3D MOVE 软件在潜山裂缝预测中的实际应用

1、3D MOVE 软件在潜山裂缝预测中的实际应用前言一、3D MOVE 裂缝预测原理二、在埕北30潜山带的应用三、在车古201潜山的应用四、结论 胜利油田自八十年代在桩西潜山碳酸盐岩及郑家花岗片麻岩成功钻探以来，已经发现了15个潜山油气藏。随着油田勘探和开发的不断深入，寻找裂缝性油气藏已成为油田勘探、开发的重要目标。前 言 裂缝性油藏预测的难度非常大。近几年出现了地震属性、地震反演、多波多分量勘探、VSP裂缝检测、全三维纵波裂缝检测等裂缝预测方法。这些方法各有独到之处，但都存在缺陷和局限。目前的技术手段和生产需求存在着很大的矛盾。 2002年初，物探研究院引进了一种新的构造裂缝预测技术英国Mid

2、land Valley软件公司的3D Move软件裂缝预测技术。 该软件技术应用于埕北30和车古201古生界潜山，预测了各目的层的裂缝分布和方位，并从应力场的角度对裂缝的开启性作出分析。预测结果与测井资料得到的裂缝方位等结果有较好的一致性，并与新钻井情况吻合，取得了良好的地质效果。一、3D MOVE 裂缝预测原理 3DMove软件的裂缝预测是一种地质成因法。它通过对地层的构造发育史进行反演和正演来计算构造运动对地层产生的应变量。与此同时，也能对解释方案进行检验。 用应变量作为主控参数，同时考虑地层厚度、岩性、裂缝发育方向等参数对裂缝发育的相对富集带及主要发育方向进行预测。基本原理主要软件工具3

3、DMove 构造反演、正演、裂缝预测3DStress 应力分析 该模块提供了一系列先进的运动学和非运动学构造恢复方法，能应用于逆冲褶皱带、扩张带，并能解决反转、盐丘和走滑等复杂构造。 软件主要以应变量作为控制裂缝生长的参数，采用多参数控制的随机模拟算法进行裂缝预测。并可以利用地震属性（如相干、振幅属性等等）和其他油藏地质属性（如孔隙度等等）进行约束。 3DMove: 该模块根据井资料、野外观测的资料定义三维应力状态，计算断层、裂缝系统的滑动趋势、扩张趋势及渗漏因子等参数。从构造应力场角度分析裂缝开启或闭合、断层的封堵性。公式如下： 滑动趋势 /n 扩张趋势 (1-n)/ (1-3) 渗漏因子

4、Pf/ (n-T)3DStress:1 ：最大主应力 3 ：最小主应力n ：应力场中任一平面（裂缝面或断层面）上的正应力 Pf ：孔隙流体压力 T ：岩石抗张强度地震解释层位和断层面解释数据输入建立三维构造模型静态恢复检验构造解释合理性动态恢复和正演计算地层的应变量预测裂缝分布工作流程利用现今应力场预测裂缝开启性3DMOVE 构造恢复技术 非运动学（静态）恢复忽略断层几何形态。 简单剪切去褶皱 弯曲滑动去褶皱 运动学（动态）恢复考虑了断层几何形状对上盘变形的影响。斜剪切 弯曲滑动 断层平行流非运动学恢复算法 1 ：简单剪切去褶皱原理: 用垂直剪切或斜剪切方法消除地层形变，将 地层恢复到水平的或

5、假定的区域基准面。基准面 目的层 恢复AB 去褶皱前后体积保持不变，线长和面积有变化。原理: 用弯曲滑动机制恢复或正演褶皱模型，沿钉线或钉面将褶皱顶层和它内部的平行滑动系统恢复到基准面。Pin滑动系统ABC在去褶皱方向线长保持不变 同期褶皱的褶皱面面积保持不变各层体积保持不变相对层厚度保持不变非运动学恢复算法 2 ：弯曲滑动去褶皱原理: 断层上盘的形变是由断层的几何形态决定的。用一系列用户可选的参数包括移动方向、剪切矢量和水平断距等参数来控制恢复，沿断层移动上盘，上盘体积守恒。Key line restored to Datum Surface Restored Lower lineABA1A

