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克拉蘇構(gòu)造帶鹽下超深層儲層的構(gòu)造改造作用與油氣勘探新發(fā)現(xiàn)

2020-04-10 01:53魏國齊王俊鵬曾聯(lián)波唐永亮劉甜甜
天然氣工業(yè) 2020年1期
關(guān)鍵詞:成巖區(qū)段沉積

魏國齊 王俊鵬,,3 曾聯(lián)波 唐永亮 王 珂,3 劉甜甜 楊 鈺

1.中國石油勘探開發(fā)研究院塔里木盆地研究中心 2.中國石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院 3.中國石油杭州地質(zhì)研究院 4.中國石油塔里木油田公司 5.中國石油集團渤海鉆探工程有限公司第一錄井公司

0 引言

業(yè)界對于深層儲層的定義不盡相同,有的學(xué)者認為埋深介于3 500~4 000 m的儲層為深層儲層[1-2];美國地質(zhì)調(diào)查局及中華人民共和國國土資源部等機構(gòu)認為埋深超過4 500 m為深層儲層,埋深超過6 000 m為超深層儲層[3-5]??死K構(gòu)造帶油氣群位于我國西北部的塔里木盆地庫車坳陷北部,油氣資源豐富,是“西氣東輸”的重要氣源地??死K構(gòu)造帶鹽下主力儲層為下白堊統(tǒng)巴什基奇克組,是一套以細砂巖、中砂巖為主的三角洲沉積建造,埋深介于6 000~ 8 000 m,屬于超深層儲層??死K構(gòu)造帶鹽下超深層儲層基質(zhì)物性較差,巖心基質(zhì)孔隙度為5.5%、基質(zhì)滲透率為0.05 mD,而且不同油氣藏間儲層基質(zhì)物性差異大??碧叫掳l(fā)現(xiàn)的博孜9井,巖心基質(zhì)孔隙度為9.2%,基質(zhì)滲透率為5.08 mD。另外,克拉蘇構(gòu)造帶高產(chǎn)氣井普遍裂縫較發(fā)育,滲透率高達20 mD,反映了裂縫對儲層滲透率起到主要貢獻[6],同時也反映出儲層的非均質(zhì)性極強。認識該套儲層的非均質(zhì)性以及評價構(gòu)造活動在相似沉積背景下對儲層的改造作用,對于超深層儲層的油氣勘探及生產(chǎn)具有重要的意義。

前人對儲層的構(gòu)造改造作用的研究多集中于孔隙壓力、變形樣式、構(gòu)造成巖等方面[7-21];針對超深層儲層,部分學(xué)者也開展了構(gòu)造裂縫對超深層儲層改造的評價[22],但總體仍缺少構(gòu)造對超深層儲層改造作用的整體認識。筆者以克拉蘇構(gòu)造帶已鉆探的典型油氣藏為例,結(jié)合最新取得重大勘探突破的博孜9井,利用鉆井取心、構(gòu)造平衡恢復(fù)、裂縫充填物同位素測年、區(qū)塊應(yīng)力數(shù)值模擬等資料,綜合流體包裹體、聲發(fā)射古應(yīng)力、鑄體薄片等實驗分析方法,從定性分析到定量計算,系統(tǒng)分析了克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組超深層儲層的構(gòu)造改造作用及其差異性,以期為超深層儲層特征研究及儲層預(yù)測提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

克拉蘇構(gòu)造帶屬于塔里木盆地庫車前陸沖斷帶,庫車前陸沖斷帶自北向南方向以克拉蘇北斷裂、拜城斷裂劃分為北部單斜帶、克拉蘇構(gòu)造帶、拜城凹陷??死K構(gòu)造帶南北向以克拉蘇斷裂為界進一步劃分為克拉區(qū)帶和克深區(qū)帶,克深區(qū)帶自東向西劃分為克深、大北、博孜和阿瓦特等4個區(qū)段。克深區(qū)帶受北部的克拉蘇斷裂和南部的拜城斷裂控制,受多期構(gòu)造逆沖推覆擠壓的影響,縱向上構(gòu)造變形樣式表現(xiàn)為不同構(gòu)造幅度的斷背斜、突發(fā)構(gòu)造,呈疊瓦狀排列(圖1)。

