火山岩气藏裂缝地质建模在徐深气田的应用

梁国峰

（大庆油田有限责任公司采气分公司地质工艺研究所，黑龙江大庆163000）

1 区块地质特征

xsX区块构造位置位于松辽盆地北部深层断陷区徐家围子断陷的徐东斜坡带和丰乐低隆起，构造高点位于xsX井附近，气藏类型为主要受构造和岩性控制的构造—岩性气藏。储层为营一段火山岩。火山岩以中心式喷发为主，有利储层主要分布在溢流相和爆发相，总体以溢流相为主。

根据裂缝的成因，xsX区块火山岩裂缝分为成岩缝、构造缝和溶蚀缝3类，其中营一段火山岩储层以构造缝为主，占70.35%；成岩缝次之，占26.69%；溶蚀缝最少，占2.96%。

根据徐深气藏裂缝不同成因类型，xsX区块营一段火山岩储层主要分为两类，构造缝和成岩缝，其中构造缝以直立缝（占33.25%）和高角度缝（33.02%）为主，斜交缝（15.09%）次之；成岩缝以水平缝为主，高角度缝（24.67%）和斜交缝（23.38%）次之。

区块储层岩芯观察结果和成像测井资料对裂缝尺寸的描述有些差异，其中岩芯观察结果表明，裂缝以小缝（占78.45%）为主，中缝（11.94%）次之，大缝—巨缝不发育。成像测井解释结果则表明，火山岩裂缝以微缝（占96.22%）为主，小缝（3.78%）次之，中缝—巨缝不发育。

2 区块裂缝地质模型建立

徐深气藏裂缝是火山岩储层的重要渗流通道，以前期的气藏地质研究报告为基础，利用22口取芯井岩芯、120块铸体薄片、107个压汞样品等资料，通过岩芯描述、薄片镜下观测、压汞资料分析、测井解释及评价、古地磁研究及地震预测，可得到工区火山岩储层裂缝类型、产状、大小、发育程度、方向及充填状况等裂缝特征，为裂缝地质模型的建立提供基础。

岩芯统计表明：裂缝大小以小缝为主达到80%，裂缝密度在5条/m以下，长度在100cm以下。

测井统计表明：裂缝大小以微小缝为主达到90%，裂缝密度在5条/m以下，长度在6m以下。

2.1 建模思路

裂缝建模是一种用于表征裂缝空间展布的一种重要手段，由于资料的品质和识别精度的差异可以分为确定性建模和随机建模。其中确定性裂缝建模是根据已有的信息来建立确定性模型，例如通过地震资料解释出来规模较大的裂缝。但是这种方法不适合于小尺度以及微裂缝模型的建立。随机裂缝建模主要是根据已有区域裂缝发育规律以及前期研究区内裂缝发育的特征，通过随机模拟的方式生成同概率的模型。目前，国内外主要的随机裂缝建模方法大致可分为5类，即基于空间剖分的裂缝建模、离散裂缝网络建模、基于变差函数的裂缝建模、基于多点地质统计学的裂缝建模以及基于分形特征迭代的裂缝建模。由于xsX区块整体上储层比较复杂、非均质性强，气水关系复杂，气井产能差异大，裂缝发育，虽然之前开展过储层裂缝的研究，但一直处于静态数据的分析整理。

目前，针对国内外裂缝建模的软件有很多，例如Petrel软件、FracaFlow软件，但是考虑到研究区内成像测井资料较少，Petrel软件在建立裂缝模型时可以设置的条件较少，所以本次利用业内最专业的FracaFlow裂缝描述与建模软件来建立裂缝地质模型（图1）。

图1 裂缝建模技术流程图

根据xsX区块气藏裂缝发育特征以及目前裂缝建模方法，确定xsX区块裂缝建模思路：即以成像测井解释裂缝为硬数据，以距断层最近距离和曲率、蚂蚁体、相干体、混沌体为软数据（约束条件），利用多属性融合技术生成裂缝发育强度属性,并用试井分析数据进行动态校正，进而生成离散化裂缝网络模型，并等效生成裂缝属性模型如裂缝孔隙度模型和裂缝渗透率模型等。其中裂缝开度、裂缝长度等参数依据前期岩芯、成像测井描述成果输入。

2.2 裂缝建模

裂缝地质建模采用FracaFlow裂缝建模软件，基于DFN离散化裂缝网格建模技术，是一种以离散化模型为核心，面向对象的地质统计学方法，可以利用多种影响裂缝发育的因素采用不同权重约束生产裂缝强度体，可分组分级别模拟不同成因、不同期次的裂缝。

首先,根据xsX区块的成像测井和岩芯识别的裂缝解释结果，对裂缝进行分组，并计算裂缝密度曲线。其次将时间域地震属性根据已有的速度模型转换为深度域的地震体，在深度域的地震数据体上提取了十种相关的地震属性，并根据成像测井结果对十种属性进行了优选，最终选取了蚂蚁体、相干体、曲率体、混沌体以及相似性五种属性；基于神经网络技术分析地震属性、距断层距离与以单井裂缝密度曲线之间的相关性，最终获取裂缝密度体（图2）。

图2 裂缝密度（南北向）平面特征

在两组裂缝密度体的基础上，基于离散化网络技术建立xsX区块的裂缝模型。用FracaFlow软件特有的AKC校正技术，利用试井解释的KH值来校准xsX区块的DFN模型，从而确保裂缝模型参数设置的准确性，以及模型符合前期的地质认识，并且与生产动态吻合，在DFN模型校准后，利用解析法等效出裂缝孔隙度、裂缝渗透率模型。

结合地质认识及裂缝地质建模成果，分析认为，天然裂缝不是有效渗透率及产能的主要控制因素，xsX裂缝发育受断裂活动的控制。裂缝方向以北西向为主，主要发育微裂缝、小裂缝。裂缝在平面上呈条带状，集中发育于xsX~xsX02~xsA~xsB井一带及xsC~xsC01井一带，条带呈北西向和北北西向展布，与主断裂展布方向基本一致。裂缝发育井（xsX02、xsX），动态渗透率低；xsX01、xsX03-P2，裂缝发育一般，但基质渗透率高。

3 裂缝模型效果检验

裂缝模型建立后，如何确定模型内参数与实际的地质情况吻合，需要对最终模型的模拟成果进行检验：本次裂缝模型检验的方法为将裂缝渗透率提取到单井上，利用射孔数据过滤后，将裂缝渗透率与试井解释渗透率进行对比，对比检验结果显示，裂缝模型渗透率在总体分布特征上与试井解释一致，说明模拟结果真实反映了目前气藏所认识的地质特征（图3）。

图3 试井解释渗透率与模型渗透率对比柱状图

4 结论

（1）利用FracaFlow全方法多角度的裂缝分析后，研究区内裂缝主要分为两组：一组为北西向裂缝，一组为近东西裂缝，其中北西向裂缝为xsX区块主要的裂缝，对流体渗流起到关键性作用。

（2）应用神经网络技术，对大量的裂缝要素进行相关性判别，来完成与单井裂缝密度曲线相关性排序的分析，最后建立了符合xsX区块气藏地质特征的裂缝密度体。

（3）通过最终的裂缝模型与地质认识、生产特征分析后认为，裂缝在平面上呈条带状，集中发育于xsX~xsX02~xsA~xsB井一带及xsC~xsC01井一带，条带呈北西向和北北西向展布，与主断裂展布方向基本一致。裂缝发育井（xsX02、xsX），动态渗透率低；xsX01、xsX03-P2，裂缝发育一般，但基质渗透率高。