鄂爾多斯盆地低滲透儲(chǔ)層微裂縫分布規(guī)律研究

師調(diào)調(diào)　何生平

摘 要：通過借助偏光顯微鏡、掃描電鏡等實(shí)驗(yàn)手段對華慶地區(qū)長6儲(chǔ)層的微裂縫分布特征、微裂縫成因影響因素進(jìn)行研究。微裂縫發(fā)育程度同塑性軟組分含量高低、巖石礦物粒度大小、油層單砂體厚度有關(guān)。得出結(jié)論：不同類型成巖相微裂縫發(fā)育程度有差異。綠泥石薄膜膠結(jié)-殘余粒間孔相和水云母膠結(jié)-殘余粒間孔相砂體單砂體厚度大，微裂縫不發(fā)育，水云母膠結(jié)-長石溶蝕相砂體單砂體厚度小，微裂縫發(fā)育。微裂縫是溶蝕組分發(fā)育但單砂體厚度小儲(chǔ)層出現(xiàn)部分高產(chǎn)油井的主要原因之一。

關(guān)鍵詞：低滲透儲(chǔ)層；微裂縫；成巖相；成因分析

1 概述

前人通過研究鄂爾多斯盆地延長組油氣運(yùn)移動(dòng)力指出，隴東地區(qū)長6儲(chǔ)層屬低滲超低滲透儲(chǔ)層，如果無阻力更小的優(yōu)勢運(yùn)移通道，僅依靠砂體中的微小孔隙，且這部分孔隙不僅空間體積小，且連通性差，相當(dāng)一部分孔隙屬于死孔隙，油氣在儲(chǔ)層中運(yùn)移阻力非常大[1-5]。

華慶地區(qū)長6儲(chǔ)層宏觀裂縫和微觀裂縫發(fā)育。用偏光顯微鏡、掃描電鏡對微裂縫的產(chǎn)狀特征、面密度以及分布規(guī)律進(jìn)行研究。微裂縫受到沉積、成巖作用、構(gòu)造側(cè)向擠壓等多重因素影響。微裂縫對連通低滲透儲(chǔ)層微孔喉和宏觀裂縫具有重要作用，對油井的產(chǎn)能有直接的影響，是低滲透儲(chǔ)層出現(xiàn)高產(chǎn)油井最重要因素，也是油田開發(fā)部署時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮因素[1-5]。

微裂縫在室內(nèi)通常借助于偏光顯微鏡、掃描電鏡等實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行觀察、研究和分析。微裂縫是儲(chǔ)層研究中的難點(diǎn)問題之一，文章通過巖心觀察、偏光顯微鏡、掃描電鏡等實(shí)驗(yàn)手段對研究區(qū)微裂縫產(chǎn)狀特征、面密度、分布規(guī)律及微裂縫成因分析進(jìn)行相關(guān)研究。

2 地質(zhì)概況

經(jīng)前人研究，華慶地區(qū)延長組長6沉積期主要存在東北、西南兩大物源區(qū)，華池縣附近為混合物源區(qū)，主要由多期砂質(zhì)碎屑流水道沉積形成連續(xù)疊置厚層砂體，經(jīng)后期油氣運(yùn)移聚集形成大型巖性油藏。

華慶地區(qū)長6儲(chǔ)層巖性主要為灰黑色細(xì)粒長石砂巖、巖屑長石砂巖、長石巖屑砂巖。碎屑成分以長石、石英為主，長石含量較高，石英含量次之，主要膠結(jié)物為粘土礦物和碳酸鹽膠結(jié)物，另有少量長石質(zhì)膠結(jié)物，膠結(jié)類型以孔隙膠結(jié)為主；華慶地區(qū)長6儲(chǔ)層屬于典型的低孔、特低滲-低滲儲(chǔ)層。