圖1 克拉蘇構(gòu)造帶構(gòu)造平面/剖面圖與地層簡圖

白堊紀沉積期,克拉蘇構(gòu)造帶呈現(xiàn)東西向“坳隆”相間、南北向“北高南低”的古地貌特點,控制了白堊紀沉積期沉積相帶與骨架砂體的展布。北高南低的古地形決定了研究區(qū)古流向主要為由北向南,北部的南天山存在多個物源,碎屑供應(yīng)充足,由于地勢逐漸變緩,水體能量減弱,碎屑物質(zhì)大量并快速沉積,發(fā)育了由北向南依次為沖積扇、扇三角洲或辮狀三角洲、濱淺湖沉積體系。沖積扇及扇(或辮狀)三角洲垂向上表現(xiàn)為多期河道砂體相互疊置,平面上表現(xiàn)為多個水下朵葉體相互連接,形成的沖積扇—扇(或辮狀河)三角洲復(fù)合體直接進入湖盆,最終形成了白堊紀時期規(guī)模巨大的砂體。

2 超深層儲層特征

2.1 儲層巖性

克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組巖石類型主要以長石巖屑砂巖為主,次為巖屑長石砂巖,粒度以中粒、細粒為主。各區(qū)段間巖性差異不大,大北區(qū)段、克深區(qū)段以巖屑長石砂巖為主,博孜區(qū)段以長石巖屑砂巖為主;主要巖礦組成的剛性骨架顆粒含量高,抗壓實較強;顆粒分選中等—好,磨圓度為次棱、次棱—次圓,顆粒以點—線接觸為主,膠結(jié)類型以孔隙型膠結(jié)為主。與大北、克深區(qū)段相比,博孜區(qū)段成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較低,反映了博孜區(qū)段相對于大北區(qū)段搬運距離相對較短的近物源特征。博孜9井更近溫宿古隆起,研究結(jié)果表明巴什基奇克組沉積具有雙物源的特征。

2.2 儲層物性

克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組儲層儲集物性具有低孔特征,巖心基質(zhì)孔隙度平均值介于4%~10%,基質(zhì)滲透率介于0.01~0.10 mD。區(qū)段間儲集物性具有一定差異:克深區(qū)段儲層平均有效孔隙度為5.86%,有效儲層段平均滲透率為0.05 mD;大北區(qū)段有效儲層平均孔隙度為6.10%,有效儲層段平均滲透率為0.06 mD;博孜區(qū)段有效儲層孔隙度主要介于3.5%~10.0%,平均值為6.30%,滲透率主要介于0.10~0.50 mD,博孜9井區(qū)儲集物性較好,有效儲層平均孔隙度主要介于5.0%~12.0%,平均值為8.97%。

2.3 儲層儲集空間類型

克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組儲層儲集空間主要有孔隙和裂縫兩種類型。

2.3.1 孔隙

鏡下鑒定資料表明,博孜區(qū)段、大北區(qū)段巴什基奇克組砂巖儲集空間類型以原生粒間孔為主,原生粒間孔比例均超過50%,分別為50.9%、58.2%;克深區(qū)段巴什基奇克組砂巖儲集空間類型中原生粒間孔占比為36.8%,受溶蝕改造的粒間溶孔占比為31.7%,溶蝕成因的粒內(nèi)溶孔約占總孔隙的26.6%,兩者之和超過了總孔隙的50%,反映了克深區(qū)段更強的溶蝕成巖作用。

2.3.2 裂縫

克拉蘇構(gòu)造帶構(gòu)造裂縫按力學(xué)類型劃分可分為張裂縫、剪切裂縫及走滑裂縫(圖2-a~c)。巖心觀察表明,張裂縫形成于張應(yīng)力條件下,裂縫面粗糙、垂向及平面上均延伸長且開度大,多發(fā)育與背斜的長軸部,鏡下微裂縫觀察,常繞沉積顆粒而過(圖2-d、e);剪切裂縫形成于剪切應(yīng)力條件下,裂縫面平滑,平面上延伸長,不均一分布于不同構(gòu)造部位,鏡下微裂縫觀察,常穿沉積顆粒而過(圖2-d、e);走滑裂縫主要形成于走滑壓扭的應(yīng)力環(huán)境中,相對集中于博孜東部及大北區(qū)段,裂縫面特征與剪切裂縫類似。從博孜9井的巖心觀察來看,構(gòu)造裂縫集中發(fā)育于上部地層,部分裂縫被方解石、有機質(zhì)半充填,開度約為0.1 mm,成像測井圖上以高角度縫為主,視傾角介于50°~90°,線密度介于0.06~0.27 條/m,南北和東西走向。

