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沿河湾探区低渗透储层构造裂缝特征及分布规律定量预测


第 3 0卷

第 2期 

石 

油 

学 

报 

V 0.3   No.   1 0 2
M a. r   2 9 00  

20 0 9年 3月 

A CT A  PET RO LEISI I

  N CA  

文章 编 号 :0 5 —6 7 2 0 ) 2 0 9 -6 2 32 9 ( 0 9 0 —150 

沿 河 湾 探 区 低 渗 透 储 层 构 造 裂 缝 特 征 及  分 布 规 律 定 量 预 测 
周 新桂  张 林 炎  屈 雪峰  李  亮  黄 臣军 
( 中 国地 质 科 学 院地 质 力 学 研 究 所 1 北京 10 8 ; 2 中 国 石 油 长 庆 油 田公 司 勘 探 开 发 研 究 院 00 1 陕西西安 70 2 ) 10 1 

摘 要 :鄂 尔 多 斯 盆 地 沿 河 湾 探 区 主 力 油 层 上 三 叠 统 延 长 组 长 6  油层 组属 于特 低 渗 透 储 层 , 裂 缝 发 育 和 分 布 状 况 成 为 制 约油 气勘  其 探 和 有 效 开 发 的瓶 颈 。根 据 露 头地 层 、 井 岩 心及 岩 石 薄 片等 实 物 资 料 , 用 古 地 磁 岩 心 定 向方 法 , 沿 河 湾 探 区上 三 叠 统 延 长 组  钻 利 对 长6  储 层 构 造 裂 缝 的 基 本 特 征 、 缝 力 学 性 质 和 裂 缝 有 效 性 进 行 了定 性一 定量 化 观 测 统 计 。结 果 表 明 , 河 湾 探 区长 6 裂 沿  储 层 主 要   发 育 有 区域 性 NE 向和 近 S 向高 角 度 的共 轭 构 造 裂 缝 系 统 ; 层 段 岩 心 构 造 裂 缝 密度 为 0 1 ~3 5 E N 储 . 2 . 6条 m, 偏 张 性 裂 缝 为 主 , 以   充 填 较 为 严 重 , 为 无 效 裂 缝 。依 据 长 6 多  岩 心 构 造 裂 缝 观 测 值 , 有 限 元 数 值 模 拟 方 法 为 基 础 , 石 破 裂 法 和 能 量 法 相 结 合 , 立 以 岩 建   了长 6  储 层 构 造 裂 缝 分 布 定 量 预 测 数 学模 型 。 利 用 该 模 型 预 测 了 目的 层 裂 缝 相 对 发 育 区 、 发 育 区和 不 发 育 区 , 预 测 了张 剪 裂  次 并 缝 走 向, 为建 立 沿 河 湾 探 区长 6  储 层 裂 缝 分 布 网络 模 型 和今 后 油 气勘 探 、 发 提 供 了地 质 依 据 。 开  
关 键 词 : 尔 多斯 盆地 ; 河 湾 探 区; 长 组 ; 渗 透 储 层 ; 造 裂 缝 ; 量 预 测 ; 学模 型  鄂 沿 延 低 构 定 数 中 图分 类 号 : E 1 .   T 122 文献标识码 :   A

Cha a t r s i s a   a ia i e pr di to   fdit i u i n l ws o  e t ni  r c e i tc   nd qu ntt tv   e c i n o   s r b to  a   f t c o c f a t r s o  o pe m e biiy r s r o r  n Ya he n a e   r c u e   f l w— r a lt   e e v i s i   n wa   r a
ZHOU  n u  ZHANG  i y n QU  ee g LILin   HUANG  e j n Xig i Lna  Xu fn     ag Ch n u  
( . n ttt f Gemeh n c ,Ch n s  a e   f Ge sin e,Bejn   0 8 ,Ch n   1 I siueo   o c a is ieeAc d my o   oce c i  g 1 0   i 0 1 ia;

2 .Ree rh I si t  f Ex o a ina d De eo me t sa c  n t u eo   plr to  n   v l p n ,Per Ch n   a g i g Oifil   o t to iaCh n qn   l ed C mpa y,Xia   1 0 1 n ’ n 7 0 2 ,Chn ) ia 
Ab ta t sr c :T h   e Cha g6 lye i   ow— e m e b lt   e e vo r o   a c ng For a i   n t  U pp r T ra sc n    a r s a l p r a iiy r s r i  f Y n ha   m ton i   he e   is i Sy t m  d s a s  t   s e an  i  lo he m an o ll e  n Ya i  i ay r i  nhe a   e   fO r osBa i T h   s rbu i n a   v o   w n ar a o   d   sn. e diti to   nd de elpm e   gr e o  e t ni  r c ur s r s rc he p t o e m   ntde e   ft c o c fa t e   e t itt   e r l u e pl a i n a d  a i  veop e . T heo e va in  fout r   nd drle   or x or to   n v ld de l m nt   bs r to o   c op a   ild c e,t n— e to a a y i  n   a e — a ne i  or   re a  hi s c in  n l ss a d p lo m g tsc eo int — ton w e e a i   r  ppl d t   h   a ia i   t ts is o  econ c fac u e i c u ng t   sc c ar c e i tc m e ha i s a d vaiiy o   e — i   O t e qu ntt tve sa i tc   ft t i  r t r s,n l di   he ba i  h a t rs is, c n c   n   l d   f t c  e t

