一種頁巖氣儲層頁理縫三維建模方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及地質技術領域，尤其涉及一種頁巖氣儲層頁理縫三維建模方法。
【背景技術】
[0002]頁巖氣是與煤層氣、致密砂巖氣等非常規天然氣存在顯著差別的非常規天然氣。極其發育的頁理縫是頁巖氣儲層的典型特征，顯著區別于煤層氣、致密砂巖氣等其它非常規天然氣儲層。有關頁理縫三維定量地質模型的建立自然成為頁巖氣儲層定量表征的重要內容。
[0003]頁理是在靜水條件下，還原環境中，受沉積時水體能量、溫度、鹽度及含有物變化影響而在極細粒沉積物沉積過程中留下的分層性的地質記錄，這些記錄下來的細小紋層間的物性極其致密，甚至無法允許地下水的通過，因而很難獲得從其它地方溶解帶來的膠結物質，沒有膠結的紋層面由此成為脆弱面，一旦出現構造應力的局部集中就容易誘發形成頁理縫。正是因為這個原因形成的大量頁理縫成為了頁巖氣儲層氣體滲流的有效通道，使得致密的頁巖儲層變成了能有效產氣的天然氣產層。而如何有效建立頁巖氣儲層頁理縫三維定量地質模型成為頁巖氣開發中必須解決的一項難題。
[0004]由于頁巖氣開發在我國的歷史不長，即便在國際上也是近30年來才成為天然氣領域的熱點。有關頁理縫的認識主要停留在巖心觀察描述上，或者是各類電子顯微鏡下的觀測結果。巖心觀察描述能夠描述頁理縫的發育密度和基本產狀，但無法形成在三維空間的定量地質模型。
[0005]各類電子顯微鏡下的頁理縫觀測結果能提高人們對頁理縫的深入認識，但這種認識因為沒有形成三維空間頁理縫定量地質模型而難以獲得進一步的生產應用。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種頁巖氣儲層頁理縫三維建模方法。
[0007]—種頁巖氣儲層頁理縫三維建模方法，包括以下步驟:
[0008]步驟一:頁巖頁理縫及巖相類型與特征的巖心觀察描述；
[0009]步驟二:單井頁巖巖相模式提取及建立頁巖巖相三維模型；
[0010]步驟三:單井頁巖頁理縫模式提取及建立頁理縫強度模型；
[0011 ]步驟四:建立頁理縫離散模型；
[0012]步驟五:建立頁理縫等效模型。
[0013]進一步地，如上所述的頁巖氣儲層頁理縫三維建模方法，步驟二所述建立單井頁巖巖相模式提取包括:
[0014]通過單井巖相分析提取每口井各個深度位置的頁巖巖相類型，將不同的頁巖巖相類型編碼，獲得單井巖相編碼數據，從而形成單井頁巖巖相模式；
[0015]所述頁巖巖相三維模型包括:將由這些單井巖相編碼數據形成的單井頁巖巖相模式輸入建模軟件，采用軟件提供的離散型變量隨機模擬算法，即可建立頁巖巖相三維模型。
[0016]進一步地，如上所述的頁巖氣儲層頁理縫三維建模方法，步驟三所述單井頁巖頁理縫模式提取包括:
[0017]在單井巖心分析與測井解釋的基礎上，獲得不同深度位置處頁理縫的寬度和發育密度數據，將頁理縫的寬度和發育密度相乘獲取得到頁理縫發育強度數據，以巖層面傾角作為頁理縫的傾角，頁理縫延伸方位角隨機取值，從而形成包括發育強度、傾角和方位角的頁理縫模式。
[0018]所述頁理縫強度模型的建立包括:將單井頁巖的頁理縫模式輸入建模軟件來建立頁理縫強度模型。
[0019]進一步地，如上所述的頁巖氣儲層頁理縫三維建模方法，步驟四所述建立頁理縫離散模型包括:
[0020]對比分析單井頁巖巖相模式與單井頁巖頁理縫模式，即可獲得每種頁巖巖相模式的頁理縫發育強度最大值，將其中頁理縫發育強度最大值數值接近O的頁巖巖相剔除，從而建立起頁理縫發育指數模型，以該模型為空域約束，以頁巖頁理縫模式為硬數據輸入建模軟件，即可建立獲得頁理縫離散模型。
[0021]進一步地，如上所述的頁巖氣儲層頁理縫三維建模方法，步驟五所述建立頁理縫等效模型包括:
