通过取心井钻取断裂带开展断裂带研究的方法

摘要

本发明提供一种通过取心井钻取断裂带开展断裂带研究的方法，该方法包括：利用测井地层对比和地震解释相结合的方法，初步确定取心井断裂带深度；根据研究断裂带的需要，设计取心井靶点平面位置；根据区域构造特征以及该断层性质、断距、断裂带上下盘岩性预测井轨迹上断裂带宽度范围，从而设计确定取心井段；钻井取心，依据实钻数据分析判断裂带深度的变化，并适时、适度调整取心井段，以保证断裂带取心的完整性；以及利用获得的岩心资料，开展断裂带结构、封闭性这些与之相关的系列研究。该方法为断裂带封闭性、地震解释、测井定量识别等研究提供了新的依据，有利于增加对断层控制油气藏以及被断层复杂化的油气藏的新认识。

说明书

技术领域

本发明涉及断裂带研究领域，特别是涉及到一种通过取心井钻取 断裂带以开展断裂带结构、封闭性及其对剩余油控制作用等研究的方 法。

背景技术

复杂断块油气藏是我国重要的油气藏类型之一。在我国第二大油 田——胜利油田中，复杂断块油气藏的原油探明储量约10亿吨，占整 个胜利油田的1/5以上。复杂断块油气藏地质构造复杂，断层紧密发 育且相互切割，断层疏导和封闭性使油水关系复杂化，这给复杂断块 油气藏的勘探开发带来许多特殊性和复杂性。因此针对断块油气藏开 展断裂带结构、封闭性的研究，对确定有利的勘探区带、评价圈闭的 有效性、控制储量、开发井网的部署、开发方式的确定、采收率的计 算、动用储量的核定、剩余油分布规律的研究等具有重要的意义。以 往的研究多采用野外露头观测、地震预测、测井分析等间接的研究方 法，这些方法因为资料较易获得，也是目前国内外普遍采用的研究方 法。但是，受野外剖面出露条件等的限制，从搜集到的文献看，目前 能够观测到的断裂带露头以古生代和中生代地层居多，我国陆相储层 中占主导地位的河流、三角洲相砂泥岩地层条件相似的野外露头断裂 带研究相对较少。另外，野外露头观测到的断裂带，经过较长时间的 地表暴露，温度、压力等也经历了较长时间的改变，造成断裂带结构 等与地下断裂带会存在一定程度的差异，研究主要依靠推测其与露头 的相似性，很难完全真实地认识实际地下地质条件下的断裂带内部结 构与性质，也无法直接开展断裂带封闭性、对油气控制作用等相关的 定量研究。地震、测井等地球物理方法受限于分辨率等影响，再加上 地质具有多解性等原因，这些方法描述与表征断裂带内部结构和性质 的准确性也受到一定的限制。

以往的方法是间接法，干扰因素多、缺乏直观性、精准性。为此 我们发明了一种新的通过取心井钻取断裂带开展断裂带研究的方法， 解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过取心井钻取断裂带，直接获取地下 断裂带的第一手资料，开展断裂带结构、性质及其对剩余油控制作用 等的研究方法，并且通过岩心描述、分析化验等手段开展与断裂带相 关的一系列研究的方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：通过取心井钻取断裂 带开展断裂带研究的方法，该通过取心井钻取断裂带开展断裂带研究 的方法包括：步骤1，利用测井地层对比和地震解释相结合的方法， 初步确定取心井断裂带深度；步骤2，根据研究断裂带的需要，设计 取心井靶点平面位置；步骤3，根据区域构造特征以及该断层性质、 断距、断裂带上下盘岩性预测井轨迹上断裂带宽度范围，从而设计确 定取心井段；步骤4，钻井取心，依据实钻数据分析判断裂带深度的 变化，并适时、适度调整取心井段，以保证断裂带取心的完整性；以 及步骤5，利用获得的岩心资料，开展断裂带结构、封闭性这些与之 相关的系列研究。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，在取心井区内开展邻井测井曲线地层对比，获取取 心井周围各井准确的断点及断距数据；通过层位标定，地震剖面综合 解释工作；利用井震结合的方法，初步确定取心井断裂带深度。

在步骤2中，选择距离取心井最近的老井作为参照井，设计取心 井靶点位置相对参照井的方位、距离。

在步骤4中，在钻井取心过程中，依据岩屑录井、钻时曲线、气 测曲线这些资料跟踪查看钻进情况，综合判断标志层预测与实钻情况 的差异，判断断裂带深度是否发生变化，及时适度上调或下移取心井 段，以保证断裂带取心的完整性。

