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鄂尔多斯盆地上三叠统延长组特低渗透砂岩储层裂缝特征及成因

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鄂尔多斯 盆地 上三叠统 延长 组特低 渗透 砂岩 裂缝 特征 成因
资源描述:
第 8 1 卷   第 2 期2 0 0 7 年 2 月     地   质   学   报      81   2   2 0 0 7注 :本 文 为 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 (编 号 40572080)和 石 油 科 技 中 青 年 创 新 基 金 项 目 (编 号 05 助 成 果 。收 稿 日 期 :2006211215 ;改 回 日 期 :2007201202 ;责 任 编 辑 :周 健 。作 者 简 介 :曾 联 波 ,男 ,1967 年 生 ,博 士 ,教 授 。 主 要 从 事 储 层 裂 缝 形 成 、 分 布 及 预 测 等 方 面 的 研 究 。 通 讯 地 址 :102249 ,北 京 市 昌 平 区 中 国石 油 大 学 资 源 与 信 息 学 院 ; 尔 多 斯 盆 地 上 三 叠 统 延 长 组 特 低 渗 透砂 岩 储 层 裂 缝 特 征 及 成 因曾 联 波 1 ,2) ,李 忠 兴 3) ,史 成 恩 3) ,王 正 国 2) ,赵 继 勇 3) ,王 永 康 3)1) 中 国 石 油 大 学 石 油 天 然 气 成 藏 机 理 教 育 部 重 点 实 验 室 ,北 京 ,102249 ;   2) 中 国 石 油 大 学 资 源 与信 息 学 院 ,北 京 ,102249 ;   3) 中 国 石 油 长 庆 油 田 分 公 司 ,西 安 ,710021内 容 提 要 :根 据 地 表 露 头 、 岩 心 、 薄 片 和 实 验 等 资 料 ,对 鄂 尔 多 斯 盆 地 上 三 叠 统 延 长 组 裂 缝 的 分 布 特 征 及 其 成因 进 行 了 分 析 。 鄂 尔 多 斯 盆 地 延 长 组 为 一 西 倾 的 平 缓 单 斜 构 造 ,其 上 发 育 两 组 正 交 型 式 的 构 造 裂 缝 系 统 ,在 盆 地中 部 的 靖 安 — 安 塞 地 区 主 要 为 东 西 向 和 南 北 向 两 组 正 向 正 交 裂 缝 ,而 在 盆 地 西 南 部 的 陇 东 地 区 主 要 为 北 西 — 南 东向 和 北 东 — 南 西 向 两 组 斜 向 正 交 裂 缝 ,它 们 主 要 在 侏 罗 纪 末 期 和 白 垩 纪 末 期 — 古 近 纪 形 成 。 侏 罗 纪 末 期 ,在 北 西西 — 南 东 东 方 向 水 平 构 造 挤 压 为 主 的 应 力 作 用 下 ,可 以 形 成 东 西 向 和 北 西 — 南 东 向 共 轭 剪 切 裂 缝 ;白 垩 纪 末 期 —古 近 纪 ,在 北 北 东 — 南 南 西 方 向 水 平 挤 压 应 力 场 作 用 下 ,可 以 形 成 南 北 向 和 北 东 — 南 西 向 共 轭 剪 切 裂 缝 。 但 由 于受 沉 积 和 成 岩 作 用 造 成 的 岩 层 强 烈 非 均 质 性 的 影 响 ,同 一 时 期 的 两 组 共 轭 剪 切 裂 缝 的 发 育 程 度 在 不 同 沉 积 体 系 不一 致 ,其 中 一 组 裂 缝 受 到 抑 制 ,发 育 程 度 较 差 。 因 此 ,在 每 个 构 造 时 期 主 要 发 育 有 一 组 单 剪 裂 缝 ,在 两 期 构 造 作 用下 ,主 要 表 现 为 两 组 正 交 的 裂 缝 系 统 。关 键 词 : 裂 缝 ;分 布 特 征 ;成 因 ;延 长 组 ;鄂 尔 多 斯 盆 地上 三 叠 统 延 长 组 是 鄂 尔 多 斯 盆 地 的 主 要 含 油 层位 ,目 前 投 入 开 发 的 安 塞 油 田 、 靖 安 油 田 、 延 长 油 矿以 及 西 峰 油 田 都 是 开 采 该 主 力 油 层 ,它 们 主 要 分 布于 盆 地 的 中 部 和 盆 地 的 西 南 部 。 