6、2扩张量 A2 = A1上盘下盘剪切矢量ABC运动学恢复算法 1 ：斜剪切这一方法对恢复正断层很有效。原理:用弯曲滑动机制并考虑断层面产状恢复断层上盘的褶皱形态。在恢复过程中需要定义轴面，沿钉线或钉面将褶皱恢复到基准面，同时尽可能忠实于原始的断层形状。ABC运动学恢复算法 2 ：弯曲滑动这一算法限制于具有单一的断坪-断坡-断坪形态的断层。轴面原理: 基于颗粒层流理论。通过定义与断层平行的流线，上盘地层的颗粒沿着这些流线运动来恢复上盘变形。ABC运动学恢复算法 3 ：断层平行流 这一算法主要用来解决断面几何形态复杂的褶皱逆冲带。 同时，它同样适用于扩张构造背景，如犁式正断层产生的宽缓滚动背斜构造

7、。 针对具体的地质模型特点，选择以上算法的一种或几种，进行平衡分析，在构造模型的正反演过程中得到地层变形的应变量，然后进行裂缝预测。二、在埕北30潜山带的应用 埕北30潜山带是在印支期由北向南滑脱而形成的滑脱构造，在后期（燕山、喜山期），受埕北30北和埕北30南两条NE向断裂夹持拱升而形成的潜山带。受多期构造活动影响，地质情况复杂，断层十分发育。各山头裂缝均较发育，具有以构造裂缝、溶蚀孔洞为为主的良好储集空间。 区内埕北30、301、302、303井均钻遇很好的裂缝储集层，但由于储层的非均质性强，开发的效果不太理想，裂缝的发育规律有待进一步研究。埕 北 30 潜 山 带研究区概况(一) 层位和

8、断层面解释CB302-301井连井剖面地震解释CB30潜山Tg地质构造模型(二) 模型建立CB302CB30-3CB303CB30CB301CB30潜山上马家沟组底地质构造模型CB30-3CB302CB30潜山下马家沟组底地质构造模型CB302CB30-3CB30潜山冶里-亮甲山组底地质构造模型CB302CB30-3CB30潜山Tg2地质构造模型CB302CB30-3CB303CB30CB301CB30潜山Tg-Tg2地质构造模型CB302CB30-3CB303CB30CB301 3DMove软件提供了一种快捷的静态恢复方法进行三维平衡分析，形象地称之为“拼板”恢复：将各个断块恢复到同一个基准

9、面，然后通过平移和旋转拼接到一起，进行地质解释的三维平衡分析、确定断块移动的方向。发现问题应返回解释软件修改层位，直到建立合理的地质模型。(三) 静态恢复快速“拼板”法恢复检验构造解释的合理性。Tg断层上盘恢复(四) 动态恢复及正演构造正演计算断层作用引起的应变量Tg应变值分布图上马家沟组底下马家沟组底冶里-亮甲山组底CB302CB30-3CB303CB30CB301Tg2(五) 裂缝预测 以应变量为主控参数，同时考虑地层厚度、岩性、裂缝发育方向等参数预测裂缝发育密度和方向。Tg裂缝分布图050010001500CB30-3CB302CB303CB30CB301Tg裂缝分布图(1)CB302C

10、B30-3CB30A-1上马家沟组底裂缝分布图CB302CB30-3CB30A-1下马家沟组底裂缝分布图CB302CB30-3CB30A-1CB302CB30A-10250 500 750冶里-亮甲山组中部裂缝分布图Tg2裂缝分布图(1)CB302CB30-3CB30A-1Tg2裂缝分布图(2)CB303CB30CB301 将裂缝输入3DStress 定义现今应力场根据应力机制的方向计算裂缝扩张趋势，从而分析裂缝的开启或闭合情况(六) 裂缝开启性分析 定义现今应力场现今应力场的方向可以通过分析井壁崩落信息、成像测井资料得到。Tg裂缝开启性分析图2350002345002340002335002

