第3章03 裂缝性储层+影响储层特征因素

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二、裂缝评价的主要内容--基本参数
2、裂缝组系及油藏内发育分布规律
裂缝组--同一时期、相同应力作用产生的方向大体
一致的多条裂缝组合在一起为一个裂缝组。
裂缝系--凡同一时期、相同应力作用产生的两组和两
组以上的裂缝组，组合在一起为一个裂缝系。 多套裂缝组系连通在一 起称为裂缝网络。裂缝性 储层必须具备裂缝网络。 若裂缝间互不连通，未 形成网络，只能局部起作 用，不能称裂缝性储层。
第二节 裂缝性储集层
一、裂缝概述
1、裂缝的成因 2、裂缝的类型--分类
二、裂缝评价的主要内容 三、岩石裂缝发育的规律
第二节 裂缝性储集层
一、裂缝概述
裂缝可成为油气运移的良好通道，对储集层渗透 率影响极大：
● ● ● ●
使一些不具孔隙的岩层变为储层、产层； 使一些低渗透率的油层具有开采价值； 不仅是影响油气富集的重要因素； 也控制储集层中油气的产出。
⑷ 充填程度分类
按裂缝空间被方解石、白 云石、沥青等的充填情况 来分： 张 开 缝 半充填缝 全充填缝
2) 裂缝的类型⑸--渗流性质分类
根据裂缝可否作为流体储渗空间和运移通道分4类：
闭合缝--由于地应力作用的闭 合裂缝或被完全充填的裂缝， 不能给流体流动提供通道； 开启缝--裂缝开启，未 被充填，可作为流体储 存和流动的通道；
二、裂缝评价的主要内容--基本参数
3、裂缝发育程度
包括：纵向穿切深度、 横向延伸长度、 宽度、 开度、 分布密度或间距 等。 ① 岩心裂缝长度：指垂向上的长度。 ② 裂缝宽度(张开度)：由裂缝间的距离来表示。
是定量评价裂缝性质的一个重要参数， 它对裂缝系统的孔隙度，特别是渗透率有很大影响。
--与岩石岩性、应力性质、形成的温压条件等有关。
●
岩块系统：毛细管压力不能忽略不计， 其束缚水饱和度较高，一般＞30%。 →岩块中所含油(气)饱和度较低。
裂缝性油气层中，各小岩块的孔隙结构不同、毛管压力 大小不同→总岩块系统中含油(气)饱和度变化很大。
6、裂缝的储油能力和渗流能力
④ 裂缝-孔隙系统之间的相通性和采收率 Ⅰ) 相通性：
●
一般情况下，两种系统相互连通，开采时， 裂缝系统先水淹；之后，裂缝中的水与岩块孔隙中 的油(气)间发生交叉流动，实现总系统驱油。
实际研究中，可用下式求裂缝孔隙度： 裂缝孔隙度
b f 100% Db
b --裂缝平均宽度；
D--平行裂缝的平均间距。
★ 裂缝性岩石的总孔隙度：
---为裂缝孔隙度与岩块孔隙度之和。
★ 裂缝孔隙度的数值及其重要性：
●
裂缝孔隙度一般都很小：
最好的裂缝性储集层，裂缝孔隙度也不超过1%； 若裂缝系统经历大规模溶蚀，裂缝孔隙度可≥2%。
二、裂缝评价的主要内容--基本参数
1、裂缝产状
裂缝的倾角、走向、倾角与储集层产状关系。 其中，裂缝的走向方位尤为重要： → 它表示了裂缝的延伸方向， → 反映了储层储渗条件的各向异性， → 直接影响着油水运动轨迹。 一般，在定向取心井中可以直接确定裂缝产状。
通过地层倾角测井、成像测井等确定裂缝产状。
2、裂缝的类型
