摘 要

摘要 為了搞清塔里木盆地庫(kù)車(chē)坳陷大北1氣藏白堊系儲(chǔ)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(kù)車(chē)坳陷大北1氣藏白堊系儲(chǔ)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(guò)對(duì)該氣藏單井巖心裂縫的觀察描述、鏡下薄片和成像測(cè)井資料的分析統(tǒng)計(jì)，運(yùn)用系列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算求取了單井裂縫密度、開(kāi)度、裂縫孔隙度、裂縫滲透率等表征大北1氣藏白堊系儲(chǔ)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(chǔ)層裂縫在粒度較細(xì)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(kù)車(chē)坳陷  大北l氣藏  白堊紀(jì)  儲(chǔ)集層  裂縫發(fā)育  控制因素  分布規(guī)律  開(kāi)度  線密度

對(duì)致密砂巖氣藏來(lái)說(shuō)，對(duì)裂縫發(fā)育規(guī)律的研究不僅對(duì)油氣勘探極為關(guān)鍵^[1]，對(duì)氣藏開(kāi)發(fā)也至關(guān)重要。塔里木盆地庫(kù)車(chē)坳陷大北1氣藏白堊系儲(chǔ)層描述成果及動(dòng)態(tài)資料表明：試井解釋動(dòng)態(tài)滲透率遠(yuǎn)大于測(cè)井解釋滲透率。測(cè)試動(dòng)態(tài)資料解釋認(rèn)為該氣田儲(chǔ)層段發(fā)育裂縫。因此儲(chǔ)層裂縫研究就成為大北l氣藏儲(chǔ)層描述的關(guān)鍵和重點(diǎn)內(nèi)容之一。因?yàn)榘蚜芽p描述清楚，做好單井裂縫發(fā)育參數(shù)統(tǒng)計(jì)及分析，搞清裂縫發(fā)育程度與巖性、構(gòu)造、沉積儲(chǔ)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(duì)后續(xù)裂縫有效性評(píng)價(jià)、井位部署和完井酸化壓裂，以及氣田開(kāi)發(fā)方案編制研究和指標(biāo)預(yù)測(cè)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(jì)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(kāi)度、裂縫孔隙度、滲透率^[2-3]。本次研究主要以成像測(cè)井和巖心資料為基礎(chǔ)對(duì)單井裂縫的以上參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(duì)裂縫線密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(zhǎng)度巖心觀測(cè)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(cè)巖心長(zhǎng)度2.3 m，平均裂縫線密度3.91條／m；大北101井心長(zhǎng)7.01 m，平均裂縫線密度3.57條／m；大北102井觀測(cè)巖心長(zhǎng)度6.76 m，平均裂縫線密度為4.73條／m。

1.2裂縫開(kāi)度

裂縫開(kāi)度統(tǒng)計(jì)主要根據(jù)巖心和成像測(cè)井資料，如果薄片資料豐富，微裂縫開(kāi)度也可以根據(jù)薄片資料來(lái)統(tǒng)計(jì)。

開(kāi)度是裂縫物性參數(shù)計(jì)算中的關(guān)鍵參數(shù)。從實(shí)用的角度出發(fā)，以肉眼能否識(shí)別為依據(jù)，裂縫的規(guī)?？梢院?jiǎn)單分為兩類(lèi)：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(shí)期的構(gòu)造應(yīng)力強(qiáng)，微裂縫則相反，地下裂縫的真實(shí)開(kāi)度是裂縫參數(shù)描述中的難題。巖心觀測(cè)中實(shí)際測(cè)量的裂縫開(kāi)度或裂縫充填脈寬度要比地下裂縫的真實(shí)開(kāi)度大，需要修正。修正的第一步需將巖心中觀測(cè)到的視開(kāi)度b_s進(jìn)行換算，得到真實(shí)的裂縫開(kāi)度b₀公式如下：

    b= b₀cosθ         (2)

式中b表示裂縫的真實(shí)開(kāi)度；b₀表示裂縫的視開(kāi)度；θ表示測(cè)量面與裂縫面的夾角。

第二步需進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)修正，將第一步所得裂縫開(kāi)度乘以2／π作為地下裂縫的真實(shí)開(kāi)度。

 

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

 

微觀裂縫的開(kāi)度主要是在鏡下用薄片法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，公式為：

 

式中e表示裂縫的真實(shí)開(kāi)度，μm；e_i表示鏡下微裂縫的測(cè)量開(kāi)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(gè)修正值，一般取經(jīng)驗(yàn)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(kāi)度主要分布在0.006 4～0.076 4 mm之間，其中開(kāi)度小于0.01 mm的裂縫占20％，開(kāi)度介于0.01～0.05 mm的裂縫占57％，開(kāi)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(cè)井資料后，建立裂縫孔隙度^[3]計(jì)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(yàn)指數(shù)，無(wú)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(duì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能影響不大。

裂縫滲透率計(jì)算主要采用裂縫滲透率與裂縫孔隙度、裂縫張開(kāi)度^[3]的關(guān)系式計(jì)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(kāi)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(duì)改善儲(chǔ)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(jì)裂縫發(fā)育參數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)裂縫發(fā)育的規(guī)律進(jìn)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(chǔ)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(qiáng)度比薄層砂巖的總體強(qiáng)度大，抵抗外力破壞的能力強(qiáng)。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(shí)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(kāi)度統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，在泥質(zhì)粉砂巖中裂縫開(kāi)度最大，平均開(kāi)度大于l.2 mm；粉砂巖、細(xì)砂巖裂縫平均開(kāi)度相差不大，平均裂縫開(kāi)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(jì)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(jì)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(rèn)識(shí)

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(jì)算裂縫密度、開(kāi)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(kāi)發(fā)方案儲(chǔ)層描述的需求。

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

3)裂縫開(kāi)度與巖性有一定關(guān)系，泥質(zhì)粉砂巖中裂縫開(kāi)度較大，而粉砂巖、細(xì)砂巖裂縫平均開(kāi)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(xiàn)

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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(guó)石油塔里木油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院  中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理公司研究院庫(kù)爾勒分院