塔里木盆地迪那2 氣田古近系離散裂縫表征與建模

陳 袁，廖發(fā)明，呂 波，賈 偉，宋秋強(qiáng)，吳 燕，亢 鞠，鮮讓之

（1.中國(guó)石油塔里木油田分公司迪那油氣開發(fā)部，新疆庫(kù)爾勒 841000；2.中國(guó)石油塔里木油田分公司監(jiān)督中心，新疆庫(kù)爾勒 841000）

0 引言

低滲油氣藏高效開發(fā)的基礎(chǔ)在于對(duì)裂縫網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的研究和認(rèn)識(shí)。裂縫不僅是流體的儲(chǔ)集空間，還是流體滲流運(yùn)移的通道［1-2］。被裂縫溝通改造的基質(zhì)網(wǎng)絡(luò)滲流能力顯著增強(qiáng)，極大地提高儲(chǔ)層生產(chǎn)能力［3-5］。裂縫發(fā)育的復(fù)雜性、極強(qiáng)的非均質(zhì)性及各向異性使得裂縫表征和預(yù)測(cè)成為裂縫性油氣藏勘探開發(fā)領(lǐng)域的世界性難題［6］。20 世紀(jì)80 年代起，Baecher［7］、Long 等［8］、Dershowitz 等［9］提出并完善的離散裂縫網(wǎng)絡(luò)概念為裂縫的定量描述和建模提供了理論依據(jù)。在離散裂縫模型中，采用裂縫的幾何特征，如裂縫產(chǎn)狀、尺寸、開度、間距、發(fā)育密度等表征裂縫的三維空間特性。Ivanovai［10］對(duì)于不同尺度的裂縫采取不確定性的方法來(lái)預(yù)測(cè)其分布。國(guó)內(nèi)大多數(shù)裂縫分析還停留在單一因素對(duì)裂縫發(fā)育的影響上。許同海［11］應(yīng)用成像測(cè)井技術(shù)并輔以常規(guī)測(cè)井方法，計(jì)算裂縫的幾何參數(shù)，進(jìn)而評(píng)價(jià)裂縫的有效性；李志勇等［12］應(yīng)用主曲率法預(yù)測(cè)了江漢盆地王場(chǎng)地區(qū)裂縫發(fā)育情況；趙萬(wàn)金等［13-14］則從地震資料出發(fā)，對(duì)小斷裂和裂縫發(fā)育帶進(jìn)行了預(yù)測(cè)。部分學(xué)者對(duì)影響裂縫發(fā)育的多因素進(jìn)行了分析。張亞春等［15-16］結(jié)合成像測(cè)井、常規(guī)測(cè)井和地震資料建立了精細(xì)裂縫模型的思路和方法；黃輔瓊等［17］利用儲(chǔ)層巖心裂縫進(jìn)行定量觀測(cè)與統(tǒng)計(jì)描述，結(jié)合測(cè)井，產(chǎn)能及構(gòu)造分析，對(duì)儲(chǔ)層雙側(cè)向測(cè)井中裂縫參數(shù)進(jìn)行了標(biāo)定；周新桂等［18］探討了在地質(zhì)分析、儲(chǔ)層裂縫數(shù)理統(tǒng)計(jì)、儲(chǔ)層巖石參數(shù)實(shí)測(cè)和精細(xì)應(yīng)力模擬等多學(xué)科基礎(chǔ)上開展裂縫定量預(yù)測(cè)等；王建君等［19］提出了基于地震幾何屬性的裂縫地震相識(shí)別和裂縫確定性提取及建模方法，綜合應(yīng)用地震傾角、曲率和非連續(xù)性等多屬性，建立了高精度離散裂縫模型；王蓓等［20］利用巖心照片、成像測(cè)井、疊前地震及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等資料，定量表征了裂縫幾何參數(shù)，并建立了多尺度非結(jié)構(gòu)化的離散裂縫模型。從已有研究來(lái)看，不管是通過單因素還是利用多因素對(duì)裂縫進(jìn)行分析，都存在未考慮不同尺度裂縫在開度、導(dǎo)流能力以及對(duì)油氣運(yùn)移的影響等方面的差異性，使得裂縫研究無(wú)法得出客觀、全面的認(rèn)識(shí)。

