鄂爾多斯盆地西部古峰莊地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段裂縫特征及油氣意義

郭 惠，趙紅格，李 瑩，雷琳琳，汪 建，李 俊，邵曉州

1.西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系，西安 710069；2.西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710069；3.中國石油 長(zhǎng)慶油田公司 勘探開發(fā)研究院，西安 710021；4.中國石油集團(tuán)測(cè)井有限公司 測(cè)井地質(zhì)研究院，西安 710077

鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組作為重要含油層系，以致密性儲(chǔ)層為特色，油氣勘探素有“磨刀石上找油”之稱，天然裂縫的廣泛發(fā)育對(duì)油氣成藏意義重大[1-10]。研究表明，裂縫對(duì)前期石油勘探評(píng)價(jià)和后期注水開發(fā)、井網(wǎng)部署以及相關(guān)技術(shù)政策的制定非常重要，尤其是裂縫的分布規(guī)律和活動(dòng)期次一直是油藏勘探開發(fā)關(guān)注的重點(diǎn)[5-16]。目前，國內(nèi)外油氣勘探開發(fā)中裂縫的研究方法主要有野外觀測(cè)、巖心描述、成像測(cè)井、古地磁、巖石聲發(fā)射、裂縫充填物碳—氧同位素、流體包裹體等方法[12-20]。隨著勘探程度的加深，三維地震屬性、螞蟻體分析和構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬等分析方法得到了廣泛運(yùn)用[21-25]，多種方法的綜合運(yùn)用已成為限定裂縫特征、分布規(guī)律、期次和成因研究的發(fā)展趨勢(shì)。我國裂縫性油藏分布非常廣泛，裂縫對(duì)油藏，尤其是對(duì)致密油藏儲(chǔ)層性能的改善、油藏開發(fā)方案的制定和產(chǎn)量的提高具有重要作用。在鄂爾多斯盆地姬塬、隴東、安塞等地區(qū)勘探中取得了非常顯著的實(shí)際應(yīng)用效果[2-5,7-12,23]；另外，一些裂縫發(fā)育的井會(huì)出現(xiàn)初產(chǎn)高—降產(chǎn)快、低產(chǎn)、產(chǎn)水，或在油田注水開發(fā)中出現(xiàn)油井暴性水淹、部分注水不見效等不理想的狀況[1,5,7,9,15]。由此可見，天然裂縫特征的研究依然是裂縫性油藏開發(fā)的關(guān)鍵，仍需繼續(xù)深入研究。

目前為止，前人已對(duì)鄂爾多斯盆地姬塬、隴東、鎮(zhèn)涇以及陜北等地區(qū)延長(zhǎng)組裂縫發(fā)育特征做了大量研究[1-3,7-8,12-15,24-26]，認(rèn)為延長(zhǎng)組主要發(fā)育NEE、NE、NW和NWW向4組優(yōu)勢(shì)裂縫，裂縫活動(dòng)時(shí)期主要為印支期、燕山期和喜馬拉雅期3期，并指出裂縫的存在是低滲透、致密儲(chǔ)層中油氣運(yùn)移重要滲流通道，對(duì)儲(chǔ)層的連通性和滲透性至關(guān)重要，其發(fā)育特征及分布規(guī)律對(duì)石油的富集和開發(fā)具有重要作用，這些認(rèn)識(shí)為盆地裂縫研究和油氣勘探奠定了良好的基礎(chǔ)。古峰莊地區(qū)是近年來鄂爾多斯盆地西緣增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要區(qū)域，屬油氣勘探新區(qū)(圖1)，鉆井、測(cè)井資料揭示延長(zhǎng)組天然裂縫較為發(fā)育，而前人對(duì)該地區(qū)裂縫研究的成果較少，對(duì)其不同層段裂縫特征、分布規(guī)律和活動(dòng)時(shí)期認(rèn)識(shí)不清，進(jìn)而制約著該區(qū)的油氣勘探。隨著該區(qū)油氣勘探層系從延長(zhǎng)組淺層向長(zhǎng)7、長(zhǎng)8、長(zhǎng)9段等深層系轉(zhuǎn)移，F(xiàn)2、Y293、F21、F34等井取得了顯著的勘探成效，長(zhǎng)8、長(zhǎng)9油層組相繼獲得20 t/d以上的高產(chǎn)工業(yè)油流，特別是F21、F34井長(zhǎng)9段獲121.72 t/d、56.27 t/d高產(chǎn)工業(yè)油流，表明該區(qū)延長(zhǎng)組深層系油氣資源豐富，勘探潛力巨大，迫切需要對(duì)深層系油藏形成的主控因素展開探討。

