[學習]定量儲層地質學講稿chp4-1n

1、《定量儲層地質學》第四章裂縫性儲層的定量評價,西南石油學院2004年2月,羅明高,第一節(jié) 裂縫性儲層的形成,意義①改善儲層 在滲透性低的孔隙性儲層中起改造滲透率的作用，使之成為良好的儲層，從而具有較高的含油飽和度和較低的殘余水飽和度②形成儲層 形成裂縫不僅作為滲流的主要通道，而且作為主要的儲集空間，形成裂縫性油氣藏。一、裂縫的類型概念 可將裂縫定義為是一種喪失結合力的面。類型 斷層 如果裂縫兩邊的物質發(fā)生了位

2、移稱為斷層節(jié)理 而沒有發(fā)生位移時稱為節(jié)理,第一節(jié) 裂縫性儲層的形成,分類依據 裂縫的成因、裂縫的幾何性質、裂縫的孔隙特征。裂縫的成因力學成因：張性裂縫和壓扭性裂縫。地質成因：構造裂縫、地層裂縫（其它的裂縫）裂縫的幾何性質幾何形態(tài)：走向縫、傾向縫、垂直縫、水平縫大小特征：微裂縫：100μm或150μm裂縫的孔隙特征充填程度：充填礦物、半充填礦物、無充填。充填礦物性質：方解石、白云石、瀝青縫?！　”疚乃?/p>

3、的裂縫為構造縫，包括微裂縫和大裂縫，主要指無充填和半充填裂縫。,第一節(jié) 裂縫性儲層的形成,二、裂縫的形成影響因素主要有兩大類：作用在巖石上的構造應力的性質、大小、方向及邊界條件；其次為巖石本身的性質、層厚、成分、顆粒分選、泥質含量等。 1.構造應力的作用,其中σ1>σ2>σ3裂縫的發(fā)生(經理論計算)的方位為45°+ψ/2，ψ為物體的內摩擦角,砂巖層的ψ=30°,因此在砂巖中產生的裂縫為一組相

4、交為45°+30°/2=60°的共軛裂縫。如圖所示。裂縫的產狀與主應力方向相關，最大主應力為： d2z 1 σ1>E（H──）=E（H──） 　 dx2 R,第一節(jié) 裂縫性儲層的形成,圍壓大小影響,①在低圍壓σ3<35km/cm2時，產

5、生裂縫為不規(guī)則的②當圍壓在某一范圍內（該實驗中為35～700km/cm2），產生的裂縫產狀有規(guī)律③當圍壓過高時不產生裂縫。在第②種情況下，如果圍壓比較低，產生單一（組）裂縫；圍壓的增加將產生兩條（組）相交的裂縫系統(tǒng)。,第一節(jié) 裂縫性儲層的形成,2.巖石物理性質的影響巖石的物理性質直接影響裂縫的發(fā)育程度，脆性的巖石易產生裂縫，塑性巖石不易產生裂縫。根據實驗室的研究資料表明：白云巖─→石英砂巖─→鈣質膠結砂巖─→灰?guī)r為裂縫產生的

6、遞減序列，定量的圖示如圖（圖4-3）。,第一節(jié) 裂縫性儲層的形成,地層厚度的影響地層厚度的大小也是影響裂縫發(fā)育的重要因素，地層厚度越大,密度越小,但裂縫寬度越大,這從大量的統(tǒng)計資料中已得到證實(圖4-4)。,產生裂縫的最小應力σ*1 因為當H越大，需要產生裂縫的應力越大。 H σ*1= E ───　 R 式中:

7、σ*1--巖石破裂的最小應力 H--地層厚度 E--彈性模量 R--曲率半徑,第一節(jié) 裂縫性儲層的形成,地層組合關系的影響當?shù)貙訛楸訒r，常因為層間滑動，裂縫發(fā)育少地層為單一厚度時，裂縫穿層十分明顯，在此情況下，常形成良好的開裂縫。,第一節(jié) 裂縫性儲層的形成,3.溫度壓力圍壓的影響,第二節(jié) 有利于裂縫發(fā)育的條件,一、有利的巖石特征有利的巖石類型應該是脆性的巖石通常是膠結致密的碳酸鹽巖較孔

8、隙度高的砂巖脆性強泥質的含量高時不易產生裂縫在灰?guī)r中含白云石越多，其裂縫密度越大因此較好的巖石類型主要是砂巖中粒度較小的細砂巖和粉砂巖，而碳酸鹽巖中則主要是泥質含量低的亮晶灰?guī)r、白云巖。這些巖石的厚度較薄，但層間不易發(fā)生滑動的特征。,第二節(jié) 有利于裂縫發(fā)育的條件,二、有利的構造部位1.在褶皺上的有利部位在相同應力的作用下，裂縫發(fā)育在脆性巖石中而巖石性質相同或相似時，裂縫發(fā)育在應力作用較強的部位。在同一沉積巖層中，比較穩(wěn)定

