定量储层地质学讲稿chp4-1N

定量储层地质学第四章裂缝性储层的定量评价,西南石油学院2004年2月,罗明高,第一节裂缝性储层的形成,意义改善储层在渗透性低的孔隙性储层中起改造渗透率的作用，使之成为良好的储层，从而具有较高的含油饱和度和较低的残余水饱和度形成储层形成裂缝不仅作为渗流的主要通道，而且作为主要的储集空间，形成裂缝性油气藏。一、裂缝的类型概念可将裂缝定义为是一种丧失结合力的面。类型断层如果裂缝两边的物质发生了位移称为断层节理而没有发生位移时称为节理,第一节裂缝性储层的形成,分类依据裂缝的成因、裂缝的几何性质、裂缝的孔隙特征。裂缝的成因力学成因：张性裂缝和压扭性裂缝。地质成因：构造裂缝、地层裂缝（其它的裂缝）裂缝的几何性质几何形态：走向缝、倾向缝、垂直缝、水平缝大小特征：微裂缝：100m或150m裂缝的孔隙特征充填程度：充填矿物、半充填矿物、无充填。充填矿物性质：方解石、白云石、沥青缝。本文所指的裂缝为构造缝，包括微裂缝和大裂缝，主要指无充填和半充填裂缝。,第一节裂缝性储层的形成,二、裂缝的形成影响因素主要有两大类：作用在岩石上的构造应力的性质、大小、方向及边界条件；其次为岩石本身的性质、层厚、成分、颗粒分选、泥质含量等。1.构造应力的作用,其中123裂缝的发生(经理论计算)的方位为45+/2，为物体的内摩擦角,砂岩层的=30,因此在砂岩中产生的裂缝为一组相交为45+30/2=60的共轭裂缝。如图所示。裂缝的产状与主应力方向相关，最大主应力为：d2z11E（H）=E（H）dx2R,第一节裂缝性储层的形成,围压大小影响,在低围压335km/cm2时，产生裂缝为不规则的当围压在某一范围内（该实验中为35700km/cm2），产生的裂缝产状有规律当围压过高时不产生裂缝。在第种情况下，如果围压比较低，产生单一（组）裂缝；围压的增加将产生两条（组）相交的裂缝系统。,第一节裂缝性储层的形成,2.岩石物理性质的影响岩石的物理性质直接影响裂缝的发育程度，脆性的岩石易产生裂缝，塑性岩石不易产生裂缝。根据实验室的研究资料表明：白云岩石英砂岩钙质胶结砂岩灰岩为裂缝产生的递减序列，定量的图示如图（图4-3）。,第一节裂缝性储层的形成,地层厚度的影响地层厚度的大小也是影响裂缝发育的重要因素，地层厚度越大,密度越小,但裂缝宽度越大,这从大量的统计资料中已得到证实(图4-4)。,产生裂缝的最小应力*1因为当H越大，需要产生裂缝的应力越大。H*1=ER式中:*1-岩石破裂的最小应力H-地层厚度E-弹性模量R-曲率半径,第一节裂缝性储层的形成,地层组合关系的影响当地层为薄层时，常因为层间滑动，裂缝发育少地层为单一厚度时，裂缝穿层十分明显，在此情况下，常形成良好的开裂缝。,第一节裂缝性储层的形成,3.温度压力围压的影响,第二节有利于裂缝发育的条件,一、有利的岩石特征有利的岩石类型应该是脆性的岩石通常是胶结致密的碳酸盐岩较孔隙度高的砂岩脆性强泥质的含量高时不易产生裂缝在灰岩中含白云石越多，其裂缝密度越大因此较好的岩石类型主要是砂岩中粒度较小的细砂岩和粉砂岩，而碳酸盐岩中则主要是泥质含量低的亮晶灰岩、白云岩。这些岩石的厚度较薄，但层间不易发生滑动的特征。,第二节有利于裂缝发育的条件,二、有利的构造部位1.在褶皱上的有利部位在相同应力的作用下，裂缝发育在脆性岩石中而岩石性质相同或相似时，裂缝发育在应力作用较强的部位。在同一沉积岩层中，比较稳定的海相沉积（特别是碳酸盐岩），其岩石力学性质可视为相同，这时影响其裂缝发育的因素，主要为曲率的大小而在陆相岩性岩相变化较大的地层（如陆相、湖泊、碎屑岩沉积中）主要受地层岩石的力学性质的影响。,第二节有利于裂缝发育的条件,二、有利的构造部位2.在平面上的裂缝分布与褶皱位置的关系,分布在背斜构造翼部挠曲的裂缝主要出现在受挤压力为主的构造中，通常发育在其陡翼,背斜或向斜的倾没端的裂缝，主要是压扭性力形成的背斜倾没端，也可发育在挤压力形成背斜的倾没端，以上升为主而形成的宽缓短轴背斜穹隆的倾没端,通常在有断裂发育的脆性较强的岩层中的构造轴部发生裂缝,第二节有利于裂缝发育的条件,3.裂缝的产状与褶皱位置的关系发育在褶皱上的裂缝有如下两种基本的产状特征：垂直于背斜走向的共轭裂缝（图4-12）。近于平行于走向的共轭裂缝（图4-13）。,第三节裂缝发育特征的描述,一、裂缝大小特征的描述裂缝大小特征的描述，指对单一裂缝特征的描述，主要包括了裂缝的宽度、裂缝的大小、裂缝的充填性几个方面裂缝的宽度指裂缝壁之间的距离，通常的变化范围为10200m，根据统计资料，常见的宽度范围为1040m。裂缝的大小描述裂缝规模大小参数，通常是一个相对的概念，相对于断开的地层厚度而言来定义。a、小裂缝裂缝长度小于单个小层厚度b、中等缝裂缝长度大于单个小层厚度，穿过几个小层c、大裂缝裂缝延伸远，通常可达数十甚至数百米裂缝的充填性指裂缝被自生的矿物的充填情况，这对于储层的研究是非常重要的，只有那些充填较差的裂缝系统才是良好的储集空间和渗流通道。通常按裂缝被矿物的充填与否或充填物的多少，将充填性分为全充填、半充填和无充填三种情况。,第三节裂缝发育特征的描述,二、裂缝分布特征的描述裂缝分布特征指在研究区内多条裂缝间相互关系特征；包括间距、产状、组合关系等，若某区的裂缝有两种明显不同产状（主要指倾向和走向）则通常称为分两组不同产状的裂缝，根据裂缝发育的产状特征进行分组。裂缝发育的密度，通常引入线密度、面密度和体密度的概念。线密度：指垂直于裂缝面方向上，单位长度岩石的裂缝条数，用条/米表示。它描述了裂缝发育的数量特征，当线密度较大时，表明其裂缝数量比较多、密集，通常是细粒、脆性、薄层岩石的裂缝线密度较大（表4-3）。面密度：指垂直于裂缝面的平面上，单位面积内裂缝的总长度。它更全面地反映了裂缝的发育特征，它不仅反映了裂缝的条数，而且反映了裂缝的延伸长度特征。体密度：指单位岩石体积所含的裂缝的面积之和，它是从三维空间内反映了岩石中裂缝的发育特征。,第三节裂缝发育特征的描述,二、裂缝分布特征的描述,补充,第四节裂缝预测,1.基本原理,第四节裂缝预测,2.曲率的确定方法1)剖面法,第四节裂缝预测,2.曲率的确定方法2)平面法（主曲率法）已知点0、1、2、3、4、5、6、