趙航

摘要：低滲透儲(chǔ)層中裂縫油氣藏與常規(guī)油氣藏相比具特有的成藏規(guī)律，研究中涉及到的資料繁多，分析方法復(fù)雜，評(píng)價(jià)困難。所以盡早的認(rèn)識(shí)裂縫系統(tǒng)的作用并掌握收集和分析有關(guān)資料的系統(tǒng)方法，對(duì)裂縫油氣藏的有效評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)是至關(guān)重要的。

關(guān)鍵詞：低滲透；砂巖；儲(chǔ)層特征

在低滲透砂巖的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層中發(fā)育殘留原生孔隙、次生孔隙和裂縫。當(dāng)埋深較淺、壓實(shí)作用較弱時(shí)，原生孔隙易保留。另外，孔隙流體中的綠泥石等礦物結(jié)膜于碎屑顆粒之上，提高了抗壓實(shí)能力，有利于保存原生孔隙；在成巖過(guò)程中，長(zhǎng)石和巖屑等顆粒被溶蝕，由于這些不穩(wěn)定顆粒含量較高，所以會(huì)形成較好的次生孔隙帶；在酸性孔隙流體條件下，方解石等膠結(jié)物被溶蝕同樣會(huì)形成次生孔隙帶；裂縫的發(fā)育受巖性、褶皺和斷層等影響，當(dāng)砂巖致密硬脆時(shí)，斷層兩盤(pán)常發(fā)育裂縫帶。

1 低滲透砂巖儲(chǔ)層的特征

我國(guó)低滲透砂巖儲(chǔ)層的典型特征為：成分和結(jié)構(gòu)成熟度低；孔隙結(jié)構(gòu)差；儲(chǔ)層物性差；壓力敏感性強(qiáng)；裂縫發(fā)育和非均質(zhì)性強(qiáng)。

1.1巖石學(xué)特征

低滲透砂巖的巖石類型多為長(zhǎng)石砂巖和巖屑砂巖，礦物和結(jié)構(gòu)成熟度較低，黏土礦物或碳酸鹽膠結(jié)物含量較高。鄂爾多斯盆地安塞油田是我國(guó)低滲透砂巖儲(chǔ)層勘探開(kāi)發(fā)的典范，在油田南部，砂巖主要為細(xì)?！辛ｉL(zhǎng)石砂巖，粒徑為0.1—0.35mm，分選中—好，以次棱狀為主；顆粒支撐，線接觸，薄膜—孔隙式膠結(jié)；顆粒成分以長(zhǎng)石為主，平均含量為51.3%；填隙物以綠泥石和濁沸石為主，含量較高。

1.2孔隙結(jié)構(gòu)特征

低滲透砂巖儲(chǔ)層的孔隙多為粒間孔，包括原生粒間孔和次生粒間溶蝕孔。孔隙形狀多為不規(guī)則多邊形，喉道細(xì)且以管狀和片狀為主，這種小孔隙-細(xì)喉道的孔隙結(jié)構(gòu)較差。

1.3物性特征

低滲透砂巖儲(chǔ)層的基本特征是物性較差（中低孔隙度，低滲透率）。我國(guó)低滲透油田的基質(zhì)孔隙度小于10%，基質(zhì)滲透率小于40mD。對(duì)于氣田，基質(zhì)孔隙度一般小于10%，基質(zhì)滲透率小于0.5mD。

1.4裂縫特征

低滲透砂巖中的天然裂縫主要分為構(gòu)造裂縫和成巖裂縫，二者儲(chǔ)集性能較差，但卻是主要滲流通道。

1.5非均質(zhì)性特征

低滲透砂巖儲(chǔ)層孔隙分布極不均勻，非均質(zhì)性強(qiáng)。裂縫是非均質(zhì)性強(qiáng)的另一重要成因，不同方向裂縫的發(fā)育程度不同，不同組系裂縫的地下張開(kāi)度和連通程度也不同，從而導(dǎo)致不同方向的裂縫滲透率差異較大。

