年 濤，王貴文,2*，肖承文，李瑞杰，周 磊，鄧 黎，宋虹玉

1 中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102249

2 中國石油大學油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249

3 中石油塔里木油田公司，庫爾勒 841000

4 中國石化出版社有限公司，北京 100011

庫車坳陷巴什基奇克組裂縫密度的控制因素分析

年 濤1，王貴文1,2*，肖承文3，李瑞杰1，周 磊3，鄧 黎1，宋虹玉4

1 中國石油大學(北京)地球科學學院，北京 102249

2 中國石油大學油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249

3 中石油塔里木油田公司，庫爾勒 841000

4 中國石化出版社有限公司，北京 100011

基于露頭、巖心、井壁成像測井和薄片的大量觀察和統(tǒng)計，從巖性、沉積微相、成巖相、巖石力學層厚度、局部構(gòu)造和古構(gòu)造應力大小等方面系統(tǒng)分析了巴什基奇克組裂縫密度發(fā)育的控制因素。研究認為巴什基奇克組裂縫密度的大小同時受控于巖性、沉積微相、成巖相、單位巖石力學層厚度、局部構(gòu)造和古構(gòu)造應力等，且裂縫一般在細粉砂巖、水下分流河道、強壓實相、薄的巖石力學層、距斷層1 km以內(nèi)的范圍和較大的古構(gòu)造應力作用下最為發(fā)育。裂縫密度變異系數(shù)計算結(jié)果表明單位巖石力學層厚度和構(gòu)造應力對裂縫密度的大小影響最為明顯，成巖相影響最弱。區(qū)域上古構(gòu)造應力主要控制著裂縫的發(fā)育程度，裂縫密度自南天山向坳陷內(nèi)部具有減弱的趨勢?？v向上巖性、沉積微相、成巖相和巖石力學層厚度共同影響裂縫的發(fā)育程度。同時，巴什基奇克組主要發(fā)育剪裂縫，裂縫發(fā)育程度不受背斜構(gòu)造主曲率的影響。

庫車坳陷；巴什基奇克組；致密砂巖；裂縫密度；控制因素

0 引言

儲層裂縫密度(未有特殊說明，文中裂縫密度都指的是裂縫線密度)具有較強的非均質(zhì)性[1-4]。不同地區(qū)裂縫密度往往具有較大差異；同一地區(qū)不同層位裂縫密度也不盡相同[2]。裂縫密度的非均質(zhì)性影響因素較多，包括儲層的巖性、沉積微相、成巖相、層厚、局部構(gòu)造和構(gòu)造應力等。一般而言，砂巖裂縫密度較泥巖大，細粒砂巖密度較粗粒砂巖和礫巖大[2,4-5]；前三角洲亞相和深湖相等泥頁巖沉積為主的環(huán)境裂縫密度發(fā)育小[2]；隨著膠結(jié)成巖相向溶蝕相的轉(zhuǎn)變,裂縫密度可能會逐漸變小[6]；同時,多數(shù)研究認為裂縫的分布(裂縫間距)和巖石力學層的厚度呈負相關關系[1,2,4,7]，并以此來推測地下巖層中裂縫的密度[7]；而斷層和褶皺等局部構(gòu)造會使裂縫密度在局部發(fā)生顯著增大[2,8]；當巖石超過自身的破壞強度時，應力越大，裂縫的密度往往越大[9-10]。裂縫密度的非均質(zhì)性研究對裂縫性儲層射孔層的選擇、產(chǎn)能的提高和水平井的設計等具有現(xiàn)實意義。

