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物探与化探  2025, Vol. 49 Issue (2): 299-311    DOI: 10.11720/wtyht.2025.1278
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页岩气层小微尺度断缝精细预测方法
吕其彪1(), 吴清杰2, 李曙光1, 汪仁富1
1.中石化西南油气分公司 勘探开发研究院,四川 成都 610041
2.中石化西南油气分公司,四川 成都 610041
A fine-scale prediction method for small-scale faults and fractures in shale gas reservoirs
LYU Qi-Biao1(), WU Qing-Jie2, LI Shu-Guang1, WANG Ren-Fu1
1. Research Institute of Exploration and Development, Southwest Oil & Gas Company, SINOPEC, Chengdu 610041, China
2. Southwest Oil & Gas company, SINOPEC, Chengdu 610041, China
全文: PDF(12919 KB)   HTML
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摘要 

页岩地层原始发育的小微尺度断缝(断距小于10 m的断层和裂缝)对水平井段优质储层钻遇率、改造体积、产能均有较大的影响,对其开展精细预测尤为重要,但目前单一的方法很难准确识别和预测。本文结合四川盆地南部某地区龙马溪组页岩气层小微尺度断缝发育的情况,开展了模型组合正演模拟、响应机理和响应特征研究,提出预测+建模相融合表征的小微尺度断缝预测方法,并优选地震资料处理、小微尺度断缝预测、多尺度裂缝建模和融合表征技术开展研究。研究成果同研究区龙马溪组页岩气层水平井钻遇的小微尺度断层、地层漏失、井间压窜等地质异常情况吻合度较高,且同单井产能情况具有较好的正向关联性,证实了该方法预测小微尺度断缝的可行性,可为同类型层系小微尺度断缝的预测研究提供参考。

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吕其彪
吴清杰
李曙光
汪仁富
关键词 页岩气小微尺度断缝响应机理预测建模融合表征    
Abstract

Small- and micro-scale faults fractures (fractures and faults with fault throw less than 10 m) that originally developed in shale strata have a significant impact on the probability of penetration, stimulation volume, and production capacity of high-quality reservoirs in horizontal well sections. Therefore, it is critical to conduct fine-scale fault and fracture prediction. However, any single method struggles to accurately identify and predict these faults and fractures. Based on the developmental conditions of small-and micro-scale faults and fractures in the shale gas reservoirs of the Longmaxi Formation in the southern Sichuan Basin, this study conducted forward modeling, response mechanism analysis, and characterization of fracture responses, developing a prediction method integrating predicting and modeling. Furthermore, this study preferentially investigated techniques including seismic data processing, small-scale fault and fracture prediction, multi-scale fracture modeling, and fusion characterization. The results of the proposed method were highly consistent with the geological anomalies including small and micro-scale faults, lost circulation, and inter-well pressure channeling observed during the drilling of horizontal wells in the shale gas reservoirs of the Longmaxi Formation. Furthermore, these results exhibit a strong positive correlation with the single-well production capacity. All these corroborate that it is feasible to use this method to predict small- and micro-scale faults and fractures. This study can serve as a reference for predicting small-scale faults and fractures in other strata of the same type.

