裂縫型儲層預(yù)測新方法和新技術(shù).doc

裂縫型儲層預(yù)測新方法和新技術(shù)目 錄前言、裂縫性儲層研究及預(yù)測現(xiàn)狀1、 裂縫性儲層的概念2、 國外研究現(xiàn)狀3、 國內(nèi)研究現(xiàn)狀一、裂縫研究在油氣田勘探開發(fā)中的意義二、有關(guān)裂縫的基礎(chǔ)理論1、 裂縫類型2、 裂縫分類3、 裂縫成因及與構(gòu)造的關(guān)系4、 裂縫的成因模式三、裂縫研究與預(yù)測方法簡介四、物理模擬法預(yù)測裂縫五、構(gòu)造曲率法預(yù)測碳酸鹽巖儲層1、碳酸鹽巖儲層裂縫的預(yù)測2、裂縫三維定量參數(shù)場形成及模型的建立六 構(gòu)造曲率法進(jìn)行裂縫發(fā)育帶預(yù)測實例1 寒武系洗象池組氣藏裂縫特征2、裂縫分布特征3、洗象池組儲層綜合預(yù)測七、構(gòu)造應(yīng)力模擬法預(yù)測裂縫的原理1、 裂縫成因機制2、 古構(gòu)造應(yīng)力模擬3、 相似性原理在構(gòu)造應(yīng)力場及裂縫預(yù)測數(shù)值模擬中的重要性4、 裂縫判據(jù)的確定5、 破壞接近程度及其在裂縫預(yù)測中的應(yīng)用6、 裂縫指標(biāo)的標(biāo)定7、 尚不能解決的問題8、 方法的關(guān)鍵技術(shù)9、 構(gòu)造應(yīng)力模擬法預(yù)測裂縫所需的資料八、構(gòu)造應(yīng)力模擬法預(yù)測裂縫的應(yīng)用實例簡介1、 火山巖裂縫的預(yù)測研究2、 碳酸鹽巖裂縫的預(yù)測研究3、 四川威遠(yuǎn)構(gòu)造寒武系洗象池組裂縫預(yù)測主要參考文獻(xiàn)前言 裂縫性儲層研究及預(yù)測現(xiàn)狀隨著石油天然氣資源的開發(fā)利用，常規(guī)孔隙性油氣藏儲量日益減少，開發(fā)難度逐漸增大，石油與天然氣勘探方向逐漸由淺部轉(zhuǎn)向深部、由常規(guī)油氣藏轉(zhuǎn)向特殊油氣藏。作為油氣儲集的重要場所儲層的研究也將從常規(guī)的孔隙性儲層的研究逐漸發(fā)展到其他各種類型的儲層研究（圖1）。特別是裂縫性儲層近年來引起了廣大石油地質(zhì)工作者的廣泛興趣，出現(xiàn)了較多的研究成果。圖1 油氣儲集層的主要類型1 裂縫性儲層的概念 裂縫性儲層是指以裂縫為主要儲集空間、滲流通道的儲集層，有的也對儲集層中分散、孤立的孔隙起連通作用，增加有效孔隙度，一般具有高滲透特征。 裂縫性儲層一般有3種類型：一類是致密巖類，如四川盆地下二疊統(tǒng)（陽新統(tǒng)），其巖石基質(zhì)孔隙度小于1%，滲透率小于0.1毫達(dá)西，因其構(gòu)造裂縫發(fā)育形成而形成了有效的儲、滲空間；第二類是古風(fēng)化殼溶蝕孔、洞儲集層，滲透率極低，一般小于0.01個毫達(dá)西，但與后期構(gòu)造裂縫搭配，形成了裂縫孔洞（穴）型儲層，如四川盆地的震旦系和奧陶系儲集層；第三類是低孔隙儲集層，如四川東部的石炭系碳酸鹽巖（孔隙度3%4%）、上三疊統(tǒng)須家河組砂巖（孔隙度5%6%），他們的基質(zhì)孔隙滲透率很低，一般在0.01毫達(dá)西左右，只有當(dāng)構(gòu)造裂縫發(fā)育的地區(qū)，才能形成裂縫孔隙型儲集層，形成工業(yè)性的天然氣藏。 地層裂縫的影響因素眾多，不外乎歸結(jié)為內(nèi)因和外因。所有裂縫的形成都是這兩大因素的綜合結(jié)果。評價地層裂縫發(fā)育與否，都是相對的。就內(nèi)因而言，包括地層的巖石類型、巖性、礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征、巖石強度、巖石力學(xué)性質(zhì)、厚度等。而外因則包含沉積和成巖環(huán)境，構(gòu)造應(yīng)力的性質(zhì)、方向、大小，區(qū)域構(gòu)造背景，邊界條件等。 一般情況下，在同一地質(zhì)背景條件下，剛性巖類比塑性巖類，致密的比疏松的巖性，質(zhì)純的比含有雜質(zhì)的，細(xì)結(jié)構(gòu)的比粗結(jié)構(gòu)的，沉積構(gòu)造發(fā)育的比不發(fā)育的，薄層的比厚層的等等，前者的裂縫均比后者發(fā)育。 從外因上看，準(zhǔn)同生期易于暴露的比淹于水下環(huán)境的，成巖作用易溶蝕的比非溶蝕的，表生期遭受風(fēng)化剝蝕的比非表生期的 ，前者的非構(gòu)造裂縫均比后者發(fā)育。 在構(gòu)造應(yīng)力作用下，達(dá)到破裂變形的比未破裂變形的地層，構(gòu)造應(yīng)力集中或應(yīng)力釋放部位比應(yīng)力非集中或非釋放部位等，前者的裂縫要比后者的發(fā)育。另外，構(gòu)造應(yīng)力作用的滑脫層或剛性邊界以及同一地層的埋藏深度（淺與深）等，都對地層中裂縫發(fā)育的程度產(chǎn)生重要的影響。 總之，研究具體的地層裂縫發(fā)育特征、規(guī)律，要從具體的對象出發(fā)，注意區(qū)域構(gòu)造、局部構(gòu)造位置及其古構(gòu)造演化特征的分析，依據(jù)地層露頭、巖心觀察、巖石樣品試驗、地球物理特性等，并利用力學(xué)分析方法，互相驗證。在國外，一些盛產(chǎn)石油的國家也逐漸重視致密低滲透巖石中裂縫性儲層的研究。據(jù)美國能源部預(yù)測：在2010年前，約20%的天然氣將產(chǎn)自碳酸鹽巖和致密砂巖等裂縫性儲層；在2030年以前，美國國內(nèi)一半以上的天然氣產(chǎn)量將來自低滲透的裂縫性儲層。在國內(nèi)，今后一段時期內(nèi)，致密儲層中的裂縫性油氣藏將是主要勘探開發(fā)目標(biāo)。目前在四川、華北、長慶、塔里木、克拉瑪依、勝利、吉林、遼河、青海、玉門等許多油田都發(fā)現(xiàn)了裂縫性油氣田。裂縫性油氣藏的儲集體幾乎都是致密巖體，其共同的特點是基質(zhì)孔隙度和滲透率都很低，如四川油氣的主要產(chǎn)層二疊茅口組灰?guī)r，其基質(zhì)孔隙度大多低于1%，基質(zhì)滲透率甚至小于0.1毫達(dá)西。在這樣致密的巖體中，如果沒有裂縫的儲集和導(dǎo)流作用，不可能形成有效的油氣藏和高產(chǎn)油氣流。