在步骤5中，对取出的断裂带岩心，根据需要开展包括断裂带结 构岩心观察描述一系列系统的研究分析，为断裂带定量识别、断裂带 正演模型、断裂带封闭性定量研究这些进一步研究提供必要的参数。

在步骤5中，开展的研究包括：断裂带结构模式总结、断裂带岩 性薄片鉴定、矿物成分分析、电镜观察这些岩石物理性质实验分析， 水平及垂直方向的气测及水测渗透率这些渗流特征实验分析，岩石中 吸附烃含量变化、包裹体性质这些地层化学实验分析，岩石电阻率、 纵波速度、横波速度、泊松比这些岩石力学实验。

本发明中的通过取心井钻取断裂带开展断裂带研究的方法，通过 取心井钻取断裂带，直接开展断裂带结构、性质等研究的方法，解决 了以往方法中的问题。该方法所获得的系统化、定量化的岩心分析参 数是其他间接研究断裂带的手段所无法获得的，同时取心所获得的地 下真实岩心的第一手宝贵的资料，可以为其他间接研究方法提供定量 化研究的数据依据、进行岩心标定等。另外，考虑到经济成本和效益 的问题，断裂带取心井的选取，可以利用能够钻遇断裂带的密闭取心 井或者油藏评价井。这些取心井一般都是为了解决油田亟需的剩余油 认识问题、为了满足高含水期断块油田精细开发的需要或者油藏评价 阶段储量规模等的认识问题，本身都是需要取心的井，只是在取心目 的及井段上兼顾设计一部分断裂带取心井段即可，因此从钻井取心及 断裂带研究成本上都是比较经济的。该方法既解决了定量、直观认识 断裂带结构、性质及其对剩余油分布规律的控制作用等一系列对断块 油气田开发具有重要影响的问题，又比较经济可行，是一种具有实际 意义的研究方法。

附图说明

图1为本发明断裂带取心研究法应用于一具体实施例子的流程 图；

图2为本发明的一具体实施例子中地震剖面综合解释图；

图3为本发明的一具体实施例子中的井位部署图；

图4为本发明的一具体实施例子中的取心井与邻井测井曲线地层 对比图；

图5为本发明的一具体实施例子中的断裂带结构模式图；

图6为本发明的一具体实施例子中的钻遇取心井测井解释综合 图；

图7为本发明的一具实施例子中断裂带封闭性及对油气控制作用 认识后的挖潜井位部署设想图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文 特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明断裂带取心研究法应用于一具体实施例 子的流程图。

在步骤101，利用测井地层对比和地震解释相结合的方法，初步 确定取心井断裂带深度。在取心井区内开展邻井测井曲线地层对比， 获取取心井周围各井准确的断点及断距数据；通过层位标定，地震剖 面综合解释工作；利用井震结合的方法(图2)，初步确定取心井断裂 带深度。图2为本发明的一具体实施例子中的东西向地震剖面综合解 释图，在图中可以看出，结合地层对比的成果，通过层位标定、追踪 解释，初步确定了目标断层的断点深度和断裂带取心井段范围。流程 进入到步骤102。

在步骤102，根据研究断裂带的需要，设计取心井靶点平面位置 (图3)。选择距离取心井最近的老井作为参照井，设计取心井靶点位 置相对参照井的方位、距离等。图3为本发明的一具体实施例子中的 井位部署图，在图中可以看出，取心井设计为斜井，并确定了井口及 断裂带顶A靶点及油层底B靶点位置，井口至B靶点的水平位移为330m。 流程进入到步骤103。

在步骤103，根据区域构造特征以及该断层性质、断距、断裂带 上下盘岩性等预测井轨迹上断裂带宽度范围，从而设计确定取心井 段。分析区域构造特征以及目标断层的性质、断距的大小、断裂带上 下盘岩性对置情况，预测井轨迹上断裂带宽度范围，进而精确设计确 定取心井段。图4为本发明的一具体实施例子中实钻取心井地层对比 剖面图，从图中可以看出，取心井按照设计在1941m附近顺利钻遇断 裂带，取心井段38.3m。流程进入到步骤104。

在步骤104，钻井取心，依据实钻数据分析判断裂带深度的变化， 并适时、适度调整取心井段，以保证断裂带取心的完整性。在钻井取 心过程中，依据岩屑录井、钻时曲线、气测曲线等资料跟踪查看钻进 情况，综合判断标志层预测与实钻情况的差异，判断断裂带深度是否 发生变化，及时适度上调或下移取心井段，以保证断裂带取心的完整 性。流程进入到步骤105。