通過對(duì)塔里木盆地迪那2 氣田古近系裂縫的半定量描述，利用巖心分析、成像測(cè)井、地球物理、儲(chǔ)層地質(zhì)以及油藏動(dòng)態(tài)等多學(xué)科資料，針對(duì)不同尺度裂縫的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行模擬，并以動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)為依據(jù)優(yōu)化靜態(tài)裂縫模型，以期建立一套行之有效的裂縫預(yù)測(cè)新方法。

1 地質(zhì)概況

迪那2 氣田構(gòu)造位于庫(kù)車前陸盆地秋里塔格構(gòu)造帶東部迪那—東秋構(gòu)造區(qū)帶上（圖1），為一受南、北2 條北東東走向的北傾逆沖斷層所夾持的東西向展布的長(zhǎng)軸背斜。該背斜南翼斷層斷距大、延伸長(zhǎng)，北翼斷層發(fā)育少，核部多發(fā)育小斷距斷層，且多為逆斷層。由于應(yīng)力作用，研究區(qū)同時(shí)發(fā)育了3 個(gè)正斷層帶，分別為1 條地塹帶和2 條單向正斷層帶（北翼正斷層帶和南翼正斷層帶）。該區(qū)主要含氣層系為古近系，自下而上發(fā)育庫(kù)姆格列木群組（Ek）和蘇維依組（E3s），厚度為334～408 m，主力產(chǎn)氣層為Su1 段和Su3 段，次產(chǎn)氣層為Su2 段、Ku2 段和Ku3 段，Ku1 段為區(qū)域隔夾層，厚度為10～90 m。迪那地區(qū)古近系沉積以扇三角洲前緣亞相為主，扇三角洲平原亞相發(fā)育較少，前緣亞相中以水下分流河道、分流河道間、河口壩微相為主，局部地區(qū)發(fā)育湖泊相，巖性為濱淺湖亞相的濱淺湖泥。儲(chǔ)層巖性主要為褐色粉砂巖、中—細(xì)砂巖，次為雜色-褐色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖，少量礫巖。巖石類型以巖屑砂巖為主，其次為次長(zhǎng)石巖屑砂巖。分選中—好，多為次棱—次圓狀，顆粒以點(diǎn)-線接觸為主，孔隙式膠結(jié)為常見膠結(jié)方式。迪那2 氣田為受背斜構(gòu)造控制的異常高壓塊狀底水凝析氣藏，氣水界面海拔為-3 712 m。

2 裂縫發(fā)育特征

為了做好多信息離散裂縫表征，準(zhǔn)確收集不同信息的裂縫數(shù)據(jù)是至關(guān)重要的一步。定量描述的裂縫信息越準(zhǔn)確，所建立的離散裂縫模型就越能反映真實(shí)的地質(zhì)情況［21］。本次研究采用的多信息裂縫表征方法主要包括巖心分析、成像測(cè)井、地球物理、油藏動(dòng)態(tài)等。

2.1 巖心裂縫發(fā)育特征

巖心分析是最直觀、最可靠的研究裂縫的方法。依據(jù)巖心裂縫發(fā)育特征對(duì)地層裂縫進(jìn)行分析，可以得出裂縫的幾何特征（產(chǎn)狀、長(zhǎng)度、開度、密度、間距等）、充填情況、力學(xué)性質(zhì)、裂縫成因及裂縫發(fā)育影響因素等重要認(rèn)識(shí)［22-23］。迪那2 氣田目的層段取心井5 口，用于裂縫分析的巖心樣品95 塊，薄片樣品281 塊（表1）。

表1 塔里木盆地迪那2 氣田取心井巖心裂縫幾何特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 1 Geometric parameters of core fractures from coring wells in Dina-2 gas field，Tarim Basin

（1）裂縫產(chǎn)狀。裂縫產(chǎn)狀是裂縫方向性的描述量，在三維空間中，裂縫產(chǎn)狀通常由裂縫斷面的走向（或傾向）和傾角來(lái)定義。裂縫按照傾角大小可分為水平縫（0°～15°）、低角度斜交縫（15°～45°）、高角度斜交縫（45°～75°）和垂直縫（75°～90°）等4類［24］。從巖心觀察來(lái)看，迪那2 氣田古近系發(fā)育有各種傾角的裂縫，但多數(shù)裂縫傾角為45°～90°，即以高角度斜交縫（占比為29%）和垂直縫（占比為69%）為主。由于部分巖心受破壞嚴(yán)重，裂縫傾向難以準(zhǔn)確觀測(cè)。

