姬塬油田羅1區長8油層儲層裂縫特征研究

2012-11-14 08:57:10劉俊凱呼蘇娟高銀山劉敏昭

石油化工應用 2012年3期

劉俊凱，呼蘇娟，高銀山，劉敏昭

（1.中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安 710200)（2.中國石油長慶油田分公司超低滲透油藏研究中心，陜西西安 710080）

姬塬油田羅1區長8油層儲層裂縫特征研究

劉俊凱1，呼蘇娟2，高銀山1，劉敏昭1

（1.中國石油長慶油田分公司第五采油廠，陜西西安 710200)（2.中國石油長慶油田分公司超低滲透油藏研究中心，陜西西安 710080）

姬塬油田羅1區長8油藏為低孔、低滲透微細喉型碎屑巖儲層。根據地面相似露頭裂縫觀測、巖心裂縫描述、鏡下薄片裂縫觀測、成像測井解釋并結合壓裂測試及示蹤劑測試對姬塬油田羅1區長8油層儲層裂縫特征進行了系統研究。研究表明,姬塬油田羅1區長8儲層微裂縫為構造作用產生的次生縫，主要為構造縫與成巖縫。主要裂縫方向為北東東和南西西。

儲層裂縫；長8油層；鄂爾多斯盆地

姬塬油田羅1井區區域構造位于陜北斜坡中段西部，構造平緩，為一寬緩西傾斜坡，構造平均坡度小于1°，平均坡降6～7 m/km。在這一區域背景上發育近東西向的鼻狀隆起，寬度約3～5 km。該區域屬黃土塬地貌。地表為100～200 m厚的第四系黃土覆蓋，地形復雜，溝壑縱橫，梁峁參差，地面海拔1450～1850 m，相對高差一般為400 m左右。主要儲集層為下三疊世延長組長8油層，為典型的巖性油藏。

1 裂縫成因機制分析

印支旋回以來，在鄂爾多斯地塊西緣兩側分別發育著左旋剪切和右旋剪切兩種應力場。鄂爾多斯盆地是在兩種應力的聯合作用下形成的，它的形成東部主要受來自太平洋方向的近南北向左行剪切擠壓應力作用，西部則主要受來自西南方向的板塊向北推移造成的近南北向右行剪切擠壓應力的作用。

燕山運動時期，由于太平洋板塊與歐亞板塊間發生了較強烈的左旋剪切，它加于大華北盆地的力是一種剪切擠壓應力，剪切應力為南北向，而派生的擠壓應力為北西－南東向。在此應力體制下，必將在鄂爾多斯盆地內部產生區域性的EW－SN向裂縫，裂縫不受局部構造的控制。

在這種區域應力作用下產生的破裂縫可能兩組均發育，也可能表現為僅有一組剪切縫較為發育，而另一組不發育。野外露頭表明，在鄂爾多斯盆地地表范圍內表現為EW向一組裂縫較為發育。

喜山運動時期，東部的左旋應力場消失，西部的右旋應力場擴展到整個鄂爾多斯盆地，作用在鄂爾多斯盆地的構造應力表現為NE向擠壓應力，在該作用力下產生了NE向的裂縫，并且還對前期裂縫進行了改造。

綜上所述，盡管鄂爾多斯盆地內褶皺和斷層不發育，但作用于盆地周緣的應力必然會對盆地內部產生影響。裂縫形成時期主要為燕山期和喜山期，燕山期裂縫主要為EW、SN向區域裂縫，喜山期裂縫則主要為NE 向裂縫[1]。

根據多種現代測試技術手段可知：鄂爾多斯盆地現今應力場最大水平主應力方向大致呈近東西向（NEE70°～80°，應力差小于 10 MPa），在這種現今應力場作用下，前期發育的近東西向裂縫優先張開。