其 岩 石 的 孔 隙 度 一般 为 10 %左 右 ,渗 透 率 一 般 小 于 10 × 10 - 3μ 属于 典 型 的 低 孔 特 低 渗 透 砂 岩 储 层 (李 凤 杰 等 ,2005) 。由 于 沉 积 、 成 岩 和 后 期 构 造 作 用 的 影 响 ,使 得 特 低 渗透 储 层 非 均 质 性 严 重 ,受 岩 性 、 层 厚 、 构 造 及 应 力 等因 素 影 响 的 天 然 裂 缝 发 育 ,它 们 控 制 了 持 低 渗 透 储层 的 渗 流 系 统 ,从 而 影 响 特 低 渗 透 油 田 开 发 方 案 的部 署 及 其 开 发 效 果 ( Wu et ,1995 ; ,1997 ;Ji et , 1998 ; et ,1999 ;曾 联 波等 ,1998 ;et ,2000 ;et ,2002 ;,2003 ; et ,2003 ; 曾 联 波 ,2004 ; 蒋凌 志 等 ,2004 ;曾 大 乾 等 ,2003) 。 因 此 ,储 层 裂 缝 的分 布 特 征 及 其 发 育 规 律 研 究 对 特 低 渗 透 油 田 的 合 理开 发 具 有 十 分 重 要 的 理 论 和 实 际 意 义 。鄂 尔 多 斯 盆 地 作 为 我 国 主 要 的 特 低 渗 透 砂 岩 储层 的 分 布 区 域 之 一 ,在 盆 地 中 新 生 代 构 造 应 力 场 分布 及 其 演 化 以 及 影 响 盆 地 应 力 状 态 的 构 造 流 体 与 热事 件 等 方 面 进 行 了 许 多 研 究 (任 战 利 等 ,1994 ,2006 ;孙 少 华 等 ,1997 ;吴 冲 龙 等 ,1997 ;王 双 明 等 ,1999 ;张泓 等 ,2000) 。 并 从 特 低 渗 透 油 田 生 产 需 要 出 发 ,对已 投 入 开 发 的 多 个 特 低 渗 透 油 田 的 储 层 裂 缝 分 布 特征 及 其 参 数 描 述 方 面 开 展 过 大 量 的 基 础 工 作 (曾 联波 等 ,1999 ;张 莉 ,2003) 。 但 从 全 盆 地 的 角 度 对 特 低渗 透 砂 岩 裂 缝 的 分 布 特 征 、 裂 缝 发 育 的 差 异 性 及 其成 因 机 制 等 方 面 缺 少 深 入 的 研 究 ,这 是 深 入 认 识 该区 特 低 渗 透 砂 岩 储 层 裂 缝 的 分 布 规 律 并 对 裂 缝 进 行定 量 预 测 的 基 础 ,对 解 决 该 盆 地 基 础 地 质 问 题 以 及油 气 资 源 勘 探 与 开 发 中 遇 到 的 实 际 问 题 至 关 重 要 。本 文 在 分 析 不 同 地 区 延 长 组 特 低 渗 透 砂 岩 储 层 裂 缝分 布 特 征 的 基 础 上 ,对 裂 缝 的 成 因 类 型 、 形 成 时 期 及其 成 因 机 理 进 行 了 深 入 的 探 讨 ,提 出 了 岩 层 非 均 质性 影 响 不 同 方 向 裂 缝 发 育 的 新 认 识 。1   基 本 地 质 概 况鄂 尔 多 斯 盆 地 是 一 个 在 华 北 克 拉 通 地 块 之 上 经过 长 期 演 化 叠 加 形 成 的 中 生 代 沉 积 盆 地 。 早 古 生 代为 陆 缘 海 盆 地 ,晚 古 生 代 早 期 为 滨 浅 海 盆 地 ,晚 古 生代 晚 期 — 三 叠 纪 为 内 陆 盆 地 ,至 侏 罗 纪 末 燕 山 中 期 以后 才 逐 渐 形 成 残 延 内 克 拉 通 盆 地 (何 自 新 ,2002) 。 在印 支 期 以 前 ,盆 地 的 基 底 自 西 向 东 倾 斜 ;印 支 期 在 构造 挤 压 作 用 下 东 部 开 始 缓 慢 地 隆 起 ;燕 山 期 强 烈 的 构造 挤 压 使 盆 地 东 部 大 幅 度 抬 升 ,从 而 使 盆 地 的 大 部 分地 区 开 始 变 成 一 个 西 倾 的 单 斜 。 