一种页岩气储层页理缝三维建模方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及地质技术领域，尤其涉及一种页岩气储层页理缝三维建模方法。
【背景技术】
[0002]页岩气是与煤层气、致密砂岩气等非常规天然气存在显著差别的非常规天然气。极其发育的页理缝是页岩气储层的典型特征，显著区别于煤层气、致密砂岩气等其它非常规天然气储层。有关页理缝三维定量地质模型的建立自然成为页岩气储层定量表征的重要内容。
[0003]页理是在静水条件下，还原环境中，受沉积时水体能量、温度、盐度及含有物变化影响而在极细粒沉积物沉积过程中留下的分层性的地质记录，这些记录下来的细小纹层间的物性极其致密，甚至无法允许地下水的通过，因而很难获得从其它地方溶解带来的胶结物质，没有胶结的纹层面由此成为脆弱面，一旦出现构造应力的局部集中就容易诱发形成页理缝。正是因为这个原因形成的大量页理缝成为了页岩气储层气体渗流的有效通道，使得致密的页岩储层变成了能有效产气的天然气产层。而如何有效建立页岩气储层页理缝三维定量地质模型成为页岩气开发中必须解决的一项难题。
[0004]由于页岩气开发在我国的历史不长，即便在国际上也是近30年来才成为天然气领域的热点。有关页理缝的认识主要停留在岩心观察描述上，或者是各类电子显微镜下的观测结果。岩心观察描述能够描述页理缝的发育密度和基本产状，但无法形成在三维空间的定量地质模型。
[0005]各类电子显微镜下的页理缝观测结果能提高人们对页理缝的深入认识，但这种认识因为没有形成三维空间页理缝定量地质模型而难以获得进一步的生产应用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种页岩气储层页理缝三维建模方法。
[0007]—种页岩气储层页理缝三维建模方法，包括以下步骤:
[0008]步骤一:页岩页理缝及岩相类型与特征的岩心观察描述；
[0009]步骤二:单井页岩岩相模式提取及建立页岩岩相三维模型；
[0010]步骤三:单井页岩页理缝模式提取及建立页理缝强度模型；
[0011 ]步骤四:建立页理缝离散模型；
[0012]步骤五:建立页理缝等效模型。
[0013]进一步地，如上所述的页岩气储层页理缝三维建模方法，步骤二所述建立单井页岩岩相模式提取包括:
[0014]通过单井岩相分析提取每口井各个深度位置的页岩岩相类型，将不同的页岩岩相类型编码，获得单井岩相编码数据，从而形成单井页岩岩相模式；
[0015]所述页岩岩相三维模型包括:将由这些单井岩相编码数据形成的单井页岩岩相模式输入建模软件，采用软件提供的离散型变量随机模拟算法，即可建立页岩岩相三维模型。
[0016]进一步地，如上所述的页岩气储层页理缝三维建模方法，步骤三所述单井页岩页理缝模式提取包括:
[0017]在单井岩心分析与测井解释的基础上，获得不同深度位置处页理缝的宽度和发育密度数据，将页理缝的宽度和发育密度相乘获取得到页理缝发育强度数据，以岩层面倾角作为页理缝的倾角，页理缝延伸方位角随机取值，从而形成包括发育强度、倾角和方位角的页理缝模式。
[0018]所述页理缝强度模型的建立包括:将单井页岩的页理缝模式输入建模软件来建立页理缝强度模型。
[0019]进一步地，如上所述的页岩气储层页理缝三维建模方法，步骤四所述建立页理缝离散模型包括:
[0020]对比分析单井页岩岩相模式与单井页岩页理缝模式，即可获得每种页岩岩相模式的页理缝发育强度最大值，将其中页理缝发育强度最大值数值接近O的页岩岩相剔除，从而建立起页理缝发育指数模型，以该模型为空域约束，以页岩页理缝模式为硬数据输入建模软件，即可建立获得页理缝离散模型。
[0021]进一步地，如上所述的页岩气储层页理缝三维建模方法，步骤五所述建立页理缝等效模型包括:
