一种碳酸盐岩断层破碎带封闭性评价的方法与流程

文档序号:15131615发布日期:2018-08-10 08:17阅读:337来源:国知局

本发明属于油气资源勘探与开发的评价技术领域。更具体地,涉及一种碳酸盐岩断层破碎带封闭性评价的方法。



背景技术:

对断层相关的油气运聚成藏与保存而言,断层既是油气输导运移的通道,也是油气聚集成藏的遮挡,断层的封闭性是核心问题,是控制油气规模与分布的主要因素。断层的封闭性评价包括垂向封闭性与侧向封闭性,不仅涉及断裂带内部不连续构造的纵向渗透输导通道,同时与断层两侧的封堵性能紧密相关(yielding,etal.,2010)。

断层封闭机制复杂多样,主要包括泥岩涂抹作用、胶结作用、碎裂作用、解聚作用等(yielding,etal.,2010;peietal.,2015)。砂泥岩对接法、泥岩涂抹法、断面应力分析法等是比较流行的断层封闭性定量评价方法,并在碎屑岩断层封闭性评价的应用中获得了很好的效果。在断层侧向开启的情况下,断层两盘的流体往往具有统一油气水性质与油气水界面,而封闭两侧的流体多具有较大的差异,这样通过断层两侧的流体检测也可以定性判别断层封闭性。通过流体特征判识断层封闭性的方法通常适用于断层两侧具有对接的油气藏,该方法主要是定性的判别。在漫长地质历史中,断层的开启是绝对的,而断层的封闭式相对的、暂时的,因此,断层的封闭性往往是相对比较而言,还没有通用的准确判识方法。

近年研究表明,大型断裂带往往具有复杂的三维结构与形成演化过程,通常包括狭窄的断层核与宽阔的断层破碎带(faulkneretal.,2010)。流体的输导往往通过更为宽阔的断层破碎带,而非变形强烈的致密断层核(caineetal.,1996;aydin,2000;childsetal.,2009;choietal.,2016),断层破碎带结构的差异性成为造成断层封闭性评价困难的主要因素之一。

含油气盆地中碳酸盐岩断层破碎带更为发育,宽度可达数千米,成岩作用复杂多样,胶结与溶蚀作用更为强烈,非均质性极强。而且断层核往往为断层泥或碳酸盐岩胶结物充填,油气大多通过断层破碎带输导运聚。因此,碎屑岩中针对二维断面的常规评价方法往往不适用于三维复杂结构的碳酸盐岩断层破碎带。

虽然从断裂带内部结构来研究断层的封闭性是最直接的方法,但由于碳酸盐岩断层破碎带结构复杂性,碳酸盐岩内部的致密层与输导层的对接关系、泥岩涂抹作用、胶结作用等难以进行有效的判识,而且井下极少取到可供测试分析的样品,尚处于研究探索阶段。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足,通过油气水等流体性质(如气油比)或流体地球化学组份的差异的定量分析,获得输导系数、输导衰减系数,从而进行不同碳酸盐岩断层破碎带,或是同一条断裂带不同部位、不同断盘的油气输导能力的定量分析,提供一种根据流体的差异性进行碳酸盐岩断层破碎带侧向封闭性评价与预测的方法。

本发明的目的是提供一种碳酸盐岩断层破碎带封闭性评价的方法。

本发明另一目的是提供所述碳酸盐岩断层破碎带封闭性评价方法的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现:

一种碳酸盐岩断层破碎带侧向封闭性评价的方法,是在早期以石油充注、晚期以天然气充注的油气区内,或是在油气同时充注的油气区内,通过流体性质(实例区选取气油比)的定量分析,获得输导系数、输导距离、输导衰减系数,从而进行不同碳酸盐岩断层破碎带,或是同一断层破碎带不同部位、不同断盘的油气输导能力的定量分析,从而判识断层破碎带的封闭性。