克拉蘇構(gòu)造帶不同區(qū)段間的構(gòu)造裂縫具有一定差異性。博孜區(qū)段主要以剪切裂縫、走滑裂縫為主,見張裂縫,構(gòu)造裂縫傾角主要以高角度裂縫為主,其次為直立裂縫,裂縫走向以NW—SE、NE—SW為主,見近東西、南北向裂縫,裂縫有效開度相對大北、克深區(qū)段較小,充填性整體較低,平面上裂縫密度在井區(qū)間表現(xiàn)出較大的差異,縱向上裂縫分層性不明顯(表1);大北區(qū)段走滑型裂縫增多,裂縫傾角以高角度為主,充填程度高;克深區(qū)段以張裂縫及剪切裂縫為主,以近東西、近南北向為主,北部井區(qū)裂縫縱向上具有較明顯的分層性。

所有患者入院后均給予補液、降溫、維持水電解質(zhì)平衡等對癥治療,對照組患者在此基礎(chǔ)上口服奧美拉唑腸溶膠囊(浙江京新藥業(yè)股份有限公司,國藥準字H20065588,規(guī)格:20 mg)治療,40 mg/次,2次/d,連續(xù)治療5 d。研究組患者在對照組的基礎(chǔ)上口服復(fù)方嗜酸乳桿菌片(通化金馬藥業(yè)集團股份有限公司,國藥準字H10940114,規(guī)格:0.5 g×12片)治療,1.0 g/次,3次/d,連續(xù)治療5 d。比較兩組患者治療總有效率、治療前后IL-6、PCT水平及APACHEⅡ評分及不良反應(yīng)發(fā)生情況。

3 古隆起對儲層單元的分割與控制

3.1 古地貌、微地貌控制儲層沉積格局

圖2 克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組構(gòu)造裂縫特征照片

表1 克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組構(gòu)造裂縫發(fā)育特征統(tǒng)計表

克拉蘇構(gòu)造帶自中生代以來,受南天山造山帶多期次復(fù)合隆升、陸內(nèi)造山作用的影響,總體上呈現(xiàn)“北山南盆”的古地貌與古地理格局,溫宿古隆起位于研究區(qū)西南部,在白堊紀沉積期,氣候炎熱干燥,區(qū)域性物源主要來自北部的天山、西南部的溫宿古隆起,兩者控制了克拉蘇構(gòu)造帶的沉積格局,形成了辮狀河三角洲、扇三角洲的沉積體系(圖3)。區(qū)域上看,巴什基奇克組一段(以下簡稱巴一段)、二段(以下簡稱巴二段)均為辮狀河三角洲沉積,巴什基奇克組三段(以下簡稱巴三段)為扇三角洲沉積。沉積期或沉積末期,受溫宿古隆起的持續(xù)隆升影響,博孜區(qū)段部分地區(qū)缺失巴一段、巴二段沉積。從古水流分析結(jié)果來看,博孜9井具有雙向水流特征,反映了多物源疊加的沉積特征。大北區(qū)段缺失巴一段,巴二段頂部被剝蝕,至吐北2井區(qū)巴什基奇克組全部缺失;克深區(qū)段僅巴一段上部分被剝蝕,基本保留了巴什基奇克組。值得一提的是,受南天山造山帶及溫宿古隆起控制,自物源區(qū)向湖盆中心沉積砂體粒度逐漸變細,但受西秋古隆起及區(qū)域微地貌凹凸的影響,存在局部的粗相帶或?qū)⒊蔀閮?yōu)質(zhì)儲層的有利相帶區(qū)。

3.2 古隆起造成區(qū)段構(gòu)造變形機制的差異

構(gòu)造變形特征分析和剝蝕量恢復(fù)方法常用于構(gòu)造圈閉的形成[23]。通過對研究區(qū)典型井區(qū)的聲發(fā)射分析及區(qū)域構(gòu)造平衡剖面的恢復(fù),梳理克拉蘇構(gòu)造帶不同區(qū)段間差異構(gòu)造變形機制。古近系蘇維依組—第四系沉積期,受區(qū)域板塊運動影響,庫車坳陷發(fā)生強烈的近南北向構(gòu)造擠壓作用,在克拉蘇構(gòu)造帶內(nèi)形成較強烈的構(gòu)造擠壓環(huán)境,但由于溫宿古隆起、西秋古隆起的遮擋、阻隔,使得不同區(qū)段間具有不同的應(yīng)力場環(huán)境及逆沖推覆量,導(dǎo)致了克拉蘇構(gòu)造帶不同區(qū)段的差異構(gòu)造變形(圖4)。