裂縫性油氣藏勘探、開發(fā)的最大難點，是對儲層巖體中裂縫發(fā)育程度和分布范圍的預(yù)測。目前在國內(nèi)各油田用于裂縫探測（地震、測井）研究的費用，每年在50億元以上，但由于缺乏有效的預(yù)測手段，對裂縫發(fā)育和分布規(guī)律的研究不夠準(zhǔn)確，而使油氣井鉆探和油氣田開發(fā)方案達(dá)不到預(yù)期目的， 從而造成的間接損失更是難以完全統(tǒng)計。如克拉瑪依的小拐油田，因?qū)α芽p預(yù)測研究認(rèn)識不足，油田建設(shè)投入的數(shù)十億元資金基本上全部落空。裂縫（特別是地下巖體中的裂縫）分布復(fù)雜、規(guī)律性差，又受到觀測、探測手段以及研究方法的限制，所以對這個題目的研究國內(nèi)外起步都較晚。但從50年代末期以來，隨著世界上裂縫性油氣藏的不斷發(fā)現(xiàn)，關(guān)于裂縫的研究工作在國內(nèi)外地質(zhì)界逐漸開展起來，并取得了一系列成果，為進(jìn)一步深入研究奠定了良好的基礎(chǔ)。下面主要介紹國內(nèi)外關(guān)于裂縫性儲層研究的一些現(xiàn)狀。2 國外研究現(xiàn)狀1968年，G.H. Murry將構(gòu)造橫剖面看作彎曲的“梁”，用幾何方法導(dǎo)出了剖面曲率值與裂縫孔隙度之間的計算公式，對裂縫作了初步定量研究。1971年，他進(jìn)行了關(guān)于構(gòu)造主曲率和裂縫發(fā)育的關(guān)系的研究。1982年日本的Masanobu Oda引進(jìn)裂隙張量來研究各向異性裂隙巖體的孔隙性指數(shù)。80年代初，美國的范.高爾夫拉特才寫成了關(guān)于裂縫油藏工程的專著，基本形成了裂縫型儲層研究的理論和方法，但專著卻不是針對裂縫本身的研究。上世紀(jì)70年代，隨著分形幾何學(xué)概念的提出，國外學(xué)者逐漸把這一理論引入儲層裂縫研究領(lǐng)域。 1980年P(guān).L.Gong Dilland從理論上證明分形理論可用于碳酸鹽巖地區(qū)裂縫的研究，并介紹了用分形理論建立裂縫分布的實際模型。隨后Barton C.C. (1985)、Hirata(1989)、Thomas and Blin-lacroix(1989)、Velde B. and Duboes J (1990)、Main(1990)等人又把這一理論用于其他巖石裂縫的研究，并在斷層幾何形態(tài)的描述、裂縫數(shù)與裂縫長度、裂縫寬度和密度、裂縫平面分布的研究方面取得了較大進(jìn)展。到1995年，Barton C.C.通過研究認(rèn)為，當(dāng)裂縫的分維D大于1.34，裂縫就能構(gòu)成互相滲流的裂縫網(wǎng)絡(luò)。除了理論上的發(fā)展外，國外專家學(xué)者在儲層裂縫的識別上也作出了突出的貢獻(xiàn)。90年代后，國外在裂縫的測井識別、地震識別上取得了長足的進(jìn)步。測井方面新方法和新設(shè)備主要體現(xiàn)在：電磁測向儀、CT掃描儀、微Lambda測井、環(huán)形聲波測井、成像測井(FMI)、全井眼地層微電阻率成像(FMI)、DSI偶極橫波成像儀和井下電視儀(BHTV)等，這些方法和設(shè)備能測量出儲層裂縫的傾角、走向、寬度、長度、視孔隙度，以及裂縫的充填與開啟程度，甚至能識別出微裂縫及亞微觀裂縫。3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)對儲層裂縫研究工作開展得較早，技術(shù)手段處于較先進(jìn)的水平，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）定性分析和生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)的預(yù)測裂縫方法50年代后期開始，四川油氣田的地質(zhì)工作者根據(jù)構(gòu)造形態(tài)特征和斷層部位等構(gòu)造組合特征，提出尋找裂縫的“一占一沿”（即布置油氣井位置時要占褶皺構(gòu)造的高點，沿褶皺的長軸，），“三占三沿”（占高點、沿長軸，占鞍部、沿扭曲，占鼻突、沿斷裂），“三打三不打”（打凸不打凹，打拱不打彎，對斷層打上盤不打下盤）等經(jīng)驗方法。這種方法主要是基于構(gòu)造特征定性分析和生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)的預(yù)測裂縫方法。（2）利用測井手段和地震信息識別和預(yù)測裂縫80年代以來，由于國際交流與合作加劇，國內(nèi)大量引進(jìn)了國外先進(jìn)的儀器和設(shè)備。在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備的同時，國內(nèi)專家學(xué)者也在數(shù)據(jù)的處理上有所發(fā)展，如在分析處理地震S波分析資料上，國外提出了旋轉(zhuǎn)方法(Ando,1983)、偏振法(Crampin,1985)、旋轉(zhuǎn)相關(guān)法(Bowman,1987)和縱橫比方法(Smith,1989)四種方法，而在國內(nèi)也相應(yīng)提出了四種方法，即最大似然法、最大特征向量法、波形算法和自適應(yīng)慢S波法。利用測井和地震手段來識別裂縫，準(zhǔn)確地說不能叫預(yù)測裂縫。同時測井與地震識別裂縫費用也高，且存在多解性，很難對裂縫進(jìn)行準(zhǔn)確的定量預(yù)測。（3）非線性理論方法檢測和識別地下裂縫和國外一樣，非線性理論也主要應(yīng)用分形理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)方法對裂縫進(jìn)行檢測和識別，但總體來說也不成熟。如1992年趙陽升在研究煤巖體裂縫分布規(guī)律后指出，小尺寸巖體與大尺寸巖體裂縫數(shù)存在一種自相似性。1995年彭仕宓等利用分形理論對柴達(dá)木盆地南翼山E32儲層裂縫進(jìn)行了預(yù)測，指出裂縫發(fā)育與構(gòu)造及斷層有著直接關(guān)系。