根 据 鄂 尔 多 斯 盆 地东 缘 出 露 的 地 层 推 断 ,盆 地 东 缘 抬 升 幅 度 至 少 在 3 上 (何 自 新 ,2002) 。 喜 马 拉 雅 期 盆 地 进 一 步 抬升 ,鄂 尔 多 斯 盆 地 最 终 定 型 成 为 目 前 平 缓 西 倾 的 单 斜构 造 ,地 层 倾 角 小 于 1° ,坡 降 6~ 8 m/ 其 上 发 育 一系 列 近 东 西 向 或 北 东 向 的 鼻 状 构 造 带 。鄂 尔 多 斯 盆 地 具 有 古 生 代 、 中 生 代 和 新 生 代 3套 沉 积 盖 层 及 古 生 代 海 相 与 中 生 代 陆 相 含 油 气 层系 。 古 生 代 地 层 是 鄂 尔 多 斯 盆 地 大 型 气 田 的 主 要 层位 ,中 生 代 地 层 是 盆 地 重 要 的 陆 相 生 油 层 和 低 渗 透砂 岩 储 集 层 发 育 层 位 ,尤 其 在 内 陆 淡 水 至 微 咸 水 湖泊 三 角 洲 沉 积 体 系 的 上 三 叠 统 延 长 组 具 有 丰 富 的 石油 资 源 ,其 地 层 厚 度 1000~ 1500 m ,储 集 层 主 要 为河 控 三 角 洲 高 建 设 期 形 成 的 厚 层 状 细 砂 岩 ,储 层 孔隙 主 要 为 受 沉 积 微 相 和 成 岩 作 用 控 制 的 原 生 和 次 生溶 蚀 孔 隙 ,其 岩 石 致 密 ,非 均 质 性 强 ,物 性 较 差 ,裂 缝发 育 (罗 静 兰 等 ,2006) 。 裂 缝 是 该 区 油 气 的 有 效 储集 空 间 和 主 要 运 移 通 道 ,是 影 响 特 低 渗 透 砂 岩 油 田开 发 方 案 部 署 的 重 要 地 质 依 据 。2   裂 缝 的 分 布 特 征根 据 鄂 尔 多 斯 盆 地 中 部 靖 安 — 安 塞 地 区 和 西 南部 陇 东 地 区 的 地 磁 定 向 岩 心 、 薄 片 及 成 像 测 井 分 析 ,并 结 合 延 河 、 铜 川 和 平 凉 等 地 表 露 头 资 料 统 计 ,鄂 尔多 斯 盆 地 上 三 叠 统 延 长 组 特 低 渗 透 砂 岩 储 层 分 布 有东 西 向 、 北 西 — 南 东 向 、 南 北 向 和 北 东 — 西 南 向 4 组裂 缝 。 但 在 某 一 部 位 ,主 要 表 现 为 两 组 近 正 交 的 裂缝 分 布 型 式 ,它 们 在 不 同 的 地 区 明 显 不 同 (图 1) 。在 鄂 尔 多 斯 盆 地 中 部 的 靖 安 — 安 塞 地 区 ,以 与地 层 走 向 和 倾 向 平 行 的 东 西 向 和 南 北 向 两 组 正 向 正交 裂 缝 为 主 ,而 北 东 — 南 西 向 和 北 西 — 南 东 向 两 组裂 缝 的 发 育 程 度 明 显 变 差 ,与 延 河 剖 面 的 裂 缝 分 布型 式 相 一 致 。 根 据 不 同 组 系 裂 缝 的 饱 和 度 计 算 ( ,1995) ,东 西 向 和 南 北 向 裂 缝 的 饱 和 度 值 分 别为 0. 365 和 0. 369 ,而 北 西 — 南 东 向 和 北 东 — 南 西向 裂 缝 的 饱 和 度 值 分 别 为 0. 508 和 0. 516 (曾 联 波等 ,1999) ,反 映 该 区 东 西 向 和 南 北 向 裂 缝 型 式 发 育图 1   鄂 尔 多 斯 盆 地 延 长 组 地 表 露 头 裂 缝 分 布 型 式1   of at a) — 盆 地 中 部 ; (b) — 盆 地 西 南 部 ;实 线 表 现 裂 缝 ,虚 线 表 示 出 露 边 界 线(a) — At t he (b) — at t he t he t he of ,基 本 达 到 饱 和 状 态 ,而 北 西 — 南 东 向 和 北 东 —南 西 向 裂 缝 型 式 发 育 较 差 ,尚 未 达 到 饱 和 状 态 。