tncfa t r so  h n    lw— eme bl y r s ror i  h   n e n ae . Ch n    r sr ord v lp d t e rgo a  o j g t  o i rcu e  fC a g6 o p r a it  e ev i n t e Ya h wa   ra   i   a g6 ee v i e eo e  h   e in lc n  ae   u
h g a l  e t c fa t es t m   t   i h— ng e t coni  r c ur   ys e wih NEE  nd NS  r c i s T he d nst    e t ni r c u e  s fom  a   die ton .   e iy oft c o c f a t r s i  r 0.1   O 3. 6 rb ns pe   2 t  5   ibo   r m e e . T hem os  e t ni  r t r sa e t nso la   ild s rousy, h c beong t   hei vai   e t cf a t e  n Cha 6 r s r  tr   tt c o c fac u e   r   e i na  nd fle   e i l w ih  l   o t  n ld t c oni  r c ur s i  ng   e e — vor   f Ya is o   nhe a   r a A c or ng t  he d nst     e t cf a t e  n c e   t i d r m   fe e tdrli g we l n Y a he a   r  w na e . c di  O t   e iy oft coni  r c ur s i  or sob ane fo dif r n   iln   ls i  n w n a — e a, a mat e ai a  od lf   ua ia i e y pr d c i   nd e a ua i   he it i in n  d veo   h m tc lm e  or q ntt tv l   e i tng a   v l tng t  ds rbuto  a d e l pm e   g e   f t c o c r c ur s ntde r e o   e t ni fa t e   w a   veo d b   i g t   i t   l m e t sm ulton m e ho t   oc   r t m e ho   nd t   ta n e e g   e ho s de lpe   y usn   he fnie e e n   i a i   t d, he r k bu s  t d a   he s r i   n r y m t d. The m o lwas   de    us d t   r d c  he a e s o   v l e  O p e i tt   r a   fde eope d。 s — v l pe   n  u - veop d f a t e   nd t   e e m i   he s rke   f t n ie s e r f a — ub de e o d a d n de l e   r c ur s a   O d t r ne t   t i s o   e sl— h a   r c  t r s The e r s t  a   ov d  he i p t n   o o c lr f r nc sf   s a ls ue. s   e uls c n pr i e t  m or a tge l gia  e e e e  ore t b ihm e toff a t e n t o k m od lan   u t r p tol — n    r c ur  e w r   e  d f r he  e r e  um  xp o a i  n Y a e a   r a  e l r ton i   nh w n a e . Ke   r s: Or os Ba i Ya y wo d d   sn; nhe n r a; Ya ha g wa  a e nc n  For ato m in; l w   r e biiy e e vor; e t ni  r c u e q ntt tve o pe m a lt  r s r i t c o c f a t r s; ua ia i  pr d c e i  to m at e atc m o l in: h m i  de 

沿 河 湾 探 区位 于鄂 尔 多 斯 盆 地 陕北 斜 坡 的 东 南 

层组 , 主要储 层 为 NE S 走 向 的三 角洲 水下 分 流河  — w

部, 区域 构造 背 景 为 一 平 缓 的 西 倾 单 斜 , 层 近 于 水  地 平 。截至 2 0 0 4年 该 区共钻 探 井 2 3口 , 中取 心井 1  其 5
口。该 区主要 勘探 目的层 为上 三 叠 统 延 长 组 长 6  油 

道砂 体 , 均 孔 隙 度 为 9 2 ( . % ~ 1 . %) 平 均  平 . % 83 02 , 渗透 率 为 0 1 . 7× 1  /  [ 0 1 0 x m ( . 2~ 0 1 )X 1  .9   0 m  , ] 为低 孔 隙特 低 渗 透 储 层 。它 与 中 、 渗 透 率 砂  高

作 者 简 介 : 新 桂 , , 9 6年 8月 生 ,19 年 毕业 于成 都 地 质 学 院 ,0 3年 获 中 国地 质 大 学 ( E ) 学 博 士 学 位 , 为 中 国地 质 科 学 院 地 质 力 学研   周 男 16 91 20 d京 工 现 究 所 研究 员 , 要从 事 储层 裂 缝 预 测 和 油 气 成 藏 潜 力 研 究 。E malxn uzo l0 s a cr.n 主 — i ig i u O @ i .o c  : h n n

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石 

油 

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岩储层 的本 质差别 是砂岩 致密 , 岩石脆 性相 对较 大 , 经 
过一 定 的构 造活动 后 , 普遍 发育 不 同程度 的构造 裂缝 。  


覆 盖 区钻井 岩 心 裂 缝 的 定 向 分 析 是 利 用古 地 磁  原 理 测量 岩 石 黏 滞 剩 磁 , 以确 定 岩 心 磁 北 方 位 进 行 
岩心定 向, 而进行 岩 心裂 缝 系统观 测和统 计 的。 进   对 沿 河湾 探 区 1 0口井 长 6  储层 2 7块 含裂 缝 岩心 的  数 十 条构 造 裂 缝 走 向定 向 结 果 表 明 , 构 造 裂 缝 以  其

般而言 , 类储 层 中发 育 的裂缝大 都为 隐裂缝 ( 该 或无 

效裂 缝) 不 压裂就 不具工 业产 能 。但 经合适 的压 裂改  , 造后 , 与现 今主应 力方 向近 于平 行 或 小角 度 相 交 的无 

效 隐裂缝 可优先转 变 为 “ 张性 ” 裂缝 , 善 储 层有 效  显 改 渗 流面积 和渗 流 能力 ] 。所 以 , 类 低渗 透储 层 裂缝  该
发 育特征 及分布规 律研 究是 该区油 气勘探 开发 过程 中 
的重要 问题之一 。  

近 S 及 NE N E向裂 缝 为 主 , 次 为 NW 向 的裂 缝 系  其 统 [ 1 b ] 与 相 似 露 头 区 裂 缝 系 统 优 势 方 位  图 ()。


致。  

1 2 储 层段 裂缝特 征参 数  . 沿河湾 探 区 1 5口取 心井长 6  储层 段不 同程度地 

1 储 层 构造 裂 缝 基 本 特 征 
1 1 储 层构 造裂缝 优势方 位  .

发育 构造裂 缝 。构 造裂缝 以高 角度裂 缝为 主 , 高角度 、   斜交 和低角 度裂缝 所 占比例分 别 为 4 . 4 3 . 4 8 2 %、 2 9 % 
和 1 . 2 。构 造裂缝 开度 为 0 . mm 的裂缝 约 占 88 % ~0 3   7%, O 裂缝 开 度为 0 5 1 .~   mm 的约 占 1 %, 2 裂缝 开 度 

晚 中生 代 燕 山期 构 造 运 动 造 成 了鄂 尔 多 斯 盆 地 
中生 界 “ 区域 性 构 造 裂 缝 ” 的广 泛 发 育 l   _ 。根 据 沿  2 。 河 湾探 区钻 井 岩 心 和延 河 剖 面 相似 露 头 区 同一 层位  岩石 裂缝 的定 向 观 测 、 计 以及 不 同裂 缝 系 统 之 间  统

大于 5   的不到 2 ; mm % 裂缝 切 深 变化 范 围 比较 大 , 但  9 % 的裂缝 切深 为 0 O m, 中切 深 为 0  m 的  5 ~2  其 c ~5c
约 占 5 % , 深大 于 5   的所 占比例 不 到 2 ; 缝  0 切 0c m % 裂 间距 呈非 正态分 布 ,6 的样 品裂 缝 问距 为 0  m, 8% ~3c   裂缝 间距 大于 7 m 的仅约 占 3 。   c %  

的相 互切 错 关 系判 断 , 6 长  储 层 段 发 育 高 角 度 的共 
轭构 造 裂 缝 系 统 , 优 势 方 位 主 要 为 NE 向 和 近  其 E
S 向( 1 。 N 图 ) 
0  

1 3 储 层 裂 缝 系统 的 有 效 性  .

