鄂爾多斯盆地三疊系延長組裂縫發(fā)育程度定量評價(jià)

劉格云，黃臣軍，周新桂，張林炎，潘赟

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院；2.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院；3.北京大學(xué)石油與天然氣研究中心；4.中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心；5.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所；6.中國華電集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院）

鄂爾多斯盆地三疊系延長組裂縫發(fā)育程度定量評價(jià)

劉格云1，黃臣軍2,3，周新桂4，張林炎5，潘赟6

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院；2.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院；3.北京大學(xué)石油與天然氣研究中心；4.中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心；5.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所；6.中國華電集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院）

為對鄂爾多斯盆地三疊系延長組裂縫發(fā)育程度進(jìn)行統(tǒng)一評價(jià)，通過對陜北斜坡馬嶺、華慶、安邊、吳起和沿河灣5個(gè)區(qū)塊延長組砂巖巖心裂縫的觀察與統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)制定了一套儲(chǔ)集層天然裂縫發(fā)育程度定量評價(jià)方法。該方法涵蓋裂縫類型、裂縫強(qiáng)度、裂縫級(jí)別和裂縫組合4個(gè)方面的定性與定量指標(biāo)，分別適用于裂縫的定性分類、單井評價(jià)、區(qū)塊評價(jià)和區(qū)帶評價(jià)。建立了區(qū)塊裂縫發(fā)育級(jí)別的定量評價(jià)圖版，對5個(gè)區(qū)塊的裂縫總體發(fā)育級(jí)別進(jìn)行了評價(jià)：馬嶺區(qū)塊長71段3個(gè)級(jí)別（弱發(fā)育、較發(fā)育和很發(fā)育）的高角度裂縫同等發(fā)育、低角度裂縫總體較發(fā)育—很發(fā)育；馬嶺區(qū)塊長72高角度裂縫總體弱發(fā)育—較發(fā)育、低角度裂縫總體較發(fā)育—很發(fā)育；安邊區(qū)塊長71、長72高角度裂縫總體很發(fā)育、低角度裂縫均不發(fā)育；華慶區(qū)塊長63高角度裂縫總體不發(fā)育、低角度裂縫局部較發(fā)育—很發(fā)育；吳起區(qū)塊長6、沿河灣區(qū)塊長6高角度裂縫、低角度裂縫總體均不發(fā)育。圖11表3參12

鄂爾多斯盆地；三疊系延長組；裂縫發(fā)育程度；裂縫定量評價(jià)

0 引言

針對鄂爾多斯盆地三疊系延長組儲(chǔ)集層裂縫評價(jià)，張林炎等[1-5]結(jié)合巖心裂縫線密度與模擬破裂指數(shù)對單個(gè)區(qū)塊不同區(qū)帶的裂縫發(fā)育程度進(jìn)行了分級(jí)評價(jià)。受研究目標(biāo)局限性的影響，各區(qū)塊的分級(jí)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，各區(qū)塊的裂縫發(fā)育程度無法進(jìn)行對比。牛小兵等[6]根據(jù)對鄂爾多斯盆地湖盆中心107口井延長組120塊巖心裂縫面密度的統(tǒng)計(jì)，制定了裂縫面密度的分級(jí)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合裂縫孔隙度測井對不同區(qū)帶的裂縫發(fā)育程度進(jìn)行了統(tǒng)一評價(jià)。盡管該研究的裂縫統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來自分布較廣的鉆井，但實(shí)際上絕大多數(shù)

鉆井僅選取了一塊巖心進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其代表性不足，因此其裂縫評價(jià)結(jié)果可能受取樣數(shù)據(jù)的隨機(jī)性影響較大。本文通過對鄂爾多斯盆地5個(gè)區(qū)塊延長組砂巖巖心裂縫的觀察與統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)制定了一套儲(chǔ)集層天然裂縫發(fā)育程度定量評價(jià)方法。

1 裂縫評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究

本文選取鄂爾多斯盆地馬嶺區(qū)塊（長71、長72段）、安邊區(qū)塊（長71、長72段）、華慶區(qū)塊（長63段）、吳起區(qū)塊（長6段）和沿河灣區(qū)塊（長6段）5個(gè)區(qū)塊共159口井延長組鉆井取心段的裂縫統(tǒng)計(jì)資料，這5個(gè)區(qū)塊均位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡（見圖1），具有相同的構(gòu)造演化背景，這確保了各區(qū)塊發(fā)育的構(gòu)造裂縫原則上可進(jìn)行統(tǒng)一評價(jià)與對比。巖心裂縫統(tǒng)計(jì)要素包括：巖心信息（井名、層位、深度、巖心長度、收獲率）、巖石地層信息（巖性、巖層厚度）、裂縫信息（力學(xué)成因類型、傾角、切深、條數(shù)、間距、線密度、開度、充填物、充填程度）和含油性（油跡、油斑或油浸）等。巖心觀察井?dāng)?shù)量足夠多，井位分布相對分散，裂縫統(tǒng)計(jì)資料系統(tǒng)詳實(shí)，這為本文裂縫評價(jià)研究奠定了基礎(chǔ)。