克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組裂縫密度同樣具有較強的非均質(zhì)性。鄰區(qū)裂縫發(fā)育程度差異較大(大北區(qū)塊裂縫密度大于克深區(qū)塊)；鄰井之間裂縫發(fā)育程度也會存在很大差異(如克深8-1和克深8-3)；相鄰的層位之間裂縫發(fā)育程度也可能相差甚遠(如巴一段、巴二段和巴三段)。造成上述現(xiàn)象的因素很多，而從目前公開發(fā)表的文獻看，研究者多集中在通過露頭研究裂縫發(fā)育程度和層厚、巖性等單因素的響應關系[4]；或是僅僅分析了儲層巖石的沉積屬性(如巖性)和裂縫發(fā)育程度的相關關系[11]；更多的學者則是從構(gòu)造(如斷層)及其相關要素的角度分析裂縫發(fā)育程度的影響因素[6,8,12-13]。系統(tǒng)的研究巴什基奇克組裂縫發(fā)育程度控制因素的報道仍然少見，且儲層裂縫的發(fā)育程度可能是多因素疊合的結(jié)果。本次研究從巖性、沉積微相、成巖相、層厚、局部構(gòu)造和構(gòu)造應力等角度出發(fā)，探討巴什基奇克組裂縫密度大小的控制因素，分析裂縫發(fā)育程度在區(qū)域和局部上的影響因素。

1 地質(zhì)概況

庫車坳陷位于塔里木盆地北部，北鄰南天山造山帶，南部過渡為塔北隆起[14-16]。盆地先后經(jīng)歷了古生代末至早侏羅世的古前陸盆地階段、中侏羅世至早白堊世盆地坳陷階段、晚白堊至古近紀的弱收縮階段和新近紀以后的類前陸盆地4個構(gòu)造演化階段[14-15]。現(xiàn)今構(gòu)造單元自北向南分別為北部單斜帶、克依構(gòu)造帶、拜城和陽霞凹陷、秋里塔格構(gòu)造帶和南部斜坡帶(圖1a)。盆地中新生界包含多套致密砂巖地層，本次研究主要以下白堊統(tǒng)巴什基奇克組致密砂巖為例(圖1b)。巴什基奇克組縱向上可細分為3個次一級的地層單元，其中底部巴三段發(fā)育扇三角洲沉積，巴一段和巴二段為辮狀河三角洲沉積[17-19]。地層在沉積后遭受了復雜的構(gòu)造和成巖改造[20]，表現(xiàn)為致密砂巖的特征。覆壓孔滲顯示地層孔隙度在0.5％～5.5％之間，平均值為3.79％，滲透率在0.01～0.1 mD之間，平均值為0.02 mD。含裂縫巖心測試顯示裂縫的存在使得巴什基奇克組地層滲透率提高1～3個數(shù)量級，而裂縫孔隙度僅為0.05％。由于該套地層是庫車坳陷目前重要的含油氣層段[14]，且已經(jīng)相繼發(fā)現(xiàn)了克拉2、大北1、大北201、克深2、克深5、克深8、克深9等一系列含油氣圈閉，因此巴什基奇克組裂縫發(fā)育程度的控制因素分析具有重要的科研和生產(chǎn)指導意義。

圖1 庫車坳陷構(gòu)造單元劃分及地層綜合柱狀圖Fig. 1 Tectonic unit divisions and stratigraphic diagram in the Kuqa Depression

2 裂縫密度的控制因素分析

在評價各控制因素對裂縫發(fā)育程度的影響時，樣本(地層層段)的選擇十分重要，即只有那些能夠確定或大致確定在某一層段是某一個控制因素主要影響評價段裂縫發(fā)育程度時，才能將這些層段作為評價該控制因素的優(yōu)選樣本。

2.1 裂縫和巖性的關系

巴什基奇克組共取心654.39 m，其中大北地區(qū)取心58.67 m、克深氣田取心299.13 m、克深新區(qū)取心296.59 m。取心范圍涵蓋了巴什基奇克組頂部到底部的大部分深度段。選取同一構(gòu)造帶、相似成巖相和巖石力學層厚度、且距離斷層較遠的目標井，按照巖性差異對巴什基奇克組巖心裂縫密度進行統(tǒng)計，研究不同巖性背景下裂縫的發(fā)育程度。

