王本強(qiáng)，秦啟榮，范存輝，2，周坤，陶佳麗

（1.西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川成都 610500；2.成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川成都 610500）

元壩地區(qū)中部珍珠沖段儲層裂縫綜合預(yù)測

王本強(qiáng)1，秦啟榮1，范存輝1，2，周坤1，陶佳麗1

（1.西南石油大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，四川成都 610500；2.成都理工大學(xué)能源學(xué)院，四川成都 610500）

為了探明川東北元壩地區(qū)中部珍珠沖段砂礫巖儲層裂縫的發(fā)育特征和分布情況，采用野外露頭調(diào)查、巖心觀測以及成像測井等手段對珍珠沖段儲層裂縫進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，珍珠沖段儲層裂縫以高角度縫為主，裂縫發(fā)育的優(yōu)勢方位為近EW向和NWW向，優(yōu)勢方位的裂縫走向與現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方向大致一致，且高角度縫和直立縫的充填程度較低，說明工區(qū)裂縫的有效性較好。綜合運用AVAZ裂縫檢測技術(shù)、構(gòu)造曲率法和古構(gòu)造應(yīng)力場數(shù)值模擬法，結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)資料對珍珠沖段儲層的裂縫分布進(jìn)行預(yù)測，可知裂縫發(fā)育的有利區(qū)主要為斷鼻構(gòu)造、多組斷裂帶的交會部位及斷裂轉(zhuǎn)折端。關(guān)鍵詞裂縫特征；裂縫分布；裂縫預(yù)測；珍珠沖段；元壩地區(qū)

天然裂縫是致密儲層中重要的運移通道和儲集空間，控制著油氣的聚集成藏[1-7]。對天然裂縫發(fā)育特征及分布規(guī)律的研究是勘探過程中的關(guān)鍵。目前在川東北元壩地區(qū)千佛崖組、自流井組、須家河組和雷口坡組均有重大油氣發(fā)現(xiàn)，珍珠沖段是該地區(qū)重點勘探層位。本文根據(jù)野外露頭觀察、巖心和成像測井等資料綜合分析珍珠沖段儲層裂縫的發(fā)育情況，并運用裂縫檢測技術(shù)、構(gòu)造曲率法和古構(gòu)造應(yīng)力場數(shù)值模擬法對該區(qū)裂縫的分布情況進(jìn)行預(yù)測，為劃分裂縫發(fā)育的有利區(qū)提供合理依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

元壩地區(qū)構(gòu)造上位于四川盆地東北部，為揚(yáng)子板塊的北緣，北鄰米倉-大巴前陸沖斷帶，東接川東高陡構(gòu)造帶，西為龍門山前陸盆地（見圖1），屬于低緩褶皺帶[1-2]。自印支期至喜馬拉雅期，元壩地區(qū)受到多期次構(gòu)造運動的復(fù)合疊加和改造[3-6]。在燕山期—喜馬拉雅期，元壩地區(qū)受到由漢中地塊向北擠入秦嶺造山帶所產(chǎn)生的近南北向強(qiáng)烈擠壓應(yīng)力，以及大巴山一帶自北東向南西的強(qiáng)烈擠壓作用，最終定型于喜馬拉雅晚期。

圖1 元壩地區(qū)構(gòu)造位置

珍珠沖段儲層主要發(fā)育2套巖性組合:底部礫巖、砂礫巖和粗砂巖；中下部中粒巖屑石英砂巖和細(xì)砂巖。其儲集空間類型主要有原生粒間孔、粒間溶孔和裂縫等。底部礫巖儲層以裂縫為主，為裂縫型儲層；中下部砂巖儲層主要為原生粒間孔、粒內(nèi)溶孔和裂縫，為孔隙-裂縫型儲層。該儲層平均孔隙度5.6%，平均滲透率0.091×10-3μm2，為典型的低孔、低滲致密砂礫巖儲層。

2 裂縫特征分析方法

2.1 野外露頭觀測

野外露頭裂縫觀測表明，珍珠沖段地表裂縫以高角度縫和直立縫為主，低角度縫較少，其中直立縫垂直于巖層并貫穿巖層（見圖2a）。統(tǒng)計分析得出:珍珠沖段露頭裂縫的主要方位為近EW向（90°±5°）、NEE向（80°±5°）、NWW向（280°±5°）、NW向（310°±10°）、近SN向（350°±5°）、NE向（35°±5°），其中，近EW向、NEE向和NWW向為優(yōu)勢方位（見圖2b，2c）。珍珠沖段地表裂縫延伸長度、裂縫間距、裂縫線密度見表1。露頭裂縫基本無充填物。