圖1 研究區(qū)位置圖

1.1 裂縫類型

研究區(qū)延長組主要發(fā)育4種力學(xué)成因類型的裂縫，即壓扭縫、張扭縫、膨脹縫和層理縫。壓扭縫是指高角度的垂向平直破裂面（見圖2a）；張扭縫是指高角度的垂向非平直破裂面（見圖2b）；膨脹縫是指低角度的小型、不規(guī)則、非連續(xù)的破裂面（見圖2c）；層理縫是指順層的破裂面（見圖2d）。

根據(jù)對上述4類裂縫傾角的統(tǒng)計(jì)（見圖3），層理縫和膨脹縫均以近水平產(chǎn)狀為主（傾角為0°～20°），少量傾角為20°～45°，見極少量的垂向膨脹縫；張扭縫和壓扭縫均以近垂向產(chǎn)狀為主（傾角為70°～90°），少量傾角為45°～70°。因此，可以簡單地以45°為界限，將前兩者與后兩者劃分開，并將傾角大于等于45°的裂縫統(tǒng)稱為高角度裂縫，將傾角小于45°的裂縫統(tǒng)稱為低角度裂縫。

受巖心尺寸的限制，實(shí)際觀察中僅能根據(jù)裂縫的切深（即裂縫的縱向延伸長度）判斷高角度裂縫的規(guī)模。已知延長組巖心直徑為0.1 m，假設(shè)一條高角度裂縫傾角為60°，裂縫縱向延伸長度恰好完整切割巖心，可計(jì)算出該裂縫的切深為0.2 m。切穿巖心的裂縫往往延伸至巖心之外，因此可以0.2 m為界限，將巖心上切深不小于0.2 m的高角度裂縫稱為大型高角度裂縫；將切深小于0.2 m的高角度裂縫稱為小型高角度裂縫。根據(jù)巖心觀察，大型高角度裂縫一般發(fā)育在厚層砂巖中，橫向上切分巖心，縱向上可以切穿連續(xù)的砂巖層。小型高角度裂縫一般發(fā)育在薄—中層砂巖中，橫向上切分或未切分巖心，縱向上一般不具穿層性。膨脹縫一般延伸短（數(shù)厘米），開度?。〝?shù)十微米），橫向不連續(xù)。層理縫順層延伸，開度?。〝?shù)十至數(shù)百微米），橫向連通。

1.2 裂縫強(qiáng)度

Ruhland定義高角度裂縫的裂縫強(qiáng)度為裂縫頻率與巖層頻率的比值[7]。由于高角度裂縫的間距往往大于巖心直徑，使得一段巖心上至多發(fā)育一條裂縫，因此裂縫頻率變化不大。受巖層厚度變化影響，巖層頻率卻往往變化較大，因此裂縫強(qiáng)度主要由巖層頻率決定，不利于表征裂縫的發(fā)育強(qiáng)度。Narr和Lerche[8]、單業(yè)華等[9]提出的裂縫間距指數(shù)（巖層厚度與裂縫間距的比值），其同樣受巖層厚度影響較大。因此，上述用于表征高角度裂縫橫向發(fā)育強(qiáng)度的指標(biāo)具有較大不確定性。

本文提出采用裂縫切割比指標(biāo)表征高角度裂縫的縱向發(fā)育強(qiáng)度，其意義為砂巖巖心段的裂縫總切深與巖層總厚度之比。由于高角度裂縫以近垂向產(chǎn)出為主，其縱向延伸方向平行于井筒方向，因此，一條高角度裂縫的縱向延伸軌跡往往可以完整地呈現(xiàn)在巖心上。

通過實(shí)測高角度裂縫的縱向延伸長度（即裂縫切深）和巖層厚度即可計(jì)算裂縫切割比。對于相同厚度的巖層，裂縫切割比越大，表示巖層破裂強(qiáng)度越大。