11、330002325002320002315002310002305002300002295006665006670006675006680006685006690006695006700006705006710006715006720000 500 1000 1500CB302CB30-3CB303CB30CB301CB30A-1上马家沟组底裂缝开启性分析图0250 500 750CB302CB303 667000 667500 668000 668500 669000 669500 670000231500231000230500230000229500229000CB30A-1下马家沟组底

12、裂缝开启性分析图 667000 667500 668000 668500 669000 669500 670000231500231000230500230000229500229000CB30-3CB3020250 500 750CB30A-1冶里-亮甲山组中部裂缝开启性分析图0250 500 750CB302CB30A-1 667000 667500 668000 668500 669000 669500 670000231500231000230500230000229500229000冶里-亮甲山组底裂缝开启性分析图 667000 667500 668000 668500 669000

13、 669500 670000231500231000230500230000229500229000CB3020250 500 750CB30A-1Tg2裂缝开启性分析图666500667000667500668000668500669000669500670000670500671000671500672000235000234500234000233500233000232500232000231500231000230500230000229500 0 500 1000 1500CB302CB30-3CB303CB30CB301CB30A-1 根据裂缝预测结果，潜山内部裂缝非常发育。埕北

14、30潜山带上已见油流的井，埕北30、301、302、303等井，都位于两组以上裂缝交切的密集区域或开启性较好的裂缝发育区。最近完钻的CB30A-1井，测井解释的有利储层与裂缝发育区吻合较好，位于几组裂缝相交地区，且开启性较好。该井的钻探进一步验证了裂缝预测结果的可靠性。 从裂缝预测结果和开启性分析结果分析，该潜山带还有较大的勘探潜力，建议下一步钻探时根据裂缝方向打定向井。(七) 、裂缝预测结果分析三、在车古201潜山的应用车古201潜山Tg1构造形态埕南大层断 车古201潜山位于车西洼陷北部潜山带的东部，潜山主体呈北西向的背斜形态，区内主要发育北东向的正断层。 八陡上马家沟组、冶里亮甲山凤山组

15、是该区的主要油气富集带。 潜山储层以裂缝、溶孔等次生孔隙为主。储层裂缝的发育程度控制着油藏的形成及富集高产。研究区概况chegu20chegu205chegu204chegu201chegu203chegu202车古201潜山Tg1 Tg2三维构造模型快速“拼板”法恢复，检验构造解释的合理性。Tg1裂缝分布图chegu204chegu201chegu202chegu205chegu20chegu203冶里-亮甲山组底裂缝分布图chegu204chegu201chegu202chegu205chegu20chegu203多井水平最大主应力方向分析车古20车古201车古203车古204车古202车

16、古205古201-1 最大水平主应力方向基本上是北东东南西向向，虽有所不同，但变化较小。Tg1裂缝开启性分析图chegu20chegu205chegu204chegu201chegu203chegu202冶里-亮甲山组底裂缝开启性分析图chegu20chegu205chegu204chegu201chegu203chegu202 根据裂缝预测结果，车古201潜山内部裂缝非常发育，主要发育了近东西、北东、北西向的裂缝，沿潜山背斜两侧转折带和断层附近裂缝密度较大。潜山上已见油流的井，车古201、202、205等井，都位于两组以上裂缝交切和开启性较好的裂缝发育区。裂缝发育的方向和相对密度与实钻井吻合较好。 该区最大主应力方向基本上是北东东南西西向，与主要裂缝的发育方向有很好的一致性，因此，从应力场角度看，大部分裂缝的开启性都较好。裂缝预测结果分析四、认 识 1、3D MOVE软件裂缝预测技术具有独特的优势，与前述的一些方法相比，基本不受地震数据采集处理因素及地震资料分辨率和井数的限制；它的裂缝预测较细致，显示也更加直观。 2、该软件的裂缝预测结果的可靠性依赖于构造解释的正确合理性，