[01188718]基于岩石微观特征及多场耦合数值模拟的碳酸盐岩裂缝量化预测研究

该项目属于油气勘探领域,涉及石油与天然气地质学科。 在石油、天然气科学技术领域,储层裂缝不仅是重要的油气储集空间,而且是主要的油气渗流通道,裂缝发育特征和宏观分布规律的准确预测成为寻找油气富集区、井网优化、井位部署及增储上产的关键所在。然而,由于储层岩石处在温度场、渗流场和应力场多场并存的复杂地质环境中,地下流体压力、流体物化性质、地层构造应力、地层温度以及它们之间的相互作用等给储层裂缝预测带来了极大的困难。 为解决复杂地质条件下储层裂缝量化预测这一难题,该项目在国家自然科学基金、国家“863”计划、中国石油和中国石化等诸多企业立项的支持下,经过10年的技术攻关,以地质地球物理和岩石断裂力学为理论支撑,以岩石微观结构和储层地应力场等为载体,采用理论分析、实验研究、数值模拟相结合的方法,重点针对复杂地质条件下油气储层裂缝多尺度评价技术展开了系统研究,取得了如下创新性成果： 1. 发明了裂缝流体包裹体的人工合成实验系统和低温拉曼光谱分析方法,创建了岩石细观力学-渗流耦合模拟技术,结合多项裂缝微观表征、反演、模拟技术,建立了储层岩石显微光谱综合分析系统,创新性地解决了储层裂缝微观发育程度和演化历史难以精确预测的难题。 2. 发明了气热力耦合作用下含裂缝岩石的力学性能和渗透性能实验装置,形成了含裂隙岩石在短长期、复杂应力环境下的应力-变形-时效模型表征技术,弥补了油气开采过程中储层岩石短长期裂缝发育规律难以表征的缺陷,为复杂地质条件下储层岩石裂缝短长期发育程度和渗透性能评价提供了技术支撑。 3. 创建了复杂地质条件下储层地应力仿真模拟技术,研发了不同类型储层的构造应力场计算和裂缝量化预测系列软件;发明了断裂岩体中油气运移物理模拟实验装置,形成了裂缝中油气运移能力的表征技术;构建了一套复杂地质条件下的储层裂缝多尺度多参数预测关键技术。 通过开展复杂地质条件下油气储层裂缝多尺度评价技术研究,为准确进行储层裂缝预测提供了一套先进、高效、低成本的支撑技术。该项目成果先后在胜利、辽河、新疆等国内10多个油田获得产业化应用,准确预测了裂缝发育有利区带,明确了勘探开发方向,有效提高了勘探效率,近三年创造直接经济效益11.01亿余元。随着油气勘探的逐步深入和储层地质条件的日趋复杂,该技术成果必将拥有广阔的应用前景。 项目研究期间,授权国家发明专利24项,授权实用新型专利1项,另已申请国家发明专利14项,登记软件著作权4项,形成专有技术4项;发表相关学术论文118篇,其中SCI/EI收录72篇;出版专著1部;获得中国石油和化学工业联合会科技进步二等奖1项。培养了教育部新世纪人才1名;获青年地质科技奖“银锤奖”1项;获山东省齐鲁巾帼发明家优秀奖1项。培养博士后1名,博士研究生5名,硕士研究生30名。为各油田企业培训技术人员500余人,取得了良好的社会效益。