裂缝-孔隙型火山岩气藏双重介质数值模拟研究

谢宗林 耿晓明 梁国峰 刘玉娟

（大庆油田有限责任公司采气分公司（储气库分公司））

摘  要： 徐深火山岩气藏为裂缝-孔隙型双重介质储集体，主要发育高角度构造缝。为了探讨裂缝对火山岩气藏产能的影响规律，采用裂缝建模数模一体化的方法进行研究。首先根据地震解释建立构造层面模型，在此基础上采用井震结合的方法建立火山岩储层的三维基质属性模型。其次提出了一套三步法的离散裂缝网络建模方法，基于各种信息准确刻画裂缝四要素，即产状、分布、密度、长度，进而建立符合地质统计学的离散裂缝网络模型。然后将离散裂缝网络模型粗化到网格属性，结合基质模型最终形成裂缝-基质双重介质模型。最后，采用双孔双渗和双孔单渗数值模拟运算，分析了裂缝渗透率、形状因子、裂缝孔隙度、基质渗透率对产能的敏感性规律。结果表明双孔双渗模型更适合该区，基质渗透率对产能影响最大，裂缝渗透率次之，形状因子和裂缝孔隙度影响很小。

关键词： 火山岩气藏；裂缝；双重介质；产能；数值模拟

Study on numerical simulations of dual media in fracture-matrix type volcanic gas reservoirs

XIE ZongLin，GENG XiaoMing,LIANG GuoFeng,LIU YuJuan

(Gas Production Company of Daqing Oilfield Company Ltd.，Daqing 163100，China)

Abstract: Xushen volcanic gas reservoir is a typical fracture-matrix type dual media reservoir, containing high-angle structural fractures. In order to investigate fractures having impact on productivity, an integrated  method of fractures modelling with numerical simulation has been utilized. Firstly, structural horizons are built on basis of seismic interpretations, and then 3D properties models of matrix are established using an approach mixing wells and seismic data. Secondly, an idea of the three-stage discrete fracture network (DFN) modelling is presented according to different information to accurately describe fractures, including strike, distribution, density and length. A DFN following geostatistics can further be built. Thirdly, the DFN model can be upscaled into grid properties. So the fracture-matrix dual media model would be formed. Finally, using simulation runs of dual-porosity and dual- permeability (DPDK) and dual-porosity and single permeability (DPSK), sensitivities of fracture permeability, shape factor, fracture porosity and matrix permeability are analyzed. Results show that the DPDK is more favorable to Xushen case. The biggest impact on productivity is matrix permeability, the next fracture permeability, and the smallest shape factor and fracture porosity.

Key words：volcanic gas reservoir; fracture; dual media; productivity; numerical simulation

引 言

火山岩气藏广泛分布于全球各大盆地，经过20年的勘探开发实践，我国已经在东部的松辽盆地白垩系、西部的准噶尔盆地石炭系等建成了多个规模化气田，从公开发表的论文及报道来看，中国已经成为火山岩气藏开发的主体^[1-2]。前人在火山岩储集层形成机理、分布模式、主控因素、物性特征及裂缝描述等地质方面积累了大量研究成果^[1-2]，并且在火山岩气藏储渗模式渗流机理、地质建模数模、井网部署、先导试验等开发方面取得了较好的进展^[3]。火山岩气藏与裂缝高度相关，裂缝不仅起到储集流体的作用，而且是流体渗流的通道，对气井高产、稳产至关重要。地质工程师更多是从岩心、常规测井、成像测井、地震、地应力及露头等静态资料刻画裂缝^[4]，一般是定性解释裂缝发育程度与产量的对应关系，而油气藏工程师更多是运用数值模拟或试井手段从动态资料研究火山岩气藏双重介质的一些概念模型和渗流机制^[5-7]，缺乏基于实际地质模型的裂缝各项参数对气藏产能的影响，未见裂缝建模数模一体化的相关报道。本文以裂缝-孔隙型火山岩气藏徐深A区块为例^[8-9]，在基质模型的基础上，先建立离散裂缝网络模型，再粗化到网格属性，形成基质与裂缝系统的双重介质模型，运用双孔双渗和双孔单渗数值模拟方法，分析裂缝参数对产能的敏感程度，探讨裂缝对产能影响的机理。

1 研究区地质特征

徐深A区块位于徐中断裂南部，构造形态表现为轴部沿北北西向展布的断背斜。目的层为下白垩统营城组地层，工区内发育营一段火山岩，以酸性火山岩为主，酸性岩浆的粘性大，流动性差，爆发强度大，形成延伸距离小而厚度大的火山岩层。主要岩性以流纹岩、球粒流纹岩为主，英安岩、角砾熔岩、熔结凝灰岩、火山角砾岩次之。火山岩相以溢流相为主，爆发相次之，也有少量的侵出相、火山通道相和火山沉积相。在平面上，研究区北部以爆发相为主，南部则以溢流相居多；在纵向上，多期的爆发相和溢流相在空间上相互叠置。营一段共划分出三个火山喷发旋回YC1-I、YC1-II、YC1-III，相当于三个气层组，总体表现为低处充填特征，较早的火山岩充填于构造低部位，分布范围较小，较晚的火山岩充填范围逐渐扩大^[10]。

储集空间的划分参照《火山岩储集层描述方法》（SY/T 5830-1993）划分出原生孔、原生缝，次生孔、次生缝，见图1从左至右分别为杏仁构造，球粒流纹岩；熔结凝灰结构，熔结凝灰岩；（f）为收缩缝，火山角砾岩。其中流纹岩主要发育的孔隙类型为气孔，占45.6%，其次为杏仁孔18.2%，主要发育的裂缝有构造缝和收缩缝，其次是炸裂缝。结合岩芯、薄片、压汞等资料，储集类型以孔隙型、裂缝-孔隙型为主。岩心样品统计分析孔隙度0.44-18.8%，平均7.1%，渗透率0.002-2.2mD，平均0.17mD，属于中孔低渗储层。

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