一裂縫的基本參數(shù)

1、（一）裂縫的基本參數(shù)對于一個裂縫組系來說，裂縫的基本參數(shù)是指裂縫的寬度、大小、產(chǎn)狀、間距、 密度、充填性質(zhì)等。這些參數(shù)可在野外露頭和巖心上直接測量，也可以利用測井 資料間接求取。1 .裂縫寬度（張開度）裂縫寬度，也叫張開度（或叫開度），是指裂縫壁之間的距離。這個參數(shù)是定量描述裂縫的重要參數(shù)，它與裂縫孔隙度和滲透率，特別是滲透率的關系很大。裂縫寬度可以在露頭表面、巖心及鑄體薄片上直接測得，也可以通過測井間接求 取。斯倫貝洲t公司A. M. Sibbitt et al.（1985 ）僅對最簡單的一條裂縫 （水平或垂直）用二維有限元法進行了數(shù)值計算，得出雙側(cè)向測井解釋方法。他們沒有 考慮不同角度、多

2、組裂縫的情況，得到了計算一條裂縫寬度的公式。垂直裂縫：油氣田開發(fā)地質(zhì)學水平裂縫：油氣田開發(fā)地質(zhì)學式中：b 裂縫寬度，mm ； Clld, Clls深、淺雙側(cè)向電導率， S/m ； Cm泥漿電導率，S/m ； Cb基質(zhì)電導率,S/m 。周文（1998 ）提出了垂直 （近垂直） 裂縫的雙側(cè)向測井計算公式: 油氣田開發(fā)地質(zhì)學式中：b 裂縫寬度，pm； gd, gs深、淺雙側(cè)向幾何因子；a裂縫 平均傾角，（ ） ; Dd, Ds深、淺雙側(cè)向電極探測深度（根據(jù)測量儀系列選定），m； r 井筒半徑，m； H 側(cè)向測井聚集電流層厚度， m； Rlld , Rlls深、淺雙側(cè)向電阻率，Q - m ; Rm 泥

3、漿電阻率，Q - m 02 .裂縫的間距裂縫間距是指兩條裂縫之間的距離。 對于巖石中同一組系的裂縫，應對其間距進 行測量。所謂同一組系裂縫，是指那些具有成因聯(lián)系、產(chǎn)狀相近的多條裂縫的組 合。裂縫間距變化較大，由幾毫米可變化到幾十米。裂縫間距小于井徑時，要在巖心上進行觀測，并統(tǒng)計裂縫的間距。觀測過程中要 注意不同巖性中裂縫間距的變化和裂縫間距的級別。裂縫間距大于井徑時，在巖心上是無法直接觀測裂縫間距的， 因而至今尚無一種 較好的估算裂縫間距的方法。Narr （1994 ）提出了根據(jù)巖心資料估算地下裂 縫間距的概率統(tǒng)計方法，稱為裂縫間距指數(shù)法。大量野外露頭觀測表明，在一套巖石性質(zhì)相同的巖層中，裂縫

4、間距（S）與裂縫所在層的層厚（T）呈線性關系。Narr定義裂縫所在層的層厚與裂縫間距之比為 裂縫間距指數(shù) （I）：I = T/S對于同一種巖性，I是常數(shù)?？p所在層愈厚，裂縫間距愈大；縫所在層愈薄，裂 縫間距愈小。對于不同的巖性，若層厚相同，則 I愈大，裂縫間距愈小，裂縫愈 發(fā)育，或者密集；I愈小，裂縫間距愈大，裂縫愈不發(fā)育或者稀疏。Narr認為，可利用巖心上一套巖性大致相同的巖層中各層（出現(xiàn)裂縫的和未出現(xiàn)裂縫的層） 的層厚和出現(xiàn)裂縫層的層數(shù)計算裂縫間距，這就是裂縫間距指數(shù) 法（圖 4-36 ）。圖4-36鉆孔穿透4層巖性大致相同、層厚不同的巖層裂縫分布示意圖裂縫間距指數(shù)法的具體步驟是：（1）在

5、研究區(qū)，根據(jù)幾口井巖心觀測到的同一層位、巖性大致相同、同一方向裂縫的層厚、裂縫發(fā)育層數(shù)、巖心直徑、巖心軸與層面和裂縫的夾角等編制E-I關系曲線（圖4-37 ）。這條曲線是依據(jù)一系列裂縫層數(shù)、層厚及計算出的相應 裂縫間距指數(shù)而得到的，也稱為理論曲線。應該對研究區(qū)常見的每種巖石類型和 不同方位的裂縫分別編制E-I曲線，因為裂縫間距指數(shù)法計算裂縫間距指數(shù)或裂 縫間距時是對每種巖性、每組裂縫單獨進行的。（2）只要確定巖心上裂縫層數(shù)（E）投到E-I理論曲線上，就可得到相應的裂縫間距指數(shù)。應用裂縫間距指數(shù)法對同一地區(qū)多口井同一層位（巖性）的分析，可作出研究區(qū)裂縫間距指數(shù)等值線圖，根據(jù)該圖可預測研究區(qū)裂縫的