沿河 湾探 区长 6 储 层 构 造 裂 缝 系统 充 填 较 为严  ’
重, 约有 6 . 5 1 7 %的裂缝 被充 填 , 不 同井 的裂缝 充填  但 程 度有所 差 别 ( 1 。其 中 , 1井 、 3 表 ) 沿 沿 4井 、 5   沿 0
井 、 4井 、 1 沿 沿 3井 、 7井 裂 缝 充 填 严 重 , 8 % 的  沿 约 5

裂缝 为全 充填 缝 ,5 的为半充 填缝 , 填物 多为泥质  1% 充

或 泥炭 质 , 分为 方解 石 。裂 缝 系 统本 身 及其 之 间 的  部
连通性 差 。  
1O 8 

( )延 河 剖面  a
0  

储 层岩 心构造 裂缝 的力 学性 质 以偏 张性 为 主 , 其 
次为 偏 剪 性 ( 1 。偏 张 性 裂 缝 约 占 7 . 8 , 沿  表 ) 79 % 仅 2 井 、 7井 、 1 5 沿 沿 6井 、 2 沿 6井 岩心 以偏 剪 性 裂缝 为  主 。岩心裂缝 多 以单一 裂 缝 出现 , 部分 呈 平 面或 剖 面 
“ ” 。对 于 以平 面 或 剖 面 “ ” 剪 性 裂 缝 和 高 角 度  X 型 X 型

张性裂 缝为 主 的构 造裂 缝 而 言 , 们 一般 能起 到贯 穿  它

储 层孔 隙喉道 , 高储 层 渗 透率 及 改 善储 层 渗 流能 力  提
的作 用 。  
根 据 岩 心 裂 缝 充 填 比率 和 裂 缝 力 学 性 质 可 以 对 裂 
lO 8 

缝有 效性进 行判 断 , 即裂 缝 被充 填 或 裂缝 结 构 面力 学 
性质 为压扭性 、 性 , 为无效 裂缝 。以此标 准对 沿河  扭 则 湾探 区长 6  储层 岩石裂 缝系 统 的有效 性 进行 了判 断 。  

( )岩 心  b

图 1 相 似 露 头 区及 岩 心 长 6 层 构 造 裂缝 走 向    储  
Fi .1 Te t ni   r c ur   t i   f Cha g 6 r s r o r i g   c o c f a t e s r ke o   n     e e v i  n  s m ia   ut r p a e   nd dr li   o e   i l r o c o   r a a   il ng c r s

由表 1 可知 , 沿河 湾探 区长 6  储层段 裂缝 大 多为无 效 
裂缝 , 无效 裂缝 约 占总裂缝 的 7 . 0 , 6 5 % 即有效 裂缝 与 

无效 裂 缝 之 比为 1 3 2 。但 不 同井 有效 裂 缝 的发 育  :. 6
露 头区延河 剖面 长 6  岩层 构 造裂 缝 走 向 以 NE   E 程度 有所 差 别 , 中沿 1 其 2井 、 4 沿 6井 、 6井 、 1  沿 沿 8 井 和沿 5井 以有 效裂缝 为 主 。  

向为 主 , 次 为 NNE向 , 次为 NW 向[ 1 a ]  其 再 图 () 。

第 2期 

周 新 桂 等 : 河 湾 探 区 低 渗 透 储 层 构 造 裂 缝 特 征 及 分 布 规 律 定 量 预 测  沿

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表 1 沿 河 湾 探 区 长 6 储 层 段 裂 缝 特 征 参数     
Tabe 1 Cha a trs i  ar m e e so  e t ni  r c u ef   an     r s r oi n Ya e n a e   l    r ce itc p a tr   f tc o c f a t r  orCh g 6 e e v r i  nh wa   r a

井  号 
沿 1  

充填频度/ % 
1O   0.O 0  0. OO 

未充填频度/ % 
O 0  O   1 O O O  O   1 O O  O . O 5 5   5 6 2 . O 0 O  0 O  . O 1  3   3 3 7  O   5 O
44.44  

张裂缝频度/ % 
1 0 O  0 . O 1 O 0  O . O 1 0 0 O  O   8  7   5 1 9 3   3. 3 10 0    O   O 9 3   3. 3 2 O   5. 0
42 11  

剪裂缝频度/   %
O O  O   0 O  . O O O  O  
14.29  

有效裂缝频度/   %
0 0  O   1 O O  O . O 1 0 O 0  0  
44  44  

无效裂缝频度/ % 
1 O O  0 . 0 0 O  O   0 0  . 0 5 . 6 5 5 

沿 1  2
沿 4  6 沿 4  7

O. O O  
44 44 

沿 3  4 沿 4   沿 5  O 沿 2  5 沿 7   沿6   沿 2  6 沿 1  3 沿 1  8 沿 1  6 沿5  

8  O   O O 1O 0  O . O 8  6   6 7 2 . O 5 O 
55.56  

6 6  . 7 0 0  . 0 6. 7 6  7. O 5 0   5  8   7 9 O O  . O 5  O   0 O
7.1   4

1 .3 3 3  1 . 8 8 1  3 3  3  
O O  . 0 1  5   0 3 10 O  0 . O

8 67 6.  
81 82 .  

