低渗透储层构造裂缝的成因类型及其形成地质条件

低渗透储层构造裂缝的成因类型及其形成地质条件

温小流

中国石油长庆油田分公司第七采油厂山城作业区甘肃省庆阳市745700

摘要:低渗透储层通常情况下都存在剪切裂缝、扩张裂缝以及拉张裂缝等三种构造裂缝类型。剪切裂缝主要是由于受到地层压应力而产生,从理论角度来讲,剪切裂缝通常情况下都会有两组重共轭切裂缝的形式存在,但是由于岩层存在严重的非均质性,对其中一组裂缝的形成会产生抑制作用,只能留下一组裂缝。扩张裂缝以及拉张裂缝通常情况下都是分布在与最小主应力垂直的方向上,而且其整体规模较小。

关键词:低渗透储层;构造裂缝;类型;地质条件

引言

对于沉积盆地低渗透储集层来说,其主要的裂缝类型是构造成因裂缝,构造裂缝在低渗透油气储层实际勘探开发过程中作用非常明显。通常情况下人们都将低渗透储层的裂缝根据其构造成因严格的划分为剪裂缝以及张裂缝等两种类型,而且两种裂缝分别是在剪切力以及张应力的作用下最终形成。针对低渗透储层构造成因裂缝的类型以及具体形成地质条件进行正确认识,才能够实现对构造裂缝发育规律的深入研究。

1构造裂缝成因类型及形成应力状态

1.1剪切裂缝

剪切裂缝实际主要是沿着主剪应力面进行分布,裂缝面与其唯一方向保持平行。而剪切裂缝的形成主要是因为压应力的作用,由于剪切裂缝最大压应力与最小压应力之间呈现处于水平的状态,而中间主压应力则处于垂直方向[1]。从理论角度来看,剪切裂缝通常情况下都会有两组重共轭切裂缝的形式存在,但是由于岩层存在严重的非均质性,对其中一组裂缝的形成会产生抑制作用,只能留下一组裂缝。从而使得在具体进行岩样实验的过程中通常只能看到一组裂缝。人们在野外也经常会发现处于正交关系的两组裂缝组合,但是这种裂缝组合很有可能是在不同时机的构造作用下形成的单向剪切裂缝。针对正交裂缝交切关系必须要进行仔细的观察,这样才能够对取先后顺序进行正确判断。

1.2扩张裂缝

扩张裂缝的分布通常情况下与最小主应力处于垂直状态,与最大主应力以及中间主应力共同构成的面分布相同,因此裂缝主要位移方向与其裂缝面之间呈现出垂直关系。压应力也是形成扩张裂缝的主要应力,其通常情况下都有剪切裂缝同时发育,在实际进行岩样实验过程中发现,只有在围压较小的情况下才会出现扩张裂缝,由此也可以证明扩张裂缝主要是在近地表环境下发育成的。

1.3拉张裂缝

拉张裂缝的分布与扩张裂缝非常相似,其余最小主应力方向也呈现出垂直关系,裂缝的主要位移方向与裂缝面之间也呈现出垂直关系。但是拉张裂缝在具体行程过程中张应力主要是其最小主应力。由此可见,拉张裂缝在形成过程中具备了特定的英利环境,否则形成的裂缝就是扩张裂缝。

2构造裂缝形成地质条件

2.1剪切裂缝

剪切裂缝呈现出比较稳定的产状,而且其延伸长度较长,裂缝面处于平直状态,而且其分布体现出了明显的透入性,剪切裂缝在我国中西部地区的沉积盆地中发育非常广泛。而在我国的东部伸展盆地的构造反转期同样可以形成剪切裂缝,剪切裂缝要具体分布在很大程度上会与岩层之间存在紧密联系,其实际上与岩层几乎处于垂直状态,因此通常情况下剪切裂缝都属于高角度缝。