（2）裂縫長(zhǎng)度。裂縫長(zhǎng)度主要影響儲(chǔ)層基質(zhì)與裂縫之間的連通性。裂縫越長(zhǎng)，越容易形成相互滲流的裂縫網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)成油氣的運(yùn)移通道。目前還沒有精確測(cè)量裂縫長(zhǎng)度的有效方法，而巖心大多被裂縫切穿，因此也無(wú)法直觀觀測(cè)到裂縫的真實(shí)長(zhǎng)度。

（3）裂縫開度。裂縫開度是表征裂縫張開程度的量，也是裂縫物性計(jì)算的重要參數(shù)，開度的大小反映裂縫發(fā)育的規(guī)模。在實(shí)際研究中，無(wú)論是通過巖心觀察的宏觀裂縫，還是鏡下巖石薄片統(tǒng)計(jì)的微觀裂縫，其裂縫開度都要比真實(shí)裂縫開度大，因此需要對(duì)觀測(cè)的開度值進(jìn)行必要的修正［25］。經(jīng)驗(yàn)修正公式為

式中：At為裂縫真開度，mm；Aa為裂縫視開度，mm；θ為測(cè)量面與裂縫面夾角，（°）。

從研究區(qū)巖心觀察的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看（表1），一半以上的宏觀裂縫真開度小于0.460 mm，3/4 的微觀裂縫真開度小于0.037 mm。

（4）裂縫密度。裂縫密度是反映裂縫密集程度的值，是裂縫表征的重要參數(shù)之一，也是評(píng)價(jià)裂縫發(fā)育程度的重要指標(biāo)之一，可定義為單位長(zhǎng)度、單位面積或單位體積內(nèi)裂縫的條數(shù)。根據(jù)裂縫維度的不同，裂縫密度可分為線密度（P10）、面密度（P21）和體密度（P32）［26-29］。在巖心分析和鏡下巖石薄片研究中，裂縫密度的表征方法主要為計(jì)算P10和P21，其中，P10的計(jì)算公式為

P21的計(jì)算公式為

式中：N為裂縫總條數(shù)，條；L為統(tǒng)計(jì)裂縫總長(zhǎng)度，m；A為測(cè)量區(qū)域橫截面積，m2。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)裂縫總體較為發(fā)育，各井裂縫發(fā)育程度變化不大，巖心線密度均值為0.73條/m，薄片裂縫面密度均值為0.031條/m2。

（5）裂縫間距。裂縫間距指的是同一組系裂縫之間的垂直距離，和裂縫線密度成倒數(shù)關(guān)系。裂縫間距越小，裂縫密度越大，裂縫就越密集。本區(qū)的宏觀裂縫間距較難直接觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)，只有極少數(shù)裂縫發(fā)育的密集段能測(cè)出裂縫間距。

（6）裂縫充填情況。裂縫充填程度可劃分為全充填、半充填和未充填3 類。巖心觀察表明，目的層段充填程度較高，充填物以泥質(zhì)、方解石和石膏最為常見。迪那2 氣田取心段宏觀裂縫平均充填程度達(dá)79.1%，即多數(shù)為無(wú)效縫，其中全充填裂縫約占50.4%，半充填裂縫約占28.7%，未充填裂縫占20.9%。從鏡下巖石薄片來(lái)看，目的層段充填程度較低，半充填裂縫平均約占83.4%，全充填縫和未充填縫相對(duì)不發(fā)育，僅占所有裂縫的16.6%。宏觀裂縫與微觀裂縫充填程度的差異表明，微裂縫在改善儲(chǔ)層滲透性方面起主要作用。

（7）裂縫形態(tài)及成因。不同力學(xué)性質(zhì)裂縫的形態(tài)具有較大差別。張性裂縫常呈不規(guī)則折線狀，剪裂縫常呈規(guī)則的直線狀，張扭性裂縫則呈較規(guī)則的直線、折線狀或成組的斜列狀。裂縫成因歸納起來(lái)主要有構(gòu)造作用、剝蝕作用、成巖作用、古巖溶作用、溶蝕塌陷、壓實(shí)作用、撞擊作用等多種。通過巖心（圖2）觀察，研究區(qū)內(nèi)目的層段裂縫大多為剪裂縫，縫面平直規(guī)則且成組出現(xiàn)，可見擦痕和階步，表明迪那地區(qū)裂縫成因主要與局部構(gòu)造變形及斷裂作用有關(guān)。