[0022]依靠測試頁理縫發育程度不同的巖心樣品的孔滲物性，分別提取得到發育頁理縫與不發育頁理縫樣品的平均孔隙度、平均滲透率值，利用發育頁理縫與不發育頁理縫樣品的平均孔隙度、平均滲透率值分別做商，并以商作為頁理縫與基質孔隙度和滲透率間的比例關系，基于該比例關系，在頁巖儲層基質孔隙度、滲透率模型的基礎上，利用儲層建模軟件即可建立形成頁理縫等效模型。
[0023]本發明利用巖相古地理研究及巖心描述成果，建立頁理縫三維離散模型，實現頁理縫分布位置、發育規模及延伸方位的三維可視化；同時建立頁理縫三維等效模型，定量表征頁理縫分布位置處儲層的孔隙度和滲透率。由此形成的建模結果不僅在三維空間再現了頁理縫的分布特征，還為頁巖氣生產模擬提供了頁理縫三維定量孔滲屬性模型，從而為頁巖氣井生產方案的科學合理制定奠定了堅實的基礎。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明頁巖氣儲層頁理縫三維建模方法流程圖；
[0025]圖2為本發明是實施例四川盆地東部五峰-龍馬溪組某頁巖氣藏典型頁巖巖相及頁理縫發育巖心特征圖；
[0026]圖3為本發明是實施例四川盆地東部五峰-龍馬溪組某頁巖氣藏單井頁巖巖相及頁理縫分布特征圖；
[0027]圖4為本發明是實施例四川盆地東部五峰-龍馬溪組某頁巖氣藏頁巖巖相三維模型圖；
[0028]圖5為本發明是實施例四川盆地東部五峰-龍馬溪組某頁巖氣藏頁理縫強度三維模型圖；
[0029]圖6a本發明實施例四川盆地東部五峰-龍馬溪組某頁巖氣藏頁理縫離散三維整體模型圖；
[0030]圖6b為本發明實施例四川盆地東部五峰-龍馬溪組某頁巖氣藏頁理縫離散三維局部放大模型圖；
[0031]圖7a為本發明是實施例四川盆地東部五峰-龍馬溪組某頁巖氣藏等效孔隙度三維豐旲型;
[0032]圖7b為本發明是實施例四川盆地東部五峰-龍馬溪組某頁巖氣藏I方向等效滲透率三維模型；
[0033]圖7c為本發明是實施例四川盆地東部五峰-龍馬溪組某頁巖氣藏J方向等效滲透率三維模型。
[0034]
【具體實施方式】
[0035]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0036]本發明首先基于頁巖氣儲層頁理縫發育受控于頁巖巖相的成因機制，在頁巖巖相類型及模式的基礎上，開展單井頁巖巖相分析，利用隨機或確定性建模方法，建立頁巖巖相三維模型，形成頁理縫建模的空域范圍；然后通過巖心描述，提取頁理縫特征模式，建立頁理縫強度模型，揭示頁理縫發育的空間強度分布;再次依據頁理縫發生指數模型為空間約束，利用頁理縫強度模型建立形成頁理縫離散模型；最后利用巖心分析獲得的頁理縫孔滲信息，建立完成頁理縫等效模型。
[0037]詳細的技術方案流程框圖見圖1所示。
[0038](I)頁巖頁理縫及巖相類型與特征的巖心觀察描述
[0039]頁巖一般是由靜水條件下，還原環境中沉積下來的極細粒物質構成的。頁理則是在靜水條件下件下，還原環境中，受沉積時水體能量、溫度、鹽度及含有物變化影響而在極細粒沉積物沉積過程中留下的分層性的地質記錄，這些記錄下來的細小紋層間的物性極其致密，甚至無法允許地下水的通過，因而很難獲得從其它地方溶解帶來的膠結物質，沒有膠結的紋層面由此成為脆弱面，一旦出現構造應力的局部集中就容易誘發形成頁理縫。
[0040]由此可見，頁理縫與頁巖形成的時的沉積環境息息相關，這種相關性常常表現為頁理縫的發育與頁巖巖相的一一對應關系一一隨著頁巖中碳質、硅質礦物的增多，頁理縫的密度變大，反之則有減小的趨勢(圖2)—一這種由巖心觀察獲得的認識幾乎適用于絕大多數的頁巖氣藏。因此，通過建立頁巖巖相模型，就能實現對頁理縫發育范圍及規模的有效約束和控制。
[0041]綜上所述，開展巖心觀察，揭示頁巖頁理縫發育與巖相類型間的內在關系是本發明的第一步，如圖2所示，高(富)碳含粘土(粘土質)硅質頁巖的頁理縫極其發育，而中(高)碳含粘土(粘土質)粉砂質頁巖的頁理縫發育，隨著碳質、硅質礦物的減少，頁理縫的發育程度也逐漸降低。