在 鄂 尔 多 斯 盆 地 西 南 部 的 陇 东 地 区 ,以 与 地 层走 向 和 倾 向 斜 交 的 北 西 — 南 东 向 和 北 东 — 南 西 向 两组 斜 向 正 交 裂 缝 为 主 ,而 东 西 向 和 南 北 向 裂 缝 的 发育 程 度 相 对 较 差 。 根 据 裂 缝 间 距 指 数 计 算 ( 1991) ,北 东 — 南 西 向 和 北 西 — 南 东 向 裂 缝 的 间 距 指数 I 值 分 别 为 1. 21 和 1. 14 ,而 东 西 向 和 南 北 向 裂缝 的 间 距 指 数 I 值 分 别 为 0. 95 和 0. 68 ,反 映 该 区北 东 — 南 西 向 和 北 西 — 南 东 向 裂 缝 较 发 育 ,而 东 西向 和 南 北 向 裂 缝 的 发 育 程 度 较 差 。裂 缝 的 发 育 范 围 较 广 ,分 布 比 较 规 则 ,产 状 较 稳定 ,规 模 较 大 ,间 距 较 宽 ,延 伸 较 远 。 根 据 分 形 几 何 方法 计 算 (1995) ,裂 缝 的 平 均 分 数 维 D 值 为1. 37 ,大 于 1. 34 ,表 明 不 同 组 系 的 裂 缝 具 有 较 好 的 连通 性 ,它 们 可 以 构 成 良 好 的 裂 缝 渗 流 网 络 系 统 。 裂 缝的 发 育 程 度 受 岩 性 控 制 ,随 着 岩 石 中 石 英 和 长 石 矿 物含 量 的 增 加 ,裂 缝 密 度 相 应 增 大 。 在 砂 岩 中 ,随 着 岩石 颗 粒 变 粗 ,裂 缝 的 密 度 相 应 减 小 。 裂 缝 的 分 布 受 岩层 控 制 ,裂 缝 主 要 在 岩 层 内 发 育 ,垂 直 并 终 止 于 层 面上 ,并 在 同 一 岩 层 内 表 现 出 较 好 的 等 距 性 。 在 一 定 层厚 范 围 内 ,裂 缝 的 平 均 间 距 与 岩 层 厚 度 之 间 呈 较 好 的571第 2 期                   曾 联 波 等 :鄂 尔 多 斯 盆 地 上 三 叠 统 延 长 组 特 低 渗 透 砂 岩 储 层 裂 缝 特 征 及 成 因线 性 关 系 (Wu et ,1995 ;Ji et ,1998 ;et ,2000 ;曾 联 波 ,2004) ,随 着 岩 层 厚 度 增 大 ,裂 缝 间 距 相应 增 大 ,裂 缝 密 度 减 小 。 当 岩 层 的 单 层 厚 度 大 于 3 裂 缝 一 般 不 发 育 。 裂 缝 间 距 与 层 厚 之 间 这 种 线 性关 系 ,是 利 用 裂 缝 间 距 指 数 法 评 价 不 同 组 系 裂 缝 发 育程 度 的 地 质 基 础 (1991) 。3   裂 缝 的 成 因 类 型根 据 控 制 天 然 裂 缝 形 成 的 地 质 因 素 ,在 地 质 成因 上 通 常 可 以 将 天 然 裂 缝 分 为 构 造 裂 缝 、 区 域 裂 缝 、成 岩 裂 缝 、 收 缩 裂 缝 以 及 与 表 面 有 关 的 裂 缝 5 种 类型 (1985) 。 所 谓 区 域 裂 缝 是 指 在 相 对 未 变形 的 地 层 中 广 泛 发 育 、 方 位 变 化 相 对 较 小 、 破 裂 面 两侧 无 明 显 水 平 错 动 且 垂 直 于 岩 层 面 的 裂 缝 系 统(et ,1991a) ,它 们 具 有 分 布 规 则 、 规 模 大 、间 距 宽 、 发 育 范 围 广 、 产 状 相 对 稳 定 以 及 延 伸 较 远 等特 征 。 沉 积 盆 地 中 的 区 域 性 裂 缝 通 常 以 两 组 正 交 的型 式 出 现 ,两 组 正 交 裂 缝 的 走 向 分 别 与 盆 地 长 轴 和短 轴 相 一 致 (1985) 。 根 据 鄂 尔 多 斯 盆 地 延长 组 的 地 质 条 件 及 其 裂 缝 分 布 特 点 ,它 们 具 有 区 域裂 缝 的 特 点 (曾 联 波 等 ,1999) 。