9、的海相沉積（特別是碳酸鹽巖），其巖石力學性質可視為相同，這時影響其裂縫發(fā)育的因素，主要為曲率的大小而在陸相巖性巖相變化較大的地層（如陸相、湖泊、碎屑巖沉積中）主要受地層巖石的力學性質的影響。,第二節(jié) 有利于裂縫發(fā)育的條件,二、有利的構造部位2.在平面上的裂縫分布與褶皺位置的關系,①分布在背斜構造翼部撓曲的裂縫主要出現(xiàn)在受擠壓力為主的構造中，通常發(fā)育在其陡翼,②背斜或向斜的傾沒端的裂縫，主要是壓扭性力形成的背斜傾沒端，也可發(fā)育在擠壓

10、力形成背斜的傾沒端，以上升為主而形成的寬緩短軸背斜穹隆的傾沒端,③通常在有斷裂發(fā)育的脆性較強的巖層中的構造軸部發(fā)生裂縫,第二節(jié) 有利于裂縫發(fā)育的條件,3.裂縫的產狀與褶皺位置的關系　 發(fā)育在褶皺上的裂縫有如下兩種基本的產狀特征：垂直于背斜走向的共軛裂縫（圖4-12）。近于平行于走向的共軛裂縫（圖4-13）。,,第三節(jié) 裂縫發(fā)育特征的描述,一、裂縫大小特征的描述裂縫大小特征的描述，指對單一裂縫特征的描述，主要包括了裂縫的寬度

11、、裂縫的大小、裂縫的充填性幾個方面裂縫的寬度 指裂縫壁之間的距離，通常的變化范圍為10～200μm，根據統(tǒng)計資料，常見的寬度范圍為10～40μm。裂縫的大小 描述裂縫規(guī)模大小參數(shù)，通常是一個相對的概念，相對于斷開的地層厚度而言來定義?！　、小裂縫── 裂縫長度小于單個小層厚度　　b、中等縫── 裂縫長度大于單個小層厚度，穿過幾個小層　　c、大裂縫── 裂縫延伸遠，通常可達數(shù)十甚至數(shù)百米裂縫的充填性 指裂縫被自生的礦

12、物的充填情況，這對于儲層的研究是非常重要的，只有那些充填較差的裂縫系統(tǒng)才是良好的儲集空間和滲流通道。通常按裂縫被礦物的充填與否或充填物的多少，將充填性分為全充填、半充填和無充填三種情況。,第三節(jié) 裂縫發(fā)育特征的描述,二、裂縫分布特征的描述裂縫分布特征 指在研究區(qū)內多條裂縫間相互關系特征；包括間距、產狀、組合關系等，若某區(qū)的裂縫有兩種明顯不同產狀（主要指傾向和走向）則通常稱為分兩組不同產狀的裂縫，根據裂縫發(fā)育的產狀特征進行分組。裂

13、縫發(fā)育的密度，通常引入線密度、面密度和體密度的概念。線密度：指垂直于裂縫面方向上，單位長度巖石的裂縫條數(shù)，用條/米表示。它描述了裂縫發(fā)育的數(shù)量特征，當線密度較大時，表明其裂縫數(shù)量比較多、密集，通常是細粒、脆性、薄層巖石的裂縫線密度較大（表4-3）。面密度：指垂直于裂縫面的平面上，單位面積內裂縫的總長度。它更全面地反映了裂縫的發(fā)育特征，它不僅反映了裂縫的條數(shù)，而且反映了裂縫的延伸長度特征。體密度：指單位巖石體積所含的裂縫的面積之和，

14、它是從三維空間內反映了巖石中裂縫的發(fā)育特征。,第三節(jié) 裂縫發(fā)育特征的描述,二、裂縫分布特征的描述,,補充……,第四節(jié) 裂縫預測,1.基本原理,第四節(jié) 裂縫預測,2.曲率的確定方法1)剖面法,第四節(jié) 裂縫預測,2.曲率的確定方法2)平面法（主曲率法） 已知點0、1、2、3、4、5、6、7、8九個點 的高度，則點0的曲率為：,第四節(jié) 裂縫預測,2.曲率的確定方法2)平面法（主曲率法）,第四節(jié) 裂縫預測,2.曲率的確