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鎮(zhèn)涇油田長(zhǎng)8儲(chǔ)層裂縫識(shí)別機(jī)理及方法

2012-10-30 05:21周思賓
關(guān)鍵詞:巖心測(cè)井儲(chǔ)層

周思賓

(中國(guó)石化華北分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,鄭州 450006)

鎮(zhèn)涇油田長(zhǎng)8儲(chǔ)層裂縫識(shí)別機(jī)理及方法

周思賓

(中國(guó)石化華北分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,鄭州 450006)

鎮(zhèn)涇長(zhǎng)8為致密超低滲油藏,儲(chǔ)層裂縫發(fā)育,通過(guò)野外露頭調(diào)查、巖心觀察、測(cè)井等手段對(duì)其裂縫產(chǎn)狀、發(fā)育特征描述表明,長(zhǎng)8發(fā)育一套高角度構(gòu)造縫和成巖縫,裂縫走向NE組系為主。在此基礎(chǔ)上,分析不同手段下裂縫識(shí)別的機(jī)理,通過(guò)巖心、成像測(cè)井標(biāo)定常規(guī)測(cè)井,建立常規(guī)測(cè)井裂縫識(shí)別方法和標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)而明確巖性、巖層厚度和斷層為其控制因素。

裂縫;裂縫描述;識(shí)別機(jī)理;識(shí)別方法;控制因素

1 裂縫特征

1.1 裂縫類型

通過(guò)對(duì)巖心裂縫觀察和統(tǒng)計(jì),長(zhǎng)8儲(chǔ)層中主要存在構(gòu)造裂縫和成巖收縮縫。

(1)構(gòu)造裂縫:構(gòu)造應(yīng)力作用而形成的地層破裂,主要包括張性構(gòu)造縫、構(gòu)造剪切縫[1-2]。

張性縫是在張應(yīng)力作用下形成的裂縫,在巖心中通常具有縫面不平整、粗糙、裂縫不規(guī)則、常不切穿顆粒、延伸不遠(yuǎn)以及裂縫表面常有方解石充填等特征(圖1)。

圖1 張性縫巖心特征

剪性縫是在剪應(yīng)力作用下形成的裂縫,在巖心中通常具有平直、光滑、裂縫規(guī)則、常具有切穿顆粒的現(xiàn)象、延伸長(zhǎng)度大且常穿層發(fā)育等特征,縫面上可見(jiàn)擦痕、階步等因剪切滑動(dòng)而留下的痕跡(圖2)。

圖2 剪切縫巖心特征

(2)成巖收縮縫:沉積成巖早期由收縮作用而形成,多發(fā)育在泥質(zhì)巖類中,呈現(xiàn)不規(guī)則蜘蛛網(wǎng)狀或放射狀,屬于非系統(tǒng)裂縫范疇。巖心濕水后裂縫網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)明顯,縫寬度變化比較大,有小于0.4mm呈絲狀的,或是由方解石充填呈斑狀的,并且裂縫在縱向上延伸較短,一般不超過(guò)30cm(圖3)。

圖3 成巖收縮縫巖心特征

1.2 裂縫產(chǎn)狀

裂縫走向:野外露頭及成像測(cè)井顯示,長(zhǎng)8發(fā)育NE組系為主的裂縫,NW組系裂縫發(fā)育程度低(圖4、圖5)。

圖4 野外長(zhǎng)8露頭裂縫發(fā)育調(diào)查剖面

圖5 成像識(shí)別裂縫走向玫瑰圖

裂縫傾角:通過(guò)巖心描述和成像測(cè)井計(jì)算,長(zhǎng)8裂縫主要集中在40°~90°內(nèi),且以大于60°的高角度縫為主。

1.3 裂縫巖心描述

裂縫長(zhǎng)度:集中分布在10~20、20~30cm兩個(gè)區(qū)間,所占比例分別為35.9%、19.8%。

裂縫寬度:主要分布在0.3mm以下、0.7~0.8mm、0.9~1.0mm三個(gè)區(qū)間內(nèi)。

裂縫線密度:裂縫線密度分布在0.03~2.6條/m之間,平均為0.38條/m。

裂縫充填特征:充填縫占總裂縫條數(shù)的37.4%,半充填縫占33.9%,未充填縫占28.7%。

2 裂縫識(shí)別方法

2.1 鉆錄井裂縫響應(yīng)特征

鉆井過(guò)程中鉆遇裂縫,易出現(xiàn)井漏、鉆速加快、放空等典型特征。典型井HH26井鉆井過(guò)程中,鉆時(shí)由12min/m降到3 min/m,鉆壓由18T下降到7T,鉆遇裂隙段總漏失量956.0m3。

