泾河长8 走滑断裂特征及其对油气富集的影响

王 旭

（中国石化华北油气分公司勘探开发研究院，河南郑州 450006）

延长组长8 油藏为泾河油田主力开发油层，通过开发区80 多口井开发实践表明钻遇断层及两侧伴生的破碎带是富集高产区。泾河油田延长组油藏为低渗致密砂岩储层，具有高角度裂缝相对发育、非均质性较强裂缝发育情况复杂的特点。目前泾河油田主要采用水平井天然能量开发，需要增加钻遇断缝带的机率，提高储层的连通性，以此来大幅度提高单井产能。因此对该油藏天然裂缝的发育特征及其控制因素的认识是深入研究过程中的一个关键问题。

1 区域地质背景

鄂尔多斯盆地地处我国东、西部构造区域的多期、反复交替拉张和挤压作用相互影响、互为补偿的结合区，为多构造体制、多演化阶段、多沉积体系、多原形盆地叠加的复合克拉通盆地。其镶边依次为活动的褶皱山系和地堑系。而盆地内部则构造简单平缓、沉降稳定、断裂较少、活动较弱、地层整合或假整合[1]。

鄂尔多斯盆地演化过程中主要的构造应力活动有四期：加里东期、印支期、燕山期、喜马拉雅期。其中燕山期和喜马拉雅期是断裂、裂缝形成的主要时期，燕山期构造地应力水平挤压作用造成中生界区域性断缝广泛发育，研究区现今构造格局主要形成于燕山期，燕山期盆地西南缘最大主压应力方向为NE-SW 向，盆地东南缘最大主压应力方向为NW-SE 向；喜马拉雅期构造运动对燕山期形成的断裂、裂缝进行改造，喜马拉雅期受挤压的方向为NNE-SSW 向，被拉张的方向为NWW-SEE 向，最大主应力方向为NNE-SSW 向，全区分布比较稳定。多期构造运动形成了鄂尔多斯盆地南部NE 和NW 两组区域性断裂[2]（见图1）。

2 走滑断裂发育特征

泾河油田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的西南部，伊陕斜坡-伊盟隆起、天环坳陷交接部，构造整体较为平缓，呈现出南东高-北西低的单斜构造特征，局部发育鼻状隆起，沿北东到南西方向的平均构造坡降为10.4 m/km；根据现今构造形态、地层出露以及断裂发育情况分析，三维区内发育七组北东向、北东东向走滑断裂，规模较大的有早胜断裂带和榆林子断裂带，延伸长度15～22 km，其次为永正、宫河、永河、和盛以及太昌断裂带。

2.1 断裂识别

断缝发育规模不同断层在地震剖面上的反射特征不同，结合单井钻、测、录及压裂资料，总结三类不同尺度断缝的识别标准。大尺度断缝，断距＞30 m，在地震剖面上向相轴发生错断。中尺度断缝15 m＜断距＜30 m，地震剖面上同相轴发生扭动、褶曲。小尺度断缝断距＜15 m，同向轴变化微弱。根据钻遇的异常情况对常规和成像测井曲线进行标定，刻画裂隙点的平面分布以及剖面位置。总结钻遇三种不同尺度断缝的两类测井响应特征：油井钻遇大、中尺度断缝时，地震剖面上有明显断距为断层破碎带，低电阻高声波，钻井过程漏失严重，全烃突然增大，呈尖峰状；钻遇小尺度断缝时，无明显断距，钻井过程表现有槽面显示，一般无漏失，测井曲线表现有裂隙特征，宽度大小不一，高声波低阻侵入不明显。

2.2 平面上具有“分段性”特征

利用水平井钻遇高角度缝的情况标定地震解释结果，刻画断缝体分布特征，根据构造发育史和断裂密集带平面特征可知，早胜、榆林子断裂带和永正断裂带延伸距离长，规模大，具有横向上不对称性和沿走向上分段性特点。平面上具有走滑主干断层-次级诱导断裂（裂缝）分布模式，次生断裂沿断裂带呈线状、带状分布于断层两侧20～400 m 范围内。

以永正断裂带为例，走滑断裂沿走向断距存在跳跃式变化，断距自西向东逐渐变大，在断裂带末端，由于所受应力逐渐减小，应力释放仅发育一些微裂隙，断距减小，发育以挤压为主马尾状构造；中部平移走滑为主，断距较大，发育断裂带结构发育完整，由滑动破碎带和两盘诱导裂缝带组成；东部断裂转折端发育拉伸为主的拉分构造，断距变化大（见图2（b）、图2（c））。

2.3 垂向上具有分层性

泾河油田地层主要有3 层结构，地层岩性变化较大，下古生界奥陶系碳酸盐岩、上古二叠系碎屑岩、中生界致密碎屑岩含油地层叠置发育；在岩性变化的界面，地层相干性差异明显，通过对垂直于断裂带的典型地震剖面精细解释，走滑断裂在剖面上表现出明显分层性结构特征。自深至浅下古生界寒武系-奥陶系发育高角度正断层，大多断穿奥陶系下部及以下地层；上古二叠系多为逆断层，大多断穿奥陶系顶部直至二叠系底；中生界三叠系-第四系具有走滑断层典型样式，断裂断面大多表现为上缓下陡，T6c 界面以下产状近直立，之上分支断层自浅向深汇集，分别相交于主干断层，呈现出负花状构造和“Y”构造样式，大多断穿三叠系（见图2（a））。

2.4 空间上具有丝带效应

断面在空间上具有“丝带效应”、“海豚效应”的特点，同一断层的倾向在不同的空间位置会发生明显的变化，导致同一断层在空间上断距不同，出现既有正断层又有逆断层的特征（见图2（b）、图2（c））[3]。