其中,所述输导系数的获得方法为:在油气勘探开发的碳酸盐岩断裂带上,沿碳酸盐岩断层破碎带分层、分区统计油气井/藏的流体性质(实例为气油比);针对同一区块或是同一条断裂带,对流体性质进行归一化处理,归一化后的数值在0~1范围内;在早期以石油充注、晚期以天然气充注的油气区内,有些流体性质参数的差异(如气油比)可以反映断层破碎带的输导能力,这类反映断层破碎带输导性能的归一化参数称之为输导系数。

所述输导距离的获得方法为:输导系数向围岩区下降至最低的拐点处确定为断层破碎带输导的外边界,外边界至断层核的距离确定为输导距离。

在断层破碎带及其周围统一的输导路径上,输导系数随钻井距断层核距离的增大而降低。所述输导衰减系数的获得方法为:通过输导系数与钻井距断层核距离的相关分析,可获得输导系数下降的斜率;该斜率越大,表明断层破碎带的输导衰减越快,对该斜率的绝对值进行归一化处理,得到的数值为输导衰减系数。

优选地,作为一种具体地可实施方案,所述碳酸盐岩断层破碎带侧向封闭性评价的方法,包括如下步骤:

s1.确定研究区,通过地震构造解释与成图,厘定断裂带的分布;

s2.沿碳酸盐岩断层破碎带两侧分层、分区统计油气井/藏的气油比;

s3.针对同一区块或是同一条断裂带,对气油比进行归一化处理,获得不同井/藏/区块的输导系数;

s4.输导系数与距离做相关分析,输导系数向围岩区下降至最低的拐点处确定为断层破碎带输导的外边界;

s5.输导外边界至断层核的距离确定为输导距离;

s6.通过输导系数与钻井距断层核距离的相关分析,获得输导系数下降的斜率,确定输导衰减系数;

s7.对比不同碳酸盐岩断层破碎带,或是同一条断裂带不同部位、不同断盘的输导系数、输导衰减系数,判识断层破碎带的封闭性的相对大小。

另外,更具体地,所述碳酸盐岩断层破碎带侧向封闭性评价的方法包括如下内容:

(1)流体参数统计:

在油气勘探开发程度比较高的碳酸盐岩断裂带上,沿碳酸盐岩断层破碎带分层、分区统计油气井/藏的气油比、原油密度、干燥系数等流体参数,以及流体地球化学组份等。

(2)参数的选取

在早期以石油充注、晚期以天然气充注的油气区内,或是在油气同时充注的油气区内,通过油气水等流体性质、地化组份等参数的对比分析,选取有效反映流体运移的参数,实例采用气油比。

(3)获取输导系数:

针对同一区块或是同一条断裂带,对气油比(或其他参数,以下类同)进行归一化处理;气油比归一化后的数值在0~1范围内;在早期以石油充注、晚期以天然气充注的油气区内,气油比归一化后的数值反映了断层破碎带对天然气输导的强弱程度,称之为输导系数,输导系数计算公式如下:

tci=(gi-gmin)/(gmax-gmin)(1)

式中,tci为第i个气油比的输导系数,gi为统计的第i个气油比数值(或其他参数值),gmax、gmin分别为最大和最小气油比的数值(或其他参数值);

输导系数可以用来代表断层破碎带输导的能力,可根据输导系数的大小评价断层破碎带输导的能力的强弱;输导系数越大,断层破碎带输导能力越强,表明断层破碎带的封闭性越差。

(4)获取输导距离:

在研究区内,确定钻井目的层输导系数向围岩区下降至最低的拐点处,确定为断层破碎带输导的外边界,外边界至断层核的垂直距离确定为输导距离(ml);可根据输导距离的大小评价断层破碎带封闭性的好差;输导距离越大,表明断层破碎带的封闭性越差,开启程度越高。

(5)获取输导衰减系数:

一般而言,在断层破碎带及其周围统一的输导路径上,输导系数随钻井距断层核距离的增大而降低;输导系数可能降低至背景值(基本没有变化),取背景值以上输导系数与距断层核距离的做相关分析,可以获得输导系数下降的斜率,该斜率越大,表明断层破碎带的输导能力衰减越快,对该斜率的绝对值进行归一化处理,得到的数值可以称之为输导衰减系数(ma);

