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摘 要： 提要：以巖心描述為基礎，結合聲發射實驗和碳氧同位素、包裹體成因類型及均一溫度分析成果，對那坤地區那讀組淡水灰巖儲層裂縫特征和裂縫成因進行了深入研究。研究結果表明：那坤地區那讀組淡水灰巖儲層主要發育有垂直裂縫、高角度裂縫和斜交裂縫;裂縫主要有
提要：以巖心描述為基礎，結合聲發射實驗和碳氧同位素、包裹體成因類型及均一溫度分析成果，對那坤地區那讀組淡水灰巖儲層裂縫特征和裂縫成因進行了深入研究。研究結果表明：那坤地區那讀組淡水灰巖儲層主要發育有垂直裂縫、高角度裂縫和斜交裂縫;裂縫主要有構造裂縫與非構造裂縫兩類，構造裂縫有追蹤疊加成巖壓裂斜縫發育形成復合裂縫;裂縫部分被方解石完全充填或半充填，部分未被充填而呈開啟狀;裂縫發育受到3次不同構造應力場作用的影響：構造裂縫對改造和改善儲層孔滲性具有重要的貢獻。
關鍵詞：裂縫;淡水灰巖;百色盆地;聲發射
在現階段中國石油對外依存度逐年增高的大背景下.隨著常規孔隙型油氣藏儲量的日益減少。裂縫型油氣藏將成為今后尋找油氣藏的主攻方向之一。百色盆地古近系那讀組淡水灰巖被列為該盆地三大儲集巖類中的主要類型之一，已有較多鉆井鉆遇的淡水灰巖中頻繁出現良好油氣顯示.部分鉆井獲低產油流.并已圈定一定的含油面積與儲量，顯示此類灰巖具備一定的成烴成藏條件和油氣勘探開發潛力百色盆地那坤地區古近系那讀組湖相碳酸鹽巖段研究程度相對較低，僅陳元壯、彭軍等【6對其沉積相、巖石學特征、儲集空間類型作了初步研究，魯法偉㈣等也對百色盆地古潛山裂縫進行地震預測，而對有關淡水灰巖儲層裂縫成因及形成期次問題的研究尚顯薄弱。裂縫既是主要的儲集空間.也是良好的滲流通道，還控制著溶孔、溶洞的發育，影響著儲集層中流體的分布狀況以及鉆井液的侵入[”]。因此，研究該區淡水灰巖儲層裂縫特征.分析其成因機制.了解裂縫對儲層孔滲貢獻.對于分析研究區淡水灰巖成藏機理、明確成藏控制因素、提高鉆探成功率及提高產能等均具有重要意義。
1區域地質概況
百色盆地位于廣西中西部右江斷裂帶南側.為一個受北西向右江大斷裂左旋走滑控制的、在印支期中三疊統褶皺基底上由走滑拉分作用形成的新生代內陸斷陷湖盆Is-g].面積約830km2。盆地的構造演化劃分為3個階段，即斷陷期、坳陷期和抬升剝蝕期。盆內充填有古近系六紐組、洞均組、那讀組、百崗組和新近系伏平組、建都嶺組、長蛇嶺組的砂、泥巖、礫巖夾煤層為主.僅洞均組和那讀組下部.局部以淡水灰巖為主，總厚度大于1600m，其中那讀組、百崗組為盆地內最重要的含油氣地層單元(圖1).尤其是那讀組為盆地內分布范圍最廣、厚度最大和層位最穩定的烴源巖發育部位.存在那讀組泥巖、百崗組泥巖和伏平組一建都嶺組泥巖夾薄層粉砂巖3套蓋層百色盆地古近系的淡水灰巖主要呈面積大小不等的長垣狀，分布于田東坳陷的東、西兩側。東側主要分布于洞均一林蓬一帶。西側主要分布于那坤地區的那滿一凍邦一那百一線(圖1)，厚度變化大(1—47.5m)。在那讀組下部的湖相灰巖中普遍見有油氣顯示.個別井經常規試油后具有一定的生產能力，如坤2井和坤5井.因而該湖相灰巖段亦系百色盆地古近系中不可忽視的儲集巖類，儲集空間是縫、洞、孔，并且這些縫、洞、孑L的不同組合構造了研究區主要的儲集空間組合類型[1q，具備一定的成烴成藏條件。
相關期刊推薦：《中國地質》(雙月刊)1953年創刊，是綜合性地質學術刊物。內容涉及基礎地質(包括地層、古生物、構造地質、巖石、礦物、區域地質等)、礦床地質、能源地質、海洋地質、水文地質、環境地質(含生態地質和災害地質)、遙感地質、應用地球物理、地球化學、地質信息等研究成果。
2裂縫成因類型及形成期次