（4）據(jù)構(gòu)造應(yīng)力的分析研究預(yù)測裂縫構(gòu)造應(yīng)力作用是裂縫形成的根本原因，根據(jù)對構(gòu)造應(yīng)力研究來預(yù)測裂縫的發(fā)育分布，應(yīng)該是裂縫預(yù)測的主要方向。國內(nèi)不少學(xué)者對此問題作過探索，但對于構(gòu)造應(yīng)力的求解方式、構(gòu)造應(yīng)力與裂縫的關(guān)系問題上，以及相關(guān)方法的適用性方面，也存在較大分歧或問題。1982年和1988年，成都理工大學(xué)曾錦光教授先后提出了“應(yīng)用構(gòu)造面主曲率研究油氣藏裂縫問題”和“用屈曲薄板模擬縱彎褶皺的力學(xué)模型”，建立了分析褶皺應(yīng)力場的計算方法。隨后在1994年他建立了斷層古應(yīng)力場解析計算方法，從而提出了斷層裂縫系統(tǒng)分布的預(yù)測方法。這些工作，為用力學(xué)理論來解決裂縫預(yù)測問題提供了一個良好的開端。但由于其基礎(chǔ)或理論依據(jù)過于理想化，所使用的解析計算方法在實際應(yīng)用中存在的問題，實際使用效果不太理想。上世紀(jì)80年代末90年代初，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)造應(yīng)力的研究和數(shù)值模擬計算取得了重大進(jìn)展，國內(nèi)的殷有泉、陳子光、安歐、宋惠珍、黃潤秋、胡明和秦啟榮等人在這一領(lǐng)域里做了大量的工作，推動了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。90年代末至今，越來越多的人開始從構(gòu)造應(yīng)力場的角度應(yīng)用數(shù)值模擬方法研究裂縫的定量預(yù)測，但這些工作大都是針對單個構(gòu)造進(jìn)行，或是僅為儲層滲流的目的來研究裂縫。而系統(tǒng)、全面地從理論角度研究應(yīng)用構(gòu)造應(yīng)力場進(jìn)行區(qū)域性裂縫預(yù)測卻很少，所以，今后主要要在這一方面進(jìn)行研究，進(jìn)而摸索出一套進(jìn)行區(qū)域性古構(gòu)造應(yīng)力場數(shù)值模擬的帶規(guī)律性的理論與方法。一、 裂縫研究在油氣田勘探開發(fā)中的意義 1、裂縫的研究在下面幾個方面有著非常重要的意義 油氣勘探 尋找裂縫型油氣藏 確定定向井的鉆井井位和鉆井靶區(qū) 油氣田開發(fā) 開發(fā)注采井網(wǎng)的部署 注水方式的確定 酸化壓裂方案的設(shè)計 石油鉆井 定向井井斜方位的確定及井眼軌跡的設(shè)計 套損和井壁失穩(wěn)的機理研究及其預(yù)防措施的制定 套管以及套管組合設(shè)計2、裂縫（節(jié)理）研究在其他方面的意義節(jié)理的研究在理論上和實踐上都具有重要意義，就石油行業(yè)而言，對節(jié)理的研究更為重要。& 節(jié)理常是石油和天然氣的主要運移通道和儲集場所，在某些致密的儲集層中，節(jié)理幾乎是唯一的運移通道和儲集場所。& 節(jié)理發(fā)育的密度和開啟程度，不僅影響油氣的滲透運移和聚集，還會影響油氣的采收率。& 隨著石油勘探開發(fā)的深入，相對簡單的背斜型均質(zhì)油藏已越來越少，而較復(fù)雜的非均質(zhì)裂縫型油藏是今后一段時期內(nèi)勘探的主要目標(biāo)之一。& 節(jié)理對地下水及其它一些礦床的分布有著重要影響。& 構(gòu)造節(jié)理的產(chǎn)狀、性質(zhì)和分布規(guī)律與褶皺、斷層有密切的成因聯(lián)系。二、有關(guān)裂縫的基礎(chǔ)理論1、 裂縫類型 人工誘導(dǎo)裂縫（非天然裂縫） 鉆井誘導(dǎo)裂縫 水壓致裂縫 天然裂縫非構(gòu)造縫 原生縫（成巖過程中形成的） 收縮縫(火山巖的柱狀節(jié)理、沉積巖中的干裂等) 層間縫(層面、層理等) 壓溶縫(縫合線，有的縫合線并非原生的、而是構(gòu)造成因的) 風(fēng)化縫(席理、球狀風(fēng)化縫、根劈縫等) 非構(gòu)造縫特點：形成不受構(gòu)造運動和構(gòu)造力的影響，分布規(guī)律性較差，不受構(gòu)造影響構(gòu)造縫 裂縫（節(jié)理）縫合線構(gòu)造縫合線原生縫合線構(gòu)造縫特點：形成完全受構(gòu)造運動和構(gòu)造作用力的影響，分布規(guī)律性較好，與其他構(gòu)造（如褶皺、斷層等）在成因上和幾何關(guān)系上均有聯(lián)系。2、 裂縫分類（1）裂縫的幾何關(guān)系分類 按裂縫與主構(gòu)造(褶皺斷層)的關(guān)系分類（圖2） 橫向縫 縱向縫 斜向縫 按裂縫與巖層產(chǎn)狀的關(guān)系分類（圖2） 走向縫 傾向縫 斜向縫 順層縫 圖2 裂縫的幾何關(guān)系分類（2）、按裂縫與巖芯中線垂直面的夾角(裂縫傾角)分類 測井界(趙良孝)的分類 高角度縫(75 90) 斜交縫(15 75) 低角度縫( 0 15) 王允誠的分類 垂直縫( 75 90) 高角度斜交縫(75 45) 低角度斜交縫(45 15) 水平縫( 0 15)（3）、按張開程度分類 張開縫 閉合縫（4）、按充填程度分類 充填縫 半充填縫 未充填縫（5）、按裂縫的有效性分類 有效縫 較有效縫 無效縫（6）、按力學(xué)性質(zhì)分類 張裂縫 剪裂縫節(jié)理按其形成時的力學(xué)性質(zhì)，可分為張節(jié)理和剪節(jié)理兩類。他們的主要特征的異同點見下表（表1）： 張、剪裂縫（節(jié)理）特征對比表 表1剪節(jié)理張節(jié)理剪節(jié)理是由剪應(yīng)力作用產(chǎn)生的破裂面張節(jié)理是由張應(yīng)力作用而產(chǎn)生的破裂面產(chǎn)狀較穩(wěn)定，沿走向延伸較遠(yuǎn)、沿傾向延伸較深。產(chǎn)狀不太穩(wěn)定，延伸不遠(yuǎn)，節(jié)理面短而彎曲。節(jié)理面平直光滑，常見滑動擦痕；節(jié)理兩壁之間常是閉合的。節(jié)理面粗糙不平，無擦痕切穿礫石和砂粒：發(fā)育在礫巖和砂巖中的剪節(jié)理，常切穿礫石和砂粒而不改變方向。