本文通過巖心、成像測(cè)井、裂縫充填物碳—氧同位素、流體包裹體和巖石聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合構(gòu)造應(yīng)力和斷裂活動(dòng)，對(duì)該區(qū)長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段儲(chǔ)層天然構(gòu)造裂縫特征、分布規(guī)律、形成期次及成因展開研究，探討裂縫與油藏之間的關(guān)系，為研究區(qū)延長(zhǎng)組深層系油氣勘探開發(fā)提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地中生代延長(zhǎng)期是盆地富烴凹陷的發(fā)育階段，盆地周圍水系發(fā)育較多，形成了向盆地中心發(fā)育的一系列河湖三角洲相，湖盆中沉積物以湖泊體系為主，自下而上依次為河流中—粗砂巖沉積、河流—三角洲及湖泊為主砂泥互層沉積、河流相砂泥巖沉積[27]。由于長(zhǎng)9、長(zhǎng)8段發(fā)育于湖盆初擴(kuò)張期，水體較淺，以三角洲前緣沉積為主。長(zhǎng)9段分上下兩段，在盆地邊緣下段為一套厚層狀中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖夾灰綠色—深灰色泥巖，上段為深灰色泥巖、碳質(zhì)泥巖夾油頁巖夾薄層粉細(xì)砂巖。長(zhǎng)8段，盆地絕大部分區(qū)域由上、下兩套巨厚層河流相和三角洲平原亞相淺灰色灰質(zhì)中砂巖—細(xì)砂巖韻律層組成，層理構(gòu)造發(fā)育；主要為灰色中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖、泥質(zhì)砂巖，夾薄層泥巖以及暗色泥巖。長(zhǎng)7段，是湖盆發(fā)展演化的鼎盛時(shí)期，全區(qū)湖水伸展范圍最大，以淺湖—深湖相沉積為主。中上部為暗色泥巖、油頁巖、夾薄層粉—細(xì)砂巖，下部為薄層砂巖與暗色泥巖。灰黑色泥頁巖和油頁巖為延長(zhǎng)組的主要生油巖[7]。

古峰莊地區(qū)行政隸屬寧夏鹽池縣青山鄉(xiāng)，構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷西北部，西鄰西緣逆沖帶，地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，斷層發(fā)育。近年來鉆井成果表明，該地區(qū)延長(zhǎng)組油氣資源豐富，具有多層系及小而富的成藏特點(diǎn)(圖1)。

2 裂縫發(fā)育特征

構(gòu)造裂縫的發(fā)育和分布對(duì)油氣成藏和產(chǎn)能高低具有顯著的作用[24-26]。本文以古峰莊地區(qū)延長(zhǎng)組13口巖心觀察井、18口成像測(cè)井資料、13口井碳氧同位素分析、3口井包裹體測(cè)試及2口井巖石聲發(fā)射分析為依據(jù)，對(duì)天然構(gòu)造裂縫發(fā)育特征、分布和形成期次展開了深入研究。

