大民屯凹陷曹台潜山油藏储层裂缝特征及分布规律预测

杨永亮

(中油辽河油田分公司，辽宁 盘锦 124010)

1 地质背景

曹台潜山油藏位于辽宁省沈阳市于洪区，构造上处于辽河盆地，大民屯凹陷东北部的边台—法哈牛潜山带，该潜山地层由太古界鞍山群变质岩组成，岩性以混合花岗岩类为主，其次为黑云母斜长片麻岩、斜长角闪岩等，并伴有晚期(燕山期)侵入的煌斑岩及辉绿岩岩脉。油藏类型为构造裂缝—碎裂岩的粒间孔隙型弱底水驱动的块状油藏。裂缝是潜山储集体的主要储集空间类型，按成因可分为构造裂缝、构造溶解缝、溶解缝三种，其中以构造裂缝最发育［1-4］。

2 裂缝发育特征

2.1 裂缝的识别与方位

利用裂缝识别测井(FIL)与电导率异常检测(DCA)分析技术对全井段进行了裂缝解释。裂缝识别测井主要是利用裂缝被泥浆侵入形成高导电异常及垂直裂缝使井径呈椭圆形扩大的现象来研究裂缝。根据出现异常的极板号、井斜方位角和相对方位角，可确定裂缝的延伸方向和裂缝倾角。

DCA程序是通过差别分析将同一深度各极板同时出现的电导率异常滤掉，以使垂直裂缝的导电异常突出。通过DCA程序处理，可构成裂缝方位频率分布图(图1)，确定曹台潜山裂缝的发育主要有两个方向，即NE向和NW向。

2.2 裂缝的倾角与开度

根据5口井岩心观察结果及裂缝统计规律表明，曹台潜山特殊的岩性及构造背景造成了高角度缝、斜交缝、水平缝、网状缝和微裂缝发育。图2为曹台潜山裂缝倾角频率图。

1)高角度缝(70～90°)占裂缝类型的10%左右，其中构造应力产生的高角度缝延伸较长，在岩心中可达30～80 cm，最长可达100 cm。裂缝开度较大，为0.1～0.02 mm。而由风化作用形成的高角度缝延伸长度多在10 cm以内，且多被充填或半充填。

2)斜交缝(20～70°)占裂缝类型的34%左右，通常可见两组，一组倾角较陡，60°左右;另一组较缓，30°左右，裂缝较平直，延伸长度较大，开度一般为0.01～0.02 mm;

3)水平缝(0～20°)占裂缝类型的2.7% ～5.9%，主要发育在裂缝发育带下部，延伸长度不大，开度为 0.01 ～0.02 mm;

4)网状缝和微裂缝占裂缝发育总数的46% ～60%，通常几组裂缝纵横交割，将岩心切割成菱形小块，单位岩心长度上统计，延伸长度为2～5 cm，开度为0.04～0.01 mm。

2.3 裂缝密度与充填情况

对曹台潜山7口井取心井段的裂缝数据进行统计，结果如表1所示。从表1可以看出，裂缝密度最高达54.40条/m，最少13.90条/m。岩心风化破碎较严重，破碎带最多占岩心的60.70%，平均占27.2%。此外岩性不同，裂缝发育程度也不一样，碎裂岩裂缝最发育，以下依次为混合花岗岩、片麻岩、玄武岩、辉绿岩岩脉。

表1 曹台潜山油藏岩心裂缝密度统计表

曹台潜山大量裂缝含油，曹702井岩心见图3，曹702井碎裂浅粒质混合岩，发育高角度缝，缝面见擦痕，油质污手。该区风化作用的裂缝主要分布于潜山油藏顶面的风化壳中，而构造作用形成的裂缝广泛分布于潜山油藏内部，裂缝充填物主要为绿泥石、方解石，充填程度中等，如图4所示，曹702井混合岩被方解石充填。