根 据 岩 心 和 露 头 区 的 裂 缝 分 布 特 征 ,鄂 尔 多 斯盆 地 延 长 组 的 裂 缝 产 状 稳 定 ,裂 缝 面 平 直 光 滑 ,并 常见 擦 痕 甚 至 阶 步 ;裂 缝 多 呈 雁 行 式 排 列 ,可 见 羽 蚀 构造 ;在 砾 岩 或 含 砾 砂 岩 中 ,还 具 有 裂 缝 切 穿 砾 石 而 过的 现 象 ;裂 缝 的 尾 端 具 有 折 尾 、 菱 形 结 环 和 菱 形 分 叉等 现 象 (图 2d) ;并 常 见 追 踪 东 西 向 和 北 西 — 南 东 向裂 缝 以 及 追 踪 南 北 向 和 北 东 — 南 西 向 裂 缝 呈 追 踪 张裂 缝 的 现 象 (图 2e、 f) 。 裂 缝 的 上 述 特 征 表 明 该 区 裂缝 主 要 为 水 平 构 造 挤 压 应 力 作 用 下 形 成 的 剪 切 裂缝 ,而 且 被 追 踪 的 两 组 裂 缝 为 同 一 构 造 时 期 形 成 的一 对 共 轭 剪 切 裂 缝 。 因 此 ,在 地 质 成 因 类 型 上 ,鄂 尔多 斯 盆 地 延 长 组 特 低 渗 透 砂 岩 储 层 裂 缝 应 该 属 于 在弱 构 造 变 形 区 发 育 的 构 造 裂 缝 。 1985) 和 (1991a ,1991b)定 义 的 区 域 裂 缝 实 际 上 是属 于 构 造 裂 缝 的 一 种 类 型 ,即 构 造 裂 缝 除 了 与 褶 皱构 造 有 关 的 裂 缝 、 与 断 层 构 造 有 关 的 裂 缝 、 与 刺 穿 等其 他 局 部 构 造 事 件 有 关 的 裂 缝 以 外 ,还 有 一 类 在 弱构 造 变 形 区 形 成 的 构 造 裂 缝 ,它 们 都 与 后 期 的 构 造应 力 作 用 有 关 。 而 成 岩 裂 缝 、 收 缩 裂 缝 以 及 与 表 面有 关 的 裂 缝 都 是 与 构 造 作 用 无 关 的 非 构 造 成 因 裂缝 。 因 此 ,在 地 质 成 因 上 ,可 以 将 天 然 裂 缝 分 为 构 造裂 缝 和 非 构 造 裂 缝 两 大 类 ,这 种 裂 缝 的 成 因 分 类 更明 确 。4   裂 缝 的 形 成 时 期从 裂 缝 的 切 割 关 系 看 ,鄂 尔 多 斯 盆 地 发 育 的 4 组裂 缝 主 要 在 两 期 形 成 。 在 地 表 露 头 和 岩 心 上 ,可 见 东西 向 和 北 西 — 南 东 向 裂 缝 限 制 南 北 向 和 北 东 — 南 西向 裂 缝 (图 2a) ,以 及 北 东 — 南 西 向 和 南 北 向 裂 缝 切 割北 西 — 南 东 向 裂 缝 和 东 西 向 裂 缝 等 现 象 (图 2b) 。 并根 据 东 西 向 和 北 西 — 南 东 向 裂 缝 以 及 南 北 向 和 北东 — 南 西 向 裂 缝 呈 追 踪 张 裂 缝 的 特 点 (图 2e、 f) ,反 映该 区 裂 缝 主 要 在 两 期 形 成 ,其 中 ,东 西 向 裂 缝 和 北 西向 裂 缝 为 早 期 形 成 的 一 对 共 轭 剪 切 裂 缝 ,而 南 北 向 裂缝 和 北 东 — 南 西 向 裂 缝 为 晚 期 形 成 的 一 对 共 轭 剪 切裂 缝 。 根 据 共 轭 剪 切 裂 缝 的 野 外 切 错 关 系 以 及 追 踪张 裂 缝 的 展 布 方 向 ,早 期 裂 缝 主 要 在 北 西 西 — 南 东 东方 向 的 水 平 挤 压 应 力 作 用 下 形 成 ,而 晚 期 裂 缝 主 要 在北 北 东 — 南 南 西 向 水 平 挤 压 应 力 场 作 用 下 形 成 。 上述 两 期 构 造 应 力 场 的 方 向 分 别 与 该 区 侏 罗 纪 末 期 和白 垩 纪 末 期 — 古 近 纪 的 构 造 应 力 场 分 布 完 全 一 致 ,说明 侏 罗 纪 末 期 和 白 垩 纪 末 期 — 古 近 纪 是 该 区 裂 缝 的主 要 形 成 时 期 ,与 裂 缝 充 填 物 的 包 裹 体 分 析 得 到 的 结果 相 同 ,也 与 地 表 露 头 裂 缝 的 统 计 结 果 相 同 。 