地球科学|金之钧院士团队文章:玛湖凹陷二叠系风城组深层陆相页岩储层天然裂缝及其有效性

学术   科学   2024-08-20 00:00   湖北  

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准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组陆相页岩最大埋深超过5000 m,油气资源丰富,其中广泛发育的天然裂缝对烃类聚集和储层勘探开发具有关键作用.通过岩心、成像测井、薄片和扫描电镜观察,建立了基于地质成因和裂缝产状的深层陆相页岩天然裂缝分类方案,阐明了不同类型天然裂缝的发育特征和有效性,并讨论了深层陆相页岩天然裂缝的非均质性及其对储层的贡献.深层陆相页岩天然裂缝依据地质成因分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压相关裂缝.按照裂缝产状构造裂缝细分为穿层和顺层剪切裂缝、及层内张裂缝,成岩裂缝划分为层理缝、缝合线和收缩裂缝.构造裂缝规模相对较大,组系特征明显,主要以高角度和近直立为主.成岩裂缝主要为近水平发育,缝面弯曲、易分叉.层内张裂缝、层理缝和缝合线是深层陆相页岩储层的优势裂缝类型.天然裂缝可被方解石和含有机质的细粒混合物等矿物不同程度充填,其中构造裂缝和层理缝的充填程度较低,缝合线更易被充填.微观构造裂缝的开度较小,而成岩裂缝的开度通常较大.推测认为构造裂缝主要为储层中流体渗流提供了有效通道,层理缝发育程度更高,不仅是储层流体的渗流通道,也是其有效储集空间的重要组成部分.研究成果对于完善深层陆相页岩天然裂缝分类方案及深入认识这类储层天然裂缝分布规律具有重要的借鉴意义.本文讨论得出以下结论:
(1) 准噶尔盆地玛湖凹陷风城组深层陆相页岩天然裂缝依据地质成因可以分为构造裂缝、成岩裂缝和异常高压相关裂缝三种类型.进一步按照天然裂缝产状,构造裂缝可细分为穿层剪切裂缝、顺层剪切裂缝和层内张裂缝,成岩裂缝可划分为层理缝、缝合线和收缩裂缝.
(2) 深层陆相页岩不同类型天然裂缝发育特征差异较大.构造裂缝规模相对较大,表现出明显的组系特征,主要以高角度和近直立为主,中低角度发育较少.成岩裂缝主要为近水平发育,缝面弯曲,容易分叉和尖灭.天然裂缝发育强度的研究表明,层内张裂缝、层理缝和缝合线是深层陆相页岩储层的优势裂缝类型.
(3) 风城组陆相页岩天然裂缝可被矿物不同程度的充填,充填矿物以方解石和含有机质的细粒混合物为主,此外还有石英、碱性矿物和黄铁矿等.构造裂缝和层理缝的充填程度相对较低,而缝合线更易被充填.微观构造裂缝的开度较小,集中分布在30μm以下,而成岩裂缝的开度通常较大,主要分布在10~50μm.有效裂缝的发育对储层中流体的渗流和富集具有积极的影响,是深层陆相页岩储层评价和甜点优选的重要参考因素.

1 准噶尔盆地构造单元图(a);玛湖凹陷风城组沉积厚度分布等值线图(b)

图2 准噶尔盆地玛湖凹陷综合柱状图

图3 风城组深层陆相页岩岩心中不同类型天然裂缝充填程度分布




文章刊登在《地球科学》第49卷第7期

刘国平, 金之钧, 曾联波, 何文军, 杨森, 李淑凤, 杜晓宇, 陆国青, 2024. 玛湖凹陷二叠系风城组深层陆相页岩储层天然裂缝及其有效性. 地球科学, 49(7): 2346-2358. doi: 10.3799/dqkx.2023.128

Liu Guoping, Jin Zhijun, Zeng Lianbo, He Wenjun, Yang Sen, Li Shufeng, Du Xiaoyu, Lu Guoqing, 2024. Natural Fractures and Their Effectiveness in Deep Continental Shale Reservoirs of Permian Fengcheng Formation in Mahu Sag. Earth Science, 49(7): 2346-2358. doi: 10.3799/dqkx.2023.128

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