大北地區(qū)巴什基奇克組主要包含泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細砂巖、中砂巖和粗砂巖，礫巖少見。統(tǒng)計顯示砂巖裂縫較泥巖更發(fā)育，且以細砂和粉砂中裂縫密度最大，裂縫線密度分別為1.3條/m和1.5條/m，泥巖中裂縫欠發(fā)育(圖2a)?？松顨馓锪芽p發(fā)育程度整體較大北地區(qū)弱，但是裂縫在不同巖性中的發(fā)育規(guī)律仍然較為一致，且以細砂巖中最大(1.1條/m)，次為粉砂巖，泥巖中裂縫同樣欠發(fā)育(圖2b)?？松钚聟^(qū)裂縫發(fā)育程度和大北井區(qū)類似，各巖性中裂縫密度也基本滿足細、粉砂巖中最大(分別為1.6條/m和1.4條/m)，泥巖中偏小(圖2c)。砂巖等強硬地層在受力時，巖石更容易以破裂的方式釋放應力；而泥巖等軟地層在相同的應力條件下容易吸收更多的應力而發(fā)生塑性變形。

圖2 巴什基奇克組巖性與裂縫線密度統(tǒng)計直方圖(統(tǒng)計結(jié)果未包含大北地區(qū)的網(wǎng)狀縫)Fig. 2 Histogram of lithology and fracture linear density in the Bashijiqike Formation(excluding netted fractures in the Dabei area)

522張鑄體薄片的統(tǒng)計顯示，當石英和長石含量偏高時，微裂縫(主要是構(gòu)造縫和粒內(nèi)縫)相對發(fā)育；而當巖屑和填隙物含量偏高時，微裂縫含量相對減弱(圖3)。粉砂質(zhì)泥巖、含粉砂泥巖和泥巖中脆性礦物含量的統(tǒng)計也表明，隨著脆性礦物(長石、石英、灰質(zhì)等)含量的增多，裂縫面密度逐漸增大(圖4)。因此，當砂巖中石英和長石等脆性礦物含量增多時，巖石表現(xiàn)為更強的脆性特征，裂縫發(fā)育程度就更高；泥巖中脆性組分(鈣質(zhì)、云質(zhì)等)增多時，巖石同樣表現(xiàn)出上述特征。相反，如果巖石中泥質(zhì)含量偏高，裂縫則更多的表現(xiàn)為塑性變形，裂縫發(fā)育的程度就會相應降低。

2.2 裂縫和沉積微相的關系

巴什基奇克組巴一段和巴二段以辮狀河三角洲水下分流河道、河口沙壩和支流間灣為主要的沉積微相類型[19]。其中，水下分流河道和河口砂壩都以細砂巖為主，粉砂巖次之，支流間灣沉積褐色泥巖。由于取心資料相對成像測井而言較為有限，因此本次研究基于巖心刻度井壁成像測井，在此基礎上利用井壁成像測井圖像統(tǒng)計沉積微相和裂縫發(fā)育程度的關系。支流間灣在成像圖像中易于識別，圖像為典型的低阻塊狀模式且自然伽馬值偏高；水下分流河道在河道底部發(fā)育定向的泥礫，成像測井圖像中表現(xiàn)為低阻暗斑；當泥巖和上覆砂巖之間未見代表泥礫的低阻暗斑特征時，上覆沉積砂體解釋為河口沙壩(圖5)。在其他因素基本一致的情況下通過對大北地區(qū)、克深氣田和克深新區(qū)典型井78個圖像特征統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)水下分流河道裂縫發(fā)育程度最高，河口壩次之，支流間灣裂縫欠發(fā)育(圖6)。水下分流河道和河口壩都以細砂為主，同時砂體在沉積以后遭受了湖泊的改造，裂縫整體發(fā)育。從本質(zhì)上講，沉積微相本身就限定了巖性、粒度和巖石力學層厚度等影響裂縫發(fā)育程度的因素。

圖3 砂巖中脆性組分和裂縫發(fā)育程度關系圖Fig. 3 Relationship between brittle components and degree of micro-fracture development

圖4 裂縫面密度和脆性礦物含量關系圖Fig. 4 Relationship between brittle components and degree of fracture development