在 铜 川剖 面 ,根 据 上 三 叠 统 延 长 组 、 侏 罗 系 和 白 垩 系 1280 条裂 缝 统 计 结 果 看 ,延 长 组 和 侏 罗 系 裂 缝 的 分 布 完 全 一致 ,它 们 和 白 垩 系 裂 缝 的 分 布 明 显 不 同 ,同 样 反 映 侏罗 纪 末 期 和 白 垩 纪 末 期 — 古 近 纪 是 该 区 裂 缝 的 两 个主 要 形 成 时 期 。5   裂 缝 的 成 因平 缓 地 层 正 交 裂 缝 的 成 因 解 释 有 岩 石 圈 板 块 平缓 挠 曲 、 地 潮 疲 劳 、 结 晶 基 底 断 裂 重 新 活 动 和 构 造 挤压 等 ( 1985 ; et , 1991a , 1991b ;1993) ,但 都 缺 少 有 力 的 证 据 ,也 不 适 合 鄂 尔多 斯 盆 地 的 地 质 条 件 。 根 据 鄂 尔 多 斯 盆 地 正 交 裂 缝的 分 布 特 征 以 及 实 际 的 地 质 条 件 ,并 结 合 大 量 岩 石力 学 试 验 结 果 的 综 合 分 析 ,其 裂 缝 的 形 成 主 要 与 非均 质 性 岩 层 的 水 平 构 造 挤 压 、 埋 藏 和 隆 起 剥 蚀 等 造成 的 多 期 应 力 作 用 有 关 。 水 平 构 造 挤 压 应 力 是 形 成裂 缝 的 主 要 力 源 ,而 由 于 沉 积 和 成 岩 作 用 造 成 的 岩层 力 学 性 质 非 均 质 性 是 造 成 该 区 不 同 时 期 不 同 方 向裂 缝 发 育 程 度 差 异 并 表 现 为 正 交 裂 缝 的 主 导 因 素 。在 同 一 构 造 应 力 作 用 下 ,沿 岩 石 强 度 最 弱 的 方 向 最容 易 发 生 破 裂 形 成 裂 缝 。 限 于 篇 幅 ,岩 层 力 学 性 质的 非 均 质 性 控 制 不 同 组 系 裂 缝 发 育 的 证 据 将 在 另 外的 论 文 中 专 门 论 述 。671 地   质   学   报 2007 年图 2   鄂 尔 多 斯 盆 地 延 长 组 不 同 组 系 裂 缝 相 互 关 系 图2   of of a) — 北 西 — 南 东 向 裂 缝 限 制 南 北 向 裂 缝 ; ( b) — 北 东 — 南 西 向 裂缝 切 割 东 西 向 裂 缝 ; (c) — 东 西 向 裂 缝 限 制 南 北 向 裂 缝 ; (d) — 东 西向 裂 缝 的 尾 端 ; (e) — 东 西 向 裂 缝 和 北 西 — 南 东 向 裂 缝 呈 追 踪 张 裂缝 ; (f) — 南 北 向 裂 缝 和 北 东 — 南 西 向 裂 缝 呈 追 踪 张 裂 缝(a) — SE — N ( b) — N E — — W (c) — E — W —N ( d) — — W ( e) — E — W — SE (f) — S — N E — SW 纪 末 期 ,鄂 尔 多 斯 盆 地 受 到 北 西 西 — 南 东东 向 水 平 构 造 挤 压 和 第 二 次 构 造 热 事 件 (任 战 利 等 ,1994 ,2006 ;孙 少 华 等 ,1997 ;吴 冲 龙 等 ,1997 ;王 双 明等 ,1999 ;张 泓 等 ,2000 ;陈 瑞 银 等 ,2006) 。 此 时 ,上三 叠 统 延 长 组 达 到 最 大 埋 藏 深 度 (图 3) ,具 有 较 高的 古 地 温 (古 地 温 梯 度 为 3. 5~ 4. 7 ℃ / 100m)和 地 层流 体 压 力 。 在 构 造 挤 压 和 深 埋 藏 作 用 引 起 的 应 力 作用 下 ,形 成 了 延 长 组 早 期 的 东 西 向 和 北 西 — 南 东 向两 组 共 轭 剪 切 裂 缝 ,但 在 盆 地 西 南 部 陇 东 地 区 的 沉积 体 系 ,由 于 沉 积 和 成 岩 作 用 造 成 的 不 同 方 向 的 岩石 力 学 性 质 非 均 质 性 (图 4) ,使 两 组 共 轭 剪 切 裂 缝的 发 育 程 度 不 一 致 ,它 抑 制 了 共 轭 剪 切 裂 缝 系 中 东西 向 裂 缝 的 发 育 程 度 ,使 北 西 — 南 东 向 裂 缝 发 育 。