2 裂縫特征分析

陜北斜坡長期保持臺地面貌，構造活動性小，地層產狀十分平緩，區內斷層和褶皺相對不發育。巖心觀察表明，該區裂縫并不十分發育。

2.1 野外露頭區裂縫觀測

研究露頭是獲得地質構造與裂縫，縫合線以及流動通道等關系全貌的最好辦法，也是建立裂縫原模型的基礎。在露頭上對構造裂縫進行觀測，對露頭的要求較嚴格，必須是相似露頭區。所謂相似露頭區是指其與研究的儲層無論是在巖性、構造部位還是在成因上都具有可比性。

圖2 野外露頭觀察（張節理）

圖2 野外露頭觀察（剪節理）

根據野外露頭觀察的結果，研究區主要發育張節理和剪節理。張應力作用而產生的破裂面，具有以下等幾個主要特征：產狀不甚穩定，延伸不遠；張節理面粗糙不平，無擦痕；在膠結不太堅實的礫巖或砂巖中，張節理常常繞礫石或粗砂粒而過，不切穿礫石，破裂面凹凸不平；張節理多開口，一般會被礦脈充填，脈寬變化大，脈壁不平直。剪應力作用而產生的破裂面，具有以下等幾個主要特征：產狀較穩定，沿走向和傾向延伸較遠；剪節理較平直光滑，有時會因剪切滑動而留下擦痕。剪節理未被礦物充填時是平直閉合縫，如被充填，脈寬較均勻，脈壁也較平直；發育于礫巖和砂巖等巖石中的剪節理，一般會切穿礫石和膠結物；典型的剪節理常常組成共軛“X”型節理系。如只發育一組節理，則相互平行延伸。剪節理排列往往具有等距性[2]。

2.2 巖心裂縫分布特征

巖心裂縫觀察是描述宏觀裂縫最直接也是較為有效的方法。通過巖心觀察，研究區巖心的裂縫發育情況，共發現高角度裂縫82條，斜交縫34條，水平縫若干。

水平縫是裂縫面與地層層面交角小于10°的裂縫。本區水平縫主要有兩種產出形式，第一種是主要發育在泥巖當中的，且被干瀝青所充填的；另一種多出現在層理面，原因是層理面上由于云母的富集而形成巖石的薄弱處，因而造成裂縫優先在這里發生。斜交縫是指裂縫面與地層層面交角10°～80°的裂縫。高角度裂縫是指裂縫面與地層層面交角大于80°的裂縫。本區發育有大量的的高角度裂縫，判斷其對于促進油氣運移和改善儲層物性、提高低滲儲層的產能具有重要作用。2.3 鏡下觀察微裂縫發育特征

用顯微鏡對裂縫進行觀察是裂縫研究中的直接方法之一，主要有普通的薄片觀察和電鏡掃描觀察等，其主要特點是對巖石中存在的微裂縫進行統計和描述，由于局限于裂縫的微觀情況，因此，這樣的觀察隨機性大。

圖3 巖石薄片照片

從巖石薄片照片上可以看到在裂縫發育處有大量裂縫切穿礦物顆粒的現象，并且在非裂縫發育處還見有部分石英顆粒從中間齊整劃一的斷開的現象，這表明薄片中發育的裂縫為構造作用所產生的次生裂縫，而產生這樣裂縫的構造應力是以剪切作用為主的。微裂縫主要是構造縫和成巖縫，開啟的微裂縫開度在0.2～0.5 mm之間，長度小于2 mm，微裂縫大多不平直，以單一形式存在。從微裂縫及其周圍的含油性情況較好可說明微裂縫的存在提高了儲層儲集油氣的能力。2.4 成像測井解釋微裂縫發育特征

利用電流束和聲波波束對井軸進行掃描，從而得到有關井壁的“圖象”的一類測井方法，它是近二十年發展起來的，并在繼續發展和完善中。通過成象測井可得到有關地層產狀、溶孔、溶洞等其他測井方法無法獲得的重要信息[3]。這對地層、構造、巖性和裂縫性儲層的研究等方面意義都很大。

通過成像測井解釋成果分析得出：姬塬長8儲層的天然裂縫發育較弱，僅地199-48井觀察到天然裂縫，沒有形成大規模的裂縫系統。