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鄂尔多斯盆地长北区块山西组天然裂缝特征及其对天然气产能的影响

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Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2020, 42(1), 24-36 Published Online March 2020 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/jogt https://doi.org/10.12677/jogt.2020.421003

文章引用: 任超峰, 易刚, 裴泽, 姜孝明, 李思园, 黄建松. 鄂尔多斯盆地长北区块山西组天然裂缝特征及其对天然气产能的影响[J]. 石油天然气学报, 2020, 42(1): 24-36. DOI: 10.12677/jogt.2020.421003

Natural Fracture Characteristics of Shanxi Formation in Changbei Block of Ordos Basin and Its Influence on Natural Gas Production Capacity

Chaofeng Ren1, Gang Yi1, Ze Pei1, Xiaoming Jiang2, Siyuan Li1, Jiansong Huang3 1Petrochina Changqing Oilfield ChangBei Operating Company, Yulin Shaanxi

2Petrochina Corporation Logging Co. LTD. Changqing Branch Company, Yulin Shaanxi

3Petrochina Changqing Oilfield Exploration and Development Research Institute, Yulin Shaanxi

Received: Feb. 4th, 2020; accepted: Feb. 28th, 2020; published: Mar. 12th, 2020

Abstract The ground’s outcrop, drilling core, logging data and casting thin section identification data show that there are generally unfilled en echelon or “X” conjugate shear joints, fractures, micro frac-tures and local small vertical governance fractures in all kinds of brittle strata in Ordos Basin. The joints (fractures) caused by structural stresses such as compression and shear, as well as the cor-rosion induced by these fractures, undoubtedly become the high porosity and high permeability zones with relatively high oil and gas enrichment and high yield in tight reservoirs under the background of low porosity and low permeability. Based on the surface outcrop survey, FMI log-ging and fracture data from a small number of drilling cores and casting thin sections, this paper intends to analyze the genesis, development characteristics, distribution rules of fractures in Shan2 reservoir in Changbei block and its influence on natural gas production.

Keywords Changbei Block, Shanxi Formation, Natural Fracture, Gas Production Capacity 鄂尔多斯盆地长北区块山西组天然裂缝特征及其对天然气产能的影响

DOI: 10.12677/jogt.2020.421003 25 石油天然气学报

鄂尔多斯盆地长北区块山西组天然裂缝特征及其对天然气产能的影响

任超峰1，易 刚1，裴 泽1，姜孝明2，李思园1，黄建松3 1中国石油长庆油田长北作业分公司，陕西 榆林

2中国石油集团测井有限公司长庆分公司，陕西 榆林

3中国石油长庆油田勘探开发研究院，陕西 榆林

收稿日期：2020年2月4日；录用日期：2020年2月28日；发布日期：2020年3月12日

摘 要 地面露头、钻井岩芯、测井资料和铸体薄片鉴定资料表明，鄂尔多斯盆地内的各类脆性地层中，普遍发育未充填的雁行状或“X”共轭剪切节理、裂缝、微裂缝和局部小型治理直立断裂。因挤压、剪切等构造应力产生的节理(裂缝)以及沿这些裂缝派生的溶蚀作用，无疑成为低孔、低渗背景下的致密储层中油气相对富集高产的髙孔、髙渗带。本文拟从地面露头调查、FMI测井和少量钻井岩芯、铸体薄片中的裂缝资料入手，分析长北区块山2

储层中的裂缝成因、发育特征、分布规律及其对天然气产能的影响。

关键词 长北区块，山西组，天然裂缝，产能影响

Copyright © 2020 by author(s), Yangtze University and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 研究背景 1.1. 研究区概况 长北区块位于鄂尔多斯盆地榆林气田中北部，行政区划属陕西省榆林市榆阳区和横山县境内(图1)。该区块从下至上分别发育奥陶系风化壳、石炭系本溪组、二叠系太原组、山西组和下石盒子组等多套气层。其中，二叠系山西组山2气藏是榆林气田长北区块的主要目的层。通过中国石油长庆油田分公司与

荷兰皇家壳牌石油公司长达10多年的合作研究，并使用双分支水平井开发技术进行整体开发，区块于2008年底在山2气藏顺利地实现了年产30 × 108 m3天然气的产能建设和商品气销售目标，取得了令人瞩