2.2 成像裂縫發(fā)育特征

測(cè)井資料具有信息豐富全面、垂向分辨率高等特點(diǎn)，是用于研究裂縫的主要基礎(chǔ)資料之一。測(cè)井新技術(shù)，尤其是微電阻率成像測(cè)井的大規(guī)模應(yīng)用，使得對(duì)裂縫的識(shí)別更加準(zhǔn)確（圖3）。迪那2 氣田具有豐富的電阻率成像資料，共28 口井目的層段具有成像裂縫解釋數(shù)據(jù)。

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，裂縫走向主要為60°～100°（近東西向，占比為41.3%）和0°～20°，150°～180°（近南北向，占比為18.5%）（圖4a），裂縫傾角特征較為明顯，主要為50°～85°（圖4b）?？傮w上，迪那地區(qū)裂縫走向?yàn)榻鼥|西向，發(fā)育高角度斜交縫和垂直縫。

3 裂縫預(yù)測(cè)

鑒于裂縫的復(fù)雜性和特殊性，采用單一手段或從某一側(cè)面來(lái)預(yù)測(cè)裂縫往往具有很大的局限性［30］，因此想要得到準(zhǔn)確、全面的裂縫認(rèn)識(shí)，就需要開展多信息、分級(jí)次的綜合裂縫預(yù)測(cè)研究。根據(jù)裂縫發(fā)育的規(guī)模和尺度，可將構(gòu)造裂縫系統(tǒng)劃分為3 類，即大尺度裂縫、中等尺度裂縫和小尺度裂縫。大尺度裂縫為地震資料上直接識(shí)別的斷層［31］，中等尺度裂縫為次一級(jí)規(guī)模的斷層，小尺度裂縫在地震資料上不能直接識(shí)別，只能通過巖心和成像測(cè)井資料分析得到。對(duì)于小尺度裂縫的井間預(yù)測(cè)，則需要綜合應(yīng)用多種研究手段，從地球物理、沉積儲(chǔ)層到生產(chǎn)動(dòng)態(tài)多信息綜合分析。

3.1 地球物理裂縫預(yù)測(cè)

天然構(gòu)造裂縫會(huì)造成地層的各向異性，地震波在含裂縫的巖層中傳播時(shí)，其運(yùn)動(dòng)學(xué)屬性和動(dòng)力學(xué)屬性也會(huì)發(fā)生有一定規(guī)律的變化［32］。通過對(duì)各類地震屬性體的研究能挖掘出其中所攜帶的裂縫信息［33］。針對(duì)裂縫預(yù)測(cè)，常用的地震屬性眾多，主要包括曲率、相干體、方位角和傾角、混沌體、方差體、螞蟻體、AⅤO 屬性等，但不同地區(qū)的應(yīng)用效果也存在差異。通過對(duì)各類反映裂縫分布規(guī)律的地震屬性體的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)塔里木盆地迪那2 氣田裂縫在曲率和螞蟻體地震屬性上有較好的響應(yīng)。

在利用地震屬性體進(jìn)行裂縫分布規(guī)律預(yù)測(cè)前，需要對(duì)原始地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行預(yù)處理，去除原始地震資料中的隨機(jī)噪聲，增強(qiáng)地震同相軸的橫向連續(xù)性，并保留斷層、裂縫等邊界信息。本次研究選用構(gòu)造光滑方法對(duì)原始地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行預(yù)處理，處理后的數(shù)據(jù)地層連續(xù)性變好，斷裂信息更明顯（圖5）。

曲率是地震構(gòu)造屬性中的一種，對(duì)斷裂和裂縫響應(yīng)敏感。從構(gòu)造應(yīng)力角度出發(fā)，當(dāng)?shù)貙影l(fā)育斷層或裂縫時(shí)，在地震數(shù)據(jù)體相應(yīng)位置上會(huì)出現(xiàn)曲率異常。常用的曲率屬性體有最大曲率、最小曲率、高斯曲率、平均曲率、傾角曲率、最大正曲率、最小負(fù)曲率等。從多種曲率模擬的結(jié)果（圖6）來(lái)看，最小曲率法在研究區(qū)的應(yīng)用效果較好，最大曲率和平均曲率次之，最大負(fù)曲率噪聲太多，傾角曲率分辨率低，高斯曲率效果最差。