9   7 6 6 
1O O  O . 0 8 . 7 9 4  0 O  . O 6 . O 2 5  9 . 7 7 6  2 . 0 5 0  7 . O 5 0  3  8   8 9

0 0  0   1 . 0 2 5  9  O   3 2 O O  O   3 7. O 5  2  2   2 2

1 O 0    0   O 8 . 0 7 5  6 9  . 8 1 O O O  O   6 . 0 2 5  7  7   7 8

1O 0   O . 0 5  O   0 0 9 . 6 2 8  8 . 3 3 3  3  5   7 O 7 . 2 2 2 

3  5   7 O
2 3  3   7 . 0 5 O  2  O   5 O 61 1 .1  

1. 7 6 6  6 . 0 2 5  2 . 8 7 7 

2 构 造 裂 缝 分 布 定 量 研 究 方 法   
储层 裂缝 研究 是 2 0世 纪 中 叶开始 的 , 至今 已提 出  

式为㈣ 


( + ; / E一(   )2  

)/ E  2  

() 2 

式 中 : 为 应变 比能 , a E 为 弹性 模 量 , a v w MP ; MP ; 为  泊松 比, 量 纲  无
应 力 , a  MP 。

了许 多观 点 , 形成 了许 多研 究 方 法 

。但 从 国 内外 

为最 大 主应 力 , a  为 最 小 主  MP ;

研究 现状 来看 , 于 裂缝 参 数 定 量 表 征 和 空 间 裂缝 分  关 布定 量预 测仍 然是 一 个 尚待进 一 步研 究 的课 题 , 低  而 渗透储 层 裂缝分 布 定量 预测 更是 油气 地 质学 研究 的前 
沿 领 域 之 一 。 目前 裂 缝 定 量 预 测 方 法 主 要 有 岩 石 破 裂 

为 了弥补 F  不 能单 独决 定岩 石 破 裂 之后 裂 隙发 
育 程度 的不 足 , 把形 变 能 量 值作 为破 裂 准 则 的补 充 判  据 , 同来 研究 构造 裂缝 发 育 程 度 。当岩 石 发 生 破 裂  共 时, 能量 值 大 者 有 可 能 发 育 更 多 的裂 缝 [ 1   。但 是 ,   能 量值 w 大 , 不 一 定 能 发育 裂 缝 。 比如 , 岩 石 受  也 在

法 

、 量 法  、 曲率 法 。 数 学 统 计 法L 能 主  、 1  和 

地 球 物 理 学 方 法 。 笔 者 主 要 是 在 地 质 统 计 法 的 基 础 

上, 利用 岩 石破裂 法 与 能 量 法 相 结 合来 定 量 预 测 构 造 

静 岩应力 作 用这 种特 殊情 形 下 , 的能 量值 可 以很大 , 它  
但 其破 裂 值 始 终 为 零 , 时 岩 石 不 会 发 生 破 裂l。   这 1  。  

裂 缝发 育程 度o。  
2 1 岩 石 破 裂 法  .

由此 可见 , 独 由破 裂 值 或 能量 值 来 确 定 裂 缝 发 育程  单
度均 有一 定 局 限性 , 这两 种 方 法 的模 拟 结 果往 往 又  而 互 为补充 [ , 此 , 两 者 结 合 才 能 准 确 判 断 岩 层 裂  1 因   要
缝 的发育 程度 。  

地 层 中一般 发育 以张 性 和剪性 为 主 的两种 构造 裂 
缝 系统 , 据 格 里 菲 斯 张 破 裂 准 则  和 莫 尔一 仑 剪  根 库 破 裂 准则 口  可 分 别 得 出岩 石 张 破 裂 和 剪 破 裂 的发 育  和 分布状 态 。考 虑到 不 同性质 裂缝 对 储层 段构 造裂 缝  发育 程度 贡献 不 同 , 岩石 张 、 裂 缝 预 测基 础上 , 在 剪 根  据 目的层 岩 心 中张 、 裂缝 统计 结果 , 义 了地 层岩 石  剪 定

2 3 构 造裂 缝定 量预 测数 学模 型  .

由上 可知 , 裂值 代表 裂缝 发育 的 可能性 , 量值  破 能 代表 裂缝 发育 能 力 大 小 。 因此 , 以用 能 量 值 ( ) 可 w 和  综 合 破 裂 值 ( y) 者 共 同来 预 测 构 造 裂 缝 发 育 范  F 两
围和 发育 程度 ,并 以此建 立 了构造 裂 缝 密度 预 测数 学 
模型 :  
f 口× Fv -  4 b× W  一 c× Vy 4  } _  -
  l ‘  

综合 破裂 值 F    :
Fy 一 ∞X  + R ×  () 1 

式 中 :, R 为 张 破 裂 系 数 和 剪 破 裂 系数 , 和  分  7 和  

别代 表岩 心裂 缝 系统 中张性 和 剪 性 裂 缝 所 占 比率 ( 或  贡献率 ) 。原则 上 认 为 ,  值 愈 大 , 缝 系统 愈 发 育 。 F 裂  
但 是仅 利用 F  值 无法 判 断裂缝 的发育 程度 。  
2 2 能 量 法  .

卢一  d×W + g F ,  > _  0
l × V  4 Y× V   -     y - y 4 z, ≤ 10 . 

() 3 

式 中 : 为裂 缝 密度 , m; 、 、、 、 、 Y和  均 为    条/ n b c d ez、

地 层 中单位 体积 的形 变 能量值 ( 或应 变 比能 ) 表达 

经 验 常 数 。 学 模 型 的 物 理 意 义 : 岩石 破 裂值 低 于  数 当

。 周 新 桂 , 林 炎 , 昆 , . 塞 沿 河 湾 、 旗 地 区 长 6储 层 裂缝 特 征及 其 分 布 规 律 研 究 . 国石 油 长 庆 油 田公 司 ,0 6 张 范 等 安 吴 中 2 0 

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石 

油 

学 

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发生宏 观破裂 临界值 时 , 缝发 育程度 由破裂 值决 定 ; 裂   当岩石 已发生 明显 宏观 破 裂 时 , 裂缝 发 育 程 度 由破 裂  值 与能量值共 同来 决定 。  