那坤地區那讀組淡水灰巖中裂縫發育強度雖然不很高。但也較為常見.據巖心觀察資料統計，一般為0.5～1條/m.局部較密集處為2~3條/m按成因特征可劃分為成巖壓裂縫和構造裂縫2種類型.各具不同的產狀特征和油氣地質意義
1)成巖壓裂縫
此類裂縫的成因與上覆地層的靜水負荷壓力超出巖層抗破裂強度造成的破裂作用有關.按產狀特征.可分為直立縫和斜縫2類。前者裂縫傾角為85～90~.斷面呈不規則的波狀.局部直立縫密集發育的部位可形成向上分叉、向下消失的樹枝狀.或由共軛裂縫構成網狀裂縫系統(圖2一I)。單條裂縫延伸長度較短.一般不貫通或局部貫通巖心縫寬0.1～0.2mm.較寬處為0.5～1mm.大多具上端開啟一半開啟.下端閉合的張性破裂性質.縫內主要被砂泥質或有機質組分充填后者裂縫傾角為50～60~.斷面呈不規則波狀、鋸齒狀.或為平滑狀.局部較密集的部位由共軛裂縫組成相互交叉和溝通的網狀裂縫系統(圖2一II)。單條裂縫延伸較長.貫穿巖心。縫寬0.1—0.2mm.半開啟狀。顯示張扭性破裂性質。縫內主要被砂泥質和有機質充填.局部見原油沿裂縫滲流和沿裂縫兩側的基質巖浸染形成的油斑現象.或被后期構造裂縫追蹤疊加形成成巖壓裂縫和構造裂縫相復合發育的現象.并充填有熱液方解石
(2)構造裂縫
此類裂縫與構造活動造成的巖層破裂作用有關，也為那讀組淡水灰巖中最常見的裂縫類型。產狀一般以高角度斜縫為主.傾角一般為50～70~。以單條裂縫為主，或為交叉的共軛裂縫.貫穿巖心.推斷裂縫有較長的延伸距離。斷面較平直.或呈規則的微波狀.表面往往發育有多組相互呈交叉狀的擦痕.裂縫傾角為50~，表面具2組交角為20~的擦痕.坤5井-4(20/28)號巖心樣品中，裂縫傾角為70~。表面具3組交角大于30°的擦痕，擦痕表面均覆有碳化瀝青薄膜，并被進一步溶蝕成坑洼狀，縫面和坑洼內具有充填過原油后留下的油跡(圖3-l)，這種2組或2組以上相交擦痕發育在同一裂縫斷面上的現象，也同樣出現在新坤2井一7(21/38)號巖心樣品中(圖3-Ⅱ)，系淡水灰巖構造裂縫中最常見的現象，說明淡水灰巖中的裂縫系多期次構造活動的產物。因取心段中巖心往往沿構造裂縫自然開裂，縫寬不清楚，但可判斷其寬度至少在0.2mm以上，大多呈開啟半開啟狀。在此類裂縫中，出現2種具特殊油氣地質意義的現象：其一為構造裂縫有追蹤疊加成巖壓裂斜縫發育形成復合裂縫的特點，且沿裂縫出現局部的強烈溶蝕作用，形成順裂縫發育的洞蝕孔洞，大的孔洞可達2cm×6cm，呈不規則的串珠狀分布，內被淡褐色的巨品方解石充填。巨晶方解石中含有較多呈負品形狀或不規則狀的液相和氣液二相原生包裹體，以及呈線形分布的次生烴包裹體(圖3一Ⅲ、V)，其中液相部分呈淡黃色，氣相部分呈邊緣很寬很暗的渾圓狀，說明以有機包裹體類型為主。包裹體的均一溫度為90~146℃，平均為113.3℃，鹽度因包裹體中含有大量烴類化合物組分而不能測定(溫度下降達-45℃時包裹體中的液相組分仍未凍結，原因與包裹體中含有大量烴類化石物有關)。方解石的碳氧同位素組成8C(PDB)為-3.55～
7.465%0，平均為一5.508%m，6O(PDB)為一10.6612.8%m，平均為-11.488%，其中65路高于淡水灰巖，而6“O則明顯偏負。由6O外部測溫法平衡溫度計算公式(PC=17.04-4.346WO+0.166O2，據大場忠道等，1972)，求得方解石形成時的平衡溫度為77.24~99.4℃，平均為88.32℃，略低于包裹體的均一溫度。以上特征足以說明沿裂縫發育的溶蝕流體和方解石的沉淀作用，主要發生在富含烴類化合物組分的酸性熱液中，熱液的來源應與地層中、特別是烴源巖中有機質組分進入脫羧基熱演化階段排出的酸性有機熱液有關。