在步骤105，利用获得的岩心资料，开展断裂带结构、封闭性等 与之相关的系列研究。对取出的断裂带岩心，可以根据需要开展包括 断裂带结构岩心观察描述等一系列系统的研究分析，为断裂带定量识 别、断裂带正演模型、断裂带封闭性定量研究等进一步研究提供必要 的参数。例如，可以开展包括：断裂带结构模式总结(图5)、断裂带 岩性薄片鉴定、矿物成分分析、电镜观察等岩石物理性质实验分析， 水平及垂直方向的气测及水测渗透率等渗流特征实验分析，岩石中吸 附烃含量变化、包裹体性质等地层化学实验分析，岩石电阻率、纵波 速度、横波速度、泊松比等岩石力学实验等。

图5为本发明的一具体实施例子中根据断裂带岩心描述、利用岩 心标定测井曲线开展断裂带定量识别后，总结抽象出的断裂带结构模 式图。

其基本为对称结构：断裂带充填带宽度约2.6m，其核心部位发育 厚约0.35m灰质胶结致密的断层角砾岩，向两侧发育具有裂缝的灰绿 色断层泥岩，宽度分别为0.9m、1.35m，再向外为受断层影响产生的 正常岩石的诱导裂缝带，断裂带下降盘沙一段灰白色灰质泥岩诱导裂 缝带宽度约21.5m，断裂带上升盘沙二段储层诱导裂缝带宽度约 20.6m，泥岩和砂岩中均可以看到有诱导裂缝存在，但比断裂带核心 部位断层泥岩中裂缝发育密度明显降低。

图6为该断裂带取心井电测曲线综合解释图，可以看出该井断裂 带下方储层剩余油较为富集。这是对断裂带岩心封闭性的岩心分析基 础上，结合区块动、静态资料，判断得出的结论：该断裂带是封闭的， 且对断裂带上升盘沙二段储层剩余油控制作用非常明显。断裂带附近 的该取心井，钻遇油层18.7m/7层，水淹层30.8m/7层，投产也取得了 较好的开发效果。在所在区块各小层采出程度已达34.5-54.8％，周围 生产井单井平均日产油2t/d，含水96％的情况下，该井2014年3月10 日仅射开2个非主力薄层1.6m/2层，获得日产15t/d，含水50％，目前 累计产油381吨。

图7为本发明的一具体实施例子中断裂带封闭性及对油气控制作 用认识后的挖潜井位部署图。根据取心井的研究成果结合区块动、静 态资料等，重新落实了该断层在平面上的位置，开展了断裂带封闭性 及其对沙二段储层控油作用的研究，得出了断裂带上升盘附近50m范 围内剩余油非常富集的重要认识，提出了断裂带附近可以部署平行断 裂带的大角度斜井——聪明井进一步挖潜剩余油的建议，为该类高含 水断块油藏进一步精细开发奠定了理论和物质基础，也进一步证明了 断裂带研究的重要性以及本发明的先进性。

本发明中的通过取心井钻取断裂带开展断裂带研究的方法，是用 于开发地质研究中断裂带结构、封闭性研究的一种方法，针对目前复 杂断块油气藏断裂带研究缺乏地下断裂带的实际岩心资料，主要依靠 地面野外露头观测、利用地震和测井等资料推测断裂带结构等间接手 段的问题，首次提出了运用钻井取心技术直接钻取断裂带来研究地下 断裂带结构及性质的方法。该方法通过钻井取心的方式，直接钻取断 裂带，开展断裂带结构、岩石物理性质、封闭性等一系列研究，从而 建立了断裂带研究的新方法。本发明中的断裂带取心研究法通过地层 对比、井震结合技术初步确定断裂带大致范围，并利用钻井取心技术 直接钻取断裂带，进而开展断裂带结构、岩石物理性质、封闭性、对 剩余油控制作用等一系列研究，从而建立了断裂带研究的新方法。 与以往野外露头观测、地震预测、测井分析等间接法相比，该方法可 以直接开展包括地下实际断裂带结构的岩心描述和岩心分析化验等， 所以更为直观、更真实；同时，系统化、定量化的岩心分析参数是其 他间接研究断裂带的方法所无法获得的，因此该方法为地层真实断裂 带研究奠定了坚实的地质基础，为断裂带封闭性、断裂带地震、测井 解释与定量识别等研究提供了新的依据，有利于增加对断层控制油气 藏以及被断层复杂化的油气藏的新认识。