32 长 6 .  储层构 造 裂缝数 学模型 的建立 

沿河 湾探 区长 6 层 岩 心 发育 不 同程度 的构 造   储 裂缝 , 构造 裂 缝 密度 观 测统 计 结 果见 表 3 。由表 3可  知 , 层 段 岩 石 裂缝 密 度 为 0 1 ~3 5 条 /n。 已 储 .2 .6 I 据  
表 3 沿河湾探区长 6    储 层 构 造 裂 缝 密度  观测值与预测值对 比  
Ta e 3 Co p rs   fo e v to a   e ito r s t  f bl    m a ion o   bsr a in  nd pr d cin e ulso  

3 沿河 湾 探 区 上 三 叠 统 延 长 组 长 6  储  层 构造 裂 缝 分 布定 量 预 测 
3 1 长 6 储 层构 造应 力场模 拟地质 模型 和 力学 模型  .  
的 建 立 

tc o i  r c u ede iis i  e t n c fa t r   nste n Cha g 6 e e v i r m   r lig  n    r s r or fo d iln
we l   n Ya e n a e   ls i   nh wa   r a

晚 中生 代燕 山期为沿 河湾 探 区构 造裂缝 主成 期和 
重要 油气运 移期 , 山期 构造 应 力 场 分 布特 征 是 裂缝  燕 定量 预测 的关键 , 而非 均 质储 层 的岩 石力 学 和 外 界应  力 等边界条 件又是 构造应 力场 数值模 拟工 作 的关 键 因 

… 比 裂 条 一 ( ) 井  M能 破值 (m)条 -     号 P   a    麓 ?1 ?1   皴 ……   m  误
沿 1  
0 9   5 1 0 7 0 . 9  O 9 8 . 1  0 9 7 . 4  0 9 9 . 6 
1 O81    

0. 9   10 0 7 0   4 
1.1 90 

0 19 . 8  07 3 .4   1 13 . 8  1  28   9 1 3 4 . 7  3 64 . 7  2 4 O . 1  1 7 8   3 

0 5  .3

沿 1  6
沿 4   沿 2  5

0 4  . 1
O 5  . 8 2 . 8 3 2 

素o。为此 , 采用砂 地 比等 值线 反 映 长 6 渗 透 储层   低
的非 均质性 , 在大 量岩石 力学 参数 实测基 础上 , 对不 同 

16 0 .8  1 30 .7   3 50   6   2 70 . 5  0 10 .2   1 70   7  1 60   4   1 60 . 5  0 50 .0   I 0 0 . 9 

沿5  
沿 1  3 沿7  
沿 4  6

0 3  . 1 3 2  . 0
1. 7 2 3 

砂地 比值赋 予不 同的 岩 石力 学 属 性 ( 2 , 以 此建  表 )并
立 低渗透储 层模 拟的非 均质 地质模 型 。燕 山期 应力 场  最 大主压 的加载方 位可 由岩 石共轭 配套节 理 和区域地 
0   0   0   O   0  

15   . 31 15 4 . 9  1 0   6 8
O   O   0   0   0   0  

13 8 7   4  3   4 3  . 5
1. 5 11 

沿 3  4
O   0   O  

16 3 . 9 
18 3 . 2 

层形 变规律 得知 , 主压 应力倾 伏 角近 于水平 , 其 水平投 
  影方 位最大 主压 应 力 为 1 9 ~3 9 , 小 主 压 应拍 为  2 。 0 。最 力

沿 4  7
沿 5  O

16 6 . 6 

卯 1 46   8  
2 3   2 9
2. 281  

1 8   6 8
16 9 . 5  12 0 . 2  O 8 4 . 1 

2 3    O
2 . 9 31 7   1  9   1 3

沿 1  2 沿 2  6 沿 1  8

3。 1。 9~2 9 。利 用 岩 石 声 发 射 法 测 得 燕 山 期 最 大 主 应  力 为 8 MP 0。在 此 基 础 上 , 用 ANS 9 a 利 YS软 件 开展  了沿河湾探 区 长 6  低 渗 透储 层 裂 缝形 成 期 构 造 应力  场分 布精 细数值模 拟研 究 , 系统 了解 其最 大 、 小 主应  最 力 大小分布 和方 向 的变 化 ; 然后 根 据 上 述裂 缝 预 测 方 

2 4   8 6

0 80 . 8 

7 4  . 5

知各 井岩 心裂缝 密度观 测值 与数值模 拟得 到 的能 量值 
和综 合破裂 值 , 用数 理统计 的 回归分析方 法 , 到了  采 得 沿河 湾探 区长 6  储层裂 缝预 测数学模 型 :   当  > 1 0时 , 一 一8 . 7 —8 0 2×F .   0 97 . 1 y+ 
( 一 0 9 2  R .8 ) () 4 
11 . 0 × W + 1 45 × Fy   69 9 8 .  一 36 . 71× W     66 5

法, 计算 不 同 点 的 F 和 w 值 ; 后 通过 已知 钻 井 岩  y 最
心 裂缝密度 观察值 与 F  和 w 值 拟合 , 出裂缝 预 测  得 数 学模型 , 以此 开展储 层裂 缝密 度分 布预测 及评 价 。 并  
表 2 沿 河 湾 探 区长 6    储 层 非 均质 地 质 模 型 中  
岩 石 力 学 参 数选 取 
Ta l    S lci n o  o k m e h ni  a a ee si g o o i  b e2 ee to   fr c   c a c p r m t r n  e l gc m o e  o   a    hee o e e t  e e v i n  nh wa   e   d lf rCh ng 6 t r g n iyr s r o ri Ya e n ara

当 

≤ 1 0时 , 一 一0 5 4 . J 8 . 3   0 0 98 F 3+ . 5  × y+ 
19 1 . 7  2×  ( 一 1 0  R .) () 5 

根据上 述数 学模 型 , 以求 取 探 区未 知 点 构造 裂  可 缝密 度大 小和分 布 。如 果构造 裂缝 密度 观测值 与相应  点预 测值  误 差小于 2 % , 5 则认 为符 合得 较好 。同点  观测 值和 预测值 对 比结 果表 明 , 测 的构 造 裂缝 密 度  预 除沿 4 6井 和沿 1 2井误 差较 大外 ( 密度基 值小 , 致于  不
影 响评价 ) 其 他 井 预 测 值 误 差 均 小 于 2 . 8 , 测  , 32% 预 结果 较为 理想 ( 3 。由此 可 以对 沿 河湾 探 区未 知 区  表 )



