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(chǔ)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(chǔ)層中會(huì)有構(gòu)造裂縫的出現(xiàn),使其成為油氣的主要運(yùn)移路徑[2]。裂縫的出現(xiàn)對(duì)研究區(qū)致密儲(chǔ)層的物性將會(huì)產(chǎn)生較大的影響,從而會(huì)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]。
由壓實(shí)、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(yùn)動(dòng),現(xiàn)今裂縫展布格局主要是燕山運(yùn)動(dòng)和喜山運(yùn)動(dòng)兩期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(chǔ)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(shí)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
為了提高致密油藏的連通性,因此需要進(jìn)行壓裂[7-8]。在壓裂設(shè)計(jì)中,對(duì)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(gè)儲(chǔ)層人工裂縫方向?yàn)椋洪L4+5儲(chǔ)層主要為北東60~80°(圖6)。長6儲(chǔ)層主要為北東40°左右,部分區(qū)域?yàn)楸蔽鞣较?4.5°(圖7)。
表1 研究區(qū)人工裂縫方位統(tǒng)計(jì)表
圖5 3188-3井長4+5(1500~1516m)電位法井間實(shí)時(shí)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
沉積相帶對(duì)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?yàn)檫@些微相帶的巖石顆粒較細(xì),并含有脆性成分,對(duì)裂縫的發(fā)育十分有利[11-12]。延長組地層由于受到燕山運(yùn)動(dòng)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(huì)有小規(guī)模的成巖縫產(chǎn)[13]。
由成巖作用形成的微裂縫有助于提高儲(chǔ)集層的連通性,從而對(duì)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(chǔ)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(duì)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(huì)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(duì)于儲(chǔ)集層滲透率的提高有一定的積極作用,在注水開發(fā)時(shí)一定要考慮裂縫的影響[17-18]。
(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(gè)儲(chǔ)層人工裂縫方向?yàn)椋洪L4+5儲(chǔ)層主要為北東60~80°;長6儲(chǔ)層主要為北東40°左右,部分區(qū)域?yàn)楸蔽鞣较?4.5°。
(3)由統(tǒng)計(jì)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(chǔ)層物性的提升。