[0022]依靠测试页理缝发育程度不同的岩心样品的孔渗物性，分别提取得到发育页理缝与不发育页理缝样品的平均孔隙度、平均渗透率值，利用发育页理缝与不发育页理缝样品的平均孔隙度、平均渗透率值分别做商，并以商作为页理缝与基质孔隙度和渗透率间的比例关系，基于该比例关系，在页岩储层基质孔隙度、渗透率模型的基础上，利用储层建模软件即可建立形成页理缝等效模型。
[0023]本发明利用岩相古地理研究及岩心描述成果，建立页理缝三维离散模型，实现页理缝分布位置、发育规模及延伸方位的三维可视化；同时建立页理缝三维等效模型，定量表征页理缝分布位置处储层的孔隙度和渗透率。由此形成的建模结果不仅在三维空间再现了页理缝的分布特征，还为页岩气生产模拟提供了页理缝三维定量孔渗属性模型，从而为页岩气井生产方案的科学合理制定奠定了坚实的基础。
【附图说明】
[0024]图1为本发明页岩气储层页理缝三维建模方法流程图；
[0025]图2为本发明是实施例四川盆地东部五峰-龙马溪组某页岩气藏典型页岩岩相及页理缝发育岩心特征图；
[0026]图3为本发明是实施例四川盆地东部五峰-龙马溪组某页岩气藏单井页岩岩相及页理缝分布特征图；
[0027]图4为本发明是实施例四川盆地东部五峰-龙马溪组某页岩气藏页岩岩相三维模型图；
[0028]图5为本发明是实施例四川盆地东部五峰-龙马溪组某页岩气藏页理缝强度三维模型图；
[0029]图6a本发明实施例四川盆地东部五峰-龙马溪组某页岩气藏页理缝离散三维整体模型图；
[0030]图6b为本发明实施例四川盆地东部五峰-龙马溪组某页岩气藏页理缝离散三维局部放大模型图；
[0031]图7a为本发明是实施例四川盆地东部五峰-龙马溪组某页岩气藏等效孔隙度三维丰旲型;
[0032]图7b为本发明是实施例四川盆地东部五峰-龙马溪组某页岩气藏I方向等效渗透率三维模型；
[0033]图7c为本发明是实施例四川盆地东部五峰-龙马溪组某页岩气藏J方向等效渗透率三维模型。
[0034]
【具体实施方式】
[0035]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036]本发明首先基于页岩气储层页理缝发育受控于页岩岩相的成因机制，在页岩岩相类型及模式的基础上，开展单井页岩岩相分析，利用随机或确定性建模方法，建立页岩岩相三维模型，形成页理缝建模的空域范围；然后通过岩心描述，提取页理缝特征模式，建立页理缝强度模型，揭示页理缝发育的空间强度分布;再次依据页理缝发生指数模型为空间约束，利用页理缝强度模型建立形成页理缝离散模型；最后利用岩心分析获得的页理缝孔渗信息，建立完成页理缝等效模型。
[0037]详细的技术方案流程框图见图1所示。
[0038](I)页岩页理缝及岩相类型与特征的岩心观察描述
[0039]页岩一般是由静水条件下，还原环境中沉积下来的极细粒物质构成的。页理则是在静水条件下件下，还原环境中，受沉积时水体能量、温度、盐度及含有物变化影响而在极细粒沉积物沉积过程中留下的分层性的地质记录，这些记录下来的细小纹层间的物性极其致密，甚至无法允许地下水的通过，因而很难获得从其它地方溶解带来的胶结物质，没有胶结的纹层面由此成为脆弱面，一旦出现构造应力的局部集中就容易诱发形成页理缝。
[0040]由此可见，页理缝与页岩形成的时的沉积环境息息相关，这种相关性常常表现为页理缝的发育与页岩岩相的一一对应关系一一随着页岩中碳质、硅质矿物的增多，页理缝的密度变大，反之则有减小的趋势(图2)—一这种由岩心观察获得的认识几乎适用于绝大多数的页岩气藏。因此，通过建立页岩岩相模型，就能实现对页理缝发育范围及规模的有效约束和控制。
[0041]综上所述，开展岩心观察，揭示页岩页理缝发育与岩相类型间的内在关系是本发明的第一步，如图2所示，高(富)碳含粘土(粘土质)硅质页岩的页理缝极其发育，而中(高)碳含粘土(粘土质)粉砂质页岩的页理缝发育，随着碳质、硅质矿物的减少，页理缝的发育程度也逐渐降低。