砂 



抗 

1   2   3  

>8  O 75 8   ~ 0 7 0~ 7   5

5  0   00 0 4  0   67 0 4  0   34 0

0 2   1 8 0. 4   17 0. 6   16

4 . 5 2 8  4  8   2 5

4  8   2 5
4  7   3 9 4  7   3 9 41 91 .   41 9     1 4  8   2 5 4 . 5 2 8  4  8   2 5

4  
5  
6   7   8   9  

65 7   ~ 0
6 O~ 6   5
5 ~6  5 O 5 0~ 5   5 45 5   ~ 0 4 0~ 4   5

4 1O 0 0   3  0   68 0 3  0   35 0
3  0   02 0 2  0   69 0 2 36 0 0   2  0   03 0

0. 8   15
0. 0   2 4 0. 2   2 4 0 2 3   4  0. 6   2 2 0. 81 2   0. 0   3 0

域构 造 裂 缝 密 度 分 布 进 行 定 量 预 测 ( 2 及 评 价  图 )
( 3 。 图 ) 

33 长 6 .  储层 裂缝 发育预 测和评 价  根据 研究 区实 际情 况 , 义沿 河湾 探 区长 6 定  储层 

1  0

≤4  0

构造 裂缝 密度 大于 2条 / 的 区域 为裂缝 发育 区 , m 裂缝 

O周 新 桂 , 张林 炎 , 昆 , . 塞 沿 河 湾 、 范 等 安 吴旗 地 区长 6储 层 裂缝 特 征及 其 分 布 规 律 研究 . 国石 油 长 庆 油 田公 司 ,0 6 中 2 0 

第 2期 

周 新 桂 等 : 河 湾 探 区低 渗 透 储 层 构 造 裂 缝 特 征 及分 布 规 律 定 量 预 测  沿

19 9 

密度 0 9 . ~2条/ 的 区域 为 裂 缝 次 发育 区 , m 裂缝 密 度  小 于 0 9条/ 的 区域 为裂缝 不发 育 区 。 . m   由 图 2和 图 3可见 , 缝 发育 区主 要 位 于沿 3 一  裂 2
塞 9 沿 7 沿 1一 沿 1 7   3   区 一 带 , 次 位 于 沿 3  5井 其 4

井 区、 5J 沿 【井东 侧 NE 向区域 及沿 2 5井 东侧 NNE —  NE 向条 带 。裂缝 不 发育 区 主要 位 于 研究 区 中北 部 的  沿 1 沿 4井 区 , 次 为沿 3 、 其 8井 区 和沿 1 8井 区 。其他  地 区主 要为 裂缝 次发 育 区 。   沿河 湾 探 区长 6  储 层 段 岩 石 张破 裂 预测 方 向 主  要 为 Nw 向 ; 轭 剪 破 裂 预 测 方 向 主 要 为 NE 共 E 近 
E 向 及 近 S 向 , 部 地 区 角 度 大 约 有 1 。 变 化  w N 局 0的 ( 4和 图 5 , 缝 方 位 预 测 结 果 与 地 质 调 研 ( 1 结  图 )裂 图 ) 果基本 一 致 。  
n  

图 2 沿 河 湾 探 区长 6   ‘储 层 构 造 裂 缝 密 度 等 值 线 
Fi .2 Di t i to   e c i n o   e t n c f a t e d ns te   g   s r bu i n pr di to   f t c o i   r c ur   e i i s

i   a     r s r oi  n  nh wa   r a b s d on n Ch ng 6 e e v r i Ya e n a e   a e    
dif r nt d ilng c r s f e e   r li   o e  
l0 8  

图 4 沿 河 湾 探 区长 6    岩 石 张 破 裂 方 位 预 测 
Fi.   Pr d ci n o  e sl  r c u esr k si Ch ng 6 g4 e i to   ft n ief a t r   ti e n  a    
r c si   o k   n Ya e nh wan ar a   e 

0  

l0 8 

图 5 沿 河 湾 探 区长 6  岩 石 共轭 剪破 裂 方 位预 测 
Fi .   Pr d c i n o   he r f a t r   t i e   n Cha g 6 g5 e ito   fs a   r c u es rk si   n   
r c si   o k   n Ya he n wa   r a na e  

4 结  论   
注: 虚线 为 张破 裂方 位 ; 叉 实线 为共 轭 剪 破裂 方 位 。 交  

( )对 沿 河 湾 探 区 相 似 露 头 地 层 和 岩 心 定 向 构 造  1

图 3 沿 河 湾 探 区长 6 储 层 构 造 裂 缝 评 价 及 裂 缝 方 位 预 测    ‘
Fi 3 Ev l a i n o  e t ni r c u ean   r d ci n o   g.   a u to   ftc o c f a t r   d p e ito   f
f a t r s s r ke   n Ch ng 6 e e v i   n r c u e   t i s i   a    r s r o r i   Ya nhe n  r a wa a e  

裂 缝定 量观 测表 明 , 沿河 湾探 区 长 6 储 层 主要 发 育 有   

NE 向和 近 S 向 高 角 度 的 共 轭 的 区域 性 构 造 裂 缝  E N
系 统 ; 河湾 探 区长 6 沿  储 层段 岩心 构造 裂 缝 以偏 张 性 

构 造裂缝 为 主 , 充填较 为 严重 , 为无效 裂缝 。 多  

20 0 

石 

油 

学 

报 

20 0 9年

第3 O卷 

( )以统计 学 研 究 为基 础 , 合 岩 石 破 裂 法 和 能  2 综 量法, 以构 造应 力场有 限元数 值模 拟为桥 梁 , 沿河 湾  对 探 区上三 叠统 延长 组 长 6 渗 透 储 层构 造 裂 缝 特征   低 和分 布规律 进行 了系统研 究 , 建立 了长 6  储层 构 造裂  缝 分布定 量预测 数学 模 型 , 理预 测 了 目的层 裂 缝 相  合
对 发育 区 、 次发 育 区和 不发育 区 。  
参   考  文  献  [ ] 周新 桂 , 宝 珊 , 成轩 , . 今 地 应 力 与 断 层 封 闭 效 应 E ] 石  1  孙 谭 等 现 J.
油 勘 探 与开 发 ,0 02 ( )1 71 1 20 ,7 5 :2 —3 .  
Z o   n ui S n Ba s n, n Ch n xu n, t a.S a e o   u — h u Xi g , u   o ha Ta   e g a e   1 t t  f c r 

[ ] 邢振辉 , 9  程林松 , 周新桂 , 鄂尔多斯 盆地北 部塔巴庙地区上古  等. 生 界 致 密 砂岩 气 藏 天 然 裂 缝 形 成 机 理 浅 析 [] 地 质 力 学 学 报 , J.  
2 0 1 ( ) 3 — 2  0 5, 1 1 : 3 4 .