繞過礫石：在礫巖和砂巖中的張節(jié)理，常繞過礫石和砂粒；即使切穿礫石，破裂面也凹凸不平共軛“X”型節(jié)理系：常常成對出現(xiàn)，共同組成共軛“X”型節(jié)理系?！癤”型剪節(jié)理發(fā)育良好時，可將巖石切割成棋盤格狀或菱形節(jié)理面兩壁多張開，常被礦脈充填，礦脈寬度變化較大，脈壁不平直。羽列現(xiàn)象：主剪裂面常由許多羽狀微裂面組成，微裂面走向相同，首尾相接，與主剪裂面呈一定的交角，這就是所謂的羽列現(xiàn)象。沿節(jié)理走向向前觀察，若后一微裂面重疊在前一微裂面的左側(cè)，則稱之為左旋（也叫左行），反之為右旋（或叫右行）。利用剪節(jié)理的這種羽列現(xiàn)象，可判斷破裂面兩側(cè)巖塊的相對運動方向張節(jié)理有時呈不規(guī)則狀，有時也可構(gòu)成一定的幾何形態(tài)，如追蹤“X”型剪節(jié)理而形成的鋸齒狀張節(jié)理，單列或共軛雁列式張節(jié)理等。（7）、按成因和分布分類 區(qū)域構(gòu)造縫：區(qū)域性有規(guī)律展布的裂縫，一般會被后期裂縫利用改造，僅少數(shù)的能保留下來 局部構(gòu)造縫：與局部褶皺和斷層有聯(lián)系的裂縫 與褶皺有關(guān)的局部構(gòu)造縫 褶皺伴生縫：剖面剪切縫 褶皺派生縫 橫張裂縫 縱張裂縫 斜向共軛剪切縫 順層剪切縫（8）、與斷層有關(guān)的局部構(gòu)造縫 斷層伴生縫：一般為兩組剪切縫，分布于斷層兩側(cè)，一組與斷層面平行，另一組與斷層面斜交 斷層派生縫：有兩種類型派生張裂縫：在斷層兩側(cè)成羽狀排列分布，與主斷層斜交(一般為45)。派生剪切縫：分布于斷面的兩側(cè)，共有兩組，一組與斷面小角度相交(1000mm大縫10-1000mm中縫1-10mm小縫0.1-1mm微縫75度斜縫=15-75度平縫15度不規(guī)則縫變化不定，無固定形態(tài)3、裂縫成因及其與構(gòu)造的關(guān)系 （1）、區(qū)域構(gòu)造裂縫（層面“X”型剪裂縫） 早期區(qū)域性構(gòu)造應(yīng)力作用而形成。 產(chǎn)生于主構(gòu)造形成之前，或構(gòu)造活動輕微的地區(qū)。 分布在一定區(qū)域內(nèi)都具有規(guī)律性，與局部構(gòu)造(褶皺、斷層)沒有成因上的聯(lián)系，因此分布不受構(gòu)造部位的控制，但與巖性、層厚等因素有關(guān)，具體表現(xiàn)為裂縫的方位比較一致，往往是兩組裂縫等間距切割巖層，成棋盤格子狀；裂縫面平直，延伸遠(yuǎn)，縫面平直。 （2）、褶皺伴生縫（剖面“X”型剪裂縫）： 由形成褶皺的局部構(gòu)造應(yīng)力作用而形成的 形成于褶皺產(chǎn)生的早中期 分布于褶皺的核部周圍 縱張裂縫： 由褶皺轉(zhuǎn)折端的局部派生拉張應(yīng)力作用而形成 形成于褶皺的中晚期 分布于背斜轉(zhuǎn)折端 橫張裂縫： 由褶皺轉(zhuǎn)折端的局部派生拉張應(yīng)力作用而形成 形成于褶皺的中晚期 褶皺的傾伏端 重張裂縫： 由構(gòu)造運動中晚期的局部拉張應(yīng)力改造早期區(qū)域構(gòu)造裂縫而形成 形成于構(gòu)造運動的中晚期 分布于褶皺的核部或其周圍地區(qū)，與褶皺的軸向或樞紐斜交 追蹤張性縫： 由構(gòu)造運動中晚期的縱向或橫向局部拉張應(yīng)力改造早期區(qū)域構(gòu)造裂縫形成 形成于構(gòu)造運動的中晚期 常發(fā)育于褶皺的頂部，形態(tài)呈鋸齒狀；方位與褶皺軸向平行(縱向追蹤張)或垂直(橫向追蹤張） 順層剪切縫：分布于褶皺的翼部，于褶皺同期形成 斜向共軛剪裂縫：分布于背斜、向斜核，但在背斜和向斜中排列方式不同 同心狀剪裂縫：分布于彎滑褶皺的翼部，順層發(fā)育，較少見 旋轉(zhuǎn)剪裂縫：分布于彎滑褶皺的翼部，少見 放射狀張裂縫：分布在褶皺的穹拱部位，與褶皺同期形成 同心狀張裂縫：分布在褶皺的穹拱部位，與褶皺同期形成 斷層伴生縫： 由形成斷層的構(gòu)造應(yīng)力作用而形成 與斷層同期形成 分布于斷層兩側(cè)、與斷面平行或斜交 斷層派生張性縫： 由于斷層錯動所產(chǎn)生的斷層派生構(gòu)造應(yīng)力作用而形成 形成于斷層產(chǎn)生的中晚期 分布于斷層兩側(cè)、與斷面斜交、呈羽狀排列 斷層派生剪性縫： 由斷層錯動所產(chǎn)生的斷層派生構(gòu)造應(yīng)力作用而形成 形成于斷層產(chǎn)生的中晚期 分布于斷層兩側(cè)、與斷面斜交、呈羽狀排列4、 裂縫的成因模式 裂縫（除成巖縫外）形成與構(gòu)造的形成與發(fā)展演化密不可分，在構(gòu)造運動的不同階段，隨著構(gòu)造形成與發(fā)展，會形成或派生出不同類型的構(gòu)造裂縫。因此，在一次構(gòu)造運動中，往往會形成多種類型的裂縫。裂縫的類型、發(fā)育程度等與構(gòu)造應(yīng)力場、裂縫發(fā)育的構(gòu)造部位、以及構(gòu)造運動的持續(xù)時期、期次、巖石的性質(zhì)、厚度等多種因素有關(guān)。任何巖石的彈性變形和塑性變形總是有一定限度，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到或超過巖石的強度極限時，巖石內(nèi)部的結(jié)合力遭到破壞，就會產(chǎn)生破裂面，巖石失去連續(xù)完整性，這時就發(fā)生斷裂變形，強度極限又稱破裂極限。 巖石在外力作用下抵抗破壞的能力稱為強度。同一巖石的強度極限值，在不同性質(zhì)的應(yīng)力作用下，差別很大。 通常巖石的強度有如下特點：巖石的抗壓強度大于抗剪強度大于抗張強度。 巖石的斷裂變形有兩種方式：張裂和剪裂 張裂：是在外力作用下，當(dāng)張應(yīng)力達(dá)到或超過巖石的抗張強度時，在垂直于主張應(yīng)力軸或平行于主壓應(yīng)力軸方向上產(chǎn)生的斷裂。形成張裂縫（張節(jié)理）。 剪裂：是巖石在剪應(yīng)力作用下發(fā)生剪切破壞時所產(chǎn)生的斷裂。形成剪裂縫（剪節(jié)理）。 