Key wordsshale gas    small- and micro-scale fracture    response mechanism    predict    modeling    fusion representation
收稿日期: 2024-06-26      修回日期: 2024-10-28      出版日期: 2025-04-20
ZTFLH:  P631.4  
基金资助:中国石化“十条龙”科技攻关项目“川南复杂构造区页岩气勘探开发关键技术”(P21042-1)
作者简介: 吕其彪(1980-),男,硕士,高级工程师,长期从事地球物理地质综合研究工作。Email:41346941@qq.com
引用本文:   
吕其彪, 吴清杰, 李曙光, 汪仁富. 页岩气层小微尺度断缝精细预测方法[J]. 物探与化探, 2025, 49(2): 299-311.
LYU Qi-Biao, WU Qing-Jie, LI Shu-Guang, WANG Ren-Fu. A fine-scale prediction method for small-scale faults and fractures in shale gas reservoirs. Geophysical and Geochemical Exploration, 2025, 49(2): 299-311.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2025.1278      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2025/V49/I2/299
Fig.1  研究区龙马溪组底埋深及实钻水平段钻遇断层和套变事件结果
Fig.2  龙马溪组小微尺度断缝产状(a)和地震剖面特征(b)
Fig.3  小微尺度断缝模型地震响应特征与不同裂缝检测方法结果
Fig.4  不同密度裂缝带地质模型与正演偏移剖面
Fig.5  不同倾角裂缝带地质模型与正演偏移剖面
Fig.6  高精度叠前深度偏移成果剖面
Fig.7  熵属性异常叠合套变位置剖面
Fig.8  FMI成像测井识别的裂缝同地震叠前裂缝预测结果对比
Fig.9  龙马溪组最终DFN断层和裂缝模型
Fig.10  龙马溪组底小微断缝带平面预测结果
井名 实钻情况 预测结果 吻合情况
深度/m 断距/m 裂缝尺度 裂缝走向 裂缝与轨迹夹角/(°) 裂缝平面延伸长度/m 裂缝分级 完全吻合 基本吻合(100 m内)
A1 5412.00 5 中、小 NE 67 606
A2 4527.00 2 EW 82 297
A3 5408.00 0.5 中、小 NE 78 399
A4 5438.00 0.5 中、小 NW 2 371
A5 4530.00 0.5 中、小 SN 80 419
A6 4982.00 1.5 NE 38 432
A7 4850.00 1 NW 84 473
A8 5165.00 2.5 大、中、小 NW 36 1043
A9 5694.00 2.5 中、小 NW 62 456
A10 4047.00 2 大、中、小 NW 51 2845
A11 4575.00 1 大、中、小 SN 3 1769
A12 4719.00 2 中、小 NE 17 669
A13 4428.00 0.5 中、小 NE 19 443
A14 4509.00 1.2 中、小 NE 47 186
A15 4134.00 2.5 中、小 NW 52 378
A16 4756.00 2 大、中、小 NW 62 1215
A17 5460.00 1 SN 3 1418
A18 4728.00 0.5 NE 10 1456
A19 5461.00 1 中、小 NE 21 292
A20 4614.00 2 NW 22 925
A21 5192.00 1 NW 22 925
A22 5031.00 1 中、小 NW 31 534
A23 4236.00 1 中、小 NW 15 407
A24 4036.00 1 中、小 NE 66 288
A25 4440.00 0.8 中、小 NW 57 252
A26 3946.00 2 中、小 NE 59 517
A27 4277.00 1 大、中、小 NW 8 895
A28 4387.00 1 大、中、小 NW 8 895
A29 4760.00 1 大、中、小 NW 8 895
A30 4294.00 1 中、小 NE 53 265
A31 4306.00 1 中、小 NE 53 265
Table 1  小微尺度断缝预测结果同实钻情况统计
井名 实钻情况 断缝预测结果 吻合情况
测深/m 漏失体积/m3 最近预测裂缝尺度 裂缝走向 裂缝与轨迹夹角/(°) 平面延伸长度/m 裂缝分级 完全吻合 基本吻合(100 m内)
B1 3870.00 124.63 中、小 NW
B2 4835.00 20.98 中、小 SN 4 191
B3 5653.00 6.5 NE 49 806
B4 3505.00 17 中、小 NW
B5 3577.26 319.14 中、小 NW
B6 3793.47 141 中、小 NW
B7 3 230.16 80.76 中、小 NW
B8 3465.74 35.5 中、小 NE
B9 5434.00 9.5 中、小 NW 62 1 346
B10 4468.00 173.3 中、小 NE 35 76
B11 4273.00 8 中、小 NW 34 453
B12 3906.61 183.76 中、小 NW
B13 3804.00 72.4 中、小 NE
B14 4267.00 4.37 中、小 NW 40 118
B15 3585.00 10.8 中、小 NW
B16 4989.00 3.7 中、小 NW 20 256
Table 2  地层漏失情况与断缝预测结果统计
Fig.11  裂缝密度与首年累产气量关系
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