同一运聚体系中,输导衰减系数通常具有相近的数值,而偏离输导系数衰减趋势线的数值区,可能不属于相同的运聚体系,具有相对的封闭性能。

(6)断层封闭性的评价:

对输导系数进行统计分析,如果输导系数出现局部异常低值,表明该处为局部的封闭区;如果输导系数出现局部异常高值,可能表示出现局部的油气汇聚与高速通道;

输导衰减系数越大,断层破碎带的开启性与连通性好;输导衰减系数越小,表明输导能力减弱越快,断层破碎带的封闭性增强越快;如果出现输导衰减系数的突变值,远离输导系数的分布趋势,表明不是同一运聚体系,很可能为相对独立油气藏,其间断层破碎带具有较强的封闭性;

通过输导系数、输导衰减系数可以进行不同碳酸盐岩断层破碎带,或是同一条断裂带不同部位、不同层位、不同断盘的油气输导能力对比,从而判识断层破碎带的封闭性。

另外,上述碳酸盐岩断层破碎带封闭性评价的方法在判识碳酸盐岩断层破碎带的封闭性方面的应用,也在本发明的保护范围之内。

优选地,所述碳酸盐岩断层破碎带是指非均质性强烈的碳酸盐岩断层破碎带或大型的非均质致密碎屑岩断层破碎带。

优选地,所述方法适用于油气资料较多的勘探评价区块与开发区块。

由于断层封闭性往往是相对的,根据断层破碎带的输导性能的相对大小,可以进行断层破碎带封闭性的定量评价。本发明根据碳酸盐岩断层破碎带发育的特点,在早期石油充注、晚期天然气充注的断层破碎带,或是油气同时充注的断层破碎带,通过气油比变化的定量分析,从而达到对断层破碎带的封堵性进行评价的效果。

本发明具有以下有益效果:

本发明基于流体的空间变化为宽阔的变形带内部及其周缘的油气输导提供了更多的判别资料,在致密基质碳酸盐岩中,通过对流体性质的统计分析,并进行数学处理,用来进行断层破碎带侧向封闭性的评价。

本发明的方法简便易行,适合于油气资料较多的勘探评价区块与开发区块,适用于非均质性强烈的碳酸盐岩断层破碎带,以及大型的非均质致密碎屑岩断层破碎带的封闭性评价,为断层破碎带的封闭性评价提供快捷便利的新途径,可以指导油气勘探与开发的井位部署。

附图说明

图1为同一条奥陶系碳酸盐岩断层破碎带3个区段输导系数散点图。

图2为同一碳酸盐岩断层破碎带3区段输导系数与距油源断裂距离相关图。

图3为不同碳酸盐岩断层破碎带封闭性模式图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

实施例1碳酸盐岩断层破碎带侧向封闭性评价的方法

一种碳酸盐岩断层破碎带侧向封闭性评价的方法,包括如下步骤:

s1.确定研究区,通过地震构造解释与成图,厘定断裂带的分布;

s2.沿碳酸盐岩断层破碎带两侧分层、分区统计油气井/藏的气油比;

s3.针对同一区块或是同一条断裂带,对气油比进行归一化处理,获得输导系数;

s4.输导系数与距离做相关分析,输导系数向围岩区下降至最低的拐点处确定为断层破碎带输导的外边界;

s5.输导外边界至断层核的距离确定为输导距离;

s6.通过输导系数与钻井距断层核距离的相关分析,获得输导系数下降的斜率,确定输导衰减系数;

s7.对比不同碳酸盐岩断层破碎带,或是同一条断裂带不同部位、不同断盘的输导系数、输导衰减系数,判识断层破碎带的封闭性的相对大小。

具体包括以下内容:

(1)流体参数统计:

在油气勘探开发程度比较高的碳酸盐岩断裂带上,沿碳酸盐岩断层破碎带分层、分区统计油气井/藏的气油比、原油密度、干燥系数等流体参数,以及流体地球化学组份等。

(2)参数的选取

在早期以石油充注、晚期以天然气充注的油气区内,或是在油气同时充注的油气区内,通过油气水等流体性质、地化组份等参数的对比分析,选取有效反映流体运移的参数,实例采用气油比。