螞蟻算法最早由Dorigo 等［34］于1996 年提出，是利用“電子螞蟻”間的信息交流求解組合優(yōu)化目標(biāo)的一種仿生算法。后來(lái)由Pedersen 等［35］首次將該算法應(yīng)用于斷層和裂縫的追蹤識(shí)別。理論上任何地震數(shù)據(jù)體都可以作為螞蟻?zhàn)粉櫟妮斎?，但是輸出的質(zhì)量千差萬(wàn)別。研究發(fā)現(xiàn)，采用經(jīng)過邊界探測(cè)處理的數(shù)據(jù)體作為輸入可更好地展示斷層帶或裂縫帶發(fā)育位置，從而提高螞蟻體追蹤的準(zhǔn)確度。常用的邊界探測(cè)方法有提取混沌體、方差體、傾角偏差體等。通過對(duì)比，利用方差體進(jìn)行邊界探測(cè)效果最好（圖7a），混沌體（圖7b）包含了太多地層信息，傾角探測(cè)（圖7c）識(shí)別斷層連續(xù)性差。為了使后續(xù)斷層及裂縫的識(shí)別更加精確，還需要利用三維邊界增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)體的連續(xù)性、分離不同信號(hào)。三維邊界增強(qiáng)后的方差體（圖7d）邊界更突出、噪音更少，信噪比明顯提高。在利用螞蟻?zhàn)粉欉M(jìn)行裂縫和斷層識(shí)別時(shí)，需要設(shè)定“電子螞蟻”的搜索范圍和方向來(lái)估算斷層。采用運(yùn)算3 次螞蟻體的方式，即積極螞蟻-消極螞蟻-積極螞蟻，其結(jié)果（圖7e）與原始地震數(shù)據(jù)體（圖7f）相比，3 次螞蟻體對(duì)斷層和裂縫的識(shí)別度明顯提高，而直接使用原始數(shù)據(jù)體進(jìn)行螞蟻體屬性提取的結(jié)果則非常糟糕，幾乎無(wú)法識(shí)別斷層和裂縫。

3.2 沉積儲(chǔ)層裂縫特征

從巖心、薄片和成像測(cè)井解釋的裂縫資料來(lái)看，不同層位的裂縫發(fā)育程度差異很大。為了弄清裂縫發(fā)育規(guī)律，需要對(duì)影響研究區(qū)裂縫發(fā)育的沉積儲(chǔ)層因素進(jìn)行分析。

不同的巖石類型因其成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造不同，力學(xué)性質(zhì)各異，在相同的構(gòu)造應(yīng)力作用下，裂縫發(fā)育程度也存在差異。一般脆性強(qiáng)的巖石容易發(fā)生破裂且具有較高的裂縫密度。通過裂縫發(fā)育程度的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，不同巖性裂縫發(fā)育程度具有明顯差異。整體而言，中細(xì)砂巖中裂縫最發(fā)育，其次是粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，泥巖相對(duì)不容易形成裂縫（圖8a）。裂縫發(fā)育程度與沉積體系也存在相關(guān)性，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，扇三角洲相中裂縫發(fā)育程度高于湖泊相中，而在相同沉積相中，各微相裂縫密度大小順序?yàn)椋悍至骱拥溃竞涌趬危痉至鏖g灣（圖8b）。

國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者對(duì)構(gòu)造裂縫的發(fā)育程度與單層厚度的關(guān)系進(jìn)行了研究，普遍認(rèn)為在一定的范圍內(nèi)，裂縫的線密度與單層厚度存在較明顯的負(fù)相關(guān)。即當(dāng)其他巖石參數(shù)和所受應(yīng)力條件相同時(shí)，薄層巖石中的裂縫較發(fā)育［36-39］。袁靜等［40］研究發(fā)現(xiàn)，迪那地區(qū)巖層厚度與其平均裂縫線密度關(guān)系整體上呈“座椅式”負(fù)相關(guān)，層厚為1～4 m 時(shí)，裂縫密度下降較快；層厚為4～8 m 時(shí)，裂縫密度下降幅度變?。粚雍駷?～12 m 時(shí)，裂縫密度再次快速降低。