2.2 巖心觀測

珍珠沖段儲層發(fā)育不同程度的構(gòu)造裂縫，以高角度縫為主。高角度縫（≥40°）、斜交縫（≥20°）和低角度縫（＜20°）分別占67%，22%和11%。裂縫寬度一般不超過3mm，以1～2mm為主，少數(shù)達(dá)到了5mm。巖心觀測發(fā)現(xiàn)，礫巖段裂縫直劈巖心，并貫穿整個巖心，延伸較長；砂巖段裂縫長度5～20 cm，以10～20 cm為主。

該儲層構(gòu)造裂縫充填程度較低。高角度縫未充填程度較高，低角度縫充填程度較高，多為半充填和全充填；充填物多為方解石和泥質(zhì)，部分為瀝青質(zhì)?？傮w上裂縫系統(tǒng)的連通性較高，有效性較好。

圖2 珍珠沖段野外露頭裂縫特征

表1 珍珠沖段裂縫參數(shù)

2.3 成像測井

工區(qū)內(nèi)元陸3（見圖3a）、元陸4、元陸5井（見圖3b）、元壩5和元壩5-側(cè)1等井的成像測井圖像顯示:珍珠沖段儲層裂縫以高角度裂縫為主，其次是直立縫和低角度縫。統(tǒng)計分析得出:珍珠沖段裂縫的主要方位為近EW向（85°±10°）、近SN向（360°±5°）、NE向（35° ±5°）、NW向（310±10°）以及NWW向（290°±5°），其中，近EW向和NWW向裂縫為優(yōu)勢方位，其次是近SN和NE向。井下裂縫線密度較大，主要為1.20～5.50條/ m，平均為3.09條/m；被方解石充填的裂縫顯示出亮白色條紋，而被泥質(zhì)等充填的裂縫與未充填裂縫在成像測井圖像上顯示相似，不易于區(qū)分，結(jié)合同井段的巖心觀測結(jié)果可大致了解其充填情況。

同時，根據(jù)井壁崩落和誘導(dǎo)縫分析，珍珠沖段儲層的現(xiàn)今最大水平地應(yīng)力方向為SE向（71～85°），即SEE—EW向，不同井區(qū)的現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方位基本一致；不同井區(qū)井下裂縫走向的優(yōu)勢方位與現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方位基本一致（＜30°），說明珍珠沖段裂縫發(fā)育的有效性較好。

3 裂縫發(fā)育預(yù)測方法

3.1 AVAZ裂縫檢測技術(shù)

該技術(shù)是預(yù)測裂縫主方位和密度平面分布規(guī)律的地震方法，由2方面構(gòu)建:一是根據(jù)P波AVAZ方位各向異性分析原理，對轉(zhuǎn)換波R分量振幅方位各向異性曲線進(jìn)行方位橢圓擬合，尋找橢圓的長軸方向，即裂縫主方位；二是根據(jù)P波AVAZ振幅響應(yīng)與炮檢方向和裂縫走向之間的夾角關(guān)系得到裂縫的發(fā)育密度[8-12]。應(yīng)用該技術(shù)分析認(rèn)為，工區(qū)珍珠沖段儲層裂縫主體上呈近SN和NW向展布；裂縫發(fā)育的主要方位為NW、近NNW和EW向；裂縫密度相對較高的區(qū)域主要為斷鼻構(gòu)造和斷裂控制區(qū)。

3.2 構(gòu)造曲率法

構(gòu)造曲率法主要對拉張裂縫的分布進(jìn)行評價和預(yù)測，反映的是由于巖層面褶皺變形彎曲而派生出來的拉張力所形成的張性裂縫[13-14]。曲率值為正值，對應(yīng)背斜構(gòu)造頂部及其兩翼裂縫的發(fā)育程度；曲率值為負(fù)值，對應(yīng)向斜構(gòu)造底部及其兩翼裂縫的發(fā)育情況。曲率值的絕對值越大，表明該構(gòu)造部位裂縫的發(fā)育程度越高，在平面上表現(xiàn)為裂縫發(fā)育區(qū)和穩(wěn)定區(qū)。

構(gòu)造曲率值分析認(rèn)為，工區(qū)珍珠沖段儲層裂縫帶主要發(fā)育在曲率正值較高的區(qū)域:斷背斜樞紐及其軸線延伸方向，如元陸1、元陸29和元陸30井區(qū)；斷鼻構(gòu)造及其翼部（構(gòu)造高部位），如元壩5、元陸3、元陸4和元陸301井區(qū)，該構(gòu)造類型在工區(qū)較為常見；巖層傾角突然變陡的部位，如斷背斜和斷鼻構(gòu)造的傾伏端；斷裂附近和部分大斷裂交會的部位顯示出較高的曲率值，如工區(qū)中部和東部斷裂帶；部分小高點也顯示出較高的曲率值。工區(qū)中部低緩帶及向斜則顯示出較低的曲率值。

