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基岩油气藏裂缝储层特征与预测

——以辽河盆地大民屯凹陷基岩油藏裂缝储层为例

许 坤

（中国石油天然气集团公司咨询中心 北京 100724）

摘要：辽河盆地大民屯凹陷基岩油气藏储层主要为裂缝型储层，油气的富集程度与裂缝的发育程度密切相关。而基岩裂缝的发育程度又受控于构造与岩性。根据古构造应力场及裂缝分形定量分析，成像测井、倾角测井解释及地震多属性裂缝识别技术，揭示了基岩裂缝的发育规律。在断裂带附近、断裂的交叉复合部位、推覆构造或背斜构造的转折端，是裂缝的发育带；裂缝储层主要发育在中元古界长城系碳酸盐岩或石英（砂）岩发育段及太古宇变粒岩及混合岩类发育段，而泥质岩类、片麻岩类及侵入岩类裂缝储层欠发育；地层不整合面，往往是长时期暴露地表的风化壳，古风化壳淋滤风化作用强，缝洞系统发育，往往是基岩裂缝型储层发育和油气富集的有利场所。根据裂缝发育规律研究成果与地震多属性反演进行了基岩裂缝发育带的识别与预测。

前言

辽河盆地基岩油气藏探明储量已达 20000×104t，占辽河盆地总探明储量的10%以上。尤其是大民屯凹陷基岩油气藏探明储量竟达10000×104t，约占大民屯凹陷总探明储量的1/3。而且，近几年来在基岩低潜山（深度3000m）又不断有新的重大发现，这对现今已进入中后期的辽河盆地中、浅层（或盖层）勘探，是一个具有广阔前景的新领域。但回顾以往的基岩油气藏勘探历程，基本上都是在寻找深度3000m的基岩高潜山油气藏1。随着基岩油气藏勘探日益受到人们的关注和深层油气勘探的不断深入，基岩低潜山带也不断发现了比较富集的油气藏，这就打破了以往基岩勘探只寻找高潜山的传统认识。同时，人们还注意到，潜山油气藏与其上覆的盖层油气藏成藏机制有很大的不同（表1）。这种不同主要表现在二者在储层形成机制上的不同。

辽河盆地大民屯凹陷的基岩裂缝油气藏类型多，勘探效果好，代表性强，所以，本次研究的重点地区是大民屯凹陷基岩裂缝油气藏。

表1基岩裂缝储层与砂岩储层特征对比

储层特征

储层特征

油藏类型

普通碎屑岩油藏（盖层油藏）

储层

控制因素沉积相带及成岩作用构造裂缝及

岩性

储层发育部位

基岩油气藏

砂岩与背斜构造复合部位

或有利相带

脆性岩石的构造破碎带或不整合面

大民屯凹陷基岩由太古宇变质岩和成岩性较好的元古宇—古生界组成2。变质岩中几乎不存在任何原生孔隙，次生孔隙也极不发育，其平均面孔率0.1%。因此，变质岩的储集空间和渗流通道主要为各类裂缝系统。碳酸盐岩经过一系列复杂的成岩作用，主要发育次生铸模孔、粒内溶孔、晶间孔、缝合线溶孔和裂缝溶孔。碎屑岩经过压实、压溶、胶结、重结晶和溶蚀等作用，已达到晚期成岩作用的 C期，其原生孔隙基本消失，主要为溶蚀作用的形成的次生孔隙。据薄片分析，白云岩和石英砂岩中基质次生孔隙的孔隙度为1%~2%，属于次要储集空间。上述基岩油气藏储层特征分析表明，基岩储层的发育程度，主要受基岩裂缝发育程度的控制，而受基岩原生孔隙及次生孔隙的影响较小。

本区基岩油藏构造裂缝依据不同的划分标准可有多种分类：

根据裂缝的产出状态，可分为高角度裂缝与低角度裂缝，其中高角度裂缝主要包括两组共轭剪切裂缝和一组张裂缝，低角度裂缝主要包括两组共轭剪切裂缝和近水平张裂缝（图1）；根据裂缝走向可分为北东向（北北东向）、北西向或近东西向。

根据裂缝的发育规摸，可分为宏观裂缝（长度≧ 0.5cm）和微观裂缝（长度

0.5cm）。

根据裂缝的受力性质，可分为张裂缝、压裂缝、剪裂缝等。

根据内外力综合作用特征，可分为构造裂缝、溶蚀裂（洞）缝和风化裂缝等。

裂缝的发育特征及研究方法

基岩裂缝的类型与分布特征

根据岩心和裂缝定向，倾角测井、成像测井解释，古构造应力场分析等，确定了基岩裂缝的展布方向为北东或北北东、北西和近东西向；它们与区内或区域断裂展布特征相一致。

构造裂缝以高角度裂缝为主，其中，垂直裂缝占18%，倾斜裂缝占72%，水平裂缝只占10%。

构造裂缝以高角度张性裂缝为主（占68%），张剪性裂缝（占24%），剪切裂缝仅发育在断层附近，占8%。

不同岩性及岩石产状裂缝发育特征不同，块状产出的岩石如花岗岩，变粒岩等，即发育高角度裂缝，也发育低角度裂缝；而层状产出的石英砂岩、云岩等，则主

要发育垂直地层的高角度裂缝，裂缝走向一般有三组，且以其中的两组共轭剪裂缝为主，张裂缝发育程度相对较弱。而低角度裂缝一般在成层岩石中不发育，其原因是硬岩层间的软弱面拟制了低角度裂缝的形成。

不同类型岩石的裂缝发育规模有一定的差异。混合岩、变粒岩的单条宏观一级裂缝长度多在300cm以下，石英（砂）岩的单条宏观一级裂缝长度多在500cm以下，而云岩的的单条宏观一级裂缝长度