目的成绩。 在鄂尔多斯盆地周边下古生界碳酸盐岩、上古生界和中下三叠统砂泥岩等老地层出露区的任何一个露头上，在盆地内部上三叠统、侏罗系及白垩系砂泥岩分布区的每一个现代河流的冲蚀陡崖，或因公路、铁路或其它建筑建设开挖出的露头剖面上，发育于碳酸盐岩、砂岩等脆性地层岩石中的各类雁行或“X”剪节理、裂缝和小型直立断层，几乎俯拾皆是，无处不在(图2)；在以往的油气钻探过程中获取的地层岩任超峰 等 DOI: 10.12677/jogt.2020.421003 26 石油天然气学报

芯、铸体薄片和测井资料中，也经常可见裂缝(微裂缝)显示，个别井也因为储层中发育裂缝而获得高产油气流。但长期以来，由于研究方法比较落后，评价手段单一，人们对形成于鄂尔多斯盆地油气储层中的裂缝的控制因素、发育程度、分布规律、充填程度及其对低渗透储层的增产效果仍知之甚少。

Figure 1. Location map of Changbei block 图1. 长北合作区位置图

本文拟从长北区块山2储层水平井段中获得的FMI测井和PLT测试资料入手，结合地面露头的裂缝

调查资料和区域地应力资料，分析长北区块山2储层裂缝的形成原因、控制因素、发育特征、分布规律

及其对储层产能的影响，并利用SVS裂缝分析软件建立的长北区块三维裂缝模型，分析水平开发井轨迹的最佳走向。

1.2. 国内外研究情况 国内外研究发现，油气的富集区域与基底断裂及后期构造活动衍生的一系列切变形所产生的储集层物性断裂有着一定关系。这些物性断裂出现的地带往往伴生大量节理裂隙和分散的破碎带或次生溶蚀孔缝区带，储集层中剪切、挤压等构造应力产生的裂缝形成良好物性区带被周围致密的低渗储集层圈闭，会产生局部油气高产现象，形成沿某一方向延展的油气藏[1]。近几年来，随着地层倾角测井、高分辨率图像测井和地层产能剖面测井等裂缝评价技术的日臻完善，及其在鄂尔多斯盆地油气勘探开发中的持续使用，使人们逐渐认识到裂缝对储层高产所起的重要作用和对低渗透油气田高效开发的重要意义。 鄂尔多斯盆地长北区块山西组天然裂缝特征及其对天然气产能的影响 DOI: 10.12677/jogt.2020.421003 27 石油天然气学报

Figure 2. T3-T2 surface outcrop fault and “X” shear fracture in Yusui area of Ordos Basin 图2. 鄂尔多斯盆地榆绥地区T3-T2地面露头断层及“X”剪切缝

2. 裂缝发育的地质背景及其对储层物性的影响 2.1. 裂缝发育的控制因素 构造发育史研究成果[1] [2] [3] [4] [5]表明，鄂尔多斯盆地结晶基底在拼贴、镶嵌增生的过程中存在着拼贴焊合较差的地体界面——基底断裂带(软弱带)。除平行于周围山系的边界断裂外，盆地内部横穿或斜插盆地的基底断裂，不仅数量多、规模大，而且方向有序，形成断裂网络系统(图3)，对鄂尔多斯盆地各构造活动期的活动样式和活动程度起着持续的控制作用。

Figure 3. Schematic diagram of Cenozoic tectonic stress field in Ordos Basin 图3. 鄂尔多斯盆地新生代构造应力场示意图