因分类依据不同，可有多种类型裂缝划分方案。 ⑴ 裂缝的地质分类--纳尔逊(R.A.Nelson，1990)
按其地质因素，可分别形成构造裂缝、区域裂缝、 收缩裂缝、矿物相变裂缝、卸载裂缝及风化裂缝等。
构造裂缝； 裂缝类型 简单归类 沉积-构造裂缝--层理缝、层内缝； 非构造裂缝(岩性缝)--由于干缩、风化、 崩塌、压实、压溶等作用形成的裂缝
●
三、岩石裂缝发育的规律 2、裂缝与岩层厚度
一般对脆性地层，在岩性相同的岩层中， 薄层中的裂缝数量要比厚层中的多。 厚层状灰岩：裂缝密度小 (15条/米2 )， 裂缝张开度高，延伸距离长，有效性好。 中-薄层状灰岩：裂缝密度大(41条/米2 )， 张开度较低，延伸距离短，有效性差。
岩层中的不同岩性组合影响岩石的破裂性质。
三、岩石裂缝发育的规律 3、裂缝与构造 ⑴ 裂缝与区域构造
区域构造对裂缝有明显控制作用--裂缝方向不仅与 地层走向有关，且与大地构造(如褶皱山系)走向有关。 区域裂缝发育受局部构造影响较小-局部构造形成的裂缝使裂缝组系变得更复杂。
⑵ 裂缝与局部褶皱构造
局部构造上，裂缝总是发育在岩石应力最集中、 变形剧烈即岩层有最大曲率的部位。
●
●
一般认为，与正断层伴生的断裂带主裂缝方向为：
L nf I AfD Sg Sg
nf--裂缝总条数
I--裂缝平均长度 Sg--流动横截面积
线性裂缝密度LfD --指与一直线(垂直于流动方
向)相交的裂缝数目与此直线长度LB的比值
L fD
nf LB
★
岩心裂缝密度：
线性裂缝密度：每米岩心长度上裂缝条数，条/米； 面积裂缝密度：某一横截面上所统计的裂缝累积长度
● ●
岩块系统：采收率低，一般＜30%。 裂缝-孔隙性油藏： 总采收率比一般的常规孔隙性油藏要高些。
7、裂缝的溶蚀改造情况
① 溶蚀段的基块成分、结构和构造特征； ② 溶蚀部位分布特点； ③ 溶蚀加宽的平均宽度。
小结--裂缝评价的主要内容：
● ● ● ● ● ●
裂缝产状；
●
裂缝的力学性质--张性缝、剪切缝；
在油藏条件下，张开度取决于深度、孔隙压力 和岩石类型。当上覆岩层压力不变，而油藏压力下 降时，由于岩石的膨胀效应，张开度将变小。
初始的裂缝 压力衰竭时的裂缝
裂缝张开度 在10～200μm 之间，最常见 范围是：10～ 20μm
由于油行统计分析及作图，以 研究裂缝张开度的分布范围。
裂缝张开度，μm
裂缝张开度的统计频率曲线
③ 开度：指充填物充填后剩余的可作储集空间的宽度。 ④ 裂缝密度：
用线性裂缝密度、面积裂缝密度、体积裂缝密度表示
体积裂缝密度VfD ：裂缝总表面积(S) 与基质总体积(Vg)的比值：
V fD
S Vg
面积裂缝密度AfD--指裂缝累积长度 nf I 与流动截面上 基质总面积Sg的比值：
裂缝对采收率影响：
裂隙发育的储层中，
●
最大渗流方向与最
小水平应力方向垂直；
●
油田优先水淹方向
与张裂缝主要发育方向 一致。
1、裂缝的成因
概括为：地层岩石在不同应力作用下，由于承受不住 某一种应力而产生破裂，进而在整个岩体内形成裂缝。
产生裂缝的根本原因--应力作用。 引起地下应力变化的主要因素有3个方面： A、地壳变动--如褶皱作用、断层作用； B、覆盖层遭受侵蚀而变动--上部膨胀，在最先易碎的 脆性岩层中产生裂缝或裂隙； C、压实作用--使矿物变化和水分丧失而导致泥岩体积 收缩而形成裂缝。