(3)获取输导系数:

针对同一区块或是同一条断裂带,对气油比(或其他参数,以下类同)进行归一化处理;气油比归一化后的数值在0~1范围内;在早期以石油充注、晚期以天然气充注的油气区内,气油比归一化后的数值反映了断层破碎带对天然气输导的强弱程度,称之为输导系数,输导系数计算公式如下:

tci=(gi-gmin)/(gmax-gmin)(1)

式中,tci为第i个气油比的输导系数,gi为统计的第i个气油比数值(或其他参数值),gmax、gmin分别为最大和最小气油比的数值(或其他参数值);

输导系数可以用来代表断层破碎带输导的能力,可根据输导系数的大小评价断层破碎带输导的能力的强弱;输导系数越大,断层破碎带输导能力越强,表明断层破碎带的封闭性越差。

(4)获取输导距离:

在研究区内,确定钻井目的层输导系数向围岩区下降至最低的拐点处,确定为断层破碎带输导的外边界,外边界至断层核的垂直距离确定为输导距离(ml);可根据输导距离的大小评价断层破碎带封闭性的好差;输导距离越大,表明断层破碎带的封闭性越差,开启程度越高。

(5)获取输导衰减系数:

一般而言,在断层破碎带及其周围统一的输导路径上,输导系数随钻井距断层核距离的增大而降低;输导系数可能降低至背景值(基本没有变化),取背景值以上输导系数与钻井距断层核距离的做相关分析,可以获得输导系数下降的斜率,该斜率越大,表明断层破碎带的输导能力衰减越快,对该斜率的绝对值进行归一化处理,得到的数值可以称之为输导衰减系数(ma);

同一运聚体系中,输导衰减系数通常具有相近的数值,而偏离输导系数衰减趋势线的数值区,可能不属于相同的运聚体系,具有相对的封闭性能。

(6)断层封闭性的评价:

对输导系数进行统计分析,如果输导系数出现局部异常低值,表明该处为局部的封闭区;如果输导系数出现局部异常高值,可能表示出现局部的油气汇聚与高速通道;

输导衰减系数越大,断层破碎带的开启性与连通性好;输导衰减系数越小,表明输导能力减弱越快,断层破碎带的封闭性增强越快;如果出现输导衰减系数的突变值,远离输导系数的分布趋势,表明不是同一运聚体系,很可能为相对独立油气藏,其间断层破碎带具有较强的封闭性;

通过输导系数、输导衰减系数可以进行不同碳酸盐岩断层破碎带,或是同一条断裂带不同部位、不同层位、不同断盘的油气输导能力对比,从而判识断层破碎带的封闭性。

实施例2塔里木盆地某奥陶系碳酸盐岩区不同区段碳酸盐岩断层破碎带封闭性的评价

在塔里木盆地某奥陶系碳酸盐岩区块,在早期以石油充注、晚期以天然气充注的油气区内,通过气油比的定量分析,获得输导系数、输导距离、输导衰减系数,从而进行不同碳酸盐岩断层破碎带的油气输导能力的定量分析,判识断层破碎带封闭性的相对大小。

其中,所述输导系数的获得方法为:

在油气勘探开发程度比较高的碳酸盐岩断层破碎带,分区统计油气井/藏的气油比,并统计钻井距断层核的距离。

针对同一断层破碎的不同区段,对气油比进行归一化处理获得输导系数(图1)。如图1所示,区段1、区段2的高输导系数值相对较多,而区段3输导系数普遍较低,表明区段1、区段2断层破碎带输导能力较强、封闭性越差,而区段3断层破碎带的输导能力较弱、封闭性较强。

输导系数向围岩区下降至最低的拐点处确定为断层破碎带输导的外边界,外边界至断层核的距离确定为输导距离(图2)。如图2所示区段1输导距离最大大,断层破碎带的侧向封闭性较差。