3.3 生產(chǎn)動(dòng)態(tài)裂縫響應(yīng)特征

由于斷層兩盤地質(zhì)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在斷層附近會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力擾動(dòng)，沿?cái)鄬泳哂忻黠@的應(yīng)力集中現(xiàn)象，裂縫明顯發(fā)育，隨著與斷層距離的增大，裂縫發(fā)育程度具有依次遞減的趨勢(shì)［41-42］。動(dòng)態(tài)分析就是通過對(duì)滲透率（K）、泥漿漏失、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、采氣強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行技術(shù)分析，計(jì)算得到斷層影響周圍裂縫發(fā)育的距離。在距斷層290 m 左右有2 口井試井滲透率大（圖9a），泥漿漏失的井大多位于距斷層小于310 m的范圍內(nèi)（圖9b），日產(chǎn)氣高的井大部分位于距斷層300 m 以內(nèi)的范圍（圖9c），從采氣強(qiáng)度和距斷層距離關(guān)系來(lái)看，氣井大多位于距斷層小于290 m 的范圍內(nèi)（圖9d），綜合研究認(rèn)為斷層影響周圍裂縫發(fā)育的最大距離為300 m 左右。

4 地質(zhì)建模

在綜合各類動(dòng)、靜態(tài)信息基礎(chǔ)上進(jìn)行氣藏地質(zhì)建模工作，主要開展了構(gòu)造建模、沉積相建模、孔隙度建模、滲透率建模及儲(chǔ)量計(jì)算等研究工作。

4.1 構(gòu)造建模

構(gòu)造模型反映儲(chǔ)層的空間格架，是地層建模、沉積相建模以及儲(chǔ)層物性建模的基礎(chǔ)。為了最大限度提高網(wǎng)格質(zhì)量，將邊界設(shè)定為矩形，長(zhǎng)軸方向?yàn)閰^(qū)域大斷裂秋里塔格斷裂和迪北斷裂的走向（79°），總面積為124.3 km2，網(wǎng)格規(guī)模為191×28×271（I×J×K），共計(jì)1 449 308 個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，主力層位Su1 和Su3 段垂向網(wǎng)格平均厚度為1 m 左右，其余層位垂向厚度為10 m。根據(jù)模型網(wǎng)格質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，該構(gòu)造模型網(wǎng)格質(zhì)量高，不存在角度尖銳網(wǎng)格、負(fù)體積、負(fù)厚度以及扭曲網(wǎng)格（表2），能夠滿足沉積微相建模和儲(chǔ)層物性建模研究的各項(xiàng)需求。

表2 塔里木盆地迪那2 氣田構(gòu)造模型網(wǎng)格質(zhì)量檢查表Table 2 Grid quality check list of construction model in Dina-2 gas field，Tarim Basin

4.2 儲(chǔ)層屬性建模

（1）沉積微相建模。迪那2 氣田優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層主要發(fā)育于各層序的水侵體系域和高位體系域早期，以扇三角洲分流河道和河口壩砂體為主，儲(chǔ)集性能相對(duì)較好，儲(chǔ)層側(cè)向分布較為穩(wěn)定；席狀砂次之；泛濫平原主要為區(qū)域隔夾層，儲(chǔ)集性能差。本次研究首先粗化單井沉積微相數(shù)據(jù)，然后對(duì)沉積微相垂向比例進(jìn)行控制，平面上利用沉積微相趨勢(shì)圖作為約束，采用序貫指示模擬方法，最后模擬得到沉積微相模型（圖10a）。

（2）相控儲(chǔ)層物性建模。儲(chǔ)層物性模擬前，需要對(duì)孔隙度和滲透率曲線進(jìn)行粗化，單井孔隙度數(shù)據(jù)采用算術(shù)平均法，滲透率采用調(diào)和平均法，兩者都以沉積微相作為權(quán)重約束?？紫抖葘傩阅M采用序貫高斯隨機(jī)模擬方法，輔以沉積相屬性作為第2 變量進(jìn)行約束，模擬得到孔隙度模型。由于滲透率與孔隙度存在一定的相關(guān)性，因此將模擬得到的孔隙度模型作為第2 變量約束進(jìn)行滲透率屬性模擬。從物性模擬前后對(duì)比來(lái)看，孔隙度和滲透率數(shù)據(jù)基本保持一致（圖10b），整體上能客觀反映迪那2 氣田地質(zhì)特征（圖10c）。