圖3 克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組沉積相分布圖

圖4 克拉蘇構(gòu)造帶不同區(qū)段構(gòu)造變形剖面模式圖

圖5 克拉蘇構(gòu)造帶各區(qū)塊最大有效古應(yīng)力直方圖

聲發(fā)射證據(jù)顯示,克深區(qū)段至大北、博孜區(qū)段,古應(yīng)力整體呈遞減趨勢(圖5),其主要原因是受溫宿古隆起及西秋古隆起遮擋影響。另外,博孜9井區(qū)古應(yīng)力最低,顯示出構(gòu)造擠壓對其造成的影響較小。在溫宿古隆起的遮擋下,博孜區(qū)段應(yīng)力環(huán)境主要為正向擠壓、逆沖傳播的構(gòu)造變形機制,局部井區(qū)為斜向壓扭、古?。ü磐蛊穑┛刂疲l(fā)育一系列斷背斜組合及突發(fā)構(gòu)造,斷矩小,構(gòu)造平衡剖面恢復(fù)的證據(jù)表明逆沖推覆擠壓量為6.7 km;大北區(qū)段主要為斜向壓扭、古隆控制、逆沖疊置的構(gòu)造變形機制,發(fā)育一系列具走滑性質(zhì)的逆沖疊瓦構(gòu)造,逆沖推覆擠壓量為10.8 km;克深區(qū)段主要為正向擠壓、后緣逆沖抬升、前緣滑脫收縮的構(gòu)造變形機制,發(fā)育一系列斷背斜組合及突發(fā)構(gòu)造,斷矩大,逆沖推覆擠壓量達17.2 km。

4 差異構(gòu)造變形對有效儲集空間的改造

差異化的構(gòu)造變形機制使克拉蘇構(gòu)造帶不同區(qū)段具有不同的構(gòu)造變形樣式,根據(jù)其形成機制及典型特征分為壓扭型斷背斜、擠壓型高陡式斷背斜、擠壓型突發(fā)構(gòu)造背斜、擠壓型寬緩式斷背斜等4種類型(表2)。差異構(gòu)造變形過程使得這4類不同構(gòu)造樣式下的油氣藏經(jīng)歷了差異化的儲集空間構(gòu)造改造過程,其中,壓扭型斷背斜受壓扭作用,構(gòu)造改造程度最高;其余3類均為正向擠壓環(huán)境下形成,這3類中擠壓型高陡式斷背斜構(gòu)造改造程度最高,其次為擠壓型突發(fā)構(gòu)造背斜及擠壓型寬緩式斷背斜。

表2 克拉蘇構(gòu)造帶構(gòu)造類型及其特征統(tǒng)計表

4.1 不同構(gòu)造樣式下構(gòu)造減孔量

前人關(guān)于構(gòu)造擠壓作用對儲層的減孔量做了大量工作[24-26]。該方法首先是恢復(fù)地層的原始孔隙度(φ原始),然后減去現(xiàn)今孔隙度(φ現(xiàn)今)、埋藏壓實減孔量(φ埋藏)和膠結(jié)成巖減孔量(φ膠結(jié)),同時添加溶蝕增孔量(φ溶蝕),其計算公式表達為:

砂巖地層原始孔隙度的恢復(fù)借用Beard等[27]采用濕砂填集試驗得到砂巖原始孔隙度與Trask分選系數(shù)的經(jīng)驗公式:φ原始=20.91+22.90/So(So為Trask分選系數(shù)),按此公式計算博孜及克深區(qū)段砂巖原始孔隙度介于36.9%~39.2%,平均值為38.3%;埋藏壓實減孔量采用壽建峰等[28]關(guān)于庫車坳陷埋藏熱壓實校正曲線,而溶蝕增孔量(φ溶蝕)通過薄片鑒定的面孔率與實測孔隙度的相關(guān)關(guān)系取得。研究結(jié)果(圖6)表明,不同區(qū)段間構(gòu)造擠壓減孔量存在一定差異,擠壓型突發(fā)構(gòu)造背斜從構(gòu)造變形機制來看,反沖斷層形成后,隨著擠壓推移量的增加,斷距量增加快,構(gòu)造擠壓減孔量影響不大。以克深24區(qū)塊為例,古應(yīng)力值為80 MPa,構(gòu)造擠壓減孔量為12.5%,推測博孜9井區(qū)古應(yīng)力值僅24.9 MPa,構(gòu)造擠壓減孔量應(yīng)更低。