Xi g Zh nh i Ch n   i s n Zh u Xi u , t a . e h n s o   n   e u , e g L n o g, o   ng i e  1 M c a im  f n t r lf a t r   o ma i n i   h   a u a  r c u e f r t  n t e Upp r Pae z i  i hts n   a   o e  lo oct g  a d g s

rsror    e b mioae ,ot  d s ai[] Jun l f eev i i t   a a ran rhOro  s J.o ra    s n h Ta b n o
Ge me h n c , 0 5, 1 1 3 — 2  o c a is 2 0 1 ( ): 3 4 .

[0  周 新 桂 , 成 杰 , 嘉 音 , . 气盆 地 储 层 构 造 裂缝 定 量 预 测 研  13 操 袁 等 油 究 方 法 及 其应 用 [ ] 吉 林 大 学 学 报 : 球 科 学 版 ,0 4 3 ( )  J. 地 2 0 ,4 1 :
7 — 4. 98  

Z o   ig iCa  h n j , a   i i , ta. t o sa d a — h u X n u , o C e gi Yu n Ja n e 1 Meh d   n   p  e y  
p ia i n   f q a tt tv  p e ito   n  e a u t n f t c o i  le to s o   u n ia i e r d c i n a d v l a i  o   e t n c o

rn e—tes n f c o  ut el g J . erlu E poa  e t osrs  def t f a lsai []P t em  x lr— g a e  f   n o
to   n   v l p e t 2 0 2 ( : 2 — 31  in a d De e o m n , 0 0, 7 5) 1 7 1 .

fatr   eevi i erleo sbsnJ .o ra o inU— rcuei rsro   ptoi ru ai[]J un l f l    n rn f   Ji
n v r iy: rh S in e Ed t n, 0 4, 4 1 7 — 4  i e st Ea t   c e c   i o 2 0 3 ( ): 9 8 . i

[ ] 曾 联 波 , 聪 斌 . 甘 宁盆 地 延 长 统 区 域 裂 缝 的形 成 及 其 油 气 地  2  郑 陕 质 意 义[ ] 中 国 区域 地 质 ,9 9 I () 3 卜3 6 J. 19 ,8 4 :9 9 .  
Z n   a b Z e g Co bi . i i   ft e r g o a  r c u i g i  e g Li n o, h n   ng n Or n o   h   e i n lf a t rn   n g
Ya c n   p c Sb n a n n   a i sg iia c   o   o o y o   n ha g e o h, a g n i g b sn, i n fc n e f r ge l g   f

E 1  宋 惠 珍  性 岩 储 层 裂 缝 定 量 预 测 的 尝 试 [ ] 地 质 力 学 学 报 , 1] 脆 J.  
1 9 5 1 76 8 . 9 9, ( ): — 4  S n   ih n o g Hu z e .A  te t f q a tt tv   r d c i n o   a u a  a t mp  o   u n ia ie p e i t   f n t r l o

cako  r t   ok rsror J . o ra o  o cais rc n bil rc  eevi[ ] J un l fGemehne, te    
1 9 5 1 7   4  9 9, ( ): 6 8 .

ol n a[] R go a G oo yo hn ,9 9 1 ( )3 13 6 ia dg sJ . e i l e lg f ia 19 ,8 4 :9  9 .   n  C  
[ ] 张 泓 . 尔 多 斯 盆 地 中新 生 代 构 造 应 力 场 [ ] 华 北 地 质 矿 产 杂  3  鄂 J.
志 ,9 6 1 ( ) 8 — 2 1 9 , 1 1 : 79 .  
Z a g Ho g M e o o ca d Ce o o c p l e t c o o s r s  i l  f h n  n . s z i  n   n z i  a a o e t n — t e s f d o   e

[ 2  王 连 捷 , 红 才 , 薇 , . 田 三 维 构 造 应 力 场 、 缝 与 油 气 运  1] 王 王 等 油 裂 移 [] 岩 石 力 学 与 工 程 学 报 ,0 4 2 ( 3 :0 245 . J. 2 0 ,32 )4 5 —0 7 
W a g L a j , n   n c i Wa g W e, ta. eain a n   n   ini Wa g Ho g a, n   i e 1 R l o   mo g e   t
t e   i n i n l e t ni  t e s fed, r c u e a d mi r to   f hr e d me so a  c o c s r s   il fa t r   n   g a in o   t

Oro ai[] J unlo  ae Gel yadMieas 19 , dsb s J . o ra fHub i oo  n   n rl,9 6  n     g
1 ( ) 8 — 2  1 1 :79 .

ol n a   iid J . iee o ra o  okMeh nc n   ia dg si ole [] Chns  un l f c  c a i a d   n fl J   R s
En ne rn 2 0 2 2 ): 0 2 4 5 . gi e i g, 0 4, 3( 3 4 5 — 0 7 

[ ] 袁 明 生. 渗 透 裂 缝 性 油 藏 勘 探 [ . 京 : 油 工 业 出 版 社 , 4  低 M] 北 石  
20   0 0.

