鄂爾多斯盆地Y區(qū)裂縫特征研究

李楊勇，鄭艷忠，馬裕武，楊 燕

(1.延長油田股份有限公司志丹采油廠, 陜西 延安 716000；2.西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069)

研究區(qū)位于陜北斜坡中部，構(gòu)造特征為西傾單斜[1]。本區(qū)的主力產(chǎn)層為長4+5和長6，儲層較致密，脆性程度也較大，因而在后期的構(gòu)造應(yīng)力場作用下，儲層中會有構(gòu)造裂縫的出現(xiàn)，使其成為油氣的主要運移路徑[2]。裂縫的出現(xiàn)對研究區(qū)致密儲層的物性將會產(chǎn)生較大的影響，從而會影響油藏的有利區(qū)開采，所以分析研究區(qū)內(nèi)裂縫的分布發(fā)育特征是很重要的[3]。

1 天然裂縫

由壓實、構(gòu)造等地質(zhì)作用而形成的裂縫稱為天然裂縫[4]。研究區(qū)延長組地層沉積后經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動，現(xiàn)今裂縫展布格局主要是燕山運動和喜山運動兩期構(gòu)造運動的綜合作用結(jié)果(圖1)[5]。據(jù)鄰區(qū)的研究認(rèn)為研究區(qū)目前最大主應(yīng)力方向應(yīng)該在NE60°和80°之間[2]。

綜上分析，本區(qū)儲層天然裂縫主裂縫方向在NE60～80°之間。通過巖心觀察，研究區(qū)的裂縫主要有不完全充填縫、完全充填縫、鈣質(zhì)膠結(jié)張裂縫以及縫寬較大的小裂縫(圖2)。鏡下觀察，研究區(qū)裂縫主要分布在礦物邊緣，延伸較長，呈條帶狀。

根據(jù)巖心分析可以看出，長4+5油層基質(zhì)滲透率<4.1×10-3μm2，長6油層的基質(zhì)滲透率<3.26×10-3μm2左右，在該界限之下的滲透率與孔隙度的線性關(guān)系較好，高于此值時滲透率的增加與孔隙度的關(guān)系不明顯，主要是微裂縫影響所至[6-7]。根據(jù)巖心分析長4+5油層滲透率受微裂縫影響的約占6%，長6油層滲透率受微裂縫影響的約占11.7%(圖3、4)。

圖1 鄂爾多斯盆應(yīng)力場分布圖

圖2 研究區(qū)裂縫類型

圖3 研究區(qū)長4+5孔滲交匯圖

2 人工裂縫

為了提高致密油藏的連通性，因此需要進行壓裂[7-8]。在壓裂設(shè)計中，對壓裂縫與天然裂縫和現(xiàn)今地應(yīng)力之間的關(guān)系研究是必不可少的[2]。

根據(jù)研究區(qū)兩口井和鄰區(qū)三口井的微裂縫監(jiān)測結(jié)果(圖5)，區(qū)內(nèi)人工裂縫方位主要為北東方向(表1)[9]。綜上分析，本區(qū)各個儲層人工裂縫方向為：長4+5儲層主要為北東60～80°(圖6)。長6儲層主要為北東40°左右，部分區(qū)域為北西方向74.5°(圖7)。

表1 研究區(qū)人工裂縫方位統(tǒng)計表

圖5 3188-3井長4+5(1500～1516m)電位法井間實時監(jiān)測效果圖

圖6 3451-5井長4+5(1597～1602m)微裂縫方位圖

圖7 3425-7井長6(1997.0～2002.0m)微裂縫方位圖

3 裂縫與儲層物性的關(guān)系

3.1 裂縫的發(fā)育

沉積相帶對裂縫發(fā)育程度和規(guī)模也有一定的控制作用[10]。一般在砂體發(fā)育較差的相帶，微裂縫發(fā)育程度較大，因為這些微相帶的巖石顆粒較細，并含有脆性成分，對裂縫的發(fā)育十分有利[11-12]。延長組地層由于受到燕山運動的影響，產(chǎn)生了一系列鼻狀構(gòu)造，形成了一系列的構(gòu)造節(jié)理縫，由于巖石本身的抗壓特性及彈性力學(xué)性質(zhì)不同，致使在不同巖性的地層中形成不同特征的裂縫，且裂縫發(fā)育程度亦因巖性不同而有所差異。此外，由于成巖作用的影響，也會有小規(guī)模的成巖縫產(chǎn)[13]。

3.2 裂縫分布與儲層物性的關(guān)系

由成巖作用形成的微裂縫有助于提高儲集層的連通性，從而對物性起到了積極的作用[14-15]。通過觀察鑄體薄片和電子顯微鏡掃描照片觀察，研究區(qū)儲層中有著不同形態(tài)的微裂縫，這些裂縫通常多形成于顆粒內(nèi)部及其間隙之中[16]。微裂縫長度介于0.01 μm和200 μm之間，大部分張開度介于2～20 μm之間(表2)，總體而言微裂縫的發(fā)育程度較弱。

表2 微裂縫發(fā)育井段對應(yīng)的物性數(shù)據(jù)

溶蝕作用使得有些裂縫變寬，部分位于裂縫周圍的長石也會被溶蝕[16]。分析研究發(fā)現(xiàn)，在微裂縫密度較大的區(qū)域，相應(yīng)的孔滲值都比較大，均值分別為10.70%、2.20×10-3μm2，其值大多接近于或者大于其平均值。因此，微裂縫對于儲集層滲透率的提高有一定的積極作用，在注水開發(fā)時一定要考慮裂縫的影響[17-18]。

4 結(jié)論

(1)通過巖心觀察，研究區(qū)的裂縫主要有不完全充填縫、完全充填縫、鈣質(zhì)膠結(jié)張裂縫以及縫寬較大的小裂縫。鏡下觀察，研究區(qū)裂縫呈條帶狀。天然裂縫主裂縫方向在NE60～80°之間。

(2)各個儲層人工裂縫方向為：長4+5儲層主要為北東60～80°；長6儲層主要為北東40°左右，部分區(qū)域為北西方向74.5°。

(3)由統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，在微裂縫密度較大的區(qū)域，相應(yīng)的孔滲值都比較大，均值分別為10.70%、2.20×10-3μm2，其值大多接近于或者大于其平均值，說明微裂縫有助于儲層物性的提升。