圖6 克拉蘇構(gòu)造帶博孜—克深區(qū)段構(gòu)造減孔量分布直方圖

4.2 差異造縫期對儲層滲流能力的控制

白堊紀沉積期以來,克拉蘇構(gòu)造帶經(jīng)歷了3期構(gòu)造運動,發(fā)育3期構(gòu)造裂縫:早期拉張裂縫、中期剪切縫、晚期剪—張裂縫[29-30]。值得注意的是,不同裂縫形成期之間沒有絕對的界限,是交叉疊加過度的,且不同構(gòu)造變形樣式其造縫期亦呈現(xiàn)一定差異,北部區(qū)塊發(fā)育的高陡式斷背斜完整經(jīng)歷早、中、晚3期構(gòu)造造縫,受晚期擠壓推覆影響最大,南部區(qū)塊發(fā)育的寬緩式斷背斜主要經(jīng)歷晚期的構(gòu)造造縫。

4.2.1 早—中期裂縫網(wǎng)絡(luò)加速了儲層的膠結(jié)成巖過程,不利于儲集空間的保存

受構(gòu)造運動的影響,斷裂溝通不整合面而成為流體活動的通道。巖心觀察發(fā)現(xiàn),早期裂縫常見碳酸鹽類的充填且有被溶蝕改造的痕跡;鏡下薄片觀察發(fā)現(xiàn)早期裂縫常繞過巖石顆粒,反映出張裂縫性質(zhì),同時,裂縫周邊顆粒一般為點接觸或漂浮接觸(圖7-a、b),表明膠結(jié)成巖時間較早。同時,利用碳氧同位素年代學(xué)分析古地溫的計算公式[31]:

式中T表示裂縫充填物形成時的溫度,℃;δ18O表示裂縫充填礦物的氧同位素值;δ18Ow表示形成充填礦物時水介質(zhì)的氧同位素值。

克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組屬于陸相碎屑巖地層,為偏堿性水介質(zhì)環(huán)境的三角洲前緣沉積。在計算巴什基奇克組古地溫時,古湖水δ18Ow值取-8‰。巴什基奇克組早期構(gòu)造裂縫充填物碳同位素值一般大于-0.5‰,氧同位素值一般小于-9.0‰,對應(yīng)古地溫低于50 ℃(圖8),反映地層埋藏早期形成張裂縫;中期構(gòu)造裂縫充填物碳同位素值介于-1.1‰~-3.4‰,氧同位素值介于-14.1‰~-16.8‰,對應(yīng)古地溫介于50~120 ℃,反映地層埋藏中期形成剪切縫;氣藏區(qū)內(nèi)儲層晚期構(gòu)造裂縫未見充填物。

巴什基奇克組裂縫充填物主要以碳酸鹽類(方解石)為主,裂縫充填物碳氧同位素測年值對應(yīng)古地溫介于85.7~124.8 ℃,反映了裂縫形成具有一定的時間跨度。鏡下微裂縫觀察表明,早期裂縫網(wǎng)絡(luò)加速了儲集空間的膠結(jié)及裂縫空間的充填,不利于儲層有效儲集空間的保存,加劇了儲層的非均質(zhì)性,在克拉蘇構(gòu)造帶北部區(qū)塊尤為典型。早期裂縫網(wǎng)絡(luò)成為成巖膠結(jié)的快速通道,使儲層的有效儲集空間被膠結(jié)物搶占,同時也使儲層的孔喉結(jié)構(gòu)復(fù)雜化(圖7-c),影響后期油氣的快速飽和充注。博孜9井產(chǎn)層剖面分布的差氣層及含水氣層在一定程度上印證了早期縫網(wǎng)成巖對儲層儲集能力的影響。另外,巖心裂縫觀察證據(jù)表明,早期裂縫的膠結(jié)充填的范圍為不整合面以下約50 m,不整合面附近巖心中的構(gòu)造裂縫被碳酸鹽類充填的同時,亦接受了上部不整合面流體溶蝕的有限改造。

