试论油田构造裂缝及其有效性

【摘要】对油田构造的裂缝以及油田地应力场特征进行正确认识和熟悉，认清油田储层不同裂缝组系有效性及其变化，才能设计出合理、有效以及切合实际的油田开发方案，并为开发方案的调整以及开发技术的界限确定提供基础。因此，本文基于某油田实践，对相关内容做介绍。

【关键词】油田 构造裂缝 有效性

1 引言

在岩心以及露头裂缝发育特征，通过观察数据以及数据统计等方法进行研究，了解油田开发的相关动态，采用室内岩心古地磁定向实验方法以及现场水力压裂数据资料，对油田扶杨油层地应力场分布及裂缝组发育特征，进行科学、全面、系统的分析探讨。随油田内压力场不断发展变化，其裂缝有效性也随之不断发生着变化，产生了多方向水淹特性现象，在低渗透油田开发过程中注水压力界限可控制多方向裂缝组系张开度。

2 油田概况分析

十屋油田位于吉林省东南隆起的公主岭十屋断陷东北部，该油田是被多条南北方向的地质断层所切割，产生破碎的背斜地质构造，十屋断裂构造中的构造带，受到营末、登末及嫩末等地质结构运动的叠加改造而形成的褶皱地质构造带，南至桑树台断裂，北至太平庄凸起，纵贯十屋断裂构造，包括了 十屋油田断裂最有利源区，众多的地质构造运动使得油田裂缝组系十分发育，在充分研究该区域的基础地质资料并对岩心观测，测井数据等有关资料分析，对裂缝的一些特征以及有效性研究，得到一些经验供大家参考。

3 油田构造裂缝特征

低渗透裂缝在油田构造裂缝中对注水开发影响非常严重，油田构造裂缝发育频率以及发育方向决定裂缝影响程度，一般采用岩心裂缝磁定向方法对油田裂缝进行定向研究，同时可获得可靠的裂缝数据，结果可以分析出裂缝方向，以及裂缝主要集中在范围，同时可以呈现出的裂缝主要走向等特征，以及局部裂缝相关分布情况信息。基于上述数据情况可以分析研究出裂缝的平面分布，并了解哪些油井区是在裂缝产生的主方向上，并可以确定裂缝是否具有多方向性；统计数据结果同样也是可以分析出纵向的各层变化，包括油田区的裂缝扶扬变化情况。利用观察的油田取心井数据、岩心长度数据，裂缝记录条数，以及裂缝发育频率数据，可以分析出哪些裂缝是正在发育中，能够确定发育中裂缝的井的位置，裂缝发育的程度与断层构造之间的密切关系，构造裂缝在各主力油层都很发育，岩心数据分析出扶杨油层中的显裂缝发育倾角以及裂缝力学结构；油田张裂缝、张-剪缝在局部构造较发育部位。

4 现代应力场与裂缝组系有效性

4.1 现代应力场与裂缝组系作用

在油田储层中的作用现代应力场和裂缝组系的有效性，集中表现在储集和渗流两个方面，由于低渗透储层中孔隙度比较小，平均孔隙度不大于1‰，因此低渗透砂岩储层的储集空间并不是结构裂缝，往往是在各种孔隙系统，特别是和成岩作用有直接关系的众多次生孔隙。在低渗透砂岩储层中的裂缝作用通常表现为渗流效果。在不同地质历史年代作用下裂缝组系作用也不同，不同古地应力场的发育程度、发育间距都会产生不相同的多组裂缝，在现代应力场作用效果下，不同裂缝所受的现代场应力状态是不相同，且裂缝开度以及连通性差异也是很大的，进而造成裂缝渗透性的向异性。当油田构造裂缝产生初期，地下裂缝开度与裂缝的静态封闭压力是固定函数关系，并随封闭压力的不断增大，开度是逐渐减小变化。油田的各组裂缝开度、发育程度决定着各裂缝的渗透性，渗透性与裂缝开度、发育间距等参数存在固定函数关系。在函数中其它参数相同时，当裂缝与现代应力场的最大主应力方向趋行时，因受到相对拉张力，其裂缝开度是最大的、同时裂缝连通性也是最好的，渗透性作用也达到最大值；当裂缝方向与现代应力场的主应力方向垂直时，受到挤压力，所以其开度较小，因此裂缝连通性最差，渗透性也最差；当与主应力方向斜交时，其渗透性随着交角的增大，渗透性也在逐渐变差。

油田裂缝最大水平主应力方向在现代应力场作用下，当裂缝为东西方向并趋于与水平主应力方向平行，裂缝的开度才是最大的，即组裂缝的渗透性最大；相反裂缝问大致南北方向的并趋于与主应力方向垂直方向的开度及渗透性是最小的，由此可分析，当油田在开发建设过程中，如果以东西向裂缝中的渗流速度为最快，那么东西方向的动态反应则最明显；而在南北向的渗流速度为最慢，因此其动态反应则不明显；因为储层中裂缝渗透性的各个方向上的差异性，这给油田油井开发时井网部署工作提供很多辅助条件，必须充分研究和考虑不同组系的裂缝的渗流作用，特别要考虑的是裂缝与油井的分布方式，以及渗流的相互作用关系，可以用适当的加大裂缝平行方向的井距，可以适当减小垂直方向的井距。这样可以有效的防治裂缝的发育。

4.2 油田构造裂缝的有效性变化

构造裂缝有效性变化受到应力变化影响，地应力由有效地应力和孔隙流体压力组成，油田采油造成地层压力不断降低，而注水过程是采油逆过程，可以增大地层压力，且随着注水压力的不同变化，通过注水、采油系统的调节作用对地应力场的变化进行调节，因此，油田开发也是动态调节地应力过程，随油田注水开发过程的不断进行，地应力场也随时发生着变化，各裂缝组系渗流性也在发生这不同的变化。通过对水压裂的原始观测记录，可计算各个油田之间的主应力大小，以及计算水平主应力最大与最小值的差值，这可以发现各油田不同组系裂缝的缝面受力情况的差异性。如果两油田间的应力差值是最小，这说明两油田方向裂缝的缝面与其他的缝面受力差别为最小值，也就是说其他方向的裂缝组系相对另外的油田的有效性大，随着注水压力的增大，其其他方向裂缝组系最容易张开进而形成为有效的裂缝。研究油田注水开发的动态建设资料，如果见水油井是东西方向，那么随注水压力的提高，油井见水以及水淹方向也从单一的以某个方向为主逐步变化为多个方向。因此，油田注水压力界限的科学合理确定，油井开发过程中的非常重要的一个环节。油田裂缝控制性的注水压力，不是使油田构造岩层发生破裂，而是以此来控制油田在不同方向裂缝张开度的，对于裂缝方向与水平主应力方向相同的，可提高注水压力，进而对于裂缝产生多向性影响，裂缝与水平主应力方向不一致的、以及水平主应力差异小的储层，控制油田注水压力是至关重要。

5 结语

通过对裂缝的深入了解，以及科学的分析研究，对油田的井网部署起到至关重要的作用，科学合理的利用现代应力场与裂缝之间的关系，分析有效性可以通过见水油井的注水压力控制，进而可以控制裂缝的张开度以及发育方向。

参考文献

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[2] 孙贻铃，王秀娟.朝阳沟油田构造裂缝及其有效性研究[J].大庆油田开发.2005（2）33-34