定量储层地质学讲稿chp41N

1、 意义意义改善储层改善储层 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。形成裂缝性油气藏。一、裂缝的类型一、裂缝的类型 概念概念 可将裂缝定义为是一种丧失结合力的面。可将裂缝定义为是一种丧失结合力的面。 类型类型 断层断层 如果裂缝两边的物质发生了位移称为如果裂缝两边的物质发生了

2、位移称为断层断层 节理节理 而没有发生位移时称为节理而没有发生位移时称为节理 分类依据分类依据 裂缝的成因、裂缝的几何性质、裂缝的孔隙特征。裂缝的成因、裂缝的几何性质、裂缝的孔隙特征。 裂缝的成因裂缝的成因 力学成因：张性裂缝和压扭性裂缝。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）地质成因：构造裂缝、地层裂缝（其它的裂缝） 裂缝的几何性质裂缝的几何性质 几何形态：几何形态： 走向缝、倾向缝、走向缝、倾向缝、 垂直缝、水平缝垂直缝、水平缝 大小特征：大小特征： 微裂缝：微裂缝：100m（宽）或（宽）或100m或或150m 裂缝的孔隙特征裂缝的孔隙特征 充填程度：

3、充填矿物、半充填矿物、无充填。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。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。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。二、裂缝的形成二、裂缝的形成 影响因素主要有两大类：作用在岩石上的影响因素主要有两大类：作用在岩石上的构造应力构造应力的性质、大小、方向及边界的性质、大小、方向及边界条件；其次为条件；其次为岩石本身岩石本身的性质、层厚、成分、颗粒分选、泥质含量等。的性质、层厚、成分、颗粒分选、泥质含量等。 1.构造应力的作用构

4、造应力的作用 其中其中123 裂缝的发生裂缝的发生(经理论计算经理论计算)的方的方位为位为45+/2，为物体的内为物体的内摩擦角摩擦角,砂岩层的砂岩层的=30,因此因此在砂岩中产生的裂缝为一组相在砂岩中产生的裂缝为一组相交为交为45+30/2=60的共轭的共轭裂缝。如图所示。裂缝的产状裂缝。如图所示。裂缝的产状与主应力方向相关，最大主应与主应力方向相关，最大主应力为：力为： d2z 1 1e（h）=e（h） dx2 r最大主应力中间应力最小主应力s1s2s3裂缝裂缝围压大小影响围压大小影响 在低围压在低围压3fbfc 厚层弯曲褶皱 低裂缝体积 中等裂缝体积 高裂缝体积图4-6 不同地层组合的裂

5、缝发育特征中和面3.温度压力围压的影响温度压力围压的影响25 100 200 300 5004003002001000断裂应力mpa温度（）20080604020150100围岩应力mpa图4-7 温度压力围压对断裂的影响一、有利的岩石特征一、有利的岩石特征 有利的岩石类型应该是脆性的岩石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因此较好的岩石类型主要是砂岩砂岩

6、中粒度较小的中粒度较小的细砂岩和粉砂岩细砂岩和粉砂岩，而碳酸盐，而碳酸盐岩中则主要是岩中则主要是泥质含量低的亮晶灰岩泥质含量低的亮晶灰岩、白云岩白云岩。这些岩石的。这些岩石的厚度较薄厚度较薄，但，但层间不易发生滑动的特征。层间不易发生滑动的特征。二、有利的构造部位二、有利的构造部位1.在褶皱上的有利部位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。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），其岩石力学性在同一沉积岩层中

7、，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。层岩石的力学性质的影响。二、有利的构造部位二、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，通常发育在其陡翼的构造中，通常发

8、育在其陡翼陡翼背斜或向斜的倾没端的裂缝，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没端，也可发育在挤压力形成背斜的倾没端，以上升为主而背斜的倾没端，以上升为主而形成的宽缓短轴背斜穹隆的倾形成的宽缓短轴背斜穹隆的倾没端没端倾没端倾没端倾没端通常在有断裂发育通常在有断裂发育的脆性较强的岩层中的脆性较强的岩层中的构造轴部发生裂缝的构造轴部发生裂缝轴部3.裂缝的产状与褶皱位置的关系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：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（图垂直于背斜走向的

9、共轭裂缝（图4-12）。）。 近于平行于走向的共轭裂缝（图近于平行于走向的共轭裂缝（图4-13）。）。一、裂缝大小特征的描述一、裂缝大小特征的描述 裂缝大小特征的描述，指对裂缝大小特征的描述，指对单一裂缝单一裂缝特征的描述，主要包括了裂缝的特征的描述，主要包括了裂缝的宽度宽度、裂、裂缝的缝的大小大小、裂缝的、裂缝的充填性充填性几个方面几个方面 裂缝的宽度裂缝的宽度 指裂缝壁之间的距离，通常的变化范围为指裂缝壁之间的距离，通常的变化范围为10200m，根据统计，根据统计资料，常见的宽度范围为资料，常见的宽度范围为1040m。 裂缝的大小裂缝的大小 描述裂缝规模大小参数，通常是一个相对的概念，相对

10、于断开的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。地层厚度而言来定义。a、小裂缝、小裂缝 裂缝长度小于单个小层厚度裂缝长度小于单个小层厚度b、中等缝、中等缝 裂缝长度大于单个小层厚度，穿过几个小层裂缝长度大于单个小层厚度，穿过几个小层c、大裂缝、大裂缝 裂缝延伸远，通常可达数十甚至数百米裂缝延伸远，通常可达数十甚至数百米 裂缝的充填性裂缝的充填性 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。通常按要的，只有那些充填较差的裂缝系统才是良好

11、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全充填、半充填半充填和和无充无充填填三种情况。三种情况。二、裂缝分布特征的描述二、裂缝分布特征的描述 裂缝分布特征裂缝分布特征 指在研究区内指在研究区内多条裂缝间相互关系特征多条裂缝间相互关系特征；包括间距、产状、组；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。为分两组不同产状的裂缝，根据裂缝发育的产状

12、特征进行分组。 裂缝发育的密度裂缝发育的密度，通常引入，通常引入线密度线密度、面密度面密度和和体密度体密度的概念。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。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、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。它更全面面密度：指垂直于裂缝面的平

13、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。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。了岩石中裂缝的发育特征。二、裂缝分布特征的描述二、裂缝分布特征的描述补充1.基本原理基本原理中性面trtrtf22.曲率的确定方法曲率的确定方法1)剖面法剖面法trtf2x12h1h2222121lim1xhhssr2.曲率的确定方法曲率的确定方法2)平面法（主曲率法）平面法（主曲率法） 已知点已知点0、1、2、3、4、5、6、7、8九个点九个点 的高度，则点的高度，则点0的曲率为：的曲率为：t84506