6、發(fā)育程度， 并做出地質(zhì) 解釋。對同一井裂縫間距指數(shù)的分析可以判斷裂縫的發(fā)育程度與巖性和裂縫方位 的關系。這對裂縫的定量描述和預測都有十分重要的意義。裂縫間距指數(shù)法的優(yōu)點在于：（1）在可分辨裂縫方位的情況下，可分組分巖性確定裂縫間距；（2）考慮了影響裂縫間距的兩個主要因素，即巖性和層厚；（3）能較客觀地反映裂縫的發(fā)育程度。圖4-37 E-I關系曲線 （據(jù)Narr , 1984 ） D 一井徑；9和B 巖心軸與層面和裂 縫的夾角；T一不同力學性質(zhì)的層厚3,裂縫密度裂縫密度反映了裂縫的發(fā)育程度，是十分重要的裂縫參數(shù)。它與裂縫孔隙度和滲透率直接相關。根據(jù)測量的參照系的不同，可分為3種密度類型。（1）線

7、性裂縫密度 （LfD,簡稱線密度）指與一條直線（垂直于流動方向的直線或巖心中線）相交的裂縫條數(shù)與該直線長度的比值：油氣田開發(fā)地質(zhì)學式中：LfD 線性裂縫密度，也稱為裂縫頻率或裂縫率，m-1; LB所作直線的長度，m； nf與所作直線相交的裂縫數(shù)目，條。（2）面積裂縫密度 （AfD,簡稱面密度）指流動橫截面上裂縫累計長度（L）與該橫截面積 （Sb）的比值：油氣田開發(fā)地質(zhì)學式中：AfD 面積裂縫密度，m-1 ; L裂縫總長度，m； nf裂縫總條數(shù)， 條；l裂縫平均長度，m： Sb流動橫截面積.m2。（3）體積裂縫密度 （VfD,簡稱體密度）指裂縫總表面積 （S）與巖石總體積 （VB）的比值：油氣田

8、開發(fā)地質(zhì)學式中：VfD 體積裂縫密度，m-1; S裂縫總表面積，m2； VB巖石總體積，m3o上述3種裂縫密度的單位均為長度的倒數(shù)，常以 m-i來表示。裂縫體積密度是 靜態(tài)參數(shù)，而面積密度和線性密度都與流體流動的方向有關。在油田，也常把每米巖心上見到的裂縫條數(shù)或長度定義為裂縫密度。影響裂縫密度的因素很多，其中地質(zhì)因素有巖石成分、粒度、孔隙度、層厚及構(gòu) 造位置等?？偟膩碚f，相對堅硬、致密、層薄的巖層，在應力集中或曲率大的構(gòu) 造部位具有較高的裂縫密度。利用巖心是計算油田裂縫密度的主要途徑。 TD 范高爾夫拉特（1989 ）推導 了基于理想模型的裂縫密度和基于巖心模型的裂縫密度計算方法。 后一種方法

9、更 符合油田實際，介紹如下。體積裂縫密度的表達式為：油氣田開發(fā)地質(zhì)學式中：Si單一裂縫表面積，可由裂縫參數(shù)通過計算獲得，m2; Vt 計算 單元內(nèi)巖心柱體積，具值等于九D2H/4,其中，H 計算單元內(nèi)巖心長度，通常為0.5m ,與側(cè)向測井分辨率相匹配，D 巖心直徑，m。體積裂縫密度的定量計算關鍵在于裂縫面積的定量計算。根據(jù)裂縫與巖心的交切關系，推導計算裂縫面積的數(shù)學表達式如下：當裂縫傾角0 W必90 ,且裂縫與巖心的交切較為規(guī)則時（圖4-38A）:油氣田開發(fā)地質(zhì)學式中：a i 裂縫傾角，Li裂縫傾向長度，m ; D巖心直徑，m。當裂縫傾角為0 0.1 時裂縫產(chǎn)狀為垂直，rRlls),水平裂縫則

10、為負差異(Rlld 4m, KfKm）?；|(zhì)巖塊既無儲能，又無產(chǎn)能， 而裂縫既作為儲層的儲集空間（幾乎全為裂縫）又作為滲流通道。裂縫性泥巖儲層、變質(zhì)巖儲層、泥質(zhì)灰?guī)r儲層大都屬于此類。2 .裂縫性特低滲一致密儲層裂縫提供了基本的滲透率，而基質(zhì)巖塊提供了基本的孔隙度。巖塊有一定孔隙度 （|）m（|）f）,具備儲能。但由于滲透率低，因而基質(zhì)巖塊基本無產(chǎn)能，儲層的產(chǎn)能主要依據(jù)裂縫的連通作用（KfKm） 0因此，在這類儲層中，裂縫主要作為滲透通道，而作為儲集空間的意義不大。3 .裂縫性常規(guī)儲層裂縫提高和改善了儲層的滲透率。基質(zhì)巖塊為常規(guī)儲層，其孔隙度較高（4m 產(chǎn)），具有儲能，同時本身具有滲流能力，即具有產(chǎn)能。裂縫的作用僅是加大了 儲層的滲流能力，即主要作為滲流通道，增加基質(zhì)巖塊