圖2 鄂爾多斯盆地延長組發(fā)育的裂縫類型

圖3 鄂爾多斯盆地延長組裂縫傾角分布圖

Van Golf-Racht[7]提出了裂縫密度指標(biāo)，分別給出了裂縫體密度、裂縫面密度和裂縫線密度的一般表達(dá)式。裂縫體密度的計(jì)算需借助特殊設(shè)備，僅能在實(shí)驗(yàn)室完成[10]；裂縫面密度的統(tǒng)計(jì)較為費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也僅能有選擇地應(yīng)用；裂縫線密度是指與一直線相交的裂縫的數(shù)目與該直線長度的比值[7]，裂縫線密度統(tǒng)計(jì)的工作量相對較小，可以廣泛應(yīng)用。由于低角度裂縫垂直鉆孔方向產(chǎn)出，巖心切面上的低角度裂縫都可看作是與巖心長軸相交的裂縫。因此，本文采用裂縫線密度定量表征低角度裂縫的發(fā)育強(qiáng)度，并定義為砂巖巖心段的裂縫總條數(shù)與巖層總層厚之比。

裂縫切割比和裂縫線密度能有效表征巖層厚度對裂縫發(fā)育程度的影響。對于高角度裂縫，一般巖層厚度越大，裂縫縱向切深和橫向間距越大；對于低角度裂縫，一般巖層厚度越小，裂縫線密度越大。裂縫切割比和裂縫線密度可以反映單井巖心段的裂縫平均發(fā)育強(qiáng)度。以馬嶺區(qū)塊各井長71巖心段裂縫統(tǒng)計(jì)為例，高角度裂縫切割比為0～100%（100%以上視為100%，下同），低角度裂縫線密度為0～10 m?1（10 m?1以上視為10 m?1，下同）。

1.3 裂縫級(jí)別

裂縫級(jí)別可對裂縫發(fā)育程度進(jìn)行分級(jí)評價(jià)。本文根據(jù)裂縫強(qiáng)度大小將裂縫發(fā)育程度分為不發(fā)育、弱發(fā)育、較發(fā)育和很發(fā)育4個(gè)級(jí)別，并分別用裂縫級(jí)別指數(shù)0、1、2和3表示。裂縫級(jí)別根據(jù)裂縫強(qiáng)度連續(xù)區(qū)間內(nèi)的裂縫樣本密度分布特征來劃分，裂縫樣本是指按砂巖段統(tǒng)計(jì)的裂縫強(qiáng)度數(shù)據(jù)，裂縫樣本密度是指在單位裂縫強(qiáng)度區(qū)間（1%裂縫切割比或1 m?1裂縫線密

度）內(nèi)分布的裂縫樣本平均數(shù)量。

對于厚層（層厚大于等于0.5 m，下同）砂巖中發(fā)育的高角度裂縫，根據(jù)裂縫切割比連續(xù)區(qū)間內(nèi)的裂縫樣本密度分布特征，可以將裂縫切割比分為3個(gè)級(jí)別：0～5%區(qū)間內(nèi)的樣本密度最大，該區(qū)間為第1級(jí)；5%～10%、10%～15%和15%～20% 3個(gè)區(qū)間內(nèi)的樣本密度近似，為第2級(jí)；20%～50%和50%～100%區(qū)間內(nèi)裂縫樣本密度近似，為第3級(jí)（見圖4a）。薄—中層（層厚小于0.5 m，下同）砂巖中發(fā)育的高角度裂縫樣本密度在95%～100%區(qū)間內(nèi)最大，遠(yuǎn)大于低切割比區(qū)間的裂縫樣本密度（見圖4b）。因此，厚層砂巖與薄—中層砂巖中發(fā)育的高角度裂縫樣本密度分布特點(diǎn)不同，前者可以將裂縫切割比劃分為3個(gè)級(jí)別，而后者高度集中，以95%～100%區(qū)間內(nèi)為主。

圖4 裂縫強(qiáng)度連續(xù)區(qū)間內(nèi)的裂縫樣本密度分布圖

對于厚層砂巖中發(fā)育的低角度裂縫，根據(jù)其在裂縫線密度連續(xù)區(qū)間內(nèi)的裂縫樣本密度分布特征，同樣可以將裂縫線密度分為3個(gè)級(jí)別：0～1 m?1區(qū)間為第1級(jí)；1～2 m?1和2～3 m?1兩個(gè)區(qū)間內(nèi)的裂縫密度雖然有差別，但從數(shù)量級(jí)上均高于其前后的區(qū)間，為第2級(jí)；3～6 m?1和6～10 m?1區(qū)間內(nèi)的裂縫密度近似，為第3級(jí)（見圖4c）。薄—中層砂巖中發(fā)育的低角度裂縫樣本密度在9～10 m?1區(qū)間內(nèi)最大，遠(yuǎn)大于低線密度區(qū)間的裂縫樣本密度（見圖4d）。因此，厚層砂巖與薄—中層砂巖中發(fā)育的低角度裂縫樣本密度分布特點(diǎn)不同，前者可以將裂縫線密度劃分為3個(gè)級(jí)別，而后者高度集中，以9～10 m?1區(qū)間為主。