2.1 巖心裂縫特征

從13口長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段鉆井巖心(圖2a-e)中普遍可見特征不同的裂縫。按照力學(xué)成因，裂縫類型以剪切裂縫為主，部分為張裂縫。巖心裂縫以垂直裂縫和高角度裂縫為主，裂縫縱向延伸長(zhǎng)短不一，最短為3 cm，最大可達(dá)90 cm。裂縫部分充填方解石脈體(圖2a，e)，脈體寬度可達(dá)0.5 cm，長(zhǎng)度可達(dá)1.1 m，部分脈體中可見油跡；裂縫面多平直，可見多條不規(guī)則裂縫相互穿插和少量構(gòu)造擦痕(圖2d)，表明裂縫具有多期性。掃描電鏡觀察分析表明，層狀有機(jī)質(zhì)、砂質(zhì)紋層和礦物顆粒內(nèi)均可形成微裂縫(圖2f-g)，開度在40 μm內(nèi)，雖然裂縫面和裂縫之間有少量自生礦物和黏土礦物充填，但裂縫仍以半充填—未充填為主，具有較高有效性。

巖心觀察和成像測(cè)井統(tǒng)計(jì)表明(圖3)，裂縫充填程度主要為未充填和半充填，占裂縫總數(shù)的59%以上，表明裂縫有效性較高。其次為方解石全充填，瀝青、泥質(zhì)充填較少。裂縫面和部分脈體中可見油斑、油跡及油侵等明顯油氣運(yùn)移的痕跡，F(xiàn)21井長(zhǎng)8段包裹體片熒光照射，微裂縫熒光顏色為棕紅色，是油氣成熟度和油氣沿裂縫運(yùn)移的重要指證(圖2h)。以上現(xiàn)象證明了裂縫不僅僅是油氣運(yùn)移的良好通道，也是油氣儲(chǔ)集的空間。

2.2 裂縫分布特征

2.2.1 成像測(cè)井裂縫表征

通過對(duì)研究區(qū)18口成像測(cè)井長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段天然裂縫的特征分析和統(tǒng)計(jì)(圖4)，篩選出長(zhǎng)9段206條、長(zhǎng)8段407條、長(zhǎng)7段574條，共計(jì)1 187條天然裂縫(圖5)。裂縫以長(zhǎng)7段最發(fā)育，其次為長(zhǎng)8段、長(zhǎng)9段，充填程度以開啟(未充填)裂縫為主，占80%以上。閉合(充填)裂縫圖像上呈亮色高阻正(余)弦曲線，如F34井長(zhǎng)7段2 334.2 m、F21井長(zhǎng)9段2 485.9 m處各發(fā)育一條NEE向高角度閉合裂縫。開啟(未充填)裂縫圖像上呈暗色高導(dǎo)正(余)弦曲線，如F34井長(zhǎng)7段、F21井長(zhǎng)8段、長(zhǎng)9段以NEE、NE向高角度開啟裂縫。以統(tǒng)計(jì)學(xué)方法統(tǒng)計(jì)鉆井巖心和成像測(cè)井中不同巖性、巖層厚度中裂縫發(fā)育程度，表明裂縫在細(xì)砂巖和泥質(zhì)粉砂巖中大量發(fā)育，巖層厚度越薄，裂縫越發(fā)育。

2.2.2 裂縫縱向分布特征

根據(jù)成像測(cè)井分析結(jié)果繪制研究區(qū)長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段相應(yīng)的走向玫瑰花圖和傾角直方圖(圖5)。長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段各層天然裂縫平均走向?yàn)?3.47°～72.05°，走向主體為NEE向，其次為NE向，少量的NWW、NW向。自下而上不同段裂縫走向分布稍有差異，長(zhǎng)9段除了NEE優(yōu)勢(shì)方向之外，還發(fā)育NWW、NE向裂縫，長(zhǎng)7段、長(zhǎng)8段優(yōu)勢(shì)裂縫分布特征相似，都以NEE為主，NE向次之，此外，長(zhǎng)7段NWW向較長(zhǎng)8段發(fā)育。研究區(qū)天然裂縫走向整體以NEE向?yàn)閮?yōu)勢(shì)方位。