3 成巖作用與成巖相分布規(guī)律

通過分析研究區(qū)成巖作用，建設(shè)性成巖作用有：長石溶蝕作用，早期綠泥石膜膠結(jié)作用等。破壞性主要有成巖作用有：壓實(shí)作用、硅質(zhì)膠結(jié)作用、碳酸鹽膠結(jié)作用、水云母膠結(jié)作用、綠泥石充填膠結(jié)作用等，見圖1。壓實(shí)、膠結(jié)作用是儲(chǔ)層致密的主要原因，溶蝕作用改善了儲(chǔ)層物性。砂體厚度大，粒間孔保存越好。通過室內(nèi)鏡下觀察目的層位巖樣鑄體薄片和掃描電鏡微觀成巖特征，研究巖樣整體表現(xiàn)出較強(qiáng)的壓實(shí)特征，膠結(jié)作用較強(qiáng)、單一膠結(jié)物類型特征突出，孔隙組合類型差異明顯。按孔隙類型少前多后的原則，同時(shí)采用主要膠結(jié)物類型+主要孔隙類型的復(fù)合合命名方式，將華慶地區(qū)延長組長6儲(chǔ)層成巖相劃分為以下五種：綠泥石膜膠結(jié)-殘余粒間孔相、水云母膠結(jié)-殘余粒間孔相、水云母膠結(jié)-長石溶蝕相、水云母膠結(jié)相、碳酸鹽膠結(jié)相。通過分析生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，綠泥石膜膠結(jié)-殘余粒間孔相、水云母膠結(jié)-殘余粒間孔相、水云母膠結(jié)-長石溶蝕相是目的區(qū)最優(yōu)成巖相帶，產(chǎn)油量相對較高。

4 微裂縫特征

通過巖心和鑄體薄片分析可知，研究區(qū)目的層微裂縫發(fā)育比較普遍。

構(gòu)造裂縫分布在各種巖性中，與巖層面垂直，其方向性明顯，分布規(guī)則，切穿深度較大。值得指出的是，該區(qū)構(gòu)造裂縫具有區(qū)域性裂縫的分布特點(diǎn)，但又表現(xiàn)出剪切裂縫的特征。因此，在地質(zhì)成因上，它們應(yīng)該劃分為弱構(gòu)造變形區(qū)的構(gòu)造裂縫，見圖2A。

微裂縫寬度通常為1.5～6.5μm，長度通常為115～210μm，最大可達(dá)420μm，這一般指的是穿透單個(gè)碎屑顆粒，并未穿透周邊的顆粒，為長石、石英等剛性、脆性顆粒中發(fā)育的穿?？p，或者粒緣縫。在所觀察的鑄體薄片中，面密度最高可達(dá)7條/cm2，一般為3～6條/cm2，（表1，表2）。形成后，可有充填物，充填物主要有粘土礦物、硅質(zhì)、鈣質(zhì)等，充填程度一般在0～20%，部分可達(dá)60～80%。圖2B～圖2F。

5 微裂縫形成原因及受控因素分析

微裂縫的發(fā)育程度主要同以下因素有關(guān)：

（1）塑性軟組分含量高低。當(dāng)砂巖中的雜基或膠結(jié)物含量過高時(shí)，擠壓力部分被塑性組分的變形抵消，微裂縫相對不發(fā)育。

（2）巖石礦物粒度大小。一般來說，粒度越粗的樣品，單個(gè)礦物顆粒越容易壓碎。因此，微裂縫越發(fā)育；反之，單個(gè)礦物顆粒其粒度越小，微裂縫則不發(fā)育。主要原因?yàn)?，較細(xì)的顆粒相互間接觸面積較大。因此，單位面積上所承受的上覆壓力或側(cè)向壓力變小。而較粗顆粒相互間接觸面積較小，單位面積上所受上覆壓力和側(cè)向壓力較大，因此微裂縫發(fā)育。