2.3 裂縫和成巖相的關系

成巖相是成巖環(huán)境和在該環(huán)境中形成的成巖礦物的綜合[21]。巴什基奇克組砂巖主要包含強壓實相、鈣質(zhì)膠結(jié)相和溶蝕相等3種成巖相類型[20,22-23]。強壓實相是儲層經(jīng)歷強烈的成巖壓實作用所呈現(xiàn)的最終面貌。同生成巖、早成巖和中成巖早期的壓實作用使得巴什基奇克組孔隙度迅速降低，顆粒由點接觸到點線接觸、線接觸。強壓實相儲層雜基含量普遍大于6.57％，巖屑通常高于9％，且強壓實相主導儲層成巖相，儲層物性通常較差，孔隙度平均值只有2.24％，滲透率平均值僅為0.003 mD[22]。鈣質(zhì)膠結(jié)相(碳酸鹽膠結(jié)相)主要用于描述碳酸鹽膠結(jié)物對于儲層的影響，其含量和儲層物性呈負相關關系。巴什基奇克組鈣質(zhì)膠結(jié)相碳酸鹽膠結(jié)物含量一般大于13％，最高可達20％，孔隙度小于6％。溶蝕相是指溶解作用對儲層物性的影響。溶蝕相占主導地位的儲層段，其雜基含量通常較少，長石和巖屑遭受溶蝕使得儲層孔隙度一般大于5.3％，滲透率大于0.13 mD。儲層段占主導地位的成巖相類型直接影響其對應層段的巖石力學性質(zhì)，進而可能影響裂縫的發(fā)育程度。在砂巖巖石力學層厚度基本一致的前提下，強壓實相儲層段裂縫的發(fā)育程度最高，鈣質(zhì)膠結(jié)相其次，溶蝕相裂縫發(fā)育程度最低。成巖演化序列表明受燕山晚期抬升暴露和大氣淡水淋濾的作用，大北地區(qū)巴什基奇克組自頂部不整合面開始往下，溶蝕孔隙逐漸減少[15]，距不整合面100 m孔隙度約為2％～4％，100～250 m約為1％～2％，大于250 m孔隙度小于1％，儲層的溶蝕作用向下減弱，而壓實作用自上而下逐漸增強，距不整合面頂部開始成巖壓實率由小于60％逐漸增大到大于80％。膠結(jié)作用自上而下也具有逐漸增強的趨勢，膠結(jié)率由小于30％增大到70％。井壁成像測井裂縫解釋顯示大北井區(qū)構(gòu)造裂縫自巴什基奇克組頂部開始向下發(fā)育程度逐漸增強，巴一段和巴二段裂縫發(fā)育程度總體弱于巴三段。裂縫線密度由小于1條/m逐漸增大到大于10條/m，裂縫發(fā)育程度和溶解率、壓實率和膠結(jié)率的變化大致相當(圖7)。

2.4 裂縫和力學層厚度的關系

巖石力學層系指力學行為相近或一致的巖石單元，一般在低滲透砂巖儲層中和巖性層一致。在其他控制因素基本一致的情況下，通過巴什基奇克組巖心和井壁成像測井統(tǒng)計，顯示裂縫密度也基本滿足隨單層厚度越大裂縫密度越小的規(guī)律(圖8)。其中，單層巖石力學層頂?shù)滓阅鄮r和泥礫的出現(xiàn)為界。進一步選取巴什基奇克組巖心識別的41個巖石力學層，利用鑄體薄片統(tǒng)計微裂縫的發(fā)育程度和巖石力學層厚度之間可能存在的關系，其中微裂縫主要為構(gòu)造微裂縫和粒內(nèi)縫。統(tǒng)計結(jié)果顯示裂縫面密度和單位巖石力學層厚度之間呈較好的指數(shù)關系(圖9)。

圖5 井壁成像測井成因砂體識別示意圖Fig. 5 Sandstone identifcation with borehole well logging images

圖6 巴什基奇克組裂縫發(fā)育程度和沉積微相關系Fig. 6 Relationship between micro-facies and fracture development degree