3 裂缝空间分布规律预测

3.1 裂缝的测井识别

基于裂缝测井参数认识，通过对曹台潜山特殊岩性及全套的3700测井系列分析，反映裂缝特征比较明显的是电阻率曲线和三孔隙度曲线。在致密的井段，地层电阻率很高，一般大于2 000 Ω·m，深浅侧向负差异或差异不明显，密度、中子和声波时差接近骨架值，密度一般为2.65 g/cm3，中子为0～1个孔隙度，声波时差为52～55 ms/ft，自然伽马一般在70～100 API，这类地层为岩石基块，一般为干层;当地层中存在裂缝时，钻井过程中的泥浆滤液就会侵入地层中，导致地层电阻率降低，一般为100～2 000 Ω·m，深浅侧向差异大，密度为2.5 ～2.6 g/cm3，中子孔隙度为 2 ～6，声波时差为55 ～65 ms/ft，这类地层为裂缝发育地层，通常有较大产能，一般可定为Ⅰ类储层;而电阻率在数百到3 000 Ω·m，深浅侧向差异在几个到几十Ω·m，密度2.55～2.65 g/cm3，中子孔隙度为1～3，声波时差为55～60 ms/ft，为裂缝较发育地层，通常有一定产能，一般定为Ⅱ类储层。

3.2 利用地震属性技术识别裂缝

地震属性是指由叠前或叠后地震数据，经过数学变换而导出的有关地震波的几何形态、运动学特征、动力学特征和统计学特征的特殊测量值。虽然不是每一种属性都与含油气性、岩性、断层、裂缝等有关，但将那些与地层横向连续性有密切关系的地震属性提取出来，进行相关分析，有助于曹台潜山的裂缝预测［4-6］。

从三维地震数据中提取28种地震属性信息，经过反复研究分析，并结合区域应力场分布规律，认为均方根振幅和能量半衰时间能较好反映边台地区太古界潜山裂缝分布规律。

均方根振幅代表反射强度和能量。均方根振幅的变化反映了能量的横向变化，均方根振幅值高反映能量高，反之则能量低。太古界潜山岩体如果裂缝发育，吸收地震能量，可以导致均方根振幅值较低，反之则均方根振幅值高。

能量半衰时间是指在指定时窗内达到总能量一半时的时间。能量半衰时间的横向变化可以反映地层、裂缝的变化，或反映与流体性质、不整合及岩性变化有关的异常。

沿太古界潜山时间顶面向下20 ms进行均方根振幅和能量半衰时间处理。曹台断裂构造带上三个潜山高部位的均方根振幅和能量半衰时间值较低，裂缝较为发育;曹台南部和东侧陡坡带的均方根振幅和能量半衰时间值较高，其裂缝则相对不发育。

3.3 地质成因法预测裂缝分布

根据该工区的情况［7-8］，分别利用简单曲率、高斯曲率控制裂缝的发育密度，用各潜山顶界的走向和倾向控制裂缝的发育方向，同时考虑地层厚度、裂缝之间的最小间距、要预测裂缝的长度等参数，给定随机模拟时预测区内种子点的个数及每次模拟时裂缝的生长长度，对曹台潜山顶界进行了裂缝分布情况的预测。通过反复试验，确定本区裂缝预测参数为:裂缝之间的最小间距为50 m，每步模拟时种子点个数为250，裂缝每步模拟时的延伸长度为30 m，经3次模拟，分别预测了走向和倾向发育的裂缝。裂缝综合分布网络见图5。

从图5可以看出，该区裂缝的方位主要有两个方向，即NE向和NW向，图中的线条稀疏程度表示裂缝的相对发育程度，条数越多表示裂缝越发育，线条的延伸方向表示裂缝的发育方向;裂缝的发育程度与断层的距离有关，离断层越近，裂缝越发育;裂缝在构造高部位周围区域内相对发育密度和延伸长度都比较大，裂缝成对出现，具有共轭的性质，两翼及边部裂缝欠发育。

4 结论

本文提出了进行裂缝性储层描述和模拟的综合方法，反映了曹台潜山不同裂缝的属性特征，并在油田实际应用中取得了良好的效果。在描述过程中主要有以下认识:

1)曹台潜山发育高角度缝、斜交缝、水平缝、网状缝四种裂缝类型，其中网状缝最发育，具有共轭性质。

2)裂缝的方位主要有两个方向，即NE向和NW向，总体上是西部比东部好，北部比南部好，构造高部位和断层附近是裂缝集中发育区。

3)裂缝测井识别、地震属性技术、地质成因法预测裂缝等方法有机结合起来进行综合裂缝描述，预测结果与岩心观察结果有较好的一致性，说明这种方法可以对裂缝空间复杂性进行评价。

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