青化砭地区油气储层裂缝特征研究

关键词：成岩面状注水裂缝

裂缝在成因上可分为天然裂缝和人工裂缝, 天然裂缝指的是由于构造变形作用或物理成岩作用在岩石中形成的没有明显位移的面状不连续体。随着对低渗透砂岩油田的开发和注水的深入研究, 人们发现其的作用越来越重要。裂缝不仅决定了注水效果, 而且控制了层系划分和井网布置, 从而直接决定了油田开发效果的好坏, 因此对砂岩油田裂缝的研究日益受到人们的高度重视。

青化砭区属特低渗油气田 (藏) , 一般对其开发必须通过压裂才能获得工业油气流。既然对于特低渗透油气田 (藏) 而言, 天然裂缝的存在对油田开发起着至关重要的作用, 而从某种意义上讲, 这种存在是无法改变的, 人们只有通过各种方法和技术认识其存在的状态和分布规律, 并在实际的开发过程中, 扬长避短, 使其为油田开发服务。

一、研究区裂缝成因分析

青化砭区储层天然裂缝从成因上分为两类:一是构造裂缝, 一是成岩裂缝。依据裂缝形态又可分为水平裂缝、斜交裂缝和垂直裂缝。垂直裂缝和斜交裂缝主要的构造作用形成的相对角度较高的裂缝, 而水平裂缝大部分是流体顺层流动而形成的, 一般属成岩裂缝。

构造裂缝成因主要取决于岩体的天然应力场与岩体的强度。形成应力场的地质作用贯穿于岩石的埋深、成岩、上升、剥蚀等过程, 其规模受地温、挤压及其它可定量的物理及化学作用控制。而岩石的强度主要依赖于岩矿、胶结结构、胶结形式及层序组合。当应力场作用超过岩体强度时, 裂缝就会产生。

成岩裂缝是地层沉积后经溶蚀、成岩、风化、淋滤等原因形成的各类裂缝。从岩芯薄片上观察到, 该区与层面近平行分布的成岩缝相对较为发育, 占薄片中微观裂缝总数的62%。尤其是在泥质粉砂岩和粉砂岩中裂缝更为发育。由于层理主要由云母形成, 云母容易溶解, 而且层理处没有次生加大作用, 因而强酸性流体较容易进入并发生溶蚀作用。

地应力场的大小特别是地应力的纵向分布是控制缝高延伸的最敏感因素。对于青化砭区而言, 前已述及整个储层断层不发育, 区域构造稳定, 因此可以认为水平主应力方向在整个区域上变化不大。在对其构造应力场研究中, 认为最大主应力方向为北东方向。

一般认为, 作为华北克拉通一部分的陕甘宁盆地, 是一个坚硬的稳定地块, 它的活动同样受全球板块构造运动的控制, 同时还受其边界条件的影响。从应力场演化角度分析。

二、研究区裂缝特征分析

青化砭区分布北东、北西及近东西向三组裂隙, 发育少量微裂隙, 主裂隙发育方向为北东—南西向, 主要是燕山期与喜山期先左旋剪切, 后右旋剪切的区域应力场下形成的, 也正是由于这种演化造成其它方向只发育压性的隐裂缝, 而只有NE-SW向一组可能存在一些张裂缝。目前油田主要沿NE-SW向水淹, 也可能与此有关。部分存在垂直裂缝倾角80°左右, 分析预测裂隙在井下为闭合状态。

研究区砂体是三角洲道沉积, 主要发育着一系列NE-SW向的分流河道 (水下

分流河道) 砂体, 它必然影响到注水时, 水体首先沿NE-SW向阻力小的砂体运移。由于沉积作用和裂缝对开发影响作用巨大, 因此, 在注水开发过程中应尽量沿砂体沉积方向和裂缝发育方向注水, 这样向两侧方向驱油效果最好, 无水采收率和最终采收率都可明显提高。同时应注意, 在注水开发过程中, 如果压力过大时, 势必首先将同一走向的隐裂缝撑开, 因此造成水淹方向必然主要是NE-SW向。所以在注水开发时注水压力不能过大, 以免串通裂缝, 从而导致水淹。

天然微裂缝 (宽度小于100μm) 的存在具有双重作用, 一方面增加了油层的渗流能力, 提高油井产量, 并为注水开发奠定了基础, 同时某些微裂缝是油气运移的良好通道。另一方面, 由于注水后地下微裂缝隙的开启或压裂缝与天然裂缝沟通, 造成了油井含水上升快, 水驱油效果变差。

根据邻近安塞、川口油田长6油层天然微裂缝和人工压裂缝测试资料分析, 姚店油田长6油层与川口油田具有较强的可比性 (地理位置、油层物性、埋深相近) , 天然微裂缝以EW向为主, 人工压裂缝为水平裂缝和垂直裂缝, 以水平裂缝为主, 这一结论对油田注水开发方案的编制具有重要的指导作用。理论上认为, 水平缝无明显的方向性, 但该区E—W向天然微细裂缝相对发育, 水平压裂缝易与E—W向天然微细裂缝沟通, 导致位于注水井E—W向油井见水较其它方向上早, 水淹速度相对较快。根据陕北地区特低渗油田注水开发经验, 沿见水方向部署注、采井, 增加该方向上井距, 减小侧向排距, 具有延长主向油井见水期和稳产期、提高侧向油井见效程度的作用, 同时这种部署方式有利于主向油井水淹后进行沿裂缝注水, 注水强度可提高到4—5m3/d*m, 促使侧向油井尽快见效;也有利于后期进行井网调整 (将反九点法井网转换为五点法或排状注水井网) , 会使采收率和开发效果得到进一步提高。丰富川地区长2储层也有相似特征。

摘要：本文在应力场演化角度分析的基础上, 研究了青化砭地区油气储层裂缝分布。其主要特征为, 该区分布北东、北西及近东西向三组裂隙, 发育少量微裂隙, 主裂隙发育方向为北东—南西向。