones which are difficult to identify are described by stochastic method based on marked point process.In this paper,in view of the problem of determination of fracture location during stochastic modeling of small-scale fracture,a new constraining method for fracture spatial distribution was proposed by using seismic data.In this method,fracture density model is transformed into probability model at first, and then probability model combined with termination condition is used to locate the fractures,which resolves the inconsistent problem of the density generated by controlling fracture and fracture density at well point.At last,an example is proposed to verify the method.

discrete fracture network model;spatial distribution of fracture;seismic data;probability model

国家重点基础研究发展计划（973）项目“碳酸盐岩缝洞型油藏开采机理及提高采收率基础研究”（2011CB201000）；国家科技重大专项“碳酸盐岩油田开发关键技术”（2011ZX05014）

TE132.1+4

A

10.6056/dkyqt201204004

2011-12-11；改回日期：2012-05-12。

王强，男，1982年生，工程师，现从事油气田开发方面的研究工作。E-mail：521zhsq@163.com。

王强，卢泉杰，韩科龙，等.利用地震资料约束小尺度离散裂缝的空间分布［J］.断块油气田，2012，19（4）：423-425.

Wang Qiang，Lu Quanjie，Han Kelong，et al.Constraint of spatial distribution of small-scale discrete fractures with seismic data［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（4）：423-425.