巖石性質(zhì)不同，破裂方式也不同，在韌性材料中，當(dāng)張應(yīng)力達(dá)到D點時，開始出現(xiàn)細(xì)頸化現(xiàn)象。此時外力不增加，變形仍就繼續(xù)發(fā)展，達(dá)E點時，出來在細(xì)頸處斷裂，斷口呈不平坦形態(tài)。 脆性材料在拉伸狀態(tài)下的破裂方式，沒有細(xì)頸化現(xiàn)象，多直接表現(xiàn)為張裂。 自然界的各種天然裂縫（主要是構(gòu)造裂縫）就是在巖層受到構(gòu)造應(yīng)力場作用時，當(dāng)應(yīng)力超過其強度極限時，而產(chǎn)生和發(fā)育的，所以裂縫與其他構(gòu)造是相互伴生的，在成因上是密不可分的。三、裂縫研究和預(yù)測的方法簡介1、傳統(tǒng)地質(zhì)統(tǒng)計法 一占一沿：占高點、沿長軸 三占三沿 占高點、沿長軸 占鞍部、沿扭曲 占鼻突、沿斷裂 三打三不打 打凸不打凹 打拱不打彎 打上不打下(逆斷層) 無斷不打，大斷避開、小斷要緊挨。 根據(jù)與斷層的距離布井。2、野外裂縫調(diào)查和測量 在野外布置觀察點，要考慮構(gòu)造的部位、巖石性質(zhì)、巖層厚度以及巖層形成的時代等裂縫野外調(diào)查工作內(nèi)容： 觀察內(nèi)容：裂縫的分期和配套、不同時期裂縫之間的切割關(guān)系、裂縫的張開程度、裂縫中充填物特征等。 測量內(nèi)容：裂縫的產(chǎn)狀、單個裂縫的長度、裂縫張開的寬度 野外計算內(nèi)容：裂縫的線密度（單位長度裂縫的條數(shù)）、面密度（單位面積裂縫的條數(shù)）、裂縫的頻度（單位體積裂縫的總條數(shù)）、裂縫的裂度（單位體積裂縫的總裂開）。3、地球物理方法 利用地震信息資料預(yù)測裂縫 地震各向異性判斷裂縫 多波勘探預(yù)測裂縫 利用地震相干數(shù)據(jù)體識別裂縫 利用邊緣檢測方法識別裂縫 利用測井方法探測研究裂縫 井下電視 微電阻掃描（FMI、FMS） 地層傾角測井 4、非線性方法檢測和識別裂縫 依據(jù)：巖體破裂過程具有自相似性特征，斷裂系統(tǒng)也具有自相似性 問題：巖體中的斷裂系統(tǒng)是否具有自相似性5、構(gòu)造曲率法及其存在的問題 思路：裂縫(構(gòu)造裂縫)古構(gòu)造應(yīng)力場薄板模型(板的變形理論)壓曲板模型 存在的問題 構(gòu)造曲率法“雖然將構(gòu)造裂縫的分布規(guī)律與其力學(xué)成因聯(lián)系起來，但所依據(jù)的彎曲薄板模型，就其物理機制而言，只適合于垂直力成因的褶皺，而大多數(shù)背斜是由水平力作用形成，主曲率法不能反映這種機制?！?主曲率法只能計算一次構(gòu)造運動形成的簡單構(gòu)造，對于經(jīng)歷多次構(gòu)造運動的復(fù)合構(gòu)造的裂縫分布規(guī)律，不能用此法簡單的加以解決。 ( 引自曾錦光，構(gòu)造裂縫的理論分析研究，中國南方油氣勘察新領(lǐng)域探索論文集(一)，地質(zhì)出版社，1988) 從主曲率法所依據(jù)的壓曲薄板模型的假定條件來看：此法也只適合于幅度較低的橫彎褶皺構(gòu)造。6、物理模擬法預(yù)測裂縫聲發(fā)射技術(shù)測試巖體的古構(gòu)造應(yīng)力巖石單軸力學(xué)特性測試巖石三軸力學(xué)特性測試用相似材料進(jìn)行物理模擬實驗，確定巖石變形和破壞的特點7、構(gòu)造應(yīng)力模擬法預(yù)測裂縫 裂縫預(yù)測的基本思路：裂縫(構(gòu)造裂縫)巖體破裂古構(gòu)造應(yīng)力場構(gòu)造模擬（結(jié)構(gòu)力學(xué)分析有限元計算） 構(gòu)造形跡、巖石力學(xué)性質(zhì)（圖4）關(guān)于有限元應(yīng)力場模擬的基本思路：地應(yīng)力是在巖體自重、地質(zhì)構(gòu)造作用、地質(zhì)體巖性、地形地貌、溫度應(yīng)力等作用下形成的，在一個較大的區(qū)域上， 區(qū)域現(xiàn)今應(yīng)力場的總體規(guī)律，可以在調(diào)查斷層的新構(gòu)造活動特征，震源機制解和地應(yīng)力實測的基礎(chǔ)上得出初步認(rèn)識。但要定量地反映區(qū)域應(yīng)力場，找出應(yīng)力集中部位，則需要通過地應(yīng)力實測和數(shù)值模擬來實現(xiàn)。對于現(xiàn)代地應(yīng)力可用區(qū)域應(yīng)力場的有限元反演來分析計算，也就是采用有限單元法根據(jù)已知地應(yīng)力實測點和震源機制解的結(jié)果來推求整個計算區(qū)域的地應(yīng)力場。其方法是首先根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，建立研究區(qū)的地質(zhì)力學(xué)模型；然后通過不斷改變邊界力作用方式和大小量值(包括大小和方向)與已有地應(yīng)力實測結(jié)果和地震震源機制(最大主應(yīng)力大小和方向)達(dá)到最佳擬合。由此即可得出反映研究區(qū)現(xiàn)今應(yīng)力形變場的真實情況。然而，古構(gòu)造應(yīng)力場不能像現(xiàn)代區(qū)域應(yīng)力場那樣用實測點來進(jìn)行擬合模擬，因為古構(gòu)造應(yīng)力場特別是比較久遠(yuǎn)的構(gòu)造應(yīng)力場現(xiàn)在還沒有辦法實測其在個別點的值的大小和方向。現(xiàn)在我們探索使用的Kaiser效應(yīng)方法是一個新的方法，對于近期的地應(yīng)力的測定比較準(zhǔn)確，而對于年代久遠(yuǎn)的地應(yīng)力的測定結(jié)果尚在探索中。所以古構(gòu)造應(yīng)力場只能根據(jù)現(xiàn)今的構(gòu)造形跡來進(jìn)行應(yīng)變場的模擬，這種模擬需要有正確的構(gòu)造發(fā)展及演化的認(rèn)識結(jié)果，并且模擬結(jié)果主要是是相對結(jié)果，不一定代表實際的古應(yīng)力值。