而 在 盆 地 中 部 靖 安 — 安 塞 地 区 的 沉 积 体 系 ,岩 层 强烈 非 均 质 性 抑 制 了 两 组 共 轭 剪 切 裂 缝 系 中 的 北 西 —南 东 向 裂 缝 的 发 育 程 度 ,使 东 西 向 裂 缝 发 育 (图 5) 。白 垩 纪 末 期 — 古 近 纪 ,鄂 尔 多 斯 盆 地 受 到 北 北东 — 南 南 西 向 水 平 构 造 挤 压 和 第 三 次 构 造 热 事 件(任 战 利 等 ,1994 ,2006 ;孙 少 华 等 ,1997 ;吴 冲 龙 等 ,1997 ;王 双 明 等 , 1999 ; 张 泓 等 , 2000 ; 陈 瑞 银 等 ,2006) ,并 造 成 了 600~ 3200 m 厚 度 的 地 层 剥 蚀 (图3) 。 在 构 造 挤 压 和 抬 升 剥 蚀 作 用 引 起 的 应 力 作 用下 ,形 成 了 延 长 组 晚 期 的 南 北 向 和 北 东 — 南 西 向 两组 共 轭 剪 切 裂 缝 ,但 在 盆 地 中 部 的 靖 安 — 安 塞 地 区 ,沉 积 和 成 岩 作 用 造 成 的 岩 层 强 烈 的 非 均 质 性 抑 制 了两 组 共 轭 剪 切 裂 缝 系 中 的 北 东 — 南 西 向 裂 缝 的 发 育程 度 ,使 南 北 向 裂 缝 发 育 (图 5) ;而 在 盆 地 西 南 部 的陇 东 地 区 ,强 烈 的 岩 层 非 均 质 性 抑 制 了 两 组 共 轭 剪切 裂 缝 系 中 的 南 北 向 裂 缝 的 发 育 程 度 ,使 北 东 — 南西 向 裂 缝 发 育 。 因 此 ,在 盆 地 中 部 的 靖 安 — 安 塞 地区 ,主 要 表 现 为 东 西 向 和 南 北 向 两 组 正 交 裂 缝 系 统 ,而 其 他 两 组 裂 缝 相 对 不 发 育 ;而 在 盆 地 西 南 部 的 陇东 地 区 ,主 要 表 现 为 北 西 — 南 东 向 和 北 东 — 南 西 向两 组 正 交 裂 缝 系 统 ,而 其 他 两 组 裂 缝 的 发 育 程 度 相图 3   鄂 尔 多 斯 盆 地 上 三 叠 统 埋 藏 曲 线 与 裂 缝形 成 关 系 图3   of   陇 东 地 区 不 同 方 向 岩 石 力 学 性 质 各 向 异 性 分 布 图4   of — 抗 压 强 度 (; ■ — 弹 性 模 量 ( ;▲ — 泊 松 比 ( × 10 - 2) ; ● — 抗 拉 强 度 ( — h (; ■ — ;▲ — × 10 - 2) ; ● — h (71第 2 期                   曾 联 波 等 :鄂 尔 多 斯 盆 地 上 三 叠 统 延 长 组 特 低 渗 透 砂 岩 储 层 裂 缝 特 征 及 成 因图 5   鄂 尔 多 斯 盆 地 中 部 靖 安 — 安 塞 地 区 裂 缝 走 向与 主 应 力 方 位 关 系 图5   期 — 侏 罗 纪 末 期 ; Ⅱ 期 — 白 垩 纪 末 期 — 古 近 纪Ⅰ — Ⅱ — t he 差 。 现 今 应 力 场 主 要 是 影 响 不 同 组 系 裂 缝 的 地下 张 开 度 、 连 通 性 和 渗 透 性 ,从 而 影 响 特 低 渗 透 砂 岩油 田 的 井 网 部 署 和 注 水 开 发 效 果 。6   结 论鄂 尔 多 斯 盆 地 上 三 叠 统 延 长 组 特 低 渗 透 砂 岩 储层 分 布 有 东 西 向 、 北 西 — 南 东 向 、 南 北 向 和 北 东 — 西南 向 4 组 裂 缝 ,在 盆 地 的 某 一 部 位 ,主 要 表 现 为 正 交裂 缝 的 分 布 型 式 。 裂 缝 的 发 育 范 围 广 ,分 布 规 则 ,产状 稳 定 ,属 于 在 弱 构 造 变 形 区 发 育 的 构 造 裂 缝 。 裂缝 主 要 在 两 期 形 成 ,侏 罗 纪 末 期 ,在 北 西 西 — 南 东 东方 向 水 平 构 造 挤 压 以 及 深 埋 藏 造 成 的 应 力 作 用 下 ,形 成 了 东 西 向 和 北 西 — 南 东 向 共 轭 剪 切 裂 缝 ,但 由于 沉 积 和 成 岩 作 用 造 成 的 岩 层 强 烈 非 均 质 性 影 响 ,在 靖 安 — 安 塞 地 区 使 东 西 向 裂 缝 较 北 西 — 南 东 向 裂缝 发 育 ,在 陇 东 地 区 使 北 西 — 南 东 向 裂 缝 较 东 西 向裂 缝 发 育 。 