4.3 儲(chǔ)量計(jì)算與對(duì)比

本次儲(chǔ)量計(jì)算采用容積法，孔隙度大于6%且滲透率大于0.05 mD 時(shí)，網(wǎng)格為有效儲(chǔ)層網(wǎng)格，氣水界面海拔為-3 712 m，含氣飽和度在氣水界面之上平均為65%。容積法計(jì)算公式：

式中：Ng為天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量，108m3；A為含氣面積，km2；h為氣層有效厚度，m；φ為氣層孔隙度，%；Sg為含氣飽和度，%；Bgi為氣體體積系數(shù)。

本次模型計(jì)算天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為1 600×108m3，與探明地質(zhì)儲(chǔ)量比相對(duì)誤差僅為-1%左右。

5 裂縫建模

5.1 井點(diǎn)裂縫分析

裂縫分析是對(duì)所有井上的裂縫進(jìn)行分組分析，對(duì)每組裂縫分巖相進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，得到其裂縫產(chǎn)狀及相關(guān)參數(shù)值，可以很好地顯示裂縫組在每口井上分布的疏密程度。裂縫的形成基本上受控于地層應(yīng)力場(chǎng)，天然構(gòu)造裂縫的走向與主應(yīng)力密切相關(guān)。對(duì)于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的區(qū)域，可能還會(huì)存在多種不同走向的裂縫，由于這些不同走向的裂縫在尺度、開度以及規(guī)模上都不一致，在裂縫分析時(shí)需要對(duì)裂縫進(jìn)行分組。結(jié)合已分析的迪那2 氣田成像裂縫發(fā)育特征，將裂縫分為近東西走向和近南北走向2 組。

裂縫的發(fā)育程度與巖性（相）或某種地層屬性密切相關(guān)，而且對(duì)于不同期次、不同走向裂縫，相關(guān)性也不盡相同。相控（巖相）需要針對(duì)不同分組的裂縫進(jìn)行分析，這與地質(zhì)建模中進(jìn)行屬性建模時(shí)相控的原理一致。通過巖性與裂縫發(fā)育關(guān)系分析可知，中細(xì)砂巖和粉砂巖中裂縫最發(fā)育。本次裂縫密度計(jì)算分2 種巖相進(jìn)行，即中細(xì)砂巖和粉砂巖為一組（砂巖組），泥質(zhì)粉砂巖和泥巖（泥巖組）為一組。從計(jì)算結(jié)果（表3）可以看出，東西向裂縫組的裂縫明顯比南北向裂縫組的更發(fā)育，同一走向的裂縫，砂巖組裂縫密度大于泥巖組。

表3 塔里木盆地迪那2 氣田不同裂縫組裂縫發(fā)育程度對(duì)比Table 3 Comparison of fracture development degree of different fracture groups in Dina-2 gas field，Tarim Basin

5.2 裂縫密度屬性場(chǎng)

在對(duì)裂縫發(fā)育宏觀認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合影響裂縫發(fā)育因素，如構(gòu)造曲率、螞蟻體、距斷層距離等，分析不同屬性體與裂縫發(fā)育的相關(guān)性，計(jì)算權(quán)重系數(shù)，并對(duì)不同權(quán)重的屬性體進(jìn)行體融合，最后通過融合后的屬性體約束建立裂縫密度屬性場(chǎng)。將不同屬性體的值采樣到單井上，與單井成像解釋的裂縫密度曲線做線性判別分析，得到不同屬性體的權(quán)重系數(shù)（表4）。在東西走向的砂巖裂縫組中，距斷層距離屬性對(duì)融合屬性體的影響最大，其次為最小曲率和螞蟻體，而在泥巖組中影響最大的是孔隙度，其次為距斷層距離，最小為螞蟻體屬性；在南北向裂縫組中，最小曲率和孔隙度分別對(duì)砂巖組和泥巖組融合屬性體的貢獻(xiàn)最大。

表4 塔里木盆地迪那2 氣田融合屬性體相關(guān)性分析權(quán)重系數(shù)統(tǒng)計(jì)表Table 4 Weight coefficient statistics of correlation analysis of fusion attribute volume in Dina-2 gas field，Tarim Basin

屬性體融合計(jì)算公式為

將計(jì)算完成的融合體值采樣到單井上，再次與單井成像解釋的裂縫密度曲線做線性判別分析，得到融合體與單井裂縫的相關(guān)系數(shù)值r，最后計(jì)算裂縫密度屬性場(chǎng)D。