圖4 裂縫預(yù)測技術(shù)框圖四、物理模擬法預(yù)測裂縫主要方法 巖石破壞實驗 單軸壓力實驗 三軸壓力實驗 構(gòu)造模擬實驗（泥巴為材料） 光彈模擬實驗5.2裂縫三維定量參數(shù)場形成及模型的建立5.2.1 裂縫定量化表征參數(shù)的確定碳酸鹽巖油氣藏的各向異性明顯，且不同的儲集空間其裂縫發(fā)育及其分布特征存在很大差異。如果在裂縫地質(zhì)建模過程中，對不同成因、不同儲集空間的儲層采用一套特征參數(shù)，將其作為一個單元來模擬，則可能混淆不同單元的實際地質(zhì)規(guī)律，導(dǎo)致所建模型不能客觀地反映地質(zhì)實際。因此確定裂縫表征參數(shù)是裂縫地質(zhì)模型建立的基礎(chǔ)和第一步。經(jīng)過研究，篩選出影響儲滲能力和在開發(fā)中起重要作用的幾個裂縫參數(shù)來表征碳酸鹽巖儲層裂縫的統(tǒng)計特征.，稱之為裂縫表征參數(shù)。它們是裂縫間距（密度）、長度（延伸）、寬度、高度（切深）、傾角、方位、裂縫孔隙度和滲透率。其中裂縫孔隙度和滲透率是評價裂縫對開發(fā)效果影響的關(guān)鍵因素，同時也是極難獲得的參數(shù)。裂縫高度、傾角等裂縫參數(shù)可以通過巖心和測井及地震資料統(tǒng)計得到。這里我們將重點闡述裂縫長度、寬度、密度、間距、裂縫孔隙度和裂縫滲透率。（1）長度巖心上無法測得裂縫平面延伸長度。但根據(jù)地面露頭裂縫長度的統(tǒng)計，可以認(rèn)為地下裂縫平面延伸長度的主要范圍與露頭統(tǒng)計資料相似。需要注意的是，把露頭上統(tǒng)計而得到的裂縫參數(shù)應(yīng)用于地下裂縫評價時應(yīng)該十分謹(jǐn)慎。這是因為露頭裂縫研究區(qū)與地下裂縫研究區(qū)有3方面的重要區(qū)別數(shù)15，風(fēng)化作用；圍巖壓力、溫度；構(gòu)造位置。在地表條件下，巖石脆性強，裂縫發(fā)育，且往往夸大了硬巖層的裂縫，掩蓋了軟巖層的裂縫。研究表明，地面觀測到的裂縫延伸長度、縱向切深對地下類似構(gòu)造位置同類儲層而言，可視為最大值，具有參考價值。（2）寬度裂縫寬度與裂縫孔隙度、滲透率直接相關(guān)，是評價裂縫對開發(fā)效果影響的重要因素之一，同時也是極難獲得的參數(shù)之一。可以從4個方面確定碳酸鹽巖裂縫的寬度范圍。1）巖心實測巖心上所量取的裂縫寬度為視寬度，要根據(jù)測量面與縫面的夾角進(jìn)行換算，得到真實的裂縫寬度。 （31）式中裂縫面真實寬度，cm；裂縫面視寬度，cm；測量面與裂縫面的夾角（）。通過對裂縫寬度數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，作出其分布圖。這個參數(shù)是定量描述裂縫的重要參數(shù)1。2）縫寬與圍壓的關(guān)系研究表明，隨圍巖壓力增大，裂縫寬度迅速變小。但到一定圍壓（埋深）時，縫寬隨圍壓變化很小，且砂巖變化劇烈，泥巖變化平緩。3）實驗室模擬根據(jù)實驗室模擬地下情況對碳酸鹽巖樣品壓裂測試其縫寬。4）地面露頭測量通過實測地面露頭裂縫縫寬，來確定地下裂縫寬度的上限，推測地下裂縫寬度一般不會超過該范圍。 （3）方位確定地下裂縫方位，應(yīng)用了7個方面的資料：與褶皺有關(guān)的裂縫理論分析方位；斷層系統(tǒng)所顯示的裂縫方位；巖心實測裂縫方位；裂縫測井解釋的裂縫方位和現(xiàn)今地應(yīng)力方位；古地磁測定及微電阻率掃描確定的裂縫方位；露頭測量的裂縫方位；曲率分析、有限元法及斷裂力學(xué)方法計算得到的裂縫分布方位。（4）裂縫孔隙度裂縫孔隙度是指裂縫總體積Vf與基質(zhì)總體積Vb的比值，即 （32）式32是衡量裂縫體積的參數(shù)。巖心裂縫孔隙度是指單位體積基質(zhì)巖心上的總裂縫體積。值在儲集層評價和資源生產(chǎn)上的意義或重要性取決于所涉及的裂縫性儲集層的類型17。在那些裂縫系統(tǒng)既提供了主要的孔隙度又提供了主要滲透率的裂縫性儲集層中，早期計算裂縫孔隙度或單井控制的裂縫體積是非常重要的。為了恰當(dāng)?shù)脑u價儲集層，我們必須盡早地知道這一體積，并在早期生產(chǎn)的整個過程中，必須運用資料許可的盡可能多的方法對這一參數(shù)進(jìn)行不斷的修正。裂縫孔隙度一般小于1.0，最大可大至6左右。其值雖然很小，但若存在大范圍的巨厚儲層（其累計裂縫體積就大了）或基質(zhì)孔隙度很小時，裂縫孔隙度就顯得重要了。此外由于裂縫是連通的，因此它對滲透率的影響是非常大的，裂縫孔隙度相對較小的增加都會對滲流起重大作用。（5）裂縫滲透率 裂縫性儲層存在兩種滲透率，即基質(zhì)滲透率和裂縫滲透率。一般裂縫滲透率Kf是基質(zhì)滲透率的幾百倍甚至幾千倍。利用巖石薄片鑒定可以計算裂縫滲透率4，這是全蘇地質(zhì)勘探科學(xué)研究所提出的方法，簡稱薄片法。 （33）式中A系數(shù)，它的數(shù)值取決于巖石中裂縫組系的幾何形狀；bm薄片中實測的裂縫寬度，mm；薄片中的裂縫長度，mm；S薄片面積，mm2。影響宏觀構(gòu)造裂縫滲透率的最主要的因素是它的開度和間距（或密度）。3.2地下裂縫間距的預(yù)測5.2.2裂縫間距影響因素我們這里之所以要討論裂縫間距，是因為裂縫間距是預(yù)測儲集層裂縫孔隙度和裂縫滲透率的一個重要參數(shù)，它的變化對裂縫孔隙度和滲透率有著劇烈的影響。圖31和圖32表示了裂縫間距和裂縫寬度對這兩個儲集層參數(shù)的綜合影響的特征。圖5-3裂縫滲透率與裂縫寬度和裂縫間距之間的關(guān)系圖5-4裂縫孔隙度與裂縫寬度和裂縫間距之間的關(guān)系裂縫間距可以在露頭或礦點直接觀察，但是由于相當(dāng)于裂縫間距或基塊來講地下取樣方法所觀察的范圍較小，從而造成裂縫間距定量化的困難。此外，天然裂縫系統(tǒng)經(jīng)常具有復(fù)雜的交叉切割結(jié)構(gòu)，因此很難正確地確定其平均間距。要對碳酸鹽巖儲層裂縫間距進(jìn)行預(yù)測，首先要分析影響其裂縫間距的各種因素。影響碳酸鹽巖裂縫間距的主要因素如下：（1）成分：Sinclair （1980）曾指出裂縫密度與巖性的關(guān)系：巖石的脆性越大，裂縫密度越大，間距越小。巖石中的脆性成分主要是石英、長石、白云巖和方解石等，裂縫的發(fā)育程度依白云巖、灰質(zhì)白云巖和石灰?guī)r的順序依次降低。