4.2.2 中晚期裂縫網(wǎng)絡(luò)成為油氣運移通道,利于儲集空間的保存及溶蝕改造

中晚期裂縫可顯著改善儲層滲透率。巖心觀察與測試、CT掃描計算、完井測試及試采等資料表明,裂縫發(fā)育可有效提升儲層滲透率1~3個數(shù)量級??死K構(gòu)造帶不同區(qū)段儲層中流體包裹體觀察發(fā)現(xiàn),包裹體主要以氣—液兩相包裹體為主。均一溫度測試數(shù)據(jù)反應(yīng)北部區(qū)塊包裹體均一溫度介于110~160℃,成藏時間較早;南部區(qū)塊包裹體均一溫度介于120~150 ℃,成藏時間較晚。

吉迪克組沉積末期,伴隨大規(guī)模的構(gòu)造擠壓運動,儲層裂縫大量形成,先期形成的裂縫被再次改造,三疊系—侏羅系烴源巖天然氣開始向白堊系儲層充注,油氣沿斷層、裂縫網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)勢通道運移,有機酸溶蝕裂縫中的部分碳酸鹽充填物,對儲層基質(zhì)孔喉的連通亦有一定的改善及提高。隨著天然氣的持續(xù)充注,儲層內(nèi)壓力升高,流體活動減弱,成巖膠結(jié)作用減弱,巖石破裂產(chǎn)生的微裂縫溝通了裂縫周圍的孔喉,有效改善了儲層孔喉的連通性,提高了滲流能力[6],并形成具有工業(yè)規(guī)模的克拉蘇構(gòu)造帶油氣藏群。

4.2.3 縫網(wǎng)的膠結(jié)充填范圍及對水的封堵作用

圖7 克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組儲層微觀照片

圖8 克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組儲層裂縫/孔隙演化與熱史/埋藏史配置圖

流體活動疊加裂縫發(fā)育時期,對儲層成巖膠結(jié)影響較大。通過疊合不同區(qū)塊取心相對不整合面的位置,結(jié)合巖心觀測的統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):上部裂縫充填率較高,普遍超過50%,且充填膠結(jié)范圍為距不整合面約50 m以內(nèi)(圖9),其成因主要為早期縫網(wǎng)溝通上覆膏巖層,加快了鈣、鎂離子的輸送,成巖膠結(jié)空間與縫網(wǎng)疊加,加劇了儲層的非均質(zhì)性。另外,氣水界面以下的巖心裂縫充填情況的統(tǒng)計顯示,油氣充注后,水層中的裂縫充填更多,約占60%(圖9),反映了在裂縫形成不同時期,由于一直都在水體活動范圍內(nèi),水層中裂縫網(wǎng)絡(luò)充填更強,對水體上竄具有一定屏蔽作用。不同裂縫類型對水體封堵作用不同,低傾角小開度的縫網(wǎng)更易被充填,封堵效果更好,直立、大開度裂縫延伸更遠,若溝通了氣水界面,封堵差。

4.3 現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力及成巖環(huán)境影響裂縫有效性

4.3.1 現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力大小和方向影響裂縫有效性

利用有限元分析法開展克拉蘇構(gòu)造帶現(xiàn)今應(yīng)力場的數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn),各區(qū)段間現(xiàn)今水平應(yīng)力的大小具有明顯差異性:單一的斷背斜上部地層水平應(yīng)力為正值(拉張),下部地層水平應(yīng)力為負值(擠壓),上部地層的應(yīng)力小于下部地層;南部區(qū)塊以擠壓應(yīng)力為主,為應(yīng)力高值區(qū),北部區(qū)塊上部地層為拉張應(yīng)力,下部地層為擠壓應(yīng)力,具有較明顯的分層性。