与该横截面积之比；
体积裂缝密度：单位岩石体积中所含裂缝的总表面积。 ⑤ 裂缝间距：指在垂直于一组裂缝方向上所测量的各
裂缝之间的平均距离，单位为m。
★
裂缝发育程度的影响因素：与单层厚度及岩性、
地层组合特征、构造因素等有关。
二、裂缝评价的主要内容--基本参数
4、裂缝开启程度、充填程度及有效开启程度
① 裂缝充填情况：张开缝、闭合缝、半充填缝、全充填缝 ② 充填物种类：矿物、泥质、古土壤等碎屑物、沥青质等 ③ 裂缝充填描述内容：矿物定名、晶形、结晶体方向
第二节 裂缝性储集层
储层裂缝(R.A.Nelson，1985)：指由于构造变形或物理成
岩作用形成的，在岩石中天然存在的宏观面状不连 续体。
★★
裂缝性储集层：指天然存在的裂缝对储层内流体流动
具有重要影响或据预测具有重要影响的储集层。 与孔隙型储层相比，裂缝性储层最常见的特征：
★★
孔隙度低、渗透率高，非均质强，开发难度大。
第三章 储层特征研究
第一节 储层非均质性研究
一、储集层非均质性的分类 二、储层非均质性的研究内容和方法 三、储层非均质性与油气采收率的关系
● ● ●
储层宏观非均质性对注水开发的影响 储层微观非均质性与油气采收率的关系 河流-三角洲砂体非均质性对油水运动的影响
第二节 裂缝性储层研究 第三节 影响储层特征的地质因素
2) 裂缝的类型
⑵ 产状分类
根据裂缝与岩心横切面的夹角将裂缝分为五种类型： 裂缝类型 水平缝 低角度斜交缝 高角度斜交缝 垂直裂缝 不规则缝 裂缝与岩心横切面夹角 0°～15° 15°～45° 45°～75° α＞75° α变化不定
2) 裂缝的类型
⑶ 大小特征分类
按裂缝宽度划分为四类： 大裂缝 中裂缝 小裂缝 微裂缝 宽度＞3mm 1～3mm 0.1～1mm ＜0.lmm
1、裂缝与岩石类型 2、裂缝与岩层厚度 3、裂缝与构造 4、异常高压与裂缝发育
1、裂缝与岩石类型
三、岩石裂缝发育的规律
裂缝间距(密度)与岩性之间的组合关系(岩石组合)、 岩石的强度或塑性具有关系密切。 在应力和环境条件相似条件下，脆性组分岩石的 百分比愈高，则裂缝密度愈大。
●
碳酸盐岩、泥岩(页岩)中裂缝发育程度 高于陆源沉积的砾岩、砂岩及石膏岩--斯麦霍夫统计。 裂缝减少的顺序：泥灰岩→泥质白云岩→白云岩→ →白云质灰岩→灰岩→砂岩→硬石膏→石膏 ---基尔基斯卡妮(1981)。
一般，在局部构造上裂缝主要发育在：褶皱的轴部、 端部、翼部挠曲以及与断层有关的牵引褶曲处。
西伯利亚地台南部
南米努 辛盆地
俄罗斯地台
西阿鲁克 塔乌背斜
各种局部构造上裂缝发育的分布
（斯麦霍夫，1974）
3、裂缝与构造
⑶ 裂缝与断层
构造裂缝与断层的关系主要表现为：
● ● ●
两者的力学性质相似，它们形成于同一应力场； 邻近断层裂缝，总有一组裂缝走向与断层方向一致； 断层附近岩石中裂缝组系增多， 随离断层距离的逐渐增裂缝减少直至消失； 裂缝相对发育带：断层末端、断层相交区域、 弯曲断层外凸部---均为应力集中区； 断层类型不同，裂缝类型、方向及分布规律不同。