對于厚層砂巖，根據(jù)裂縫樣本密度特征所劃分的3個(gè)級(jí)別的裂縫強(qiáng)度區(qū)間，按從小到大的順序依次定義為裂縫弱發(fā)育、裂縫較發(fā)育和裂縫很發(fā)育，裂縫強(qiáng)度為0的樣本區(qū)間定義為裂縫不發(fā)育。因此，裂縫級(jí)別指數(shù)（If）與裂縫強(qiáng)度的對應(yīng)關(guān)系如下：①高角度裂縫，裂縫不發(fā)育（If=0），裂縫切割比為0；裂縫弱發(fā)育（If=1），裂縫切割比小于5%；裂縫較發(fā)育（If=2），裂縫切割比為5%～20%；裂縫很發(fā)育（If=3），裂縫切割比大于20%。②低角度裂縫，裂縫不發(fā)育（If=0），裂縫線密度為0；裂縫弱發(fā)育（If=1），裂縫線密度小于1 m?1；裂縫較發(fā)育（If=2），裂縫線密度為1～3 m?1；裂縫很發(fā)育（If=3），裂縫線密度大于3 m?1。對于薄—中層砂巖，不再另外對其裂縫強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)，統(tǒng)一采用厚層砂巖的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)上文可知，高角度裂縫與低角度裂縫在產(chǎn)狀、規(guī)模和力學(xué)成因上均有顯著不同，故應(yīng)對兩者分別進(jìn)行評價(jià)。為便于表示，兩者使用統(tǒng)一的裂縫級(jí)別和級(jí)別指數(shù)，但高角度裂縫的裂縫級(jí)別不宜與低角度裂縫的裂縫級(jí)別作對比。

1.4 裂縫組合

雖然已注意到低角度裂縫的存在，但前人多注重對高角度裂縫的研究，由于低角度裂縫在巖心上表現(xiàn)不如高角度裂縫顯著，往往被忽視。巖心和露頭觀察發(fā)現(xiàn)，

有些膨脹縫中含有油跡，有些層理縫中保存有瀝青，說明低角度裂縫同樣可以作為油氣運(yùn)移通道和儲(chǔ)集空間。另外，在巖石薄片上可以觀察到微型的膨脹縫和層理縫（見圖5）。膨脹縫一般不切割基質(zhì)顆粒，呈鋸齒狀延伸，縫寬數(shù)微米，內(nèi)含油跡（見圖5a）；部分裂縫還可以注入鑄體（見圖5b），說明其滲透性要好于巖石基質(zhì)。由巖性界面和礦物顆粒定向排列形成的層理縫（見圖5c、5d）也可以作為良好的油氣運(yùn)移通道和儲(chǔ)集空間。關(guān)于致密砂巖中微裂縫的作用有兩種不同的觀點(diǎn)，一種認(rèn)為宏觀裂縫對滲流起主導(dǎo)作用，而微裂縫起次要作用[11]；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為微裂縫是形成相對高滲透層的主因[12]。雖然對微裂縫的作用尚存在爭議，但其顯然是不可忽視的。

圖5 巖石薄片中的微型膨脹縫（a,b）和層理縫（c,d）

同一巖心段往往同時(shí)發(fā)育多種力學(xué)成因的裂縫，且不同類型裂縫的發(fā)育級(jí)別也不盡相同。本文提出裂縫組合指標(biāo)來表示砂巖巖心段發(fā)育的裂縫類型及其級(jí)別。裂縫組合的一般表達(dá)式為：紅+黃+藍(lán)+綠。紅、黃、藍(lán)、綠分別表示壓扭縫、張扭縫、膨脹縫和層理縫，其值范圍均為0、1、2和3，代表不同裂縫級(jí)別指數(shù)。例如，某井長71巖心段的裂縫組合表達(dá)式為：紅（1）+黃（2）+藍(lán)（3）+綠（0），表示的意義是：壓扭縫弱發(fā)育，張扭縫較發(fā)育，膨脹縫很發(fā)育，層理縫不發(fā)育。