1.6壓力敏感性特征

低滲透砂巖儲(chǔ)層的壓力敏感特征包括裂縫的壓力敏感性和基質(zhì)孔隙的壓力敏感性。當(dāng)?shù)貙訅毫ο陆禃r(shí)，裂縫面受到圍巖靜壓的增大，裂縫的張開(kāi)度和滲透率急劇下降，且具有一定的不可逆性；類似地，當(dāng)?shù)蜐B透砂巖的應(yīng)力狀態(tài)改變時(shí)，孔隙系統(tǒng)中的細(xì)喉道發(fā)生變形，使喉道半徑急劇減小甚至閉合，致使?jié)B透率大幅降低。基質(zhì)孔隙的滲透率一般下降到10%—50%時(shí)，其滲透率最低，壓力敏感特征明顯。

2低滲透砂巖儲(chǔ)層的形成機(jī)理

2.1沉積作用的影響

沉積作用是形成低滲透砂巖儲(chǔ)層最基本的因素。沉積環(huán)境控制碎屑物的成分、大小、分選、磨圓、排列及膠結(jié)物的成分和膠結(jié)方式等。主要受沉積作用控制的低滲透砂巖儲(chǔ)層稱為原生低滲透砂巖儲(chǔ)層，以原生孔隙為主。低滲透砂巖包括近源和遠(yuǎn)源2種沉積類型，典型代表分別為沖積扇和細(xì)粒三角洲。

2.2成巖作用的影響

影響低滲透儲(chǔ)層的成巖作用主要有壓實(shí)作用、壓溶作用、膠結(jié)作用、重結(jié)晶作用、交代和溶蝕作用，它們對(duì)儲(chǔ)層的影響具有雙重性。

（1）壓實(shí)和壓溶作用降低孔、滲性

由于長(zhǎng)石和巖屑等顆粒的分選性和磨圓度較差，壓實(shí)作用導(dǎo)致顆粒重新排列并達(dá)到致密狀態(tài)，大大降低了孔、滲性。隨埋深和上覆地層壓力的增加，壓溶作用造成線接觸和縫合線接觸，又進(jìn)一步降低了孔、滲性。

（2）膠結(jié)作用降低孔、滲性

隨溫度和壓力的升高，孔隙流體中過(guò)飽和礦物沉淀形成石英、方解石和黏土礦物等膠結(jié)物并充填于粒間孔隙中，從而降低了孔、滲性，但這為溶蝕孔隙的發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

（3）溶蝕作用改善孔、滲性

生烴或黏土礦物轉(zhuǎn)化等過(guò)程中排出的酸會(huì)溶蝕長(zhǎng)石、方解石等，易形成次生孔隙，從而提高了孔、滲性。

受成巖作用控制的低滲透砂巖儲(chǔ)層，稱為次生低滲透儲(chǔ)層，其孔隙中次生孔隙比例較大。次生低滲透儲(chǔ)層幾乎發(fā)育于我國(guó)所有含油氣盆地，構(gòu)成低滲透砂巖儲(chǔ)層的主體。

2.3構(gòu)造作用的影響

低滲透砂巖儲(chǔ)層，尤其是次生低滲透儲(chǔ)層，巖石硬脆，在構(gòu)造應(yīng)力下易產(chǎn)生裂縫，形成裂縫型低滲透儲(chǔ)層。

構(gòu)造裂縫形成的機(jī)理是：產(chǎn)狀平緩的巖層受側(cè)向水平擠壓，在褶皺形成前往往先形成一對(duì)直立的共軛剪裂縫，以及與最大擠壓應(yīng)力方向平行的一組橫張裂縫，由于褶皺過(guò)程中的層間滑動(dòng)，形成與巖層面大致平行的同心狀剪裂縫或與巖層面垂直的旋轉(zhuǎn)剪裂縫；還有一種構(gòu)造裂縫是與斷層活動(dòng)派生應(yīng)力有關(guān)的羽狀張裂縫和剪裂縫，常發(fā)育于斷層的末端、交叉及彎曲外突部位。裂縫可以改善孔、滲性，或增強(qiáng)非均質(zhì)性。