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鄂尔多斯盆地侯、杏区裂缝与地应力研究在注水开发中的应用

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好 于 侯市 区 。
杏 河 地 区地 层倾 角 资 料 的 井 有 ３口， 集 中在 都 本 区 的北部 ， 这几 口井 的裂 缝分 析 可见 ， 区裂 缝 对 本
与侯市基本一致 。 从统计分析知 ， 地层在杏 １ — 长。 ７
６井 裂 缝 不 发 育 ， 其余 两 口井 平 均 裂 缝 走 向 主 要 为
收稿 日期 ：０ ７ ２ ５ ２ ｏ 一Ｏ 一ｌ 作 者 简 介 ： 军 峰 （９ ７ ） 男 ． 西 西安 人 ， 士 ， 产 普 查 与勘 探 专 业 ， 要研 究 方 向 为 油 气化 探 综 合 技 术 。 刘 １７一 。 陕 硕 矿 主
维普资讯
侯 市 区位 于陕 西 省志 丹 、 塞 县 境 内 ， 安 区域构 造
背景 为 平缓 的西 倾 单 斜 。东部 与 王窑 区之 间存在一 个分 流 向湾 ， 岩不 发 育 ， 砂 形成 岩性 遮 挡 。本 区主 要
产 层属 三 叠 系 延 长组 地 层 ， 内陆 淡 水 湖 泊 三 角 洲 为 沉 积 体 系 ， 力 油 层 长 是 鄂 尔多 斯 盆 地 由最 盛 时 主
杏 河 鼻状 隆起 上 ， 造极 为平 缓 。 力 油层 为三 叠 系 构 主
由此 可 见 ， 市 区 延长 统 地 层 裂缝 平均 走 向主 侯
要 为 ＮＥ ０一 ９ 。Ｓ ３ 。 ２ Ｏ ， ６ 。 Ｏ 、 Ｗ２ ０一 ６ 。 以ＮＷ ３ ０一 ３ ０ ２。 ５。 方 向为次 。
本 区裂缝 从 岩芯 观察 ， 要 为垂 直缝 ， 缝 在垂 主 裂 直 方 向延 仲０ ２ ３ 缝 面平 整 ， ２ 左 右 。 岩 中 ． — ｍ， 宽 ｍ 砂
维普资讯 古石 油４ － Ｌｘ －
２ ０ 年第 ７ ０７ 期
鄂尔多斯盆地东南部延长组长7页岩气储层裂缝特征及其控制因素

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第 ４期
鄂 尔多斯 盆地东南部延长组长 ７页岩气储层裂缝特征及其控 制因素
０ ７
８ ５
构 造微 裂缝 两 种类 型 ， 研 究 区延 长 组 泥 页 岩 中以 非 构 造微 裂缝 为 主 。构 造 微 裂 缝 由构 造应 力 产 生 ， 一 般 高 角度 或垂 直 相 交 于 层 理 面 （ 图 ６一ａ ） 。非 构 造 微 裂缝 主要 为发育 在 有机 质条 带 中或边 缘 的微裂 缝 （ 图 ６一ｂ ） ， 与层 理 面 平 行 或 基 本 平 行 ， 常 成 组 出 现 （ 图 ６一Ｃ ） ， 与 高角 度 的构造 微裂 缝连 通 能形 成 良好 的裂 缝 网络 （ 图 ６一ｄ ） ， 成 为 油气初 次运 移 的通 道 和 聚集 空 间 ， 其发 育程 度 与有 机 质 含 量 及 分 布状 态 有 关 。此外 ， 还 发育 与成 岩作 用 或 异 常 压 力 有 关 的 微 裂缝 ， 呈放 射 状或 不规 则状 （ 图 ６一ｅ ） 。 统计结 果 表 明 ， 延 长组 暗色 泥 页 岩 微 裂缝 的 长 度在 １ ． １ ４— ２ ４ ｍｍ之 间 （ 注： 薄 片 主要 为长 ２ ０— ２ ４ ｍｍ 的正方 形或 类 似 正 方 形 ） ， 平均 ８ ． ９ ｍｍ， 以 ６—
好。裂缝研究是 页岩气勘探开发研 究的重要 内容 ， 其对 页岩 气勘探 选区、 压力造缝等具有指导作 用。笔者通过野外地质调查、 岩心观察、 铸体薄片等手段 ， 对鄂 尔多斯盆地 东南部 三叠系延长组长
７段 裂缝特征 进行 了研 究 ， 分 析 了裂缝 控 制 因 素。 分析 了研 究 区三 种 不 同尺 度 的 裂 缝 ： 露 头节 理
（ １ ．陕西延 长石油（ 集团 ） 有 限责任公 司 研究院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ５； ２ ．中国地质大学（ 北京 ）能源学院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
鄂尔多斯盆地太原组砂岩缝合线特征及成因

鄂尔多斯盆地太原组砂岩缝合线特征及成因

鄂尔多斯盆地太原组砂岩缝合线特征及成因齐荣;林畅松;黄国家;杨香华;张曼莉【期刊名称】《西南石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2024(46)2【摘要】鄂尔多斯盆地北缘太原组砂岩中广泛发育缝合线构造,缝合线成因机理复杂,且会对砂岩储层的物性产生重要影响。