此類酸性有機熱液的溶蝕作用，可能也是造成那讀組淡水灰巖于早成巖階段晚期一晚成巖階段早期曾一度被不同程度地溶蝕，于局部地區和層段形成較為豐富的次生孔隙和溶蝕孔洞，并被相繼運移進入的油氣占據而形成有效儲集空間的主要原因;其二為不同期次或不同方向的構造裂縫擦痕面，主要由富含有機質的淡褐色重結品方解石組成，其表面無一例外地發育有碳化瀝青薄膜(圖3-I、IⅡ)，擦痕面本身亦發育有坑、洼不平的溶蝕孔洞，裂縫兩側的基質巖中次生溶孔亦較為發育，且溶蝕孔洞或次生溶孔主要被原油充填，不僅顯示構造裂縫為重要的油氣運移和儲集空間，同時由不同期次或不同方向的擦痕面均伴生有碳化瀝青和相應的溶蝕和原油充填作用，顯示淡水灰巖中曾發生多期次的油氣運移和成藏作用。
(3)淡水灰巖破裂作用的聲發射實驗
地下巖層中普遍發育微觀的或隱蔽的格里非斯微裂紋(Grifithmicrofracture)，這種微裂紋可以是多期應力場作用形成的。實驗時，樣品在加載過程中因微裂紋失穩擴展(破裂)而構成不可逆的Kaiser效應。理論上，當施加的應力達到古應力場強度時，微裂紋才會開始擴張，并由此造成發射次數和強度急劇增加，因而施加在該點上的應力值可相當古應力場強度。如果單一方面連續施加載荷力，由不同期次的構造應力所形成的微裂紋會相繼發生擴展而形成多個強度不一的Kaiser效應點。因而，利用聲發射實驗AE曲線上出現的Kaiser效應點的個數，可以判斷巖層所經受過的最少應力作用期次，以及實驗各應力分量的大小嗎。
為了進一步了解淡水灰巖破裂作用，特別是與構造活動有關的破裂作用特征、裂縫發育期次及其與儲層發育的關系，本次研究對部分樣品進行了無方位巖石聲發射實驗，實驗結果由表1所示。從表中可看出，每1件樣品均記錄了巖層曾遭受到3次構造應力場作用，與淡水灰巖中發育有構造裂縫，且裂縫中最多可識別出3組活動方向有所差別的擦痕相一致。根據廣西百色盆地構造演化成果認為百色盆地新生代構造強度從那讀期開始逐漸減弱國;凱塞效應點所記憶的古應力對應了3次構造運動，即第三級應力強度最大，對應構造運動最強烈的那讀構造期(始新世中一晚期)，第二級應力場為那讀期末的百色構造運動，第一級應力場最小，為新近紀結束時構造強度最小田陽構造運動。此外，淡水灰巖的抗壓強度變化較大，為19.49~188.67MPa，由于現今測定的巖心樣品抗壓強度并不完全代表巖層的原始抗壓強度，而是代表經歷構造作用改造后的次生抗壓強度。對油氣儲層而言，儲層在經受構造作用和溶蝕作用時，常于儲集巖的內部形成眾多微裂縫和溶蝕孔洞，在降低巖石密度和增加巖石孔隙度和滲透率的同時.也大大降低了巖石的抗壓強度。其基本特點是.儲層經受的構造和溶蝕作用越強.儲集巖中微裂縫、顯縫和次生溶蝕孔隙越發育，巖石的抗壓強度越低.反之亦然對照淡水灰巖的抗壓強度與孔隙度和滲透率的關系(表1)，除坤5井一4(25/28)號巖芯樣品外.大部分樣品具有上述的基本特點.其中尤以坤3井一5(5/21)、坤3井一6(5/36)、坤5井一5(12/43)和坤5井一5(13/43)號巖心樣品最典型，前2件樣品的抗壓強度為92.44~102.94MPa.孔隙度為3.08%一4.28%，滲透率為0.01×10一0.02×10m2，為典型的低孔低滲致密巖性.可代表未經構造破裂和溶蝕作用改造的淡水灰巖原始抗壓強度和基質巖孔滲性而后2件樣品的抗壓強度僅為19.49～34.18MPa.但孔隙度和滲透率可分別高達20.63%~24.43%和4.4×10一14.18x10_。m。，為微裂縫和次生溶孔較為發育的高孔中高滲儲集巖。由聲發射實驗的抗壓強度與物性關系.可以看到隨抗壓強度與儲層物性呈明顯的負相關關系.可充分證明構造作用及其與構造作用相伴生的溶蝕作用.對儲層發育和改善儲層的孔滲性有重要貢獻作用
