摘 要 鄂爾多斯盆地蘇里格氣田東區砂巖儲層巖性致密，已成為制約天然氣規模開發的主要因素。為此，在巖心觀察的基礎上，采用薄片鑒定、掃描電鏡、鑄體、壓汞等分析方法，對該氣田東二區下二疊統山西組山1段和下石盒子組盒8段的儲層進行了分析。結果發現：研究區北部砂巖儲層中裂縫(裂縫類型主要為構造裂縫和成巖裂縫)較發育，對儲層物性有明顯的改善作用，而南部則未見到構造裂縫；構造裂縫與溶蝕裂縫均沿構造帶邊界分布，是致密儲層滲透率提高的重要因素；裂縫發育層段，砂巖含氣性明顯變好。然氣開發設計與施工等具有重要意義。

    關鍵詞 鄂爾多斯盆地 蘇里格氣田 東二區 早二疊世 致密砂巖 儲集層 裂縫（巖石）天然氣 含氣性

    鄂爾多斯盆地蘇里格氣田是我國目前已發現的最大的天然氣氣田。上古生界氣藏的砂巖儲層(下二疊統山西組山1段和下石盒組盒8段)巖性致密，非均質性強，壓實作用、膠結作用、交代作用、骨架顆粒的溶蝕作用，是形成低孔、低滲儲層的主要原因^[1-4]，這嚴重制約了該區天然氣的規模開發。因此，如何準確預測高滲儲層的分布，是蘇里格氣田東二區天然氣開發所面臨的問題^[5]。

1 裂縫特征及類型

根據巖心觀察、鑄體薄片、掃描電鏡等觀察分析，發現研究區發育高角度構造裂縫以及水平層理縫、粒內縫和粒緣縫等成巖裂縫。裂縫的發育在研究區北部較普遍，鉆井巖心中宏觀構造縫較常見，多為高角度裂縫(圖1)，巖心中裂縫長度一般0.5～2m，最長可達8m，裂縫寬度2～3mm。巖心觀察表明構造裂縫特征明顯，易于與人工破裂面進行區別。即：構造裂縫的破裂面平整，致密砂巖中的構造裂縫較光滑，人工破裂面均呈參差狀，巖心表面常殘留有受力破碎而成的白色粉末痕跡；天然的構造裂縫平面顏色黯淡，常有礦物膠結或充填，而人工破裂面新鮮干凈；天然構造裂縫常常平行密集分布，從而將巖心切割為薄板狀。研究區構造裂縫多為開啟性裂縫，少數見方解石半充填。

鑄體薄片、掃描電鏡中常見成巖裂縫，以溶蝕縫最常見(圖2)，收縮縫和貼粒縫最少。研究區約30%的砂巖粒間孔具有溶蝕現象，在鏡下所見微孔隙直徑主要范圍在介于5～50μm，延伸范圍常超出視域，溶蝕裂縫形態多呈不規則彎曲狀，微裂縫可見分岔，溶蝕裂縫常溝通孔隙，改善儲層孔隙結構。

裂縫分布規律及控制因素

2

    平面上，裂縫的分布與構造帶相關，鉆井巖心中的宏觀裂縫的分布主要集中于研究區北部，且靠近伊盟隆起帶與伊陜斜坡帶的邊界分布，研究區南部則未見到構造裂縫。巖心中，尤其以Z59、Z65井高角度構造裂縫最為發育，單一裂縫延伸可大于8m，常呈柵狀平行排列，將巖心切割為薄板狀，其原因可能與斷層帶附近應力集中釋放從而有利于裂縫的形成有關。巖心分析及統計結果表明，砂巖中溶蝕裂縫較發育的井，如Z52井、212井、T25井等，也主要沿伊盟隆起與伊陜斜坡構造帶的邊界分布，預示著溶蝕裂縫的發育同樣受斷層帶、構造裂縫的控制。斷層、構造裂縫等可加速地下流體的活動，促進臨近構造帶滲透性較好的砂巖中流體的交換，從而有利于溶蝕孔隙和溶蝕裂縫的發育。