以馬嶺區(qū)塊為例，將各井長71巖心段的裂縫組合表示成裂縫組合柱子，并將每個(gè)裂縫組合柱子投影到井位圖上（見圖6），可以看出，裂縫組合呈區(qū)帶性分布，即在一定區(qū)帶范圍內(nèi)分布著相似的裂縫組合。例如，在區(qū)塊中部的里92井—西240井的連井區(qū)帶周圍，主要發(fā)育以高角度裂縫（特別是壓扭縫）為主的裂縫組合；而在區(qū)塊西北部的里553-53井—里59井—里149井連井區(qū)帶周圍，主要發(fā)育以低角度裂縫（主要是膨脹縫）為主的裂縫組合。

綜合以上研究，本文建立了鄂爾多斯盆地延長組儲(chǔ)集層天然裂縫的評價(jià)體系（見表1）。各指標(biāo)之間相互聯(lián)系，但評價(jià)對象的尺度不同。裂縫類型是對具體裂縫的定性分類，據(jù)此可對裂縫進(jìn)行分類評價(jià)。裂縫強(qiáng)度是對巖石破裂強(qiáng)度的定量表征，其評價(jià)對象是單井某巖心段中同一產(chǎn)狀類型的裂縫集合。裂縫級(jí)別用

于評價(jià)單個(gè)區(qū)塊的裂縫總體發(fā)育級(jí)別，從而實(shí)現(xiàn)不同區(qū)塊之間的裂縫發(fā)育程度對比。裂縫組合用于評價(jià)同一區(qū)塊中不同區(qū)帶之間裂縫發(fā)育的差異性。

圖6 馬嶺區(qū)塊各井長71裂縫組合平面分布圖

表1 鄂爾多斯盆地延長組儲(chǔ)集層裂縫評價(jià)體系

2 區(qū)塊裂縫定量評價(jià)

鑒于高角度裂縫與低角度裂縫在產(chǎn)狀、規(guī)模和力學(xué)成因上顯著不同，有必要對兩者分別進(jìn)行評價(jià)。根據(jù)鉆井巖心上單層砂巖裂縫強(qiáng)度與層厚的交會(huì)關(guān)系，分別繪制了鄂爾多斯盆地三疊系延長組高角度裂縫和低角度裂縫區(qū)塊評價(jià)的定量圖版（見圖7、圖8）。據(jù)此分別對5個(gè)區(qū)塊的裂縫總體發(fā)育級(jí)別進(jìn)行了評價(jià)。

圖7 鄂爾多斯盆地延長組高角度裂縫評價(jià)圖版

圖8 鄂爾多斯盆地延長組低角度裂縫評價(jià)圖版

2.1 區(qū)塊裂縫評價(jià)圖版

區(qū)塊高角度裂縫評價(jià)圖版（見圖7）包含裂縫樣本共計(jì)394組（不包括裂縫不發(fā)育的樣本），其中馬嶺區(qū)塊長71樣本43組，馬嶺區(qū)塊長72樣本66組，安邊區(qū)塊長71樣本20組，安邊區(qū)塊長72樣本41組，華慶區(qū)塊長63樣本126組，吳起區(qū)塊長6樣本20組，沿河灣區(qū)塊長6樣本78組（見表2、圖7）。

表2 鄂爾多斯盆地高角度裂縫樣本統(tǒng)計(jì)表

區(qū)塊低角度裂縫評價(jià)圖版（見圖8）包含裂縫樣本共計(jì)168組（不包括裂縫不發(fā)育的樣本），其中馬嶺區(qū)塊長71樣本39組，馬嶺區(qū)塊長72樣本48組，安邊區(qū)塊長72樣本2組，華慶區(qū)塊長63樣本27組，吳起區(qū)塊長6樣本28組，沿河灣區(qū)塊長6樣本24組（見表3，圖8）。

表3 鄂爾多斯盆地低角度裂縫樣本統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)裂縫級(jí)別的劃分界限及巖層厚度界限，分別將兩圖版劃分為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)和Ⅳ區(qū)4個(gè)子區(qū)（見圖7、圖8）。

2.1.1 高角度裂縫評價(jià)圖版

Ⅰ區(qū)：巖層厚度大于等于0.5 m，裂縫切割比大于20%，裂縫很發(fā)育。Ⅱ區(qū)：巖層厚度大于等于0.5 m，裂縫切割比為5%～20%，裂縫較發(fā)育。Ⅲ區(qū)：巖層厚度大于等于0.5 m，裂縫切割比小于5%，裂縫弱發(fā)育。Ⅳ區(qū)：巖層厚度小于0.5 m，裂縫切割比大于0，裂縫弱發(fā)育—很發(fā)育。