白 垩 纪 末 期 — 古 近 纪 ,在 北 北 东 — 南 南西 向 水 平 构 造 挤 压 以 及 抬 升 剥 蚀 造 成 的 应 力 作 用下 ,形 成 了 南 北 向 和 北 东 — 南 西 向 共 轭 剪 切 裂 缝 ,但受 岩 层 强 烈 非 均 质 性 影 响 ,在 靖 安 — 安 塞 地 区 使 南北 向 裂 缝 较 北 东 — 南 西 向 裂 缝 发 育 ,而 在 陇 东 地 区北 东 — 南 西 向 裂 缝 较 南 北 向 裂 缝 发 育 。 因 此 ,在 靖安 — 安 塞 地 区 主 要 表 现 为 东 西 向 和 南 北 向 两 组 正 交裂 缝 系 统 ,而 在 陇 东 地 区 主 要 表 现 为 北 西 — 南 东 向和 北 东 — 南 西 向 两 组 正 交 裂 缝 系 统 。参   考   文   献陈 瑞 银 ,罗 晓 容 ,陈 占 坤 ,等 . 2006. 鄂 尔 多 斯 盆 地 中 生 代 地 层 剥 蚀 量估 算 及 其 地 质 意 义 . 地 质 学 报 ,80 (5) :685~ 新 . 2002. 鄂 尔 多 斯 盆 地 构 造 演 化 与 油 气 . 北 京 :石 油 工 业 出 版社 志 ,顾 家 裕 ,郭 彬 程 . 2004. 中 国 含 油 气 盆 地 碎 屑 岩 低 渗 透 储 层 的特 征 及 形 成 机 理 . 沉 积 学 报 , 22 (1) :13~ 杰 ,王 多 云 ,徐 旭 辉 . 2005. 鄂 尔 多 斯 盆 地 陇 东 地 区 三 叠 系 延 长 组储 层 特 征 及 影 响 因 素 分 析 . 石 油 实 验 地 质 ,27 (4) :365~ 兰 ,刘 小 洪 ,林 潼 ,等 . 2006. 成 岩 作 用 与 油 气 侵 位 对 鄂 尔 多 斯 盆地 延 长 组 砂 岩 储 层 物 性 的 影 响 . 地 质 学 报 ,80 (5) :664~ 利 ,赵 重 远 ,张 军 ,等 . 1994. 鄂 尔 多 斯 盆 地 古 地 温 研 究 . 沉 积 学报 ,12 (1) :56~ 利 ,张 盛 ,高 胜 利 ,等 . 2006. 鄂 尔 多 斯 盆 地 热 演 化 程 度 异 常 分 布区 及 形 成 时 期 探 讨 . 地 质 学 报 ,80 (5) :674~ 华 ,李 小 明 ,龚 革 联 ,等 . 1997. 鄂 尔 多 斯 盆 地 构 造 热 事 件 研 究 . 科学 通 报 ,42 (3) :306~ 明 ,张 玉 平 . 1999. 鄂 尔 多 斯 侏 罗 纪 盆 地 形 成 演 化 和 聚 煤 规 律 前 缘 ,6 (增 刊 ) :147~ 龙 ,周 江 羽 . 王 根 发 等 . 1997. 陕 甘 宁 盆 地 古 构 造 应 力 场 与 中 部 大气 田 的 联 系 . 石 油 与 天 然 气 地 质 ,18 (4) :267~ ,孟 召 平 ,何 宗 莲 . 2000. 鄂 尔 多 斯 煤 盆 地 构 造 应 力 场 研 究 . 煤 炭学 报 ,25 (增 刊 ) :1~ . 2003. 陕 甘 宁 盆 地 储 层 裂 缝 特 征 及 形 成 构 造 应 力 场 分 析 . 地 质科 技 情 报 ,22 (2) :21~ 乾 ,张 世 民 ,卢 立 泽 . 2003. 低 渗 透 致 密 砂 岩 气 藏 裂 缝 类 型 及 特征 . 石 油 学 报 ,24 (4) :36~ 波 ,田 崇 鲁 . 1998
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本文标题:鄂尔多斯盆地上三叠统延长组特低渗透砂岩储层裂缝特征及成因
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