（3）油層單砂體厚度。單砂體厚度越小，單位體積內(nèi)礦物顆粒所承受的壓力越大，巖石礦物顆粒或儲(chǔ)層越容易破裂，微裂縫越發(fā)育；單砂體厚度越大，單位體積內(nèi)礦物顆粒所承受的壓力越小，巖石礦物顆?；騼?chǔ)層越不容易破裂，微裂縫則不發(fā)育。

對研究區(qū)鑄體薄片進(jìn)行微裂縫統(tǒng)計(jì)，當(dāng)研究區(qū)單砂體厚度在2～10m之間時(shí)，單砂層厚度越小，裂縫越發(fā)育，見表2，圖3。

6 不同類型成巖相微裂縫分布規(guī)律研究

水云母膠結(jié)-殘余粒間孔相和綠泥石薄膜膠結(jié)-殘余粒間孔相儲(chǔ)層分布于研究區(qū)北部和中部。砂體構(gòu)型以水下分流河道砂體多期疊加、砂質(zhì)碎屑流+水下分流河道砂體多期疊加、砂質(zhì)碎屑流砂體多期疊加為主，由于單砂體厚度大，成巖早期形成綠泥石薄膜，阻礙壓實(shí)作用，殘余粒間孔含量較多，微裂縫不發(fā)育。水云母膠結(jié)-長石溶蝕相砂體分布于研究區(qū)中部和南部砂體構(gòu)型以砂質(zhì)碎屑流+濁流砂體多期疊加以及濁流砂體多期疊加為主，單砂體厚度小，周圍環(huán)境與砂體接觸面積大，形成較多的水云母填隙物，且礦物顆粒與周圍水環(huán)境較多接觸，易與環(huán)境發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，長石溶蝕量高，形成較多以長石溶孔，且微裂縫發(fā)育。

7 微裂縫發(fā)育對油井產(chǎn)能影響分析

通過統(tǒng)計(jì)研究區(qū)砂巖鑄體薄片微裂縫發(fā)育特征，水云母膠結(jié)-殘余粒間孔相和水云母膠結(jié)長石溶蝕相平均面密度為4條每平方厘米，產(chǎn)油量8.15t/d；綠泥石薄膜膠結(jié)-殘余粒間孔相平均面密度為2條每平方厘米，產(chǎn)油量26.62t/d；在水云母膠結(jié)-殘余粒間孔相和水云母膠結(jié)-長石溶蝕相這兩類成巖相帶儲(chǔ)層中，面密度大于2條/每平方厘米時(shí)，微裂縫越發(fā)育，產(chǎn)油量越高；小于2條/每平方厘米時(shí)，對產(chǎn)油量影響可忽略不計(jì)，微裂縫發(fā)育，是成巖相區(qū)高產(chǎn)的主要原因之一；綠泥石薄膜膠結(jié)-殘余粒間孔相，微裂縫相對不發(fā)育，對產(chǎn)能影響不大；此外，微裂縫的寬度和長度也對滲流有一定程度的影響，見表1、表2、圖4。

8 結(jié)論和認(rèn)識(shí)

（1）研究區(qū)屬于典型的低孔、特低滲-低滲透儲(chǔ)層，微裂縫較發(fā)育。（2）微裂縫發(fā)育同塑性軟組分含量高低、巖石礦物粒度大小、油層單砂體厚度有關(guān)。（3）綠泥石薄膜膠結(jié)-殘余粒間孔相和水云母膠結(jié)-殘余粒間孔相砂體單砂體厚度大，微裂縫不發(fā)育，水云母膠結(jié)長石溶蝕相砂體單砂體厚度小，微裂縫發(fā)育。（4）微裂縫是溶蝕組分發(fā)育但單砂體厚度小儲(chǔ)層出現(xiàn)部分高產(chǎn)油井的主要原因之一。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：師調(diào)調(diào)（1984，9-），女，籍貫：陜西省清澗縣，現(xiàn)職稱：工程師，學(xué)歷：博士，研究方向：油氣田開發(fā)。