2.1.2 低角度裂縫評價(jià)圖版

Ⅰ區(qū)：巖層厚度大于等于0.5 m，裂縫線密度大于3 m?1，裂縫很發(fā)育。Ⅱ區(qū)：巖層厚度大于等于0.5 m，裂縫線密度為1～3 m?1，裂縫較發(fā)育。Ⅲ區(qū)：巖層厚度大于等于0.5 m，裂縫線密度小于1 m?1，裂縫弱發(fā)育。Ⅳ區(qū)：巖層厚度小于0.5 m，裂縫線密度大于0，裂縫弱發(fā)育—很發(fā)育。

2.2 裂縫總體發(fā)育級(jí)別評價(jià)

區(qū)塊裂縫總體發(fā)育級(jí)別評價(jià)是在統(tǒng)一評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，對位于同一盆地內(nèi)具有相同地質(zhì)演化背景的多個(gè)區(qū)塊的主體裂縫級(jí)別分別進(jìn)行評價(jià)，這樣各區(qū)塊的裂縫發(fā)育程度就可相互對比。對于主體裂縫的界定，筆者采用“避輕就重”的方法，即對單個(gè)區(qū)塊的同一產(chǎn)狀類型的裂縫樣本，依據(jù)其分布在相應(yīng)圖版單個(gè)子區(qū)內(nèi)的樣本數(shù)占其樣本總數(shù)的百分比（PST），取PST大者代表該區(qū)塊主體裂縫。根據(jù)對PST數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)（安邊區(qū)塊長72低角度裂縫樣本數(shù)量偏少，其PST數(shù)據(jù)沒有參加統(tǒng)計(jì)；實(shí)際有效PST數(shù)據(jù)為36個(gè)）（見圖9）可以看出，PST小于15%的數(shù)據(jù)數(shù)量累計(jì)占33%?！癙ST小于15%”表示位于圖版某子區(qū)內(nèi)的樣本為該區(qū)塊裂縫樣本的少數(shù)部分，即是次要的；如果忽略這一部分?jǐn)?shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)能夠代表各區(qū)塊的主體裂縫。因此，筆者定義PST大于等于15%的子區(qū)裂縫樣本為區(qū)塊裂縫的主體部分，區(qū)塊裂縫總體發(fā)育程度與該區(qū)塊主體裂縫樣本所在子區(qū)的裂縫級(jí)別相對應(yīng)。

圖9 PST數(shù)據(jù)數(shù)量累計(jì)百分比曲線圖

2.2.1 薄—中層砂巖中裂縫評價(jià)

在圖7的Ⅳ區(qū)裂縫樣本中，超過99%的樣本的切割比大于等于5%；在圖8的Ⅳ區(qū)裂縫樣本中，100%樣本的線密度大于等于1 m?1。因此，對于薄—中層砂巖，絕大部分高角度裂縫和低角度裂縫處于較發(fā)育—很發(fā)育級(jí)別。下文僅針對厚層砂巖的裂縫進(jìn)行評價(jià)，除特別說明外，各區(qū)塊薄—中層砂巖的高、低角度裂縫的總體發(fā)育程度均視為較發(fā)育—很發(fā)育級(jí)別。

2.2.2 厚層砂巖中高角度裂縫評價(jià)

①馬嶺區(qū)塊。馬嶺區(qū)塊長71高角度裂縫在圖7中

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)的樣本數(shù)分別為14、10、12和7，其中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)的PST在20%～35%，Ⅳ區(qū)PST大于15%（見表2、圖10）。根據(jù)主體裂縫的界定原則，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)的裂縫樣本均為其主要組成部分。因此，馬嶺區(qū)塊長71厚層砂巖高角度裂縫總體發(fā)育程度為3個(gè)級(jí)別（弱發(fā)育、較發(fā)育和很發(fā)育）同等發(fā)育。

圖10 各區(qū)塊高角度裂縫樣本在4個(gè)子區(qū)中的分布

馬嶺區(qū)塊長72高角度裂縫在圖7中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)的樣本數(shù)分別為7、22、23和14，其中，Ⅰ區(qū)的PST小于15%，Ⅱ、Ⅲ區(qū)PST大于30%，Ⅳ區(qū)PST大于20%（見表2、圖10）。根據(jù)主體裂縫的界定原則，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)的裂縫樣本為其主要組成部分。因此，馬嶺區(qū)塊長72厚層砂巖高角度裂縫總體發(fā)育程度為弱發(fā)育—較發(fā)育。