另外,剪切裂缝经常还会发育出滑脱裂缝以及近水平剪切裂缝[2]。通常情况下在泥质岩中会发育滑脱裂缝,在这种情况下其裂缝面上会出现非常明显的擦痕,或者表现出镜面的特征。泥质岩构造受到挤压或者是伸展作用的影响下,软弱层位置在剪切作用下会形成剪切裂缝,泥岩的软弱层会对其剪切面的形成方向起到决定性作用。近水平剪切裂缝主要是在我国西部盆地的一些逆冲构造的中大量发育,而且主要是分布在颗粒度比较大的砂岩或者是粗砂岩中,整体呈现出马蹄形状,裂缝面与微层面之间呈现出小角度斜交状态,而且也呈现出了良好的等间距性,当构造在受到挤压作用下断层产生逆冲作用或者是地层之间产生滑动作用下就会形成近水平剪切裂缝。

2.2扩张裂缝

扩张裂缝产状呈现不稳定状态,延伸距离比较短,而且裂缝面整体比较粗糙,具有明显的不平等特点,扩张裂缝主要是在岩石处于微观以及宏观破裂阶段的时候发育。微观破裂阶段主要是因为岩石在受到了三轴构造挤压应力的作用下产生,在这种情况下,最大主压应力方向上会形成微裂缝,而与最大主压应力处于平行分布的微裂缝就是扩张裂缝;当岩石再出现宏观破裂的时候,会形成横张裂缝以及追踪张裂缝等两种扩张裂缝[3]。由此可见,扩张裂缝的形成主要是岩石在受到构造挤压应力作用的情况下,岩石就会在最小主应力的方向上产生扩张,最终形成扩张裂缝。

2.3拉张裂缝

与扩张裂缝相比较,拉张裂缝整体发育规模较小,而且延伸距离也更短。通常情况下拉张裂缝都呈现出透镜状,裂缝整体的刚开度比较大,而且拉张裂缝内部经常会填充方解石、石英等。拉张裂缝通常情况下都分布在沉积盆地的褶皱轴部或者是断层附近,另外,在存在异常高压的地层中也会形成拉张裂缝,上述几种环境下岩层在产生弯曲变形的过程中会受到拉张应力的作用,这样就形成拉张裂缝。在断层附近形成的拉张裂缝在很大程度上与断层的异常高压流体存在紧密的联系。

根据当前的勘探实践可以知道,拉张裂缝在形成过程中热应力非常小,因此,拉张裂缝的形成不仅会受到岩层产生弯曲变形过程中而发生的拉张应力作用之外,而且还会与沉积盆地中异常的高压流体所产生的拉张应力存在紧密联系。

结论

低渗透储层中构造成因裂缝主要有剪切裂缝、扩张裂缝、拉张裂缝等三种类型,而不同构造裂缝主要是在水平的构造挤压应力作用下形成,另外,岩层中的异常高压流体以及构造在抬升过程中所产生的剥蚀作用产生的应力也是形成构造曾经裂缝的主要力源。或上述分析对构造成因裂缝形成的具体地址条件进行了分析之后,对构造成因裂缝的发育规律有了更加全面的了解。

参考文献:

[1]杨学君.大北气田低孔低渗砂岩储层裂缝特征及形成机理研究[D].中国石油大学,2011.

[2]王珂,张惠良,张荣虎,王俊鹏,孙雄伟,杨学君.超深层致密砂岩储层构造裂缝定量表征与分布预测——以塔里木盆地库车坳陷克深5气藏为例[J].地球科学与环境学报,2017,39(05):652-668.

[3]王珂,张惠良,张荣虎,戴俊生,王俊鹏,赵力彬.塔里木盆地克深2气田储层构造裂缝多方法综合评价[J].石油学报,2015,36(06):673-687.

标签:;  ;  ;  

低渗透储层构造裂缝的成因类型及其形成地质条件
下载Doc文档

猜你喜欢