圖5-5構(gòu)造裂縫的相對密度與巖性（礦物成分和粒度）的關(guān)系（2）孔隙度：巖石強度隨著孔隙度的增加而降低，因而在其他條件相同的情況下，孔隙度低的巖石裂縫密度大，間距變小。（3）層厚：大量資料表明，若其它條件相同，裂縫間距隨著層厚的減薄而減小，薄層比厚層巖石具有更大的裂縫密度。根據(jù)大量野外露頭觀測，裂縫間距和層厚的經(jīng)驗統(tǒng)計關(guān)系是：裂縫間距與裂縫所在層的層厚成線性關(guān)系，并定義層厚（T）與間距（S）之比為裂縫間距指數(shù)（I），即：IT / S （34）此外，存在上述關(guān)系的條件是裂縫垂直層面，以及層厚小于2m（Narr, 1984, 1991）。（4）構(gòu)造部位、邊界及邊界上受力方向和大?。篜rice（1966）指出，裂縫的密度與應(yīng)變能有關(guān)，在巖層厚度相同的情況下，應(yīng)變能相對高的巖石具有較大的裂縫密度。 應(yīng)變能密度可表示為： （35）式中應(yīng)變能；應(yīng)力分量； 應(yīng)變分量。對于線彈性體，由于 則 （36）故構(gòu)造裂縫的密度與研究區(qū)應(yīng)力和應(yīng)變的分布有關(guān)。而應(yīng)力、應(yīng)變的分布又與巖石力學(xué)性質(zhì)、構(gòu)造部位和邊界及邊界上受力的方向和大小有關(guān)。此外，當(dāng)巖層彎曲產(chǎn)生縱張裂縫時，裂縫密度也與構(gòu)造部位有關(guān)，在巖層曲率和傾角變化率較大處，裂縫密度較大。5.2.3 裂縫間距的預(yù)測在石油地質(zhì)勘探與開發(fā)的自始至終，人們直接接觸到的資料主要來源于兩個方面：其一是大量的巖芯資料；其二是地震和測井資料。目前多數(shù)學(xué)者或是僅從巖芯資料（包括測井資料）簡單地描述裂縫的發(fā)育程度，在單井中劃分出若干裂縫發(fā)育層段；或是僅利用構(gòu)造面根據(jù)薄板彎曲模型對裂縫發(fā)育進(jìn)行理論上的研究。前者立足于實際，可信度高，但獲得的成果往往只能反映某一井的局部層段裂縫發(fā)育程度，而無法回答區(qū)域性裂縫的發(fā)育及展布規(guī)律。后者能從理論上研究區(qū)域性裂縫的發(fā)育狀況及大體展布規(guī)律，但不能回答所得到的成果與實際的符合度，即無法回答可信度的大小。因此，現(xiàn)在面對的問題是，如何將這兩種方法有機地結(jié)合起來，以達(dá)到既能預(yù)測區(qū)域性裂縫的發(fā)育程度，又能回答所得到的結(jié)果與實際情況的相關(guān)性。根據(jù)已有資料，對寒武系洗象池組氣藏裂縫進(jìn)行了初步研究，其方法如下：對研究區(qū)域的所有取心井進(jìn)行觀察研究，對發(fā)育有裂縫的層段除描述其類型外，還要測量其裂縫間距。由于各井所處的局部構(gòu)造部位及相對高程不同，裂縫發(fā)育層段的間距也不相同。統(tǒng)計各井的裂縫間距后，便可建立相應(yīng)的裂縫發(fā)育模型。通過對控制構(gòu)造裂縫間距的幾個重要地質(zhì)參數(shù)（成分、孔隙度、巖層厚度、構(gòu)造位置等）的分析，能預(yù)測相對裂縫間距。首先將這些影響因素與巖心資料得到的裂縫間距建立對應(yīng)關(guān)系，然后將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化或級差化，將標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)地質(zhì)處理，結(jié)果表明，影響構(gòu)造裂縫最發(fā)育的因素是構(gòu)造曲率，其次是巖層厚度、孔隙度。其多元統(tǒng)計回歸模型為：（37）式中：裂縫間距（m）；構(gòu)造曲率（1/km）；巖層厚度；孔隙度（）。通過多元統(tǒng)計回歸模型預(yù)測未知區(qū)（如井間等）裂縫間距的變化。3.3裂縫三維定量參數(shù)場形成對于裂縫三維定量參數(shù)場的精確描述是合理布井的基礎(chǔ)，同時也是解決目前數(shù)值模擬過程中采用均一裂縫參數(shù)的關(guān)鍵之一。在本文引用了Murray的方法。取巖層受拉張應(yīng)力產(chǎn)生彎曲裂開后的一個單元（圖34），此時該單元的裂縫孔隙度可據(jù)圖上的幾何形態(tài)計算出來（Y軸垂直于X-Z平面），即： （38）式中：裂縫孔隙度，； T中性面以上巖層的厚度，m； R曲率半徑，m； 巖層彎曲后所形成裂縫間隔之間的夾角，（）； 半徑為R、夾角為時的弧長，m。因為R，所以上式簡化為： （39）圖5-6 巖層彎曲后斷裂的單元同樣道理，裂縫滲透率可以由曲率半徑、裂縫的間距e、生產(chǎn)層的流動界面A以及中性面以上巖層厚度T之間建立如下關(guān)系式： （310）式中：裂縫滲透率，10-3； e裂縫間距，m； R曲率半徑，km； T中性面以上巖層厚度，m。這樣裂縫孔隙度和滲透率就成為巖層厚度、裂縫間距和曲率的函數(shù)了。通過求取構(gòu)造面的曲率值，即可形成儲層裂縫孔隙度和滲透率的三維定量參數(shù)場。5.2.4 裂縫地質(zhì)模型的建立（1）建立模型方法由巖心、測井或地震資料得到的裂縫各項表征參數(shù)往往只能反映部分井的局部層段裂縫發(fā)育特征，而無法回答區(qū)域性裂縫的發(fā)育及展布規(guī)律。裂縫地質(zhì)建模實際上是表征儲層裂縫結(jié)構(gòu)及其參數(shù)的定向分布和變化特征，建模的核心問題為井間預(yù)測，在原定資料前提下，提高裂縫模型精細(xì)度的主要方法即是提高井間預(yù)測精度。井間預(yù)測有兩種途徑，即確定性建模和隨機建模。確定性建模對井間未知區(qū)給出定性的預(yù)測結(jié)果，即試圖從已知確定性資料的控制點如井點出發(fā)，推測出控制點間確定的唯一的真實的儲層參數(shù)；而隨機建模則是對井間未知區(qū)應(yīng)用隨機模擬方法得出多種可能的等概率的預(yù)測結(jié)果。此次建模我們選擇確定性建模方法，也即選擇插值法進(jìn)行建模。