②安邊區(qū)塊。安邊區(qū)塊長71高角度裂縫在圖7中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)的樣本數(shù)分別為11、1、0和8，其中，Ⅰ區(qū)的PST大于35%，Ⅱ、Ⅲ區(qū)PST之和小于5%，Ⅳ區(qū)PST大于35%（見表2、圖10）。根據(jù)主體裂縫的界定原則，Ⅰ、Ⅳ區(qū)的裂縫樣本為其主要組成部分。因此，安邊區(qū)塊長71厚層砂巖高角度裂縫總體發(fā)育程度為很發(fā)育。安邊區(qū)塊長72的裂縫發(fā)育情況與長71類似。

③華慶區(qū)塊、吳起區(qū)塊、沿河灣區(qū)塊。華慶區(qū)塊長63高角度裂縫在圖7中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)的樣本數(shù)分別為10、3、0和113，其中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)的PST之和小于15%，Ⅳ區(qū)PST大于85%（見表2、圖10）。根據(jù)主體裂縫的界定原則，Ⅳ區(qū)的裂縫樣本為其主體部分。因此，華慶區(qū)塊長63厚層砂巖高角度裂縫總體發(fā)育程度為不發(fā)育。吳起區(qū)塊長6、沿河灣區(qū)塊長6的裂縫發(fā)育情況與華慶區(qū)塊長63類似。

2.2.3 厚層砂巖中低角度裂縫評價(jià)

①馬嶺區(qū)塊。馬嶺區(qū)塊長71低角度裂縫在圖8中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)的樣本數(shù)分別為15、15、2和7，其中，Ⅰ、Ⅱ區(qū)的PST大于30%，Ⅲ區(qū)PST小于10%，Ⅳ區(qū)PST大于15%（見表3、圖11）。根據(jù)主體裂縫的界定原則，Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ區(qū)的裂縫樣本為其主要組成部分。因此，馬嶺區(qū)塊長71厚層砂巖低角度裂縫總體發(fā)育程度為較發(fā)育—很發(fā)育。馬嶺區(qū)塊長72裂縫發(fā)育情況與長71類似。

圖11 各區(qū)塊低角度裂縫樣本在4個(gè)子區(qū)中的分布

②安邊區(qū)塊。安邊區(qū)塊長71、長72的低角度裂縫樣本數(shù)分別為0和2（見表3），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)的裂縫樣本均偏少。因此，安邊區(qū)塊長71、安邊區(qū)塊長72薄—中層與厚層砂巖中低角度裂縫均不發(fā)育。

③華慶區(qū)塊。華慶區(qū)塊長63低角度裂縫樣本在圖8中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)的樣本數(shù)分別為5、2、0和20，其中，Ⅰ、Ⅱ區(qū)的PST之和為25%～30%，Ⅳ區(qū)PST大于70%（見表3、圖11）。根據(jù)主體裂縫的界定原則，Ⅳ區(qū)的裂縫樣本為其主體部分。盡管Ⅰ、Ⅱ區(qū)樣本之和總比例較大，但樣本數(shù)偏少，視為局部樣本。因此，華慶區(qū)塊長63厚層砂巖低角度裂縫總體發(fā)育程度為局部較發(fā)育—很發(fā)育。

④吳起區(qū)塊、沿河灣區(qū)塊。沿河灣區(qū)塊長6低角度裂縫樣本在圖8中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ區(qū)的樣本數(shù)分別為1、1、0和22，其中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)的PST之和小于10%，Ⅳ區(qū)PST大于90%（見表3、圖11）。根據(jù)主體裂縫的界定原則，Ⅳ區(qū)的裂縫樣本為其主體部分。因此，沿河灣區(qū)塊長6厚層砂巖低角度裂縫總體發(fā)育程度為不發(fā)育。吳起區(qū)塊長6裂縫發(fā)育情況與沿河灣區(qū)塊長6類似。

3 結(jié)論

本文系統(tǒng)建立了鄂爾多斯盆地延長組儲(chǔ)集層天然裂縫的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評價(jià)指標(biāo)包括裂縫類型、裂縫強(qiáng)度、