2.2 成像測(cè)井裂縫識(shí)別

由于裂縫與縫合線層理等天然線性構(gòu)造的圖像、鉆井誘導(dǎo)縫、壓裂縫有相似處,易混淆,成像測(cè)井裂縫識(shí)別要從各種地質(zhì)結(jié)構(gòu)在成像測(cè)井的成圖機(jī)理上進(jìn)行特征分析,才能正確的識(shí)別出天然裂縫[3-5]。

依據(jù)對(duì)成像測(cè)井上裂縫的影像特征及與其他地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象的異同,對(duì)研究區(qū)的成像測(cè)井進(jìn)行了綜合解釋,并從圖像特征上對(duì)天然裂縫進(jìn)行了識(shí)別與參數(shù)解釋。

依據(jù)成像測(cè)井裂縫影像將其分為四類,分類結(jié)果與巖心裂縫觀察及野外測(cè)量結(jié)果一致。

連續(xù)傳導(dǎo)縫(開(kāi)啟縫):裂縫有效程度高,在鉆井過(guò)程中有泥漿浸入,顯示出高電導(dǎo)率異常,通常為高角度裂縫,深色的正弦波形曲線影像完整,并切穿整個(gè)井筒(大于10cm),這類裂縫對(duì)應(yīng)于巖心和薄片上識(shí)別的開(kāi)啟裂縫(圖6)。

不連續(xù)傳導(dǎo)縫(開(kāi)啟縫):基本特征與連續(xù)傳導(dǎo)縫相似,也表現(xiàn)為高電導(dǎo)率異常,曲線影像顯示為深色不規(guī)則、不連續(xù)、模糊的正弦波形曲線特征,此類裂縫具有一定有效性,仍屬于開(kāi)啟裂縫類型(圖7)。

連續(xù)高阻縫(充填縫):表現(xiàn)為低電導(dǎo)率異常,為明顯連續(xù)的淺色正弦波形曲線,該類裂縫與薄片和巖心上見(jiàn)到的高阻充填裂縫相對(duì)應(yīng),為有效程度比較低的充填裂縫(圖8)。

不連續(xù)高阻縫(充填縫):表現(xiàn)為低電導(dǎo)率異常,成像上顯示為不完整的正弦波曲線特征,影像顏色為淺色與深色相間,其中代表高阻部分淺色影像的連續(xù)性高于深色影像(圖9)。

圖6 連續(xù)傳導(dǎo)縫成像特征

圖7 不連續(xù)傳導(dǎo)縫成像特征

圖8 連續(xù)高導(dǎo)縫成像特征

圖9 不連續(xù)高導(dǎo)縫成像特征

2.3 常規(guī)測(cè)井裂縫識(shí)別

裂縫在常規(guī)測(cè)井上的響應(yīng)主要基于三點(diǎn):(1)由于裂縫的發(fā)育截切電信號(hào)的傳播路徑導(dǎo)致測(cè)井響應(yīng)異常,如聲波出現(xiàn)時(shí)差增加、周波跳躍等現(xiàn)象;(2)裂縫及裂縫發(fā)育帶可以增加巖石孔隙體積,導(dǎo)致密度降低、中子孔隙度增加等電性特征;(3)在裂縫發(fā)育段常形成油氣富集帶,將會(huì)影響巖石的電性,從而在測(cè)井曲線上有特殊響應(yīng)。

常規(guī)測(cè)井識(shí)別既遵循其識(shí)別機(jī)理又要通過(guò)巖心和成像測(cè)井進(jìn)行標(biāo)定,同時(shí)根據(jù)鎮(zhèn)涇長(zhǎng)8儲(chǔ)層裂縫特征,建立裂縫常規(guī)測(cè)井識(shí)別系列和標(biāo)準(zhǔn)(表1)。

表1 常規(guī)測(cè)井裂縫識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)詳細(xì)標(biāo)定,未充填裂縫與基質(zhì)在聲波、中子孔隙度、密度、八側(cè)向、中感應(yīng)、深感應(yīng)等電阻率測(cè)井中具有較好的差異性,未充填裂縫相對(duì)基質(zhì)在測(cè)井響應(yīng)上反映為八側(cè)向電阻率和雙感應(yīng)電阻率測(cè)井值降低,深、中感應(yīng)電阻率測(cè)井之間的幅度差減小,聲波時(shí)差測(cè)井值增大,密度測(cè)井值略有降低,中子測(cè)井值略有增加,部分裂縫段有擴(kuò)徑現(xiàn)象;半充填的裂縫跟基質(zhì)也有一定區(qū)分性,但同未充填縫易混淆(圖10~圖13)。

