准噶尔盆地南缘前陆冲断带深部裂缝储层发育模式

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ddsusu
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准噶尔盆地南缘前陆冲断带侏罗系含有丰富的油气资源,储层埋藏深度通常大于4500 m,属于典型的深层致密砂岩储层。储层中天然裂缝发育,有效裂缝的分布对油气富集和产能具有重要意义。明确储层中天然裂缝的发育规律及有效性,建立深层裂缝储层的发育模式,可为该区深层油气勘探开发提供地质依据。论文利用野外露头、岩心、薄片等资料,分析了准南冲断带深层侏罗系储层天然裂缝的成因类型、发育特征及主控因素。依据地表露头观测统计和数值模拟方法,研究了前陆冲断带断弯褶皱和挤压背斜构造的裂缝域分布模式、差异性及其控制机理。应用常规测井识别方法和储层地质力学方法,预测了天然裂缝纵向和平面分布规律。结合静封闭压力计算和覆压条件下渗透率测试,定量评价了深层储层裂缝有效性及其影响因素。最后,综合构造作用和储层成岩作用分析,探讨了构造成岩作用对储层形成演化的控制机理,建立了前陆冲断带深层裂缝储层发育模式。准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层侏罗系储层发育构造成因、成岩成因、构造成岩成因和异常高压成因4类天然裂缝,其发育程度主要受岩性、岩石力学层和构造3个关键因素控制。在粉砂岩和细砂岩中,裂缝更为发育。构造裂缝以层内裂缝为主,裂缝密度随着岩石力学层厚度的增加而降低。断层上盘裂缝发育程度较高,随着与断层面距离的增加,裂缝的发育程度逐渐降低。纵向上,八道湾组天然裂缝发育程度最高,其次是头屯河组和西山窑组。平面上,从冲断带东段到西段、从天山山前到盆地内部,储层裂缝的发育程度呈逐渐降低的变化趋势。前陆冲断带的断弯褶皱分为六个裂缝域,挤压背斜分为五个裂缝域,两种构造的裂缝域分布模式既有相似之处,也存在明显的差异。相同点表现在两种构造褶皱前翼较后翼裂缝更发育,并且褶皱核部发育有一组与轴向平行的扩张裂缝;差异性主要是断弯褶皱两翼比核部裂缝更发育,而挤压背斜则相反,并且断弯褶皱比挤压背斜裂缝发育程度更高、类型和组系更复杂。导致两种典型构造裂缝域分布差异的控制机理是断弯褶皱的裂缝发育受断层影响较大,而挤压背斜中的裂缝多为层控裂缝,主要受构造挤压作用的影响。天然裂缝在地层围压条件下的张开度和渗透性受其静封闭压力的控制,受埋藏深度、裂缝产状、地应力方向与大小、孔隙流体压力等因素的影响。研究区目的层中,与现今最大主应力方向小角度相交的北北东-南南西向高角度裂缝静封闭压力最小、开度最大,最易形成相互连通的裂缝网络,增加储层的渗流能力。覆压条件下裂缝渗透率实验表明,随着压力的增加,裂缝渗透率呈幂函数递减。裂缝倾角越大时,其渗透率值越高、对压力的敏感性越强、越易趋于稳定。在埋深大于4500m的深层,天然裂缝依然保持有较好的开度和渗透性,其渗透率大于15 m D,比基质渗透率高出3个数量级,表现出良好的有效性。构造成岩作用对前陆冲断带深层致密砂岩储层的孔隙结构、裂缝以及储层物性有显著的影响,是控制裂缝储层形成演化及储层质量的关键地质因素。准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层储层的形成演化可以分为压实减孔、储层致密化和储层改造(甜点储层形成)三个阶段,构造成岩作用通过控制构造沉降、构造变形强度、成岩作用发生时间和成岩强度影响了不同阶段储层中孔隙和裂缝的发育规律,决定了优质储层的分布。依据构造成岩作用的机理,建立了准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层裂缝储层的发育模式。不同构造带储层的发育模式表现出明显的差异,较好的反映了构造和成岩相互作用与储层物性演化的耦合关系。
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