在断层破碎带及其周围统一的输导路径上,输导系数随钻井距断层核距离的增大而降低,通过相关性较好的输导系数与钻井距断层核距离的相关分析,可以获得输导系数下降的斜率(图2),并求取不同区段的输导衰减系数。如图2可见区段2输导衰减系数大,表明沿断层核向外的输导性减弱快,封闭性增强快。区段1断层破碎带宽度大,在较大的距离上具有较大的输导系数,开启程度更高。在不同区段内部及其周边,可能出现局部异常低值,表明该处为局部的封闭区;如果出现局部异常高值,可能表示出现局部的油气汇聚与高速通道。

通过输导系数、输导距离、输导衰减系数进行同一碳酸盐岩断层破碎带不同区段、不同断盘的油气输导能力对比,从而判识断层破碎带的相对封闭性大小。

实施例3塔里木盆地某奥陶系碳酸盐岩区不同碳酸盐岩断层破碎带封闭性的评价

在另一塔里木盆地某奥陶系碳酸盐岩区块,通过不同断裂带气油比的定量分析,获得输导系数、输导距离、输导衰减系数,从而进行不同碳酸盐岩断层破碎带的油气输导能力的定量分析,判识断层破碎带封闭性的相对大小。具体如下:

(1)断裂带选择:

在地震构造解释与成图的基础上,精细解释选取的断裂带f1、f2、f3,确定不同断层破碎带的分布。

(2)流体参数统计:

在不同的碳酸盐岩断裂带上,沿碳酸盐岩断层破碎带分区统计油气井/藏的气油比、原油密度、干燥系数等流体参数。

(3)参数的选取:

通过油气水等流体性质、地化组份等参数的对比分析,选取有效反映流体运移的参数,对比分析表明其中气油比的效果较好。

(4)获取输导系数:

针对不同碳酸盐岩断层破碎带,以统一的标准对气油比进行归一化处理,获得输导系数。

其中f1断层破碎带上的气油比高,以凝析气为主,输导系数明显较大,表明断层破碎带输导能力强,断层破碎带的封闭性越差。而f2、f3断层破碎带的气油比低、以正常原油为主,输导系数明显偏低。

(5)获取输导距离:

在研究区内,确定钻井目的层输导系数向围岩区下降至最低的拐点处,划分为断层破碎带输导的外边界,外边界至断层核的垂直距离确定为输导距离(ml)。

(6)获取输导衰减系数:

根据输导系数随输导距离的变化,确定输导系数的背景值。取背景值以上输导系数与钻井距断层核距离的做相关分析,获得相关性较高的输导系数的下降斜率,对该斜率的绝对值进行归一化处理,得到的数值为输导衰减系数(ma)。

在f2、f3断层破碎带上,输导衰减系数低,并具有相近的数值,表明流体性质差异小,断层破碎带封闭性较强。f1断层破碎带输导系数衰减较明显,具有好的输导作用,封闭性能相对较差。

(7)断层封闭性的评价:

对输导系数进行统计分析,f2、f3输导系数值低、差异小,缺少后期天然气充注,为局部的封闭区。f1断层破碎带的气油比高,输导系数高,输导衰减系数大,断层破碎带的开启性与连通性好。

综合分析表明(图3),f1断层破碎带开启程度高、封闭性较弱,从而出现晚期大量的天然气气侵,在早期古油藏的基础上,形成高气油比的凝析气藏。而在f2、f3断层破碎带封闭性强、开启程度低,其间断层破碎带具有较强的封闭性。由于断层破碎带封闭,缺乏来自断裂带深层晚期的天然气气侵,同时侧向上f1断层破碎带输导的天然气尚未抵达,形成局部油藏区。

由于不同断层破碎带,或是同一条断层破碎带的不同部位、不同层位、不同断盘的封闭性差异,造成晚期天然气输导能力的差异,从而形成了该区油气流体性质的复杂性与多样性。在本方法及其原理的基础上,很容易利用不同流体性质或地化组分进行统计分析,改进建立不同的断层破碎带封闭性判识模式,指导这类复杂油气藏的地质认识与油气勘探开发实践。

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