一般來說,裂縫走向與現(xiàn)今水平最大主應(yīng)力平行,裂縫面正應(yīng)力最小,有利于其保持開啟,成為流體滲流的通道;裂縫走向與水平最大主應(yīng)力垂直,裂縫面正應(yīng)力最大,則裂縫易被關(guān)閉,不利于流體滲流。根據(jù)克深區(qū)段FMI成像測井圖上誘導(dǎo)縫的分布位置及巖石破裂準則分析:克深區(qū)段現(xiàn)今水平主應(yīng)力方向與裂縫走向相交,其交角越大,裂縫面所受正應(yīng)力越大,裂縫地下有效開啟度將降低,反之,將有利于裂縫的有效開啟;從平面來看,背斜高部位裂縫主要走向與現(xiàn)今主應(yīng)力交角較小,一般介于10°~30°,背斜翼部部分裂縫主要走向與現(xiàn)今主應(yīng)力交角相對較大,一般大于45°(圖10)。

4.3.2 裂縫充填物類型差異

構(gòu)造成巖環(huán)境對裂縫充填物的類型具有決定作用??死K構(gòu)造帶北部區(qū)段裂縫充填程度較高,充填裂縫占比超過65%,其中克深5區(qū)塊為70%、克深6區(qū)塊為68%、克深24區(qū)塊為66%;南部區(qū)塊充填的構(gòu)造裂縫占比較低,其中克深8區(qū)塊為27%,克深9區(qū)塊為26%,克深13區(qū)塊為22%(圖10)。充填物類型主要為方解石、白云石及硬石膏。北部克深5區(qū)塊、克深6區(qū)塊及克深2區(qū)塊大部分井的巖心裂縫充填物主要為方解石,南部克深8、克深9及克深13等區(qū)塊巖心裂縫充填物主要為白云石及硬石膏(圖10)。據(jù)裂縫充填物類型的差異,克拉蘇構(gòu)造帶巴什基奇克組為辮狀河(扇)三角洲沉積,為山前物源、淡水搬運入寬淺湖的沉積,構(gòu)造帶北部以淡水—半堿水介質(zhì)成巖環(huán)境,南部以偏堿性水介質(zhì)(鹽湖)成巖環(huán)境(圖10),即:克深5井—克深1井南—克深8井以南為偏堿性水介質(zhì)(鹽湖)成巖環(huán)境,裂縫充填物類型以白云石、硬石膏為主,其以北地區(qū)為淡水—半堿水介質(zhì)成巖環(huán)境,裂縫充填物類型以方解石為主。

5 結(jié)論

1)克拉蘇構(gòu)造帶鹽下超深層儲層具有相同的沉積背景,但是儲層物性差異較大。其中,博孜區(qū)段儲層基質(zhì)物性最好,裂縫較發(fā)育且有效性較好,但平面非均質(zhì)性更強;其次為大北區(qū)段,儲層構(gòu)造裂縫充填性高,裂縫有效性較差;克深區(qū)段埋深最大,儲層物性相對較低,北部區(qū)塊儲層構(gòu)造裂縫縱向上具有較明顯的分層性。

2)克拉蘇構(gòu)造帶北部南天山造山帶及南部古隆起整體控制儲層沉積格局及區(qū)塊的差異構(gòu)造變形,形成巴什基奇克組儲層“西薄東厚”分布特征,博孜區(qū)段古應(yīng)力最小,構(gòu)造變形機制主要為正向擠壓、逆沖傳播,局部井區(qū)為斜向壓扭;大北區(qū)段主要為斜向壓扭,古應(yīng)力較小,構(gòu)造變形逆沖疊置;克深區(qū)段古應(yīng)力最大,主要為正向擠壓、后緣逆沖抬升、前緣滑脫收縮。

3)差異構(gòu)造變形使同一區(qū)段不同構(gòu)造變形樣式的構(gòu)造減孔量呈現(xiàn)較大差別,且直接控制不同區(qū)段造縫期與成巖膠結(jié)的疊加影響、中晚期裂縫網(wǎng)絡(luò)與油氣成藏期的配置關(guān)系,進而從空間上加劇了儲層的非均質(zhì)性,是區(qū)段間產(chǎn)能差異的基礎(chǔ)改造因素。

4)現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力的大小及方向影響裂縫有效性,南部為強擠壓應(yīng)力區(qū),背斜相對高部位裂縫走向與現(xiàn)今應(yīng)力交角較小,裂縫有效性更好;構(gòu)造成巖環(huán)境決定了構(gòu)造裂縫充填物的類型,北部區(qū)塊以淡水—半堿水介質(zhì)成巖環(huán)境為主,裂縫充填物類型為方解石,利于生產(chǎn)上開展酸化壓裂改造。

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