井間插值方法很多，大致可分為傳統(tǒng)的統(tǒng)計學(xué)插值方法和地質(zhì)統(tǒng)計學(xué)估值方法（主要是克里金方法）。由于傳統(tǒng)的數(shù)理統(tǒng)計學(xué)插值方法（如反距離平方法）只考慮觀測點與待估點之間的距離，而不考慮地質(zhì)規(guī)律所造成的儲層參數(shù)在空間上的相關(guān)性，因此插值精度很低，實際上，這種插值方法不適用于地質(zhì)建模。為了提高對儲層參數(shù)的估值精度，人們廣泛應(yīng)用克里金方法來進(jìn)行井間插值?？死锝鸱椒ㄊ堑刭|(zhì)統(tǒng)計學(xué)的核心，它是隨著采礦業(yè)的發(fā)展而產(chǎn)生的一門新興的應(yīng)用數(shù)學(xué)的分支。克里金方法主要是應(yīng)用變異函數(shù)和協(xié)方差函數(shù)來研究在空間上既有隨機性又有相關(guān)性的變量即區(qū)域化變量。在本文研究方面，從巖心、測井資料中獲取的裂縫參數(shù)如寬度、間距、長度等均為區(qū)域化變量。克里金法估值，是根據(jù)待估點周圍的若干已知信息，運用變異函數(shù)特有的性質(zhì)，對待估點的未知值做出最優(yōu)（即估計方差最?。?、無偏（即估計值的均值與觀測值的均值相同）的估計。應(yīng)用克里金法進(jìn)行井間（點間）估值時，首先是確定待估點周圍的已知數(shù)量點的參數(shù)對待估點的貢獻(xiàn)大?。醇訖?quán)值），然后進(jìn)行估值計算，其一般表達(dá)式： （311） 式中：待估點的克里金法估計值； 待估點周圍某點處的觀測值，1，2，n； 為的加權(quán)系數(shù)，表示各信息點對待估點估值的貢獻(xiàn)大小?？死锝鸱椒ㄝ^多，如簡單克里金、普通克里金、泛克里金、因子克里金、協(xié)同克里金、指示克里金等。這些方法可用于不同地質(zhì)條件下的裂縫參數(shù)預(yù)測?？死锝鸱椒ㄊ且环N光滑內(nèi)插方法，實際上是特殊的加權(quán)平均法。它難于表征井間參數(shù)的細(xì)微變化和離散性，同時，克里金為局部估值方法，對參數(shù)分布的整體結(jié)構(gòu)性考慮不夠，因而，當(dāng)儲層連續(xù)性差、井距大且分布不均勾時，則估值誤差較大。因此，克里金方法所給出的井間插值點雖然是確定的值，但并非真實的值，僅是接近于真實的值，其誤差大小取決于方法本身的適用性及客觀地質(zhì)條件。然而，就井間估值而言，克里金方法比傳統(tǒng)的數(shù)理統(tǒng)計方法更能反映客觀地質(zhì)規(guī)律，估值精度相對較高，是定量描述裂縫儲層的有力工具。（2）建立裂縫地質(zhì)模型通過地質(zhì)資料得到裂縫的部分表征參數(shù)（包括密度、間距、寬度、傾角等），采用構(gòu)造主曲率法預(yù)測裂縫的方位及分布情況，在此基礎(chǔ)上計算出裂縫孔隙度和滲透率參數(shù)場。運用克里金插值、多元統(tǒng)計回歸，得到不同巖性和深度的裂縫描述參數(shù)。將這些參數(shù)等都繪制成定量化曲線，用定量的連續(xù)參數(shù)場表現(xiàn)離散的裂縫對油氣藏開發(fā)的影響程度，并與每口取心井的巖心和測井剖面綜合在一起，便建立起裂縫綜合剖面模型。在該剖面模型上，像一般研究地層那樣劃分、對比裂縫段，分出裂縫發(fā)育級別等，可最終建立裂縫地質(zhì)模型。七、構(gòu)造應(yīng)力模擬法預(yù)測裂縫簡要原理7.1、裂縫成因機制 裂縫形成的影響因素： 構(gòu)造應(yīng)力 巖性和巖石力學(xué)性質(zhì) 巖層厚度 構(gòu)造部位 構(gòu)造發(fā)展階段 一次構(gòu)造運動可形成多期構(gòu)造裂縫 裂縫與褶皺、斷層的空間分布關(guān)系 裂縫與褶皺、斷層的幾何方位關(guān)系7.2、古構(gòu)造應(yīng)力模擬 基礎(chǔ)： 彈塑性力學(xué)、斷裂力學(xué)、巖石力學(xué) 手段： 構(gòu)造模擬 數(shù)值分析(模擬)技術(shù) 變分法 差分法 有限元法(邊界元法、離散元法) 依據(jù)：構(gòu)造(褶皺、斷裂等)形跡7.3、 相似性原理在構(gòu)造應(yīng)力場及裂縫預(yù)測數(shù)值模擬中的重要性7.3.1 基本概念前面已經(jīng)提到古構(gòu)造應(yīng)力場只能根據(jù)現(xiàn)今的構(gòu)造形跡來進(jìn)行應(yīng)變場的模擬，這種模擬需要有正確的構(gòu)造發(fā)展及演化的認(rèn)識結(jié)果，這種認(rèn)識結(jié)果是進(jìn)行古構(gòu)造應(yīng)力場數(shù)值模擬的基礎(chǔ)。但如何把這種正確的認(rèn)識結(jié)果應(yīng)用到古構(gòu)造應(yīng)力場的數(shù)值模擬中，這才是數(shù)值模擬的關(guān)鍵。數(shù)值模擬的結(jié)果是否能真實地反映古構(gòu)造應(yīng)力場特征，一方面取決于對構(gòu)造的認(rèn)識程度，另一方面就是看數(shù)值模型是否能真實地反映地質(zhì)原型。這就要求數(shù)值模型與被模擬的地質(zhì)原型之間必須具有相似性。而基于相似理論進(jìn)行的模擬研究是在某些基本定義和定律基礎(chǔ)上進(jìn)行的，基本定義包括相似常數(shù)、相似判據(jù)和相似關(guān)系。相似常數(shù)是地質(zhì)原型與數(shù)值模型間各物理量之間的比例系數(shù)，它們是一些常數(shù)，例如幾何相似常數(shù)： (1)式中，C為相似常數(shù)，L表示幾何尺寸，p表示地質(zhì)原型，m表示數(shù)值模型，Cl表示幾何相似常數(shù)，該式表示地質(zhì)原形與數(shù)值模型間各部份的幾何要素（長度與角度）應(yīng)成比例,即數(shù)值模型應(yīng)按一定的比例縮小與放大。相似判據(jù)是指地質(zhì)原型與數(shù)值模型間各基本物理量應(yīng)該滿足一定關(guān)系，其表達(dá)式為： (2)上式是在考慮重力和