2.5 裂縫和局部構(gòu)造的關系

受地震資料品質(zhì)的約束，研究區(qū)目前僅能識別二級斷裂和部分三級斷裂。大北地區(qū)發(fā)育6條近NE-SW的二級逆沖斷裂；克深氣田發(fā)育三條近EW向的二級斷裂。選取巖性巖相、成巖相和巖石力學層厚度相似的層段，統(tǒng)計斷層和其鄰井裂縫發(fā)育程度的關系，裂縫密度來源于井壁電成像測井。統(tǒng)計結(jié)果顯示隨著與斷層的距離增大，裂縫密度逐漸降低；當井與斷層的距離超過1 km時，斷層對構(gòu)造裂縫發(fā)育程度的影響減弱(圖10)。

圖7 大北102井裂縫和成巖相關系圖Fig. 7 Relationship between diagenetic facies and fractures in well DB102

圖8 巴什基奇克組單位巖石力學層厚度和裂縫密度交會圖Fig. 8 Crossplot of mechanical layer thickness and fracture density

圖9 巴什基奇克組單位巖石力學層厚度和微裂縫面密度交會圖Fig. 9 Crossplot of mechanical layer thickness and microfracture density

2.6 裂縫和構(gòu)造應力的關系

基于巖石聲發(fā)射求取最大有效古應力，研究應力和構(gòu)造裂縫發(fā)育程度之間的關系。選取巴什基奇克組巖石組分、成巖強度和巖石力學層厚度相似、且與斷層相距較遠的鉆井巖心，進行巖石聲發(fā)射測量。研究結(jié)果表明，最大古有效應力越大，構(gòu)造裂縫密度越大；當應力低于30 MPa時，構(gòu)造裂縫基本不發(fā)育。以大北地區(qū)和克深氣田為例，巴什基奇克組自古近紀末開始一直處于較強的擠壓構(gòu)造背景，白堊系最大古有效應力介于60～90 MPa之間，其中大北101井為83.6 MPa,大北201為77.3 MPa,大北202為74.8 MPa，大北6井為68.7 MPa，克深201井為85.6 MPa，克深202井為81.2 MPa，在其他條件基本一致的情況下，古構(gòu)造應力越強，裂縫發(fā)育程度越強(圖11)。由于庫車坳陷構(gòu)造應力來自南天山向南的構(gòu)造擠壓，往南構(gòu)造應力強度呈減弱趨勢，因此在其他影響因素相似的地層中，裂縫發(fā)育程度具有自北向南減弱的趨勢?；谙嗨票承甭额^巴什基奇克組砂巖中構(gòu)造裂縫密度的統(tǒng)計以及對應采樣點最大古應力的測量發(fā)現(xiàn)露頭上古應力和裂縫密度及分維數(shù)也具有相同的變化規(guī)律，即古應力強的部位，裂縫密度大；反之，裂縫密度小[14]。

圖10 裂縫發(fā)育程度與斷層距離的關系圖Fig. 10 Relationship between fault distance and fracture density

圖11 構(gòu)造縫密度和最大有效古應力關系圖(細砂巖)Fig. 11 Relationship between maximum paleo-stress and structural fracture density

3 各控制因素的權(quán)重分析

引入裂縫密度變異系數(shù)的概念[24]，進一步定量評價各控制因素對裂縫發(fā)育程度的影響強弱，裂縫密度變異系數(shù)可表示為：

其中，V為裂縫密度變異系數(shù)，無量綱；fδ為某一變量的標準差；aF為所有樣品的裂縫密度平均值；iF為第i個樣品的裂縫密度；n為樣品個數(shù)。

裂縫密度變異系數(shù)是評價單個控制因素作用下裂縫密度離散程度的變量，當該值越大時，代表該控制因素下裂縫密度大小相差懸殊，那么該控制因素對于裂縫發(fā)育程度的影響就越大。

裂縫密度變異系數(shù)的計算結(jié)果顯示巴什基奇克組裂縫密度的大小主要受單位巖石力學層厚度和構(gòu)造應力的影響，其次是構(gòu)造部位和巖性、巖相，而成巖相的影響最弱(表1)。

表1 巴什基奇克組各控制因素的裂縫密度變異系數(shù)Table 1 The variable coeffcient of fracture density for the controlling factors in the Bashejiqike Formation