3.3 古構(gòu)造應(yīng)力場數(shù)值模擬法

該方法以工區(qū)的構(gòu)造特征和演化史為基礎(chǔ)，運用巖石力學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)力學(xué)分析理論，以有限元建立數(shù)值模型，計算巖石破裂接近程度（η值），同時結(jié)合生產(chǎn)實際資料，對儲層裂縫進(jìn)行綜合預(yù)測[15]。巖石破裂接近程度表示巖體破裂相對程度，目前行業(yè)內(nèi)尚無統(tǒng)一的η值判別標(biāo)準(zhǔn)，本文根據(jù)四川盆地多年來的研究成果，并結(jié)合元壩地區(qū)的構(gòu)造演化特征和生產(chǎn)資料確定，標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 裂縫預(yù)測的η值標(biāo)準(zhǔn)

預(yù)測結(jié)果表明，珍珠沖段裂縫發(fā)育區(qū)域主要位于工區(qū)中部斷裂帶和東南部斷裂帶的多組斷裂帶的交會部位、轉(zhuǎn)折端、夾持部位以及斷裂帶尾端，裂縫發(fā)育區(qū)域在平面上呈近SN向和NW向條帶狀展布（見圖4）。工區(qū)裂縫發(fā)育有利區(qū)主要包括:元陸301井—元陸1井—元陸30井、元壩9井—元壩3井—元壩5井、元陸32井—元陸31井，以及斷裂帶附近500m左右的區(qū)域。裂縫發(fā)育較有利區(qū)為中部和東南部斷裂帶的夾持部位以及斷裂帶附近1 km左右的區(qū)域。

圖4 珍珠沖段構(gòu)造裂縫發(fā)育區(qū)預(yù)測

4 綜合預(yù)測結(jié)果

綜合AVAZ裂縫檢測技術(shù)、構(gòu)造曲率法和古構(gòu)造應(yīng)力場數(shù)值模擬法的預(yù)測結(jié)果，預(yù)測元壩地區(qū)中部珍珠沖段儲層裂縫的有利發(fā)育區(qū)主要為斷鼻構(gòu)造、多組斷裂帶的交會部位以及斷裂轉(zhuǎn)折端（見圖5）。主要包括:元壩3井—元壩9井—元陸5井—元陸301井區(qū)所控制的斷鼻構(gòu)造；元陸4井、元陸3井區(qū)各自所控制的斷鼻構(gòu)造；斷裂交會部位及轉(zhuǎn)折端，如元陸9井、元陸301井等井區(qū)。裂縫發(fā)育的較有利區(qū)為部分構(gòu)造高點（如元陸2井區(qū)）及多組斷裂夾持帶。

圖5 珍珠沖段構(gòu)造裂縫發(fā)育區(qū)綜合預(yù)測

結(jié)合巖心觀測、FMI成像測井與現(xiàn)場生產(chǎn)資料（元陸3、元陸5、元壩3等井均獲得良好的油氣顯示）進(jìn)行對比表明，預(yù)測結(jié)果與實際基本符合（見表3），說明運用這3種方法綜合預(yù)測該區(qū)裂縫的發(fā)育和分布結(jié)果可行性較高。

表3 珍珠沖段裂縫發(fā)育情況統(tǒng)計

5 結(jié)論

1）珍珠沖段儲層裂縫以高角度縫和直立縫為主，且充填程度較低，裂縫發(fā)育的優(yōu)勢方位為近EW向和NWW向，優(yōu)勢方位的裂縫走向與現(xiàn)今最大水平主應(yīng)力方向基本一致，說明工區(qū)裂縫的有效性較好。

2）裂縫發(fā)育的有利區(qū)主要為斷鼻構(gòu)造、多組斷裂帶的交會部位以及斷裂轉(zhuǎn)折端；較有利區(qū)為部分構(gòu)造高點和多組斷裂夾持帶。

3）將巖心觀測、成像測井資料與現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比，可知預(yù)測結(jié)果與實際情況基本符合，說明運用多種方法綜合預(yù)測儲層裂縫的發(fā)育和分布，可提高預(yù)測精度，結(jié)果可靠，可行性較高。

[1]吳世祥，馬永生，金之鈞，等.米倉山前陸盆地東段構(gòu)造演化模式與油氣聚集[J].石油勘探與開發(fā)，2006，33（1）:14-21.

[2]高紅燦，鄭榮才，柯光明，等.川東北前陸盆地須家河組層序2巖相古地理特征[J].沉積與特提斯地質(zhì)，2005，25（3）:38-44.

[3]王杰，秦建中，劉文匯，等.川東北元壩地區(qū)中生代構(gòu)造與動態(tài)熱演化史:磷灰石、鋯石（U-Th）/He定年分析[J].石油實驗地質(zhì)，2012，34（1）: 19-24.

