鄂爾多斯盆地西南部上古生界儲層裂縫研究

王 倩，候玢池，張 琦

(1.西安石油大學(xué)，陜西 西安 710065;2.陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院，陜西 西安 710075;3.中國石油玉門油田分公司油田作業(yè)公司，甘肅 酒泉 735200)

鄂爾多斯盆地是我國大型含油氣盆地，自90年代以來，在盆地北部上古生界天然氣勘探獲得了重大突破，已發(fā)現(xiàn)蘇里格廟、烏審旗、榆林、大牛地等一批大型氣田，近年來在盆地西南部天然氣勘探又取得了新的突破[1]。

鄂爾多斯盆地西南部北至吳起、南至彬縣、西至平?jīng)?、東至正寧東，面積約2×104km2，勘探結(jié)果表明上古生界山1段、盒8段含氣普遍，其中已有7口探井獲工業(yè)氣流，預(yù)示著盆地西南部具有良好的天然氣勘探前景。裂縫的存在對儲層內(nèi)流體的流動以及油氣的運(yùn)移具有重要影響[2]。一方面以裂縫為主的致密砂巖儲集層往往形成裂縫型儲集層，裂縫本身雖然不一定含大量油氣，但巖石中特別是致密巖石中自然裂縫的存在可以提高基質(zhì)的滲透率，有利于提高油氣產(chǎn)量;另一方面致密巖層中大量裂縫的存在還有可能成為油氣二次運(yùn)移的主要通道[3]。因此定量預(yù)測裂縫頻率、裂縫發(fā)育規(guī)模和空間分布是十分必要的，尤其對低滲透型儲層的評價還應(yīng)考慮微裂縫的作用。這對天然氣有利勘探目標(biāo)的預(yù)測和下一步勘探工作方向都具有重要的指導(dǎo)意義。

1 宏觀裂縫

對盆地西南部上古生界16口取心井的巖心進(jìn)行詳細(xì)觀察，并對所發(fā)現(xiàn)的133條裂縫逐一描述記錄。通過大量的巖心觀察并結(jié)合巖石薄片分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)盒8、山1、山2段的裂縫較為發(fā)育，在砂巖、泥巖及煤中均可見[4]。在所觀察的裂縫中盒8段和山1段分別占到了49%和41%，而山2段僅占到了10%(見圖1)。

裂縫分為水平裂縫、斜交縫、高角度近垂直裂縫以及少量的正交裂縫，其中以水平裂縫和高角度近垂直縫為主，裂縫面多平直，為構(gòu)造作用形成的剪切縫，盒8和山1段較為常見[5]。通過對各層位統(tǒng)計分析表明，不同類型的裂縫在盒8、山1、山2段均有分布，且在各段中所占的比例大致相同。裂縫長度變化大，其兩端多切穿巖心，或一端包含在巖心內(nèi)。巖心上裂縫最長者達(dá)1.16 m，寬多為1～2 mm(見圖2)。

圖1 研究區(qū)不同層段裂縫數(shù)量分布

圖2 研究區(qū)不同層段不同性質(zhì)裂縫數(shù)量統(tǒng)計圖

裂縫中可見不同類型及不同程度的充填，其中68%裂縫顯示為未充填的裂縫，11%的裂縫為泥巖鏡面，9%的裂縫被方解石或泥質(zhì)全充填或半充填，11%的裂縫被其他自生礦物充填或半充填，這部分礦物為硅質(zhì)、凝灰質(zhì)全充填或是泥質(zhì)與碳屑、云母、硅質(zhì)等一起全充填。據(jù)測井資料解釋可知，研究區(qū)90%的裂縫是有效裂縫，也顯示氣層或干層等物理數(shù)據(jù)響應(yīng);約30%的裂縫產(chǎn)出層段解釋為氣層和含氣層;且在裂縫產(chǎn)出層段附近的巖心內(nèi)，通常發(fā)育較好的有機(jī)質(zhì)紋層[6]。由此初步認(rèn)為，儲層內(nèi)的宏觀裂縫雖不能完全作為油氣存儲的空間，但是可以為油氣在孔滲配套較好的砂體內(nèi)富集提供良好的運(yùn)移通道[7－8](見圖 3)。

圖3 研究區(qū)不同類型裂縫

2 微觀裂縫

由于研究區(qū)上古生界巖心致密，因此對微觀裂縫的研究十分必要。本次研究主要通過薄片鏡下觀察，結(jié)合成像測井結(jié)果來分析目的層微觀裂縫的發(fā)育。

通過對研究區(qū)部分井盒8、山1段的薄片觀察發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)井都發(fā)育一定數(shù)量的微裂縫，而在個別井中尤其發(fā)育，如城探2井、城探3井(見圖4)。對所觀察薄片中微裂縫進(jìn)行統(tǒng)計分析可知，整體上微裂縫在盒8段分布較廣，其中隴2、隴7、城探2、城探3四口井中微裂縫發(fā)育密度較大(大于0.5條/顆粒)，最大出現(xiàn)在城探2井，達(dá) 0.8條/顆粒。相對于盒8段而言，山1段微裂縫發(fā)育數(shù)量較多，如城探2、城探3井，其裂縫密度已達(dá)2～3條/顆粒。

圖4 城探2、城探3井鏡下微裂縫照片

另外，根據(jù)成像測井結(jié)果來看，慶探2、慶探 4和城探3這三口井，除了盒8段、山1段裂縫發(fā)育外，山2段也有發(fā)育且大都以垂直縫為主。從這三口井來看，山2段發(fā)育程度相對較高，說明山2段微裂縫的發(fā)育也為天然氣向上運(yùn)移做出了一定的貢獻(xiàn)[10](見表 1)。

3 結(jié)語

(1)巖心觀察及薄片分析表明，研究區(qū)盒8、山1、山2段的裂縫較為發(fā)育，其中，盒8段和山1段裂縫分別占所觀察裂縫的49%和41%，山2段僅占10%。

(2)裂縫以水平裂縫和高角度近垂直縫為主，多為構(gòu)造作用形成的剪切縫，在盒8和山1段較為常見。盡管裂縫發(fā)育不同類型及不同程度的充填，但測井資料表明，研究區(qū)90%的裂縫為有效裂縫，有氣層或干層等響應(yīng);約30%的裂縫產(chǎn)出層段為氣層和含氣層?？梢姡瑑觾?nèi)宏觀裂縫為油氣在物性較好的砂體內(nèi)富集提供了良好的運(yùn)移通道。

表1 成像測井裂縫統(tǒng)計

(3)除宏觀裂縫發(fā)育外，研究區(qū)大多數(shù)井也發(fā)育一定數(shù)量的微裂縫。整體上微裂縫在盒8段分布較廣，而在山1段發(fā)育的數(shù)量較多。此外，成像測井結(jié)果表明，山2段也有微裂縫發(fā)育且以垂直縫為主，為天然氣向上運(yùn)移做出了一定的貢獻(xiàn)。

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