姬塬油田罗1区长8油层储层裂缝特征研究

2012-11-14刘俊凯呼苏娟高银山刘敏昭

石油化工应用 2012年3期

关键词：节理鄂尔多斯油层

刘俊凯，呼苏娟，高银山，刘敏昭

（1.中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西西安 710200)（2.中国石油长庆油田分公司超低渗透油藏研究中心，陕西西安 710080）

姬塬油田罗1区长8油层储层裂缝特征研究

刘俊凯1，呼苏娟2，高银山1，刘敏昭1

（1.中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西西安 710200)（2.中国石油长庆油田分公司超低渗透油藏研究中心，陕西西安 710080）

姬塬油田罗1区长8油藏为低孔、低渗透微细喉型碎屑岩储层。根据地面相似露头裂缝观测、岩心裂缝描述、镜下薄片裂缝观测、成像测井解释并结合压裂测试及示踪剂测试对姬塬油田罗1区长8油层储层裂缝特征进行了系统研究。研究表明,姬塬油田罗1区长8储层微裂缝为构造作用产生的次生缝，主要为构造缝与成岩缝。主要裂缝方向为北东东和南西西。

储层裂缝；长8油层；鄂尔多斯盆地

姬塬油田罗1井区区域构造位于陕北斜坡中段西部，构造平缓，为一宽缓西倾斜坡，构造平均坡度小于1°，平均坡降6～7 m/km。在这一区域背景上发育近东西向的鼻状隆起，宽度约3～5 km。该区域属黄土塬地貌。地表为100～200 m厚的第四系黄土覆盖，地形复杂，沟壑纵横，梁峁参差，地面海拔1450～1850 m，相对高差一般为400 m左右。主要储集层为下三叠世延长组长8油层，为典型的岩性油藏。

1 裂缝成因机制分析

印支旋回以来，在鄂尔多斯地块西缘两侧分别发育着左旋剪切和右旋剪切两种应力场。鄂尔多斯盆地是在两种应力的联合作用下形成的，它的形成东部主要受来自太平洋方向的近南北向左行剪切挤压应力作用，西部则主要受来自西南方向的板块向北推移造成的近南北向右行剪切挤压应力的作用。

燕山运动时期，由于太平洋板块与欧亚板块间发生了较强烈的左旋剪切，它加于大华北盆地的力是一种剪切挤压应力，剪切应力为南北向，而派生的挤压应力为北西－南东向。在此应力体制下，必将在鄂尔多斯盆地内部产生区域性的EW－SN向裂缝，裂缝不受局部构造的控制。

在这种区域应力作用下产生的破裂缝可能两组均发育，也可能表现为仅有一组剪切缝较为发育，而另一组不发育。野外露头表明，在鄂尔多斯盆地地表范围内表现为EW向一组裂缝较为发育。

喜山运动时期，东部的左旋应力场消失，西部的右旋应力场扩展到整个鄂尔多斯盆地，作用在鄂尔多斯盆地的构造应力表现为NE向挤压应力，在该作用力下产生了NE向的裂缝，并且还对前期裂缝进行了改造。

综上所述，尽管鄂尔多斯盆地内褶皱和断层不发育，但作用于盆地周缘的应力必然会对盆地内部产生影响。裂缝形成时期主要为燕山期和喜山期，燕山期裂缝主要为EW、SN向区域裂缝，喜山期裂缝则主要为NE 向裂缝[1]。

根据多种现代测试技术手段可知：鄂尔多斯盆地现今应力场最大水平主应力方向大致呈近东西向（NEE70°～80°，应力差小于 10 MPa），在这种现今应力场作用下，前期发育的近东西向裂缝优先张开。

2 裂缝特征分析

陕北斜坡长期保持台地面貌，构造活动性小，地层产状十分平缓，区内断层和褶皱相对不发育。岩心观察表明，该区裂缝并不十分发育。

2.1 野外露头区裂缝观测

研究露头是获得地质构造与裂缝，缝合线以及流动通道等关系全貌的最好办法，也是建立裂缝原模型的基础。在露头上对构造裂缝进行观测，对露头的要求较严格，必须是相似露头区。所谓相似露头区是指其与研究的储层无论是在岩性、构造部位还是在成因上都具有可比性。

图2 野外露头观察（张节理）

图2 野外露头观察（剪节理）

根据野外露头观察的结果，研究区主要发育张节理和剪节理。张应力作用而产生的破裂面，具有以下等几个主要特征：产状不甚稳定，延伸不远；张节理面粗糙不平，无擦痕；在胶结不太坚实的砾岩或砂岩中，张节理常常绕砾石或粗砂粒而过，不切穿砾石，破裂面凹凸不平；张节理多开口，一般会被矿脉充填，脉宽变化大，脉壁不平直。剪应力作用而产生的破裂面，具有以下等几个主要特征：产状较稳定，沿走向和倾向延伸较远；剪节理较平直光滑，有时会因剪切滑动而留下擦痕。剪节理未被矿物充填时是平直闭合缝，如被充填，脉宽较均匀，脉壁也较平直；发育于砾岩和砂岩等岩石中的剪节理，一般会切穿砾石和胶结物；典型的剪节理常常组成共轭“X”型节理系。如只发育一组节理，则相互平行延伸。剪节理排列往往具有等距性[2]。

2.2 岩心裂缝分布特征

岩心裂缝观察是描述宏观裂缝最直接也是较为有效的方法。通过岩心观察，研究区岩心的裂缝发育情况，共发现高角度裂缝82条，斜交缝34条，水平缝若干。

水平缝是裂缝面与地层层面交角小于10°的裂缝。本区水平缝主要有两种产出形式，第一种是主要发育在泥岩当中的，且被干沥青所充填的；另一种多出现在层理面，原因是层理面上由于云母的富集而形成岩石的薄弱处，因而造成裂缝优先在这里发生。斜交缝是指裂缝面与地层层面交角10°～80°的裂缝。高角度裂缝是指裂缝面与地层层面交角大于80°的裂缝。本区发育有大量的的高角度裂缝，判断其对于促进油气运移和改善储层物性、提高低渗储层的产能具有重要作用。2.3 镜下观察微裂缝发育特征

用显微镜对裂缝进行观察是裂缝研究中的直接方法之一，主要有普通的薄片观察和电镜扫描观察等，其主要特点是对岩石中存在的微裂缝进行统计和描述，由于局限于裂缝的微观情况，因此，这样的观察随机性大。

图3 岩石薄片照片

从岩石薄片照片上可以看到在裂缝发育处有大量裂缝切穿矿物颗粒的现象，并且在非裂缝发育处还见有部分石英颗粒从中间齐整划一的断开的现象，这表明薄片中发育的裂缝为构造作用所产生的次生裂缝，而产生这样裂缝的构造应力是以剪切作用为主的。微裂缝主要是构造缝和成岩缝，开启的微裂缝开度在0.2～0.5 mm之间，长度小于2 mm，微裂缝大多不平直，以单一形式存在。从微裂缝及其周围的含油性情况较好可说明微裂缝的存在提高了储层储集油气的能力。2.4 成像测井解释微裂缝发育特征

利用电流束和声波波束对井轴进行扫描，从而得到有关井壁的“图象”的一类测井方法，它是近二十年发展起来的，并在继续发展和完善中。通过成象测井可得到有关地层产状、溶孔、溶洞等其他测井方法无法获得的重要信息[3]。这对地层、构造、岩性和裂缝性储层的研究等方面意义都很大。

通过成像测井解释成果分析得出：姬塬长8储层的天然裂缝发育较弱，仅地199-48井观察到天然裂缝，没有形成大规模的裂缝系统。