[4]邱楠生，秦建中，Mc Innes B IA，等.川東北地區(qū)構(gòu)造-熱演化探討:來自（U-Th）/He年齡和Ro的約束[J].高校地質(zhì)學(xué)報，2008，14（2）:223-230.

[5]舒姚，胡明.川東北地區(qū)構(gòu)造特征及變形期次探討[J].復(fù)雜油氣藏, 2010，3（2）:17-20.

[6]范存輝，秦啟榮，趙玲，等.南江地區(qū)裂縫發(fā)育模式探討[J].斷塊油氣田，2011，18（4）:442-444，460.

[7]王志萍，秦啟榮，王保全.川西DY地區(qū)致密砂巖儲層裂縫特征及其成藏意義[J].斷塊油氣田，2012，19（5）:572-576.

[8]程冰潔，徐天吉.轉(zhuǎn)換波方位各向異性裂縫檢測技術(shù)研究及應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2012，27（2）:575-581.

[9]杜啟振，楊慧珠.方位各向異性介質(zhì)的裂縫預(yù)測方法研究[J].石油大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2003，27（4）:32-36.

[10]汪功懷，鄧明霞，宋萍.東濮凹陷沙三上鹽間泥巖裂縫油氣藏地震識別及描述[J].斷塊油氣田，2011，18（4）:461-464.

[11]王海軍，梁利平，程鑫.巖心定向與儲層裂縫探測技術(shù)研究進(jìn)展[J].斷塊油氣田，2011，18（3）:330-332.

[12]范存輝，秦啟榮，王嘉.川東北羅家寨構(gòu)造嘉二1儲層裂縫預(yù)測[J].斷塊油氣田，2010，17（6）:710-713.

[13]曾錦光，羅元華，陳太源.應(yīng)用構(gòu)造主曲率研究油氣藏裂縫問題[J].力學(xué)學(xué)報，1982，14（2）:87-90.

[14]孫尚如.預(yù)測儲層裂縫的兩種曲率方法應(yīng)用比較[J].地質(zhì)科技情報，2003，22（4）:71-74.

[15]秦啟榮，張烈輝，鄧輝，等.古構(gòu)造應(yīng)力量值確定及其在構(gòu)造地質(zhì)建模中的應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2004，23（23）:3979-3983.

（編輯 朱麗）

Com prehensive prediction of fracture of Zhenzhuchong Formation reservoir in centralof Yuanba Area

W ang Benqiang1,Qin Qirong1,Fan Cunhui1，2,Zhou Kun1,Tao Jiali1

In order to ascertain the fracture development characteristics and distribution of Zhenzhuchong Formation glutenite reservoir in the centralof Yuanba Area,this paper adopted the technologiesof field outcrops investigation,core description and FMI imaging logging to study the fracture of Zhenzhuchong Formation reservoir.Results show that reservoir fracturesaremainly ofhighangle and vertical fracturesand nearly EW and NWW are the predominant directions;the predominant fracturesstrike is consistent with the orientation of currentmaximum horizontal principal stress and most of the high-angle and vertical fractures are unfilled, which shows that the fracture effectiveness is high in work area.Meanwhile,comprehensively adopting AVAZ fracture detection technology,tectonic curvature and numerical simulationmethod for the paleostructure stress field and combiningwith practical data, we predict the distribution of reservoir fractures.It is known that the favorable areas of the fracture development are faulted nose structures,intersection position of several faultbeltsand hinge zone.

fracture characteristics;fracture distribution;fracture prediction;Zhenzhuchong Formation;Yuanba Area

國家科技重大專項課題“低滲透儲層天然裂縫測井識別和分布預(yù)測研究”（2011ZX05013-006-008）

TE121；P631.4

A

2013-06-05；改回日期：2013-09-15。

王本強(qiáng)，男，1985年生，在讀碩士研究生，主要從事開發(fā)地質(zhì)、致密儲層裂縫預(yù)測等方面的研究。E-mail:443522427 @qq.com。

王本強(qiáng)，秦啟榮，范存輝，等.元壩地區(qū)中部珍珠沖段儲層裂縫綜合預(yù)測[J].斷塊油氣田，2013，20（6）:719-722，747.

Wang Benqiang，Qin Qirong，F(xiàn)an Cunhui，et al.Comprehensive prediction of fracture of Zhenzhuchong Formation reservoir in central of Yuanba Area[J].Fault-Block Oil&Gas Field，2013，20（6）:719-722，747.

10.6056/dkyqt201306009

(1.School of Resources and Environment,Southwest Petroleum University,Chengdu 610500,China;2.College of Energy,Chengdu University of Technology,Chengdu 610500,China)