复杂碳酸盐岩储集层裂缝发育特征及形成机制_以哈萨克斯坦让纳若尔油田为例

4 类 10 亚类( 见表 1) 。微裂缝的发育程度高 , 分布广, 以粒裂纹为主 , 其次为构造微裂缝和溶蚀缝, 层间裂缝 发育程度差异很大。 在 383 个岩心薄片中, 有 44 个( 占 11. 5% ) 见有溶 蚀缝, 111 个 ( 占 29. 0% ) 见有颗 粒破 裂纹 , 46 个 ( 占 12. 0% ) 见有半充填或全充填构造微裂缝, 26 个见有溶 扩缝 合 线 ( 占 6. 8% ) , 10 个 见 有 构 造 溶 蚀 缝 ( 占 2. 6% ) 。图 3 为显示储集层微裂缝特征的显微照片。 对显示岩心 有 裂缝 的薄 片的 统 计结 果 表明 , 平 均每个薄片发 育 5. 5 条微 裂缝 , 有 效缝 宽度 平均 为
斜交缝合线 3 种。一般被泥质或有机质充填 , 局部缝 合柱面见扩溶现象[ 8] 。 让纳若尔油田构造裂缝以高角度缝和垂直缝占绝 大部分, 其次为斜交缝 , 水平构造缝罕见。 层构造缝 几乎被完全充填, 而 层构造缝的充填程度较低 , 主要 为弱充填 半充填裂缝, 所占比例在 50% 左右。 让纳若尔油田碳酸盐岩储集层宏观裂缝长度一般 在 30 cm 以下 , 充填程度高, 有效裂缝占 15% , 有效裂 缝密度 0. 265 条 / m 。不同角度的构造缝与缝合线组合 形成网状裂缝系统, 有效改善低渗储集层的渗流特征。 总体上 层宏观裂缝发育程度要高于 层, 主要的宏 观裂缝类型为压溶缝合线 , 占 65% 以上, 其次为构造裂 缝。 层和 层构造 裂缝的发 育程度 存在一定 的差 异, 构 造裂缝 占裂缝 总数 量的比 例分别 为 17. 7% 和 27. 6% 。
度 , 裂缝又被分为 全充 填裂 缝、 半充 填裂 缝、 弱 充填 [ 7] 裂缝等 。 % 垂直缝 垂直缝( 见图 2a) 和高角度缝 ( 见图 2b) 在让纳若 尔油田岩 心中比较 常见, 是储集层 主要的 裂缝类 型。 垂直缝的倾角为 80~ 90&, 缝面欠规则 , 主要为张性破 裂缝 , 该类破裂缝成组出 现, 其产状相对稳定 , 可分为 两类 : 第一 类为未充 填 弱充填缝 , 裂缝 张开宽度 为 0. 1~ 1 mm, 充填程度低, 为晚期张性破裂缝 ; 第二类 为全充填裂 缝, 被 方解石完 全充填 , 裂缝张 开宽度 较 大, 为 0. 5~ 3 cm, 此类裂缝数量较少。
! 2010 年 6 月 ! ! ! ! 赵伦 等 : 复杂碳酸盐岩储集层裂缝发育特征及形成机制
以哈萨克斯坦让 纳若尔油田为例
Development and genetic mechanism of complex carbonate reservoir fractures: A case from the Zanarol Oilfield, Kazakhstan
Zhao Lun, L i Jianx in, L i Kongcho u, F an Z if ei, Song H eng, Cheng Xubin ( Petr oChina R esearch I ns titute of Petr oleum Ex p lor ation & D ev elop ment , Beij ing 100083, China) Abstract: By core observation and slice analysis, two types of fractur es can be identified in r eservoirs of Zanarol Oilfield, including macro fractures and micro fractures. Macro fractures refer to tectonic fractures and stylolites, and micro fractures mainly refer to g rain breakage fractures and micro tectonic fractures. T he development of the different scale fractures is controlled by lithology, formation texture and stress field. M acro fractures are well develo ped in tig ht rocks such as micrite and micro fractures are well developed in granular carbonate rocks of good porosity and permeability. The Zanarol O ilfield is a typical layered pool, with interbeds of granular carbonates and tight carbonates, and this tex ture controls the vertical distribution of macro fractures and micro fractures. M acro fractures in the layer are well developed due to its tight reservoir, and micro fractures are well developed in the layer because of its loose reservoir. T he planar distribution of the fractures is controlled by principal stress, and fractures are well developed in zones with high principal stress. Key words: carbo nate r eser voir; fracture feature; macr ofr act ur e; micr ofr actur e; Zanaro l O ilf ield
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! ! 石! 油! 勘! 探! 与! 开! 发 ! ! ! P ET ROL EU M EXP LO RA T IO N AN D DEV EL OPM ENT ! ! ! ! !
! ! Vo l. 37 ! N o. 3 !
