陕北延长组天然裂缝特征的综合辨识

姚胜林，马玉甲

(延长油田股份有限公司，陕西 延安 716000)

0 引言

陕北油田延长组储层在长期的鄂尔多斯盆地背景下普遍发育天然裂缝。裂缝作为地壳上小而复杂的构造因存在的较好的导流能力而成为油田工作者研究的主要课题。储层天然裂缝的各种研究方法、理论和技术层出不穷，比如地震预测方法、神经网络、有限元、模糊聚类、灰色评判、分形分维等，由于这些方法对储层地质认识的程度、资料数据的准确性、以及油田工作者的理论水平要求较高，得到期望结果的难度较大，所以不适于普遍应用。相反，能够结合野外露头、储层岩芯、生产动态、测井曲线等这些生产中常用的资料进行裂缝特征的定性分析，则不仅所需资料来源容易，而且分析过程也相对容易得多，适用性也较强。

1 露头裂缝特征

延河剖面是陕北地区地层出露较全、较易观测的地层剖面。整个延长组不同地点裂缝几何学特征略有差别，但总的来说，构造裂缝角度较大，近于垂直地层层面分布，其走向主要为NEE近EW，NNW近SN向，此外某些区域还存在NE、NW向裂缝。

以延河剖面董家河长6油层露头砂岩裂缝(图1)为例，总结裂缝特征:

图1 董家河长6砂岩裂缝平面分布图

(1)裂缝大面积发育，方位变化相对较小，产状稳定，裂缝两侧没有明显的水平错段。

(2)裂缝方向主要以EW、SN向为主，裂缝面均垂直于岩层面。优势裂缝方向为近EW向，占统计裂隙总条数的43.4%(表1)，裂缝的平均密度为6.67条/米。

表1 董家河裂缝延伸方向统计表

(3)砂体平面裂缝分叉、交叉、切割、合并现象比较普遍，而且裂缝分布不均匀。

(4)裂缝延伸长度和裂缝宽度变化范围较大，长度变化范围3～500 cm，宽度变化范围为0.1～200 mm，一般讲延伸长度较大的裂缝，其宽度也较大。

在观察露头裂缝时，要考虑到地表风化、地表水淋滤作用及岩石出露后应力释放所带来的裂缝特征的变化。

2 岩芯裂缝特征

虽然岩芯所能提供的天然裂缝信息量是局部、有限的，但仍是具有重要参考价值的第一手资料，能最直观地反映地下裂缝的真实状态。岩芯观察可以识别宏观裂缝的展布规律和发育程度，还可以测量裂缝的产状、张开度、密度、深度等。

在岩芯观察中，可以通过缝面擦痕、阶步及充填物情况对裂缝特征进行判断。统计分析陕北延长组储层岩芯裂缝样品观测资料发现:

①天然裂缝组系简单，主要以张性缝为主，剪性缝次之。

②裂缝切深变化范围较大，从几厘米到几米不等，主要分布在10～20 cm之间。裂缝主要在岩层内发育，少数大裂缝切穿不同岩层，切穿深度较大、密度较高的区域则构成裂缝系统。

③ 宏观裂缝的张开度集中在0.1～0.5 mm范围内。微裂缝平均面密度为0.0051 mm/mm2，主方向为NE向(表2)。

表2 陕北油田微裂缝发育特征统计

④ 裂缝密度范围为0.2～0.8条/米。例如:川口油田川2056井33.43 m岩芯共观察到16条裂缝，裂缝密度达到0.479条/米;子北油田理891井100米岩芯共观察到50条裂缝，裂缝密度达到0.5条/米。

⑤区域不同，裂缝充填性质不一。川口油田充填缝极少，只有11%的裂缝被钙质充填，而子北油田70%为半充填裂缝，仅10%为完全充填裂缝。充填不紧密的裂缝在井下外力作用(如压裂或应力变化)容易开裂，成为油水运移通道。

3 利用压裂及生产动态资料研究裂缝特征

在压裂及生产动态资料比较丰富的区域可以利用这些资料来间接分析天然裂缝的分布规律。

3.1 低破裂压力跟天然裂缝的存在相关

子长油田余家坪区平均破裂压力约为28 MPa，低破压油层基本可以认为是天然裂缝的影响所至。通过对破裂压力小于25 Mpa的井统计，其分布明显具有成带性(图2)。

图2 余家坪破裂压力分布图

分析认为天然裂缝的存在是出现低破裂压力带的直接原因。从图2中可以看到该区天然裂缝分布方向主要为两组:一组是近NE45°～NE50°走向，如8102井—8115－3井的裂缝带;另外一组为近SN走向，如8358－1井—8239井的裂缝带，8052－4井—8033井的裂缝带;部分区域伴有近EW向、NW向及近SN向分布的短裂缝带。

3.2 高初产与天然裂缝的存在相关

从原理上来说，厚层砂岩相对较纯、塑性差，在应力作用下，容易产生天然裂缝，所以在厚度大的砂体中裂缝较发育。因而孔渗高，物性好，含油饱和度相对较高的河道砂和其中较发育的裂缝是造成局部高产的主要原因，初期产能则更多地受裂缝发育的影响。反过来，用初期产量的平面分布变化特征，可定性推断和宏观反映裂缝的平面分布规律。

从余家坪初期产能等值线图(图3)可以看出:产油和产液在平面上的分布具有良好的一致性;初期产量高的井主要分布在主河道发育的部位;通过对比破裂压力分析所得裂缝分布，发现高初产的区域与天然裂缝较发育区域基本一致。

图3 余家坪区初期产能平面等值线图

4 测井曲线裂缝特征

几乎所有的测井曲线都能反映天然裂缝，只是其敏感程度不同。以下测井曲线特征的全部或部分可指示天然裂缝的存在:

①深侧向电阻率明显大于浅侧向电阻率;②感应电阻率明显大于侧向电阻率;③ 自然伽马曲线异常增高;④深浅电阻率曲线出现剧烈起伏变化，甚至呈锯齿型变化;⑤微电阻率呈锯齿型变化，有时有明显降低的现象;⑥ 井径曲线出现扩径现象;⑦ 自然电位曲线出现非岩性、泥浆、地层水矿化度引起的异常现象。

图4 七里村郑015井电测裂缝响应综合图

七里村油田郑015井在543.94～544.4 m段显示垂直缝，缝面见油斑;在576.08～576.48 m段为两组斜角缝，基本无充填。

对比裂缝响应综合图(图4)可以看出，本区主要裂缝响应特征为:微电位大于微梯度;自然伽马增大;感应电阻率大于侧向电阻率。

5 总结

陕北地区延长组油藏属于低渗透岩性油藏，所以天然裂缝是影响产能的主要因素之一。对于裂缝特证的认识，单一方法本身都具有局限性。针对鄂尔多斯盆地延长组主力长2、长6储层，利用野外露头、储层岩芯、生产动态、测井曲线等多种方法、以多角度综合辩识天然裂缝特征及其分布规律，是更简易可行的方法。

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