裂縫級(jí)別和裂縫組合4個(gè)方面。提出了新的裂縫類型劃分方案，按力學(xué)成因?qū)⒘芽p類型分為壓扭縫、張扭縫、膨脹縫和層理縫；按裂縫傾角大小將裂縫類型分為高角度裂縫和低角度裂縫。高角度裂縫強(qiáng)度采用裂縫切割比定量表征，低角度裂縫強(qiáng)度采用裂縫線密度定量表征。根據(jù)裂縫強(qiáng)度大小將裂縫級(jí)別分為不發(fā)育、弱發(fā)育、較發(fā)育和很發(fā)育4個(gè)級(jí)別。裂縫組合是對巖心段發(fā)育的裂縫類型及其裂縫級(jí)別的綜合表征。

根據(jù)裂縫強(qiáng)度與層厚的交會(huì)關(guān)系，繪制了區(qū)塊裂縫評價(jià)的定量圖版；據(jù)此對研究區(qū)5個(gè)區(qū)塊厚層砂巖的裂縫總體發(fā)育級(jí)別進(jìn)行了評價(jià)：馬嶺區(qū)塊長71段3個(gè)級(jí)別（弱發(fā)育、較發(fā)育和很發(fā)育）的高角度裂縫同等發(fā)育、低角度裂縫總體較發(fā)育—很發(fā)育；馬嶺區(qū)塊長72高角度裂縫總體弱發(fā)育—較發(fā)育、低角度裂縫總體較發(fā)育—很發(fā)育；安邊區(qū)塊長71、長72高角度裂縫總體很發(fā)育、低角度裂縫均不發(fā)育；華慶區(qū)塊長63高角度裂縫總體不發(fā)育、低角度裂縫局部較發(fā)育—很發(fā)育；吳起區(qū)塊長6、沿河灣區(qū)塊長6高角度裂縫、低角度裂縫總體均不發(fā)育。

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（編輯 黃昌武）

Quantitative evaluation of fracture development in Triassic Yanchang Formation,Ordos Basin,NW China

Liu Geyun1,Huang Chenjun2,3,Zhou Xingui4,Zhang Linyan5,Pan Yun6
(1.School of Earth Sciences and Resources,China University of Geosciences (Beijing),Beijing 100083,China; 2.School of Earth and Space Sciences,Peking University,Beijing 100871,China; 3.Institute of Oil & Gas,Peking University,Beijing 100871,China; 4.Oil & Gas Survey,China Geological Survey,Beijing 100029,China; 5.Institute of Geomechanics,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100081,China; 6.China Huadian Science and Technology Institute,Beijing 100077,China)

To uniformly evaluate the fracture development of the Triassic Yanchang Formation in Ordos Basin,a set of evaluation methods for fracture development degree is established by observation and account of fractures developed in the sandstone cores of the Yanchang Formation in the five blocks of Maling,Huaqing,Anbian,Wuqi and Yanhewan in the Shaanbei Slope.The methods include four aspects of qualitative and quantitative indices,i.e.,fracture type,fracture strength,fracture grade and fracture assemblage,which are applicable to the fracture assorting,single well evaluation,block evaluation and belt evaluation,respectively.Quantitative evaluation plates of block fracture development degree have been built and applied to evaluate the fracture development degree of the five blocks.The Chang 71Member in Maling block has high angle fractures of three grades (weak,moderate and strong) in similar development degree and low angle fractures in moderate-strong development degree; the Chang 72Member in Maling block has weakly to moderately developed high angle fractures and moderately to strongly developed low angle fractures; both the Chang 71and Chang 72members in Anbian block have strongly developed high angle fractures,but undeveloped low angle fractures; the Chang 63Member in Huaqing block has undeveloped high angle fractures and moderately to strongly developed low angle fractures locally; the Chang 6 members in Wuqi block and Yanhewan block have undeveloped high angle fractures and low angle fractures.

Ordos Basin; Triassic Yanchang Formation; fracture development; quantitative fracture evaluation

全國油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查與評價(jià)項(xiàng)目（1211302108023）

TE122.2

A

1000-0747(2015)04-0444-10

10.11698/PED.2015.04.05

劉格云（1982-），女，陜西寶雞人，現(xiàn)為中國地質(zhì)大學(xué)（北京）在讀博士研究生，主要從事儲(chǔ)集層裂縫與流體作用方面的研究工作。地址：北京市海淀區(qū)學(xué)院路29號(hào)，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，郵政編碼：100083。E-mail: liugy999@163.com

聯(lián)系作者：周新桂（1966-），男，湖南婁底人，博士，中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心研究員，主要從事油氣資源潛力調(diào)查與評價(jià)方面的研究工作。地址：北京市朝陽區(qū)安外小關(guān)東里10號(hào)院東小樓，中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，郵政編碼：100029。E-mail: xinguizhou100@sina.com

2014-11-02

2015-05-10