從計(jì)算得到的裂縫密度場(chǎng)可以看出，東西走向裂縫主要沿?cái)鄬臃植迹▓D11a），而南北走向的裂縫主要發(fā)育在斷層附近，裂縫發(fā)育強(qiáng)度明顯弱很多（圖11b）。

5.3 離散裂縫建模

結(jié)合以上分析，優(yōu)選適合的裂縫建模方法，對(duì)不同裂縫組設(shè)置相應(yīng)的模型參數(shù)（表5），包括裂縫產(chǎn)狀、長(zhǎng)度、開度、傳導(dǎo)率及空間分布，建立離散裂縫模型，圖12為主力產(chǎn)氣層Su1 段第1～10 層裂縫模擬后的三維空間的分布規(guī)律。

表5 塔里木盆地迪那2 氣田離散裂縫建模參數(shù)Table 5 Discrete fracture modeling parameters in Dina-2 gas field，Tarim Basin

5.4 動(dòng)態(tài)優(yōu)化裂縫模型

裂縫孔隙度和滲透率參數(shù)會(huì)影響數(shù)值模型的收斂程度和歷史擬合率，而裂縫滲透率作為對(duì)流體滲流影響最大的參數(shù)，是裂縫研究最關(guān)注的屬性。利用裂縫建模軟件FracaFlow 的動(dòng)態(tài)驗(yàn)證功能，通過流量計(jì)模擬、試井解釋模擬、動(dòng)態(tài)自動(dòng)校正、指導(dǎo)校正等手段優(yōu)化已經(jīng)建好的靜態(tài)裂縫模型，模擬的Kh（地層系數(shù)）值與測(cè)量Kh 值最大誤差小于10%，總體誤差小于5%（表6），說(shuō)明應(yīng)用多信息裂縫表征、分級(jí)次裂縫建模、動(dòng)態(tài)優(yōu)化裂縫建模等一系列裂縫研究技術(shù)能更好地反映裂縫發(fā)育規(guī)律。

表6 塔里木盆地迪那2 氣田動(dòng)態(tài)優(yōu)化后裂縫模型Kh 值誤差統(tǒng)計(jì)Table 6 Error of Kh values of fracture model after dynamic optimization in Dina-2 gas field，Tarim Basin

6 結(jié)論

（1）塔里木盆地迪那2 氣田古近系裂縫走向以近東西向?yàn)橹鳎喟l(fā)育高角度斜交縫和垂直縫，水平縫和低角度斜交縫基本不發(fā)育。宏觀裂縫真開度普遍小于0.460 mm，線密度均值為0.730 條/m，充填程度較高，充填物以泥質(zhì)、方解石、石膏最為常見；微觀裂縫真開度小于0.037 mm，面密度均值為0.031 條/m2，充填程度低。裂縫多為與構(gòu)造變形及斷裂作用相關(guān)的剪裂縫。

（2）三維最小曲率地震屬性對(duì)迪那2 氣田古近系斷層和裂縫響應(yīng)敏感，利用構(gòu)造光滑、三維邊界探測(cè)和邊界加強(qiáng)聯(lián)合技術(shù)識(shí)別的螞蟻體能清楚地反映其斷層或裂縫的分布。

（3）迪那2 氣田分流河道及河口壩中發(fā)育的中細(xì)砂巖、粉砂巖中裂縫密度最大，巖層厚度與其平均裂縫線密度呈“座椅式”負(fù)相關(guān)，斷層影響周圍裂縫發(fā)育的最大距斷層距離為300 m 左右。

（4）采用相控條件下的序貫高斯隨機(jī)模擬方法對(duì)儲(chǔ)層物性進(jìn)行模擬，模擬前后數(shù)據(jù)對(duì)比顯示，孔隙度和滲透率數(shù)據(jù)基本保持一致；計(jì)算模型地質(zhì)儲(chǔ)量較真實(shí)儲(chǔ)量誤差小，地質(zhì)模型整體上能客觀反映迪那2 氣藏的地質(zhì)特征。

（5）以動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)為依據(jù)優(yōu)化靜態(tài)裂縫模型的一整套預(yù)測(cè)裂縫分布的技術(shù)和方法在迪那2 氣田是行之有效、且真實(shí)可靠的，可為下一步數(shù)值模擬提供高質(zhì)量地質(zhì)模型。