[ 3  丁 中一 , 祥 麟 , 1] 钱 霍红 , . 造 裂 缝 定 量 预 测 的 一 种 新 方 法— —  等 构 二 元 法 [1 石 油 及 天 然气 地 质 ,9 8 1 ( ) 17 J. 1 9 ,9 1 :-.  
DigZh n y , a   a gi Ho   n e  1A  e m eh dfr n   o g iQin Xin l n, u Ho g,ta. n w  t o  o  
q n ia i e p e c i n o   e t n cf a t r s — t   a t r me h   ua tt tv   r dito   ft c o i  r c u e — wo f c o   t —

Yua   i g he g Th   x l r to   n l w— e m e b l y f a t r d n M n s n . e e p o ain i o p r a it  rcu e  i

rsror[ . eigP t lu Id sr rs,0 0 eev i M] B in :er em n utyP es2 0 . s j o   [ ] 周新 桂 , 成 杰 , 嘉 音 . 层 构 造 裂 缝 定 量 预 测 与 油 气 渗 流 规  5  操 袁 储 律 研 究 现 状 和 进 展 [] 地球 科 学 进 展 ,0 3 1 ( )3 84 4 J. 2 0 ,83 :9 —0 .  
Z o   ig iC o C e gi, a   iyn Th   e e rh a t a t  h u X n u , a   h n J Yu n J i. e rs a c   cu l y e a i a d mao   r g e s s o   h   u n i t e f rc s  f rs r or n   j r p o rs e  n t e q a t a i   o ea t o  e ev i t v  

o E] Oi& G sGelg ,9 8 1 ( ) 卜7 d J. l a  oo y 1 9 ,9 1 : .   [ 4  P ieN J F ut n  on  e e p n    r t   n   e — r t   1] r    . a l a dj it v l me t n b i l a d smi i l c   d o i te b te rc E . o dn:egmo   rs ,9 6 16 ok M] L n o P ra nP es 16 :7 .  
[ 5  M u ry G  Qu n i tv r cu esu y: a ih p o , c n i  1] ra   H. a t a iefa t r t d S ns   o lM Ke ze t

f cue n  y rcro   gain l J . vn ei E rh r trs dh doab nmirt  a a a o w[ ] Ad a c n at   
S inc s, 0 3, 8 3 3 8 4 4  ce e 2 0 1 ( ): 9 — 0 .

C u t, rhD k t[] AAP   u1,9 85 () 5—5 o ny Not  a oa J. G B l 16 ,2 1 :76 . .  
y a   A M Cae    B sn M ds n h tr g net — [ 6  W a h n O  , c lb JA.ELK  a i  a io   e eo e iy  11

E ] 周 新 桂 , 宏 文 , 成杰 , . 层 构 造 裂 缝 定 量 预测 研 究 及 评 价  6  邓 操 等 储 方 法 [] 地 球 学 报 ,03,4 2 :7 —8 . J. 2 0 2 ( ) 1510 
Zh u Xig i De g H o g n, o Ch n J e  1Th   t o s o   n u , n   n we Ca  e gi ta. e me h d  e,
f r q a ia i e p e ito   n   v l a in o   t u t r l i s r s i  o   u nt tv   r d c i n a d e a u to   fs r c u a  s u e  n t f

i  f ec np r r neJ .o ra o erl m  cn l— t i l n eo ef ma c[] Jun l f toe Teh oo  sn u o -   P u
g 1 6 21 2 1 3 1 9  y, 9 9, ( ): 5 — 5 .

[ 7  12

Na r W , r he I A  t o   o   s i tn   u s f c   r c u e r  Le c   . me h d f r e tma i g s b ura e f a t r  

rsrir[] AcaGesi t aSnc ,03,4 2 :7 —8 . eevosJ. t  o c ni  ii 2 0 2 ( ) 1510  e c a
[ ] 周新 桂, 7  张林 炎 . 巴庙 地 区上 古 生 界 低 渗 透 储 层 构 造 裂 缝 及 其  塔

d ni  nc r[] AAP   u1,9 4 6 () 6 76 8 e s yi oe J. t   G B l 1 8 ,8 5 :3 —4 . .   [ 8  蔡 正 旗 , 启 荣 , 11 秦 刘其 明 , . 锣 峡 构 造 中南 段 长 兴 组 裂 缝 性 储  等 铜

分 布定 量 预 测 [] 天 然 气 地 球科 学 ,0 5 1 ( ) 555 0 J. 2 0 ,6 5 :7 —8 .  
Z o   n u , a g Li y n Ba i  h r c e itc   n   u nt a i e h u Xi g i Zh n   n a . sc c a a t rs i sa d q a i tv   t p e i t n o   a u a  r c u e s s e i  h   p rPa e z i tg t r d c i   fn t r l a t r   y t m n t e Up e   l o o c i h   o f  

层 综 合 预 测 _] 石 油 学 报 ,0 3 2 ( ) 4—5 J. 2 0 ,4 3 :24 .  
Ca  h n q , n Qio g, u Qi n e  1 ne rt  rdcin iZ e g iQi  r n Li  mig, ta.I tg ae p e ito  
o  r c u e   e e v i wih c r o a er c  n Cha g i g Gr u     f fa t r d r s r o r t   a b n t  o k i     n xn   o pi n

sn  eev i     a a a ran r   d sbsn J. trl adrsror i T b mi ae , ot Oro  ai[] Naua sn o h  
Ga   o ee c 2 0 1 5 5 5 5 0  s Ge s i n e, 0 5, 6( ): 7 — 8 .

mi suhscino  n lo i SrcueJ .Aea erli i— d o t et  f - o To gu xa tutr[]   t  t e Sn  P o  
ia 2 0 2 ( ): 2 4 . c , 0 3, 4 3 4 — 5 

E 1 周 新 桂 。 林 炎 . 巴庙 气 田上 古 生 界 致 密 储 层 裂缝 系 统 基 本 特  8  张 塔 征 及 其 在 天 然 气 成 藏 中 的 作 用 [ ] 地 球 学 报 , 06, 7 4) J. 20 2 ( :  
32 — 2 . 3 3 8 

[ 9  曾联 波 , 家 福 , 永 秀 . 渗 透 储 层 构 造 裂 缝 的成 因 类 型 及 其  1] 漆 王 低
形 成 地 质 条 件 [] 石 油 学 报 ,0 7 2 ( ) 5—6 J. 2 0 ,8 4 :25 .  
Z n   a bo e g Lin ,QiJau, a  Yo g i   if W ng n xu.Orgn t p   f tco i  ii  y e o   et nc
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Z o   ng i Z a g Li y n Ba i  h r c e itc   fn t r l r c  h u Xi u , h n   n a . sc c a a t   s is o   a u a  a ~ r f t r   y t ms i  h   pe   a e z i t hts n   e e v is i   ~ u e s s e  n t e Up r P l o o c i   a d r s r o r  n Ta     g

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( 收稿F 08 6 7 改回日 08 9 2 编辑  王  秀) I 0 0— 期2   2 期20— —  02  


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