[01409179]复杂地质条件下储层裂缝多尺度预测关键技术及应用

本研究成果属于石油与天然气科学技术领域,涉及石油与天然气勘探技术、石油与天然气地质两个学科。 在石油与天然气科学技术领域,储层裂缝既是油气重要的储集空间,又是油气运移的主要通道,同时还控制着油气藏的形成与分布,在油气勘探和开发过程中,准确预测储层裂缝及其充填物发育程度和空间分布规律对于提高油气勘探和开发效率发挥着重要作用。 在国家自然科学基金、国家“863”计划、中石油和中石化等诸多企业的立项支持下,中国石油大学（华东）、中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司油气勘探管理中心等单位组成“产、学、研”联合攻关团队,经过10年的技术攻关,逐渐形成了创新性突出的“复杂地质条件下油气储层裂缝多尺度预测关键技术”,申请及授权国家专利36项,其中授权国家发明专利15项,授权国家实用新型专利6项,另申请国家发明专利15项;授权软件著作权2项;发表学术论文55篇,其中SCI收录15篇,EI收录24篇;出版专著1部。取得的主要创新成果如下： 1. 基于显微光谱和数字图像处理技术,揭示了储层裂缝及其充填物的微观特征和空间分布规律。集成多种显微光谱技术,针对储层岩石学特征、孔隙结构、裂缝及其包裹体等多重信息进行了提取,并利用数字图像处理技术进行了三维整合,建立了显微光谱综合分析系统,多角度分析了裂缝及其充填物的微观特征。 2. 通过对裂缝中流体包裹体的系统分析,明确了裂隙物质的形成条件和充填机制,从成因角度揭示了裂缝及其包裹体的发育和分布规律。发明了人工合成含油气流体包裹体的系统,明确了其对成岩和成藏过程的响应机制;形成了成熟的人工合成流体包裹体技术和单个流体包裹体低温拉曼光谱分析技术。 3. 基于Visual Basic可视化编程语言,自主研发了复杂地质条件下油气储层裂缝预测系列软件。软件包含资料管理、参数计算、应力场模拟、裂缝预测、结果处理等模块,实现了裂缝量化预测过程的一体化,提高了数据处理过程的自动化程度,降低了对操作人员的要求。 4. 基于联合数值模拟技术,实现了复杂地质条件下油气储层构造应力场及裂缝发育程度量化预测。建立了复杂地质条件下温度场/渗流场/应力场多场耦合控制方程,并基于TOUGH2和ANSYS实现了多场耦合作用下储层构造地应力数值模拟;基于岩石断裂准则建立了裂缝发育程度评价模型,提出了多种裂缝发育程度评价指标,实现了储层裂缝发育程度和分布规律的量化预测。 本技术成果先后在中国石油、中国石化的多个主要油田推广应用,据部分统计结果,在2011～2016年期间累计增产原油80余万吨,创造直接经济效益10亿余元,有效提高了油气藏勘探开发效率。随着油气藏勘探的逐步深入,本技术的作用将日益明显。 项目研究期间,培养了教育部新世纪人才1名,青岛开发区拔尖人才1名,青岛西海岸新区高层次紧缺人才1名;获山东省齐鲁巾帼发明家优秀奖1项,中国高校优秀青年科技人才提名奖1项。培养博士后1名,博士研究生5名,硕士研究生30名。为各油田企业培训技术人员200余人,取得了良好的社会效益。