4 討論

4.1 區(qū)域上裂縫發(fā)育程度的控制因素

喜馬拉雅期為巴什基奇克組的主要造縫期，單井裂縫解釋結(jié)果顯示該地層裂縫密度整體呈北高南低的特征(圖12)。同時最大古構(gòu)造應力從山前向前緣隆起逐漸減弱，其中大北井區(qū)構(gòu)造應力略強于克深地區(qū)(圖13)。古構(gòu)造應力在區(qū)域上的展布特征和裂縫的發(fā)育特征基本一致，且大北地區(qū)發(fā)育大量的網(wǎng)狀裂縫，裂縫密度整體大于克深地區(qū)，因此，可以推斷最大古構(gòu)造應力從區(qū)域上控制著巴什基奇克組致密砂巖裂縫的發(fā)育程度，是研究區(qū)裂縫區(qū)域發(fā)育特征的主要控制因素。同時庫車坳陷沉積相帶由山前的辮狀河三角洲平原向坳陷中心過渡為前緣亞相，砂巖的粒度向南逐漸變細，但是裂縫密度整體上卻逐漸變小(圖12)，因此，可以推斷巖性和沉積相對于區(qū)域上裂縫的發(fā)育程度影響較弱。

圖12 沉積相和裂縫密度疊合圖(井未全標注)Fig. 12 Diagram showing the fracture intensity which is superimposed on the facies distribution map (wells are not all marked)

4.2 縱向上裂縫發(fā)育程度的控制因素

通過裂縫和巖性的關系討論可知不同類型的巖石裂縫發(fā)育程度不同。而露頭、巖心和井壁成像測井顯示巴什基奇克組以細、粉砂巖為主，垂向上砂體出現(xiàn)的頻率大于95％，砂地厚度比也大于0.95，泥巖隔夾層分布較為有限。單剖面垂向序列上，泥巖隔夾層厚度一般為0.1 m，單層厚度多小于0.2 m，垂向出現(xiàn)頻率為0～5條/m。橫向上，小型者延伸幾米到十余米，大者延展范圍50～100 m。因此雖然巖性制約著裂縫的發(fā)育程度，但是巴什基奇克組相對單一的巖石類型使得裂縫在垂向上的發(fā)育對巖性和沉積微相的依賴相對較小。

前已述及，大北地區(qū)裂縫縱向上的發(fā)育程度和儲層成巖相具有較好的一致性，但是對于克深地區(qū)上述分布規(guī)律較為模糊，即雖然自不整合面向下儲層物性逐漸變差，儲層的致密程度逐漸變高，但是從成像測井裂縫解釋的結(jié)果來看，巴二段裂縫發(fā)育程度顯著高于巴一段和巴三段，且巴一段大于巴三段。分析可知上述現(xiàn)象的原因主要是克深地區(qū)巴二段單砂層厚度明顯變小，一般小于2.8 m，在構(gòu)造應力的作用下較薄的地層更容易破裂；巴一段和巴三段復合砂體疊合厚度大，砂地比高，在相同應力作用下地層不易破裂。因此，雖然成巖相對于大北地區(qū)巴什基奇克組各巖性段裂縫的發(fā)育程度具有一定的影響，但是巖石力學層的存在會顯著影響裂縫在縱向上的非均質(zhì)性特征。

圖13 庫車坳陷白堊系喜馬拉雅期最大構(gòu)造應力等值線圖Fig. 13 Contour map showing the Cretaceous maximum paleostress in the Kuqa Depression during the Himalayan period

4.3 背斜形態(tài)對裂縫發(fā)育程度的影響

構(gòu)造主曲率作為描述巖石彎曲變形的一個重要參數(shù)，可用于預測背斜中縱張裂縫的發(fā)育程度[25-26]。然而從已有大量的野外和油田的研究實例來看，西部擠壓盆地低滲透儲層多是構(gòu)造擠壓作用下形成的剪切裂縫，張裂縫發(fā)育程度有限[11]。克拉蘇構(gòu)造帶隸屬庫車坳陷山前逆沖帶，廣泛發(fā)育EW和NE-SW向斷背斜。露頭和巖心觀察顯示目的層巴什基奇克組主要發(fā)育背斜相關裂縫[13,14,27-28]，即裂縫主要是在背斜發(fā)育過程中形成的，且以高角度剪裂縫為主，張性裂縫所占比例同樣較小。因此雖然背斜構(gòu)造控制著巴什基奇克組裂縫的形成，但是背斜形態(tài)(主要是構(gòu)造主曲率)難以反映巴什基奇克組裂縫的真實發(fā)育程度。