根據巖心和測井資料分析表明，蘇里格氣田東二區低滲透砂巖主要發育兩組近正交的NE—NW向裂縫，但具體到某一區域或層段僅有一組裂縫較發育。造成這種現象的原因是低滲透砂巖儲層裂縫的形成除了與古構造應力場有關外，還受儲層巖性、巖層厚度和巖層非均質性等儲層內部因素的影響^[6]。根據裂縫的相互切割關系以及裂縫充填物的包裹體分析，該區構造裂縫主要在燕山期和喜馬拉雅期形成^[7]，燕山期和喜馬拉雅期古構造應力場控制了構造裂縫的組系、產狀及其力學性質，而儲層內部因素影響不同組系裂縫的發育程度。裂縫形成以后，裂縫的保存狀態及其滲流作用受現今應力場的影響。燕山期在NWW—SEE向水平擠壓應力作用下，可以形成近東西向和北西向兩組剪切裂縫，但巖層強烈非均質性抑制了近東西向裂縫的發育程度，而使北西向裂縫發育。喜馬拉雅期在NNE—SSW向水平擠壓應力作用下，理論上可以形成近南北向和北東向兩組剪切裂縫，但巖層強烈非均質性抑制了近南北向裂縫的發育程度，而使北東向裂縫發育。因此，蘇里格地區主要發育有北東向(優選方位為50°～60°)和北西向(優選方位為320°～330°)兩組裂縫，而近東西向和近南北向裂縫發育程度較差。

3 裂縫對儲層物性及含氣性的影響

    裂縫所形成的孔隙度占巖石體積的1%～2%，雖然構成的儲集空間很小，對孔隙度的影響不大，但由于裂縫的存在，連通了孤立狀存在的孔隙，形成了砂巖的滲濾通道，提高了巖石的滲透率，對儲層的物性有明顯的改善作用。一般無裂縫發育的樣品，其孔隙度與滲透率呈現較好的線性正相關關系；而裂縫發育的樣品，其孔隙度并不一定很高，但滲透率明顯高于無裂縫樣品，滲透率值的分布脫離正?？诐B線性關系(圖3)。裂縫的規模越大，其滲透率增加的幅度越大。在低滲透儲層中，裂縫是油氣運移和流體滲流的主要通道，可以提高儲層的滲透性，裂縫的存在可使儲層滲透率比基質滲透率增高1～2個數量級，并使其水平滲透率各向異性在50∶1以上^[5]。

低滲透砂巖油氣藏滲流起主導作用的為宏觀裂縫系統，而微觀裂縫主要是改善儲層的滲透性能。裂縫是低滲透砂巖儲層的主要滲流通道，控制了油氣藏的滲流系統^[6]。研究區占主導地位的是構造裂縫，裂縫是極好的運移通道，是溝通孔洞、形成優質儲層的重要因素，對天然氣聚集成藏的重要影響。在裂縫較為發育的地區或層段，尤其是對低孔、低滲的砂巖儲層而言，裂縫發育的層段，砂巖含氣性明顯好于一般的砂巖儲層，氣層、含氣層基本對應于裂縫發育井段(圖4)。表明裂縫對儲層物性具有明顯的改善作用，是形成高產氣藏的重要條件。

4 討論

含裂縫的砂巖儲層對壓力的敏感性十分明顯，從而影響低滲透砂巖油氣藏的開發，因此裂縫的發育狀況對壓裂改造設計有重要的指導作用^[8]。隨著油氣藏開發，地層壓力下降，不同方向裂縫的滲流作用會發生改變。明確不同方向裂縫滲透率的動態變化規律是低滲透砂巖油氣藏開發中后期井網調整的重要地質依據。針對低孔、低滲致密砂巖儲層，增產改造是提高氣井產能的必要手段，合適的改造工藝至關重要^[9-11]?？紤]裂縫對儲層的改造作用，確定合適的改造工藝，以提高氣井的產能。裂縫的發育可能會對蓋層產生影響，確定裂縫的發育與蓋層破壞之間的關系，明確裂縫的發育對蓋層的影響，對于天然氣成藏分析至關重要。巖心觀察發現，研究區構造裂縫多在砂巖層段發育，很少切穿泥巖，可能與泥巖的力學性質有關。表明研究區裂縫的發育對天然氣的影響，主要是溝通儲層，增加儲層滲透率，對泥質蓋層的影響不大，為天然氣成藏的有利因素之一。因此，把握裂縫的分布規律，明確裂縫發育的控制因素，對于在低滲透砂巖中尋找油氣高產區、對于蘇里格氣田東二區天然氣生產設計和施工均具有重要意義。

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本文作者：李義軍^1，2  李進步²  楊仁超³  王言龍³ 樊愛萍³

作者單位：1.成都理工大學能源學院 2.中國石油長慶油田公司蘇里格氣田研究中心 3.山東科技大學地質學院