摘 要

摘要 為了搞清塔里木盆地庫車坳陷大北1氣藏白堊系儲層裂縫發(fā)育規(guī)律，以便為該氣藏后續(xù)井位部署、完井酸化壓裂以及建立裂縫和基質(zhì)統(tǒng)一的三維非均質(zhì)地質(zhì)模型提供依據(jù)和參數(shù)，

摘要  為了搞清塔里木盆地庫車坳陷大北1氣藏白堊系儲層裂縫發(fā)育規(guī)律，以便為該氣藏后續(xù)井位部署、完井酸化壓裂以及建立裂縫和基質(zhì)統(tǒng)一的三維非均質(zhì)地質(zhì)模型提供依據(jù)和參數(shù)，通過對該氣藏單井巖心裂縫的觀察描述、鏡下薄片和成像測井資料的分析統(tǒng)計，運用系列經(jīng)驗公式計算求取了單井裂縫密度、開度、裂縫孔隙度、裂縫滲透率等表征大北1氣藏白堊系儲層裂縫發(fā)育情況的參數(shù)；并在此基礎(chǔ)上，從氣藏地層厚度與裂縫發(fā)育程度的關(guān)系，巖相、沉積微相與裂縫發(fā)育程度關(guān)系，以及構(gòu)造角度與裂縫發(fā)育程度的關(guān)系等方面分析了影響裂縫發(fā)育的控制因素。最后得出結(jié)論：大北1氣藏白堊系儲層裂縫在粒度較細的薄砂層、構(gòu)造角度大的部位中比較發(fā)育。<?xml:namespace prefix = "o" />

關(guān)鍵詞  塔里木盆地  庫車坳陷  大北l氣藏  白堊紀(jì)  儲集層  裂縫發(fā)育  控制因素  分布規(guī)律  開度  線密度

對致密砂巖氣藏來說，對裂縫發(fā)育規(guī)律的研究不僅對油氣勘探極為關(guān)鍵^[1]，對氣藏開發(fā)也至關(guān)重要。塔里木盆地庫車坳陷大北1氣藏白堊系儲層描述成果及動態(tài)資料表明：試井解釋動態(tài)滲透率遠大于測井解釋滲透率。測試動態(tài)資料解釋認為該氣田儲層段發(fā)育裂縫。因此儲層裂縫研究就成為大北l氣藏儲層描述的關(guān)鍵和重點內(nèi)容之一。因為把裂縫描述清楚，做好單井裂縫發(fā)育參數(shù)統(tǒng)計及分析，搞清裂縫發(fā)育程度與巖性、構(gòu)造、沉積儲層的基本關(guān)系并得到裂縫的孔隙度、滲透率等物性參數(shù)，對后續(xù)裂縫有效性評價、井位部署和完井酸化壓裂，以及氣田開發(fā)方案編制研究和指標(biāo)預(yù)測提供裂縫和基質(zhì)統(tǒng)一的三維非均質(zhì)地質(zhì)模型均具有重要意義。

1表征單井裂縫發(fā)育程度的參數(shù)統(tǒng)計及分析

表征裂縫發(fā)育程度的參數(shù)一般包括：裂縫密度、裂縫開度、裂縫孔隙度、滲透率^[2-3]。本次研究主要以成像測井和巖心資料為基礎(chǔ)對單井裂縫的以上參數(shù)進行統(tǒng)計和分析^[4-5]。

1.1裂縫密度

裂縫密度分為線密度、面密度和體密度。由于巖心破碎，本次研究只對裂縫線密度進行統(tǒng)計分析。線密度(D_lf)是裂縫間距的倒數(shù)，指某一方向上單位長度巖心觀測到的裂縫的條數(shù)，單位為條／m。

 D_lf=n／l         (1)

本次共觀察3口巖心<?xml:namespace prefix = "st1" />16.07 m，發(fā)現(xiàn)裂縫66條，平均裂縫線密度為4.1條／m。其中大北1井觀測巖心長度2.3 m，平均裂縫線密度3.91條／m；大北101井心長7.01 m，平均裂縫線密度3.57條／m；大北102井觀測巖心長度6.76 m，平均裂縫線密度為4.73條／m。

1.2裂縫開度

裂縫開度統(tǒng)計主要根據(jù)巖心和成像測井資料，如果薄片資料豐富，微裂縫開度也可以根據(jù)薄片資料來統(tǒng)計。

開度是裂縫物性參數(shù)計算中的關(guān)鍵參數(shù)。從實用的角度出發(fā)，以肉眼能否識別為依據(jù)，裂縫的規(guī)模可以簡單分為兩類：宏觀裂縫(大于0.1 mm)和微裂縫(小于0.1 mm)。一般而言，宏觀裂縫反映形成時期的構(gòu)造應(yīng)力強，微裂縫則相反，地下裂縫的真實開度是裂縫參數(shù)描述中的難題。巖心觀測中實際測量的裂縫開度或裂縫充填脈寬度要比地下裂縫的真實開度大，需要修正。修正的第一步需將巖心中觀測到的視開度b_s進行換算，得到真實的裂縫開度b₀公式如下：

    b= b₀cosθ         (2)

式中b表示裂縫的真實開度；b₀表示裂縫的視開度；θ表示測量面與裂縫面的夾角。

第二步需進行經(jīng)驗修正，將第一步所得裂縫開度乘以2／π作為地下裂縫的真實開度。

 