5 結(jié)論

在單因素控制下對庫車坳陷巴什基奇克組裂縫密度的大小進行分析，結(jié)果表明：

(1)巴什基奇克組裂縫的發(fā)育程度同時受控于巖性、沉積微相、成巖相、單位巖石力學層厚度、局部構(gòu)造和古構(gòu)造應力大小等；裂縫一般在細粉砂巖、水下分流河道、強壓實相、薄的巖石力學層、距斷層1 km以內(nèi)的范圍和較大的古構(gòu)造應力作用下最為發(fā)育。

(2)裂縫密度變異系數(shù)計算結(jié)果表明單位巖石力學層厚度和構(gòu)造應力對裂縫密度的大小影響最為明顯，成巖相影響最弱。

(3)區(qū)域上古構(gòu)造應力控制著裂縫密度的發(fā)育大小，整體上裂縫密度自南天山向坳陷內(nèi)部具有減弱的趨勢?？v向上巖性、沉積微相、成巖相和巖石力學層厚度同時影響裂縫的發(fā)育程度。

(4)由于巴什基奇克組以剪性裂縫為主，因此裂縫發(fā)育程度不受背斜形態(tài)(曲率)的影響。

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Controlling factor analysis of fracture density in the Bashijiqike Formation, Kuqa Depression

NIAN Tao1, WANG Guiwen1,2, XIAO Chengwen3, LI Ruijie1, ZHOU Lei3, DENG Li1, SONG Hongyu4
1 College of Geosciences, China University of Petroleum-Beijing, Beijing 102249, China
2 State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, China University of Petroleum-Beijing, Beijing 102249, China
3 Tarim Oilfeld Company of PetroChina, Korla 841000, China
4 China Petrochemical Press, Beijing 434000, China

Based on outcrop observation, drill cores, borehole imaging interpretation and section description, the factors affecting the fracture density in the Kuqa Depression were rock lithology, sedimentary microfacies, diagenetic facies, mechanical stratigraphy thickness, local structures and tectonic stress. Generally, environments for well-developed fractures include fine sandstone, sub-sea channels, strongly compacted diagenetic facies, thinner mechanical layers, distance to faults less than 1km and high paleo-tectonic stress. Furthermore, the calculation of the variable coeffcient of fracture density indicates that mechanical stratigraphy thickness and tectonic stress signifcantly affect fracture density in contrast with diagenetic facies. Regionally, the paleo-tectonic stress has mainly controlled fracture density which gradually decreases from the Southern Tianshan Orogen to the depression. Meanwhile, rock lithology, sedimentary microfacies, diagenetic facies and mechanical stratigraphy thickness have simultaneously controlled the fracture density in the vertical direction. Additionally, shear fracture is the main fracture type in the Bashijiqike Formation, thus the principal structure curvature is not related to fracture intensity.

Kuqa Depression; Bashijiqike Formation; tight sandstone; fracture density; controlling factors

2016-07-15

10.3969/j.issn.2096-1693.2016.03.027

(編輯 付娟娟)

年濤, 王貴文, 肖承文, 李瑞杰, 周磊, 鄧黎, 宋虹玉. 庫車坳陷巴什基奇克組裂縫密度的控制因素分析. 石油科學通報, 2016, 03: 319-329

NIAN Tao, WANG Guiwen, XIAO Chengwen, LI Ruijie, ZHOU Lei, DENG Li, SONG Hongyu. Controlling factor analysis of fracture density in the Bashijiqike Formation, Kuqa Depression. Petroleum Science Bulletin, 2016, 03: 319-329. doi: 10.3969/ j.issn.2096-1693.2016.03.027

中國石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司《勘探工程技術公關》項目“大北克深地區(qū)深層測井精細評價及裂縫性砂巖儲層有效性研究”課題資助

*通信作者, wanggw@cup.edu.com