3裂縫的成因類型、特征及分布規(guī)律

構(gòu)造微裂縫在不同地區(qū)的低滲透砂巖儲(chǔ)集體中發(fā)育較普遍，裂縫的形成離不開(kāi)沉積環(huán)境、巖性、沉積厚度、差異壓實(shí)、成巖作用和構(gòu)造作用等多方面因素的共同作用。根據(jù)野外露頭、錄井取芯以及巖石薄片上裂縫與控制其形成的主要地質(zhì)因素的關(guān)系，可以把低滲透砂巖儲(chǔ)層中發(fā)育的裂縫分為三種主要類型，即構(gòu)造裂縫、層間裂縫和成巖裂縫。

3.1構(gòu)造裂縫

構(gòu)造裂縫是指裂縫的形成和分布受局部構(gòu)造事件或構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)控制的裂縫。與局部構(gòu)造事件有關(guān)的裂縫產(chǎn)狀與發(fā)育程度在不同的構(gòu)造部位明顯不同，裂縫的走向隨構(gòu)造線的變化而發(fā)生明顯的改變。低滲透砂巖儲(chǔ)層中，構(gòu)造縫以高角度裂縫為主，全充填——半充填。大多數(shù)構(gòu)造縫由于成巖礦物的充填作用處于半開(kāi)啟——閉合狀態(tài)。

3.2層間裂縫

沉積過(guò)程中隨著沉積介質(zhì)和能量條件的變化會(huì)產(chǎn)生一系列層理構(gòu)造，這類構(gòu)造是沉積過(guò)程中由于河道的變遷和湖平面升降等變化形成的砂泥巖的交替出現(xiàn)的一種構(gòu)造現(xiàn)象，它所形成的裂縫就稱之為層間縫。這類裂縫通常發(fā)育在砂泥巖的巖性界面上，尤其在泥質(zhì)巖類中發(fā)育廣泛，它們通常順微層理面發(fā)育，并且具有隨為層面彎曲以及斷續(xù)、見(jiàn)面、分枝等分布特征。層間裂縫雖然分布較廣，但發(fā)育程度有限，而且由于埋藏很深，它們?cè)谏细驳貙拥撵o巖壓力作用下呈閉合狀態(tài)，因而所起的作用較小。

3.3成巖裂縫

成巖作用是指在沉積物沉積之后轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e巖直至變質(zhì)作用發(fā)生之前，或因構(gòu)造運(yùn)動(dòng)重新抬升到地表遭受風(fēng)化以前所發(fā)生的一切變化。低滲透儲(chǔ)層中發(fā)生的成巖作用主要是指壓實(shí)和壓溶作用、膠結(jié)作用、交代作用、重結(jié)晶作用、溶解作用等，成巖縫則是在這一系列過(guò)程中所產(chǎn)生的裂縫。在成巖作用過(guò)程中，經(jīng)壓實(shí)、膠結(jié)及壓溶等作用，儲(chǔ)層中原生孔隙逐漸減少，同時(shí)可溶性碎屑顆粒和易溶膠結(jié)物隨著埋深的增加發(fā)生溶解和交代，產(chǎn)生次生孔隙，并伴隨著埋深的不斷增大，壓力不斷增加直至產(chǎn)生破裂，形成成巖裂縫。

結(jié)論

（1）低滲透砂巖儲(chǔ)層具有成分和結(jié)構(gòu)成熟度低、孔隙結(jié)構(gòu)差、儲(chǔ)層物性差、壓力敏感性強(qiáng)、裂縫發(fā)育和非均質(zhì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

（2）沉積作用、成巖作用和構(gòu)造作用是低滲透砂巖儲(chǔ)層形成的控制因素。沉積作用是形成低滲透砂巖儲(chǔ)層最基本的因素；成巖作用具有雙重性，機(jī)械壓實(shí)作用、化學(xué)壓溶作用和膠結(jié)作用減小孔隙度，溶蝕作用增大孔隙度；構(gòu)造作用形成的裂縫是裂縫型低滲透砂巖儲(chǔ)層的主要滲流通道。

（3）優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育于殘留原生孔隙帶、次生孔隙帶和裂縫發(fā)育帶中。

參考文獻(xiàn)

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