基于岩芯观察,并通过能谱、扫描电镜、X衍射及铸体薄片等综合分析,揭示了太原组砂岩缝合线的几何形态、矿物组成及其成因机理。

研究表明,太原组砂岩缝合线振幅大小差异明显,可划分出波浪型、尖峰型、长方柱型、复合型及网状交织型5种类型。

缝合线物质组成主要包括有机碳、石英、伊利石、高岭石、黄铁矿、金红石和锆石,黏土矿物中伊利石的含量远高于围岩,而高岭石含量远低于围岩。

缝合线内有机质与黏土矿物具有典型的沉积成因标志,它们可以作为硅质迁移与沉淀的催化剂,导致缝合线内及两侧砂岩孔隙中的硅质沉淀和碎屑石英颗粒的增生。

这些缝合线构造是埋藏过程中沉积有机质压溶的产物,是沉积黏土矿物与有机质成岩作用的综合响应。

缝合线相关的硅质沉淀与石英加大是研究区太原组石英砂岩致密的主要因素,但沿缝合线易发育裂缝,起到改善岩石渗透性的作用。

【总页数】12页(P53-64)【作者】齐荣;林畅松;黄国家;杨香华;张曼莉【作者单位】中国石化华北油气分公司勘探开发研究院;中国地质大学(北京)海洋学院;中国地质大学(武汉)资源学院【正文语种】中文【中图分类】TE122【相关文献】1.鄂尔多斯盆地东部太原组致密砂岩伊利石特征及成因分析2.鄂尔多斯盆地东缘太原组桥头砂岩成因初探3.鄂尔多斯盆地保德地区太原组桥头砂岩沉积特征及成因4.鄂尔多斯盆地榆林-清涧地区太原组砂岩成因与分布因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

鄂尔多斯盆地镇北地区长3油层组沉积成岩作用研究的开题报告

鄂尔多斯盆地镇北地区长3油层组沉积成岩作用研究的开题报告

鄂尔多斯盆地镇北地区长3油层组沉积成岩作用研究的开题报告一、选题背景鄂尔多斯盆地是中国重要的油气勘探开发区域之一，其长3油层组是盆地内的主力油层之一。

沉积成岩作用是油气藏形成过程中的重要环节，对于油气勘探和开发具有重要意义。

因此，对于鄂尔多斯盆地镇北地区长3油层组的沉积成岩作用研究是非常必要的。

二、研究目的和意义该研究旨在了解鄂尔多斯盆地镇北地区长3油层组的沉积成岩作用特征，并在此基础上探讨其对油气勘探和开发的影响。

研究意义在于为我国油气勘探和开发提供科学依据，对鄂尔多斯盆地的油气勘探和开发具有重要的指导意义。

三、研究内容和方法本研究主要工作包括以下几个方面：1.野外地质调查：对于鄂尔多斯盆地镇北地区长3油层组沉积岩的分布、垂向和水平展布等进行详细的野外地质调查，以获得基本的地质信息。

2.岩心分析：收集该地区的岩心样品并进行矿物组成、岩石结构、孔隙类型及其形成的机理、压实度、裂缝特征、成岩作用类型和强度等方面的综合分析。

3.地球化学分析：对于岩心样品进行有机质含量、岩石元素地球化学、热解气分析等相关分析，以了解沉积成岩过程中的物理、化学变化过程。

四、研究进度计划1. 前期准备（1个月）：查阅相关文献，确定研究方法和技术方案，准备实验仪器和设备。

2.野外地质调查（3个月）：对鄂尔多斯盆地镇北地区长3油层组的分布、垂向和水平展布等进行野外地质调查，收集样品。

3.岩心分析（6个月）：对采集的长3油层组岩心样品进行矿物组成、岩石结构、孔隙类型及其形成的机理、压实度、裂缝特征、成岩作用类型和强度等方面的综合分析。

4.地球化学分析（4个月）：对于岩心样品进行有机质含量、岩石元素地球化学、热解气分析等相关分析，以了解沉积成岩过程中的物理、化学变化过程。

5.数据分析和撰写论文（3个月）：总结分析结果，撰写研究论文。

五、预期成果1.了解鄂尔多斯盆地镇北地区长3油层组的沉积成岩特征。

2.探讨沉积成岩过程对油气勘探和开发的影响。