圖10 中子孔隙度與聲波時(shí)差關(guān)系

圖11 中子孔隙度與地層密度的關(guān)系

圖12 深感應(yīng)電阻率與聲波時(shí)差關(guān)系

3 裂縫控制因素

3.1 巖 性

圖13 八側(cè)向電阻率與雙井徑關(guān)系

由于不同巖性,其成分結(jié)構(gòu)不同,表現(xiàn)出脆性不同,裂縫發(fā)育程度存在差異。結(jié)合形成的裂縫測(cè)井解釋標(biāo)準(zhǔn)和巖心描述結(jié)果,采用測(cè)井裂縫發(fā)育指數(shù)(裂縫發(fā)育段厚度與統(tǒng)計(jì)層段厚度之比值)來(lái)刻度裂縫發(fā)育狀態(tài),統(tǒng)計(jì)表明裂縫在泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和細(xì)砂巖最高,裂縫發(fā)育指數(shù)分別為0.49、0.45、0.39;其次為粉砂巖,裂縫發(fā)育指數(shù)為0.35(圖14)。

圖14 巖層厚度與裂縫發(fā)育密度關(guān)系

圖15 細(xì)砂巖層厚度與裂縫發(fā)育密度關(guān)系

3.2 巖層厚度

裂縫發(fā)育程度與巖層厚度總體上表現(xiàn)為一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系,即隨著巖層厚度增加裂縫發(fā)育程度減小,尤其是在粉砂巖中負(fù)相關(guān)性較為明顯,而在細(xì)砂巖中負(fù)相關(guān)性相對(duì)變?nèi)酰▓D15)。

3.3 斷 層

斷層附近裂縫發(fā)育程度隨距斷層距離的增大呈遞減趨勢(shì),并且斷層規(guī)模越小遞減越快(圖16)。

圖16 裂縫密度與斷層距離關(guān)系

4 結(jié) 論

(1)通過(guò)野外剖面、鉆井、巖心、成像測(cè)井等手段,建立鎮(zhèn)涇油田長(zhǎng)8儲(chǔ)層裂縫發(fā)育特征。

(2)巖心和成像測(cè)井進(jìn)行單井識(shí)別的基礎(chǔ)上,對(duì)常規(guī)測(cè)井標(biāo)定,建立了常規(guī)測(cè)井識(shí)別系列和標(biāo)準(zhǔn)。

(3)通過(guò)巖性、巖層厚度和斷層與裂縫發(fā)育程度的統(tǒng)計(jì),明確了裂縫發(fā)育控制因素,為鉆井過(guò)程中,防止井漏、油層保護(hù),甚至在開(kāi)發(fā)中充分利用裂縫的滲流通道提供決策依據(jù)。

[1]李輝,肖克,伍友佳,等.裂縫研究方法綜述[J].內(nèi)蒙古石油化工,2006(7):80-82.

[2]王允誠(chéng).裂縫性致密油氣儲(chǔ)集層[M].北京:地質(zhì)出版社,1992.

[3]周文.裂縫性油氣儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)方法[M].成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社,1998.

[4]蘇培東,秦啟榮,黃潤(rùn)秋,等.儲(chǔ)層裂縫預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀與展望[J].西南石油學(xué)院學(xué)報(bào),2005,27(5):14-18.

[5]安歐.構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)[M].北京:地震出版社,1992.

Identifying Mechanism and Method on Reservoir Fractures in Zhenjing Oilfield of Chang 8 Reservoir

ZHOU Sibin
(Research Institute of Exploration and Development,Huabei Company,SINOPEC,Zhengzhou 450006)

The Chang 8 reservoir in Zhengjing oilfield is ultra-low permeability reservoir and the reservoir fractures is developed.Based on the research of outcrop and core observation,well log exploration analyzes crack occurrence and the development characteristics of the fractures.The results show that a set of high-dip structural fractures and diagenetic fissure are developed in the Chang 8 reservoir.The strike of fracture is about NE.With the result,this article discusses fracture identification mechanism in various means and use the research of core,fracture in details to elaborate conventional logs and established recognition and method standard of conventional logs.Then it determines lithology,strata thickness and control factors.

fracture;fracture description;recognition mechanism;recognition method;control factor

TE122

A

1673-1980(2012)05-0027-05

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周思賓(1978-),男,山東濰坊人,工程師,研究方向?yàn)槭烷_(kāi)發(fā)。

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