2.5 断裂组合样式

依据平面、剖面特征断缝带组合样式可分为三类：地堑式、阶梯式、堑垒式，泾河油田断裂带早胜、榆林子和永正三条主断裂带总体双断地堑，不对称地堑。其中永正断裂带中部平移段以地堑式为主，在断裂带末端局部挤压作用下发育堑垒式。

2.6 断裂岩性配置关系

由于断裂发育，断层上下盘岩性配置关系复杂，根据水平井在断缝体内钻遇情况分析认为断缝体内部存在四种岩性配置关系：砂-砂拼接、砂-泥拼接、砂-油页岩拼接、泥-泥拼接。砂-砂接触断层两盘砂体是连通的，为同一个油藏，高部位富集成藏；砂-泥接触，断层表现为岩性封闭，断层两盘为不连通的两个油藏，两侧均被泥岩遮挡，形成良好的成藏条件；砂-油页岩接触，断层封闭性较差[4]。

3 断裂对油气的控制作用

3.1 断裂发育控制局部构造

研究区断裂密集带多出现于小幅度背斜、鼻隆构造的轴部转折端部位，断层通过控制其附近的局部构造应力的分布来影响裂缝的分布；这些部位易受拉张应力影响平行或近平行于构造长轴方向的断裂密集带，局部构造受断层控制，油气在小幅度构造高部位容易聚集成藏[5，6]。永正断裂带西部断裂末端受挤压作用发育堑垒式和断裂转折端地堑式局部构造高点油气富集。

3.2 对砂体展布和有效储层的控制作用

主干断层与次级断层交汇发育部位最有利缝洞储层的发育，它们也是主滑移断层转折区。研究区整体东高西低，南高北低，长8 油层砂体走向大致为南西-北东方向，断裂平面上呈北东向、北东东向展布，根据试油试采资料可以看出裂缝越发育，油气越富集，钻遇裂缝越多，高产井围绕断裂密集带分布，三角洲砂体横穿断裂带时，在上倾方向上受与砂体大角度斜交的断层遮挡，形成很好的构造-岩性圈闭[7]。

断裂附近伴生裂缝及此生断层发育改善储层储集空间和连通性，构成了主要的渗流通道，为致密砂岩有效储层的形成和改造创造了条件。泾河油田主要发育构造裂缝和水平层理裂缝两种类型。构造缝以垂直和高角度缝为主，裂缝长度分布在50～100 cm，裂缝宽度分布在0.2～0.5 mm 范围内，裂缝线密度为0.0～2.6 条/米、平均为0.38 条/米，局部可见低角度水平缝沿层理面裂开。多口井的钻探证实，小断层及其控制的高角度裂缝发育带是高产井的分布区域（见图3）。

图3 泾河油田长8 裂缝发育情况

3.3 控制油气运移成藏

钻井成果证实泾河油田发育断裂与河道砂体斜交形成的构造-岩性圈闭，油气主要沿断裂带走向和断层两侧运移[8]。断裂带上油气富集部位受断层活动性质、与砂体有效匹配、构造位置以及断缝体内部上下盘岩性组合样式等因素控制，不同岩性对接关系和局部构造控制单井累产。由于断裂带规模、性质不同，油气输导方式存在差异，油气富集位置也不同。中、小尺度破碎带附近地垒发育，砂-砂接触下断缝体规模最大，沿主断层方向构造高部位富集，初期产量较高，递减快，此类油藏主要位于永正断裂带西部马尾构造；大、中尺度破碎带一般发育双断不对称地堑，地堑两侧均被泥岩遮挡，形成良好的成藏条件，断距越大，油柱高度越大，局部位置越高，产量越高，此类油藏主要位于榆林子、永正断裂带中部平移段；因此四种岩性配置关系中地垒发育砂-砂拼接断缝体规模最大，最有利于油气富集成藏；其次是地堑发育砂-泥拼接，断距较大地堑两侧均被泥岩遮挡，地堑高部位也是油气聚集的有利场所。

4 结论

（1）泾河油田延长组发育北东-南西向为主的高角度走滑断裂，总结三类不同尺度断缝的识别标准。钻遇大、中尺度断缝，在地震剖面上同向轴发生错断、扭动、褶曲，地震剖面上有明显断距为断层破碎带，低电阻高声波，钻井过程漏失严重，全烃突然增大，呈尖峰状。

（2）研究区早胜、榆林子断裂带和永正断裂带延伸距离长，规模大，具有横向上不对称性和沿走向上分段性、纵向上分层的特点，总结断缝四种组合样式和四种岩性配置关系。永正断裂带沿走向断距存在跳跃式变化，在断裂带末端发育小尺度以挤压为主马尾状构造，中部以平移走滑为主，东部断裂转折端发育中、小尺度拉伸为主的拉分构造；纵向上中生界三叠系-第四系具有走滑断层典型样式，断面大多表现为上缓下陡，分支断层自浅向深汇集，分别相交于主干断层，呈现出负花状构造和“Y”构造样式。

（3）单井岩心及油气地球化学资料反映断裂破碎带内储层发育受控于断裂规模、组合样式以及岩性配置关系。砂体穿过断裂带时，在上倾方向上受与砂体大角度斜交的断层遮挡，形成很好的岩性-构造圈闭，高产井具有沿主断层走向及向断层两侧运移两种方式。钻井成果证实走滑型破碎带末端的马尾带、断裂转折段拉分带，砂-砂拼接断缝体规模最大，最有利于油气富集成藏；砂-泥拼接地堑高部位也是油气聚集的有利场所，是高产高效井部署的有利区域。