根據(jù)巖心觀察和校正后，大北氣田儲層段宏觀裂縫開度大于0.2 mm占多數(shù)(圖1)，其中大北101井開度大于0.2 mm占75％；小于0.2 mm的占25％。大北102井開度大于0.2 mm占統(tǒng)總數(shù)的89％，說明儲層宏觀裂縫開度發(fā)育，對氣藏開發(fā)具有建造性作用。

 

微觀裂縫的開度主要是在鏡下用薄片法進行統(tǒng)計分析，公式為：

 

式中e表示裂縫的真實開度，μm；e_i表示鏡下微裂縫的測量開度，μm；n表示為微裂縫的條數(shù)；β表示薄片法線方向與微裂縫面的夾角。這里的cosβ為一個修正值，一般取經(jīng)驗值。

 

根據(jù)鏡下觀察結(jié)果，利用以上公式修正后大北l氣藏微觀裂縫開度主要分布在0.006 4～0.076 4 mm之間，其中開度小于0.01 mm的裂縫占20％，開度介于0.01～0.05 mm的裂縫占57％，開度介于0.05～0.076 4 mm的裂縫占23％。

1.3裂縫孔隙度、滲透率

根據(jù)以上觀察結(jié)果，修正測井資料后，建立裂縫孔隙度^[3]計算公式為：

 

式中C_m表示鉆井液電導(dǎo)率，S／m；R_m表示鉆井液電阻率，Ω·m；C_s表示淺電導(dǎo)率，S／m；C_d表示深電導(dǎo)率，S／m；m_f表示經(jīng)驗指數(shù)，無量綱。

單井裂縫孔隙度主要介于0～1.0％，最大值為2.2％，平均值不到0.3％，整體較小，對儲層的儲集性能影響不大。

裂縫滲透率計算主要采用裂縫滲透率與裂縫孔隙度、裂縫張開度^[3]的關(guān)系式計算：

 

式中K_f表示裂縫滲透率，mD；φ_f表示裂縫孔隙度；ε表示裂縫張開度，μm。

裂縫滲透率主要分布在0～10 mD，最大值l46.78mD，平均值為0.26 mD(圖2)，裂縫的發(fā)育對改善儲層物性，尤其是滲透率有非常重要的作用。

 

2裂縫發(fā)育規(guī)律

在統(tǒng)計裂縫發(fā)育參數(shù)的基礎(chǔ)上，對裂縫發(fā)育的規(guī)律進行了總結(jié)分析，主要規(guī)律如下所述。

2.1  裂縫密度與砂巖厚度關(guān)系

低孔隙度、低滲透率滲砂巖儲層的厚度也是影響裂縫發(fā)育的重要因素。由于厚層砂巖的總體強度比薄層砂巖的總體強度大，抵抗外力破壞的能力強。如果其他條件一致的話，薄層比厚層有更高的裂縫密度，裂縫的線密度也比較大。從本區(qū)裂縫發(fā)育與砂巖厚度關(guān)系可以看出，單砂層厚度在11 m以下時裂縫最發(fā)育(圖3)。

 

2.2裂縫發(fā)育程度與沉積巖(相)關(guān)系

大北單井平均裂縫開度統(tǒng)計結(jié)果表明，在泥質(zhì)粉砂巖中裂縫開度最大，平均開度大于l.2 mm；粉砂巖、細砂巖裂縫平均開度相差不大，平均裂縫開度都介于0.8～0.9 mm之間(圖4)，裂縫的存在大大改善了泥質(zhì)粉砂巖的孔隙度和滲透率，提高了單井產(chǎn)能。

 

而根據(jù)單井統(tǒng)計的裂縫線密度與沉積微相的關(guān)系圖表明：河口壩平均裂縫線密度為11條／m，平均裂縫線密度最大，裂縫最發(fā)育；水下分流河道微相平均裂縫線密度為5條／m；分流間灣裂縫最不發(fā)育，平均線密度只有不到1條／m(圖5)。

 

2.3構(gòu)造角度與裂縫發(fā)育與關(guān)系

根據(jù)大北7口井成像資料統(tǒng)計分析，裂縫的發(fā)育程度與構(gòu)造角度^[6-7]存在一定相關(guān)性(圖6)：構(gòu)造角度越大，裂縫密度越大，裂縫越發(fā)育。

 

3結(jié)論與認識

1)裂縫的存在是影響大北l氣藏白堊系氣藏滲流特征的重要因素；準(zhǔn)確的計算裂縫密度、開度等參數(shù)是精確描述裂縫滲透率的關(guān)鍵；經(jīng)校正后的裂縫參數(shù)能基本滿足開發(fā)方案儲層描述的需求。

2)裂縫發(fā)育受儲層厚度的制約。薄層比厚層有更高的裂縫密度，對于本次研究區(qū)塊，單砂層厚度在11m以下時裂縫發(fā)育程度較高。

3)裂縫開度與巖性有一定關(guān)系，泥質(zhì)粉砂巖中裂縫開度較大，而粉砂巖、細砂巖裂縫平均開度略低；裂縫線密度在不同沉積微相有不同表現(xiàn)，河口壩裂縫線密度最大，裂縫最發(fā)育，水下分流河道微相居中，分流間灣裂縫最不發(fā)育。

4)裂縫的發(fā)育程度與構(gòu)造角度存在一定相關(guān)性，構(gòu)造角度越大，裂縫密度越大，裂縫越發(fā)育。

 

參考文獻

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本文作者：李世川成榮紅 王勇  劉玉艷  徐文圣

作者單位：中國石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院  中國石油集團東方地球物理公司研究院庫爾勒分院