[01145877]复杂油气藏运聚通道与储集空间精细表征关键技术及应用

针对我国复杂油气藏,如断块油气藏、地层油气藏、低渗透油气藏等岩性多变、储层渗透性差、断层系统复杂、裂缝发育、勘探开发技术难度高、采收率难以提高等问题。在国家油气重大专项、国家自然科学基金委、教育部科技创新专项资金等支持下,项目组经过近10年攻关,创新形成了复杂油气藏运聚通道与储集空间精细表征关键技术及配套软件,攻克了构造地质学和地质力学理论指导下的多期、多级不整合、断层等输导体系的有效识别与刻画、低渗透储油气藏的储集空间精细刻画和表征、四维应力场模拟和多期裂缝定量预测等多项技术难题,对保障我国油气资源稳定供应具有重要意义。取得如下创新性的成果： 1、基于三维地震、测井及地质力学理论形成了复杂油气藏不整合及低级序断层的有效识别组合技术。 优选建立了“分频相位-方向滤波-蚂蚁追踪”联合地震技术,改进了索贝尔叠加算法,能精细刻画复杂断块油藏内的低级序断层,以及深层油气藏内的多方位走滑断裂体系,创建了基于地质力学构造序列理论和“构造物理模拟-数值模拟”联合的复杂断层组合验证方法,揭示了复杂构造区多期次、多组系断裂体系的形成及演化机制。依托蚂蚁追踪显示平台,平面上可识别延伸长度小于100m的走滑小断层,垂向上可识别断距为5-7m的小断层,与实际钻井和动态生产结果符合率超过了90%,为断控型剩余油的分布预测和挖潜提供了依据。 2、基于现代测量手段的多尺度-多类型裂缝参数精细表征和解析技术。创新发明了地层热液条件下复杂裂缝系统充填-溶蚀规律的试验模拟装置,形成了多源数据融合的数字露头模型构建技术和低渗透储层岩心微观裂缝参数量化表征方法,确定了多尺度、多类型裂缝的划分标准和界限,发展了一套构造形迹-实验测试-构造序次理论多手段相结合的裂缝形成期次解析方法,实现了地上、地下构造裂缝系统的全方位量化表征,裂缝单井识别结果与实钻和生产动态吻合率达到了90%以上。 3、考虑空间力学参数非均质性和开发阶段的复杂油气藏四维应力场模拟表征技术。形成了基于数理统计原理的注水开发油藏碎屑岩岩性识别方法,可建立连续的地层岩性剖面,提高了岩相建模的精度,自检符合率达90％,创新了基于六边形边界的三维应力场模拟理念,开发了“有限元模型-地质模型”的无缝焊接转换技术以及基于“形心”的地震反演力学参数赋值方法,并编制了专用程序模块,最终实现了基于古构造恢复和油藏开发阶段的四维应力场定量模拟和预测方法,地质力学模型的网格精度达到了2-5m,模型预测的现今地应力大小与井点实测数据吻合率达到了91%,应用地应力描述成果优化120余井次,为冀东油田低渗透油藏新区滚动及老区调整方案制定提供了技术支撑。 4、多期构造演化约束下的构造裂缝定量预测及双孔双渗地质建模技术。形成了一套基于ICT实时扫描的岩心尺度裂缝形成、演化过程定量表征方法,结合岩石力学、断裂力学、应变能理论和能量守恒定律,建立裂缝参数与应力、应变之间的定量关系式以及多期裂缝参数叠加因子,创新了基于物质迁移理论的断层相关褶皱古构造恢复技术和古应力解析方法,首次形成了一套基于“古、今应力场模拟”的构造裂缝空间定量预测系统方法,并编制了相关软件,综合裂缝主控因素分析和熵权理论,形成了一套深层致密砂岩、碳酸盐岩、火山岩储层的双孔双渗地质模型构建方法,裂缝预测结果与单井实测和动态开发数据的吻合率达到了92%,所建立的气藏单井见水预警机制能有效指导后期开发和生产调整,保障了气藏的高效开发。 该研究获授权国家发明专利18项,授权软件著作权5项,另已申请国家发明专利6项,形成专有技术4 项;发表相关学术论文158篇,其中SCI/EI 收录42 篇,出版专著1 部。该成果在塔里木油田、胜利油田、冀东油田和青岛勘察测绘院得到规模应用,其中和田河气田采收率同比平均提高了3.5个百分点,为新增累计产气量16.38亿方提供了技术支撑,同时研究成果有效指导了准噶尔盆地的油气勘探和开发,哈山-乌夏前陆冲断地区新增地质储量1000万吨以上,产生了良好的经济效益。较之国内外现有技术方法,项目在复杂油气藏有效断缝量化表征及预测方面,断距识别精度由7m提高到5m,裂缝预测精度由前期的80%提高到了90%以上,提出了构造物理模拟-数值模拟下的断层合理性联合验证方法,发明了热液条件下复杂裂缝系统充填-溶蚀规律的试验模拟装置,首次建立了构造裂缝参数的力学模型,部分创新技术成果填补了复杂油气藏低级序断层识别及裂缝定量预测方面国内外技术空白。成果鉴定评审专家认为：项目总体指标达到国际先进水平,其中多期构造物理模拟方法和考虑裂缝充填程度的构造裂缝定量预测技术达到国际领先水平。