储层裂缝系统特征研究

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：由于井眼附近的压裂裂缝和研究区内广泛分布的天然裂缝的渗透率均受控于现代应力场的分布。本研究区主要应用了FMI、USI和STARII三种成像测井技术对井壁裂缝构造进行分析（图4）。本次研究区的裂缝种类非常丰富，有天然裂缝，也有诱导裂缝。本研究区内的压裂缝走向多为东西方向，最大主应力方向应为近东西向。

本研究区的储集层主要为低孔-特低孔的低渗储层。为了提高储层疏导性能，在本区实际开发中，大量使用了水力压裂技术，以期获取工业油流。压裂可以在井孔附近较小的区域内形成具有一定长度和开度的人工裂缝，然而压裂裂缝的走向不仅受控于现代地应力场分布，而且其开度也受控于现代地应力场的分布。本研究区除了压裂产生的人工裂缝外，更存在着大量的天然裂缝。由于天然裂缝形成规律复杂，且形成后又受现代地应力场的控制。因此开发一套行之有效的天然裂缝研究方法，对于提高本研究区油气产量有着重要的实际意义。由于井眼附近的压裂裂缝和研究区内广泛分布的天然裂缝的渗透率均受控于现代应力场的分布。因此建立一套定量的现代地应力分析方法，对于补充天然裂缝建模体系的研究成果十分必要。现代地应力场的研究方法很多，从本研究区目前的资料情况来看，主要采用成像测井分析、岩心分析、微地震监测分析和构造地质分析。

（1）成像测井分析

本次研究大量应用了成像测井分析技术。成像测井分析技术作为一种高新技术，在近年获得了快速发展，主要有FMS（地层微电阻率扫描成像测井）、FMI（全井眼地层微电阻率扫描成像测井仪）、USI（超声成像仪）、UBI（超声井眼成像仪）、STARII（电阻率成像仪）等成像测井技术。本研究区主要应用了FMI、USI和STARII三种成像测井技术对井壁裂缝构造进行分析（图4）。本章第四节将对成像测井分析方法进行详细论述，并对研究区的成像测井成果进行了分析总结。本区天然裂缝的走向大体为近南北走向，含有少量北东走向裂缝。从井壁崩落和压裂裂缝的走向分析，最大水平主应力方向为近东西方向，最小水平主应力为近南北方向。

图4 成像测井裂缝识别

（2）岩心分析

本次研究除利用成像测井分析技术外，也结合了岩心观察方法。相比之下，成像测井的裂缝分析方法，基于岩心观察方法分析裂缝更加直接。本研究区共有收集研究区及附近区块72口井的岩心资料。这些岩心资料为分析裂缝的产状和开度提供了丰富数据。

本研究区储层岩石岩性主要为细粉砂岩，含有一定钙质胶结物（图5）。通过岩心直接观察，可以看出本区裂缝较发育，以高角度直劈裂缝为主。裂缝表面少有充填物，缝面较干净，少量含油斑、油迹，可以估测这些裂缝在地下多以闭合缝的形式存在。在未注水开发的条件下，储层中的这些裂缝在地下基本上多处于闭合状态，对疏导贡献较小。但是注水开发时候，这些裂缝就会开启，沿缝快速推进，造成水串、水淹现象。由此可见，在裂缝建模过程中，油气应当注重裂缝方向建模。本次研究区的裂缝种类非常丰富，有天然裂缝，也有诱导裂缝。本研究区内的压裂缝走向多为东西方向，最大主应力方向应为近东西向。

图5 研究区胶结缝岩心照片

图6 研究区张开缝岩心照片

（3）微地震监测分析

由于成像测井数据不能分析裂缝的平面延伸特征，为了进一步分析压裂缝的延伸长度特征，本区内还对压裂过程做了多台站微地震监测。图7中红点为监测微地震源，从监测结果可以看出，压裂缝的走向为北东方向。

图7 井压裂微地震监测图

（a：微地震监测结果 b：压裂缝走向图. 监测深度2291m，压裂缝走向北东向）

（4）构造地质分析

本研究区紧邻乾安油田。根据乾安油田在注水开发中后期，其水窜和水淹情况均以东西向为主导，最大水平主应力也为东西向。本区总体构造为近南北向斜，和乾安油田在构造上存在过渡。因此从构造地质上分析，本区裂缝和最大水平主应力应为近东西方向。在第三章，将重点探讨现代地应力模拟方法和模拟结果。