文章编号 : 1000 0747( 2010) 03 0304 06
图 2 ! 碳酸盐岩储集层宏观裂缝特征
! ! ∋ 斜交缝 斜交缝( 见图 2c) 相对较少, 倾角一般为 70~ 80 &, 少量缝倾角在 70&以下。张开宽度小, 在覆压条件下可 能是闭合的剪性破裂面, 岩心取出地表或在钻井过程 中才形成张开的破裂面。主要是在最大主应力为垂直 应力的状态下形成的高角度的剪性破裂缝, 有效性差, 延伸范围小。 ( 水平缝 天然水平缝在岩心上很少见到。岩心上见到的水 平裂缝多数是人 工诱导裂 缝, 是 在取心卸 载后 , 沿纹 层、 层理面等力学薄弱面破裂形成的卸载水平破裂 , 该 类水平缝常见。其产生的破裂面多以水平或极低角缝 为主 , 缝面不规则 , 有时为 波状 , 发育密度可以很高, 使岩心变成 饼状 。 )压溶缝 压溶缝, 如网状缝合线 ( 见图 2d) 是让纳若尔油田 碳酸盐岩地层中最常见的一种非构 造裂缝, 主要发育 在比较致密的灰岩中。其延伸方向与挤压应力方向垂 直或斜交, 根据产状可分为垂直缝合线、 水平缝合线和
2 宏观裂缝特征Байду номын сангаас
观察到的岩心宏观裂缝类型较多, 根据裂缝成因, 将其分成了两大类 , 即构造缝和非构造 缝。根据裂 缝 的产状 , 构造缝 被进 一步 划分为 垂直 缝、 斜 交缝、 水 平缝等 ; 非构造 缝被 进一步 划分 为溶 蚀缝 和 压溶 缝 ( 如网状缝合线 ) 等 [ 6 ] ( 见图 2) 。根 据裂缝 的充填 程
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岩中 , 主要发育颗粒裂纹等微细缝 ; 而颗粒较 细的储 集层或者后期胶 结作 用较 强的 致密 灰岩 中 , 则 主要 发育构造缝和 压溶 缝 , 微细 缝 不太 发育。 微裂 缝的 发育在很大程度 上改 善了 储集 层的 渗流 特征 , 根据 岩心分析统计 , 在相同孔隙度条件下 , 发育微 裂缝的
0. 024 m m 、 面密度平均为 1. 35 条/ cm 、 面缝率平均为 0. 33% 。发育有构造缝、 溶蚀缝、 构造 溶蚀缝的岩样的 裂缝渗透率为 4. 78 ∃ 10 ∀m 。 微裂缝发育 类型 与骨 架颗 粒 特征、 成岩 作 用间 的关系非常密 切。在颗 粒粗 大、 粒 间孔 隙 发育 的灰
复杂碳酸盐岩储集层裂缝发育特征及形成机制
以哈萨克斯坦让纳若尔油田为例
赵伦, 李建新, 李孔绸, 范子菲, 宋珩, 程绪彬
( 中 国石油勘探开发研究院 ) 基金项目 : 中国石油天然气集团公司科技攻关项目 提高让纳若尔大型复杂碳酸盐岩油藏 高效注水开 发配套技术研究 ( 04b60202) 摘要: 通过岩心观察 、 薄片分析等方法研究让纳若尔油田储集层裂缝发育特征 , 发现油田发育宏观裂缝和微观裂缝两种不同尺度 的裂缝 , 宏观裂缝包括构造裂缝和缝合线, 微观裂缝主要是颗粒破裂纹和构造微缝 。不同尺度的裂缝发育程度与碳酸盐岩岩性、 地层结构和应力场大小有着密切的关系。 宏观裂缝多发育于泥晶灰岩等胶结致密的岩石中, 微裂缝多发育在孔渗性较好的颗粒 灰岩中 。让纳若尔油田是层状特征明显的碳酸盐岩油藏, 储集层与致密隔夹层频繁间互的地层结构模式决定了宏观裂缝和微观 裂缝的垂向分布模式: 层储集层较为致密 , 在构造应力作用下形成宏观裂缝 ; 层储集层较为疏松 , 在构造应力作用下多形成微 观裂缝 。平面上 , 裂缝发育与分布受主应力大小控制, 在主应力场相对高值区, 裂缝发育程度更高 。图 5 表 2 参 14 关键词 : 碳酸盐岩储集层 ; 裂缝特征 ; 宏观裂缝 ; 微观裂缝 ; 让纳若尔油田 中图分类号 : T E122. 22 ! ! ! 文献标识码 : A
图 1 ! 让纳若尔油田区域位置图
! 2010 年 6 月 ! ! ! ! 赵伦 等 : 复杂碳酸盐岩储集层裂缝发育特征及形成机制
以哈萨克斯坦让 纳若尔油田为例
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裂性质可分为张裂缝、 剪裂缝和局部构造裂缝[ 4, 5] 。研 究的角度不同 , 应用的分类方法也 不同。本文根据岩 心观察和分析 , 按照裂缝的开度和延伸长度, 把裂缝分 为宏观裂缝和微观裂缝。
3 微观裂缝特征
微观裂缝在让纳若尔油田碳酸盐岩储集层中普遍 发育 , 且类型多 ( 见图3) , 根据成因及充填程度划分为
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石油勘探 与开发 ∗ 油气勘探 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! V ol. 37 ! N o. 3 !
图 3 ! 让纳若尔油田碳酸盐岩储集层岩心薄片显微照片
1 研究区概况
让纳若尔油田位于哈萨克斯坦滨里海盆地东缘, 是 一个大型复杂碳酸盐岩油气藏[ 1] ( 见图 1) 。含油气层主 要发育于石炭系, 纵向上分为 KT ∀ 、 KT # 两套含油气层 系, KT ∀ 包括 A 、 、 !3 3 个油层, KT # 包括 、 两个油 层。 KT # 层的生物碎屑灰岩为低孔低渗储集层, 孔隙度 为 9% ~ 13% , 渗透率为 13 ∃ 10- 3 ∀m 2 , 储集层类型主要 有孔缝洞复合型、 裂缝 孔隙型、 孔隙型[ 2] 。 ! ! 裂缝的发育 程度直接 控制碳酸 盐岩储集 层的质 量 , 也影响油藏开发的产能特征 [ 3] 。国内外裂缝性储 集层的裂缝分类方法种类繁多, 从成因角度可分为构 造裂缝、 溶蚀缝、 应力释放缝、 压溶缝和坍塌破裂缝等; 根据裂缝产状可分为直立缝、 斜交缝和水平缝 ; 根据破