根據(jù)王允誠[28]裂縫傾角分類，對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段各層裂縫進(jìn)行了分類，繪制裂縫傾角直方圖(圖5)。裂縫傾角主要有45°～75°和75°～90°兩個(gè)峰值，表明裂縫以高角度裂縫(42.6%)和垂直裂縫(53.6%)為主，低角度裂縫欠發(fā)育(3.8%)，水平裂縫基本不發(fā)育。長(zhǎng)7段與長(zhǎng)9段裂縫傾角特征相似，以垂直裂縫和高角度裂縫為主；長(zhǎng)8段以垂直裂縫為主。

2.2.3 裂縫平面分布特征

裂縫平面分布特征是確定裂縫活動(dòng)時(shí)期和成因的重要依據(jù)。通過對(duì)不同鉆井長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段裂縫走向進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，編制單井裂縫走向平面分布圖，可直觀分析裂縫平面特征(圖6a-c)，古峰莊地區(qū)長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段天然裂縫平面走向與其縱向分布特征基本吻合，主體以NEE為主，NE向次之，少量NW、NWW向。Y156井以近SN向?yàn)橹?。長(zhǎng)9段裂縫與長(zhǎng)8段相似，以NEE、NE向?yàn)橹?，NWW、NW次之，局部近SN向；長(zhǎng)7段裂縫方向較長(zhǎng)8、長(zhǎng)9段方向變化大，呈現(xiàn)出多方向趨勢(shì)，以NEE、NE向?yàn)橹鳎琋WW、NNE次之外，NNW、NW以及近SN向裂縫增多。裂縫走向由南部向北部逐漸由NEE向NNE偏移，這可能受到38°南北構(gòu)造帶的影響。綜合分析表明，該區(qū)裂縫發(fā)育具有多期性。

通過長(zhǎng)7—長(zhǎng)9裂縫與斷裂疊合圖分析(圖6d)，裂縫在斷裂附近和斷裂交會(huì)處最發(fā)育。如F23井、Y226井距離斷裂最近，裂縫發(fā)育密度最高；Y226井、Y373井、F53井距離斷裂近且靠近NEE向斷裂，裂縫不僅發(fā)育，其展布方向的變化也增多；裂縫走向與斷裂的方向整體有較好的一致性，如NEE、NE向裂縫與NEE向斷裂方向一致；NW(Y76井長(zhǎng)7段)、NWW向裂縫與NW向斷裂方向一致；Y156井位于西緣近SN向斷裂帶，裂縫發(fā)育NNW向與近SN向斷裂方向一致。裂縫主體走向與NEE向斷裂方向一致或微角度斜交，NEE向裂縫與NEE向斷裂可能具有同期性。

由長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段裂縫線密度分布(圖6d)可知，裂縫發(fā)育程度高的區(qū)域都集中在古峰莊中部及北部，向南部裂縫發(fā)育程度減弱，裂縫平面發(fā)育區(qū)與斷裂分布區(qū)較吻合?？傮w裂縫高密度區(qū)沿NEE向斷裂展布，NEE向斷裂對(duì)裂縫的影響可能更強(qiáng)，可能是斷裂通過控制其附近的局部構(gòu)造應(yīng)力的分布影響著裂縫的分布。Y156、Y189井位于NEE向斷裂和近SN向斷裂交會(huì)處，緊鄰西緣逆沖斷裂帶，由于西緣逆沖帶變形強(qiáng)度大，裂縫發(fā)育處于裂縫欠發(fā)育和裂縫極發(fā)育破碎帶的狀態(tài)，造成Y156、Y189井裂縫發(fā)育程度較低。

3 裂縫形成期次劃分與成因分析

鉆井巖心和成像測(cè)井資料分析表明裂縫具有多期性，結(jié)合裂縫充填物碳—氧同位素分析、裂縫充填物流體包裹體分析、巖石聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)對(duì)裂縫形成期次進(jìn)行劃分，并結(jié)合區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力和斷裂活動(dòng)展開裂縫成因探討。

3.1 裂縫期次劃分

3.1.1 裂縫切割關(guān)系

從巖心觀察分析，裂縫為多期形成。依據(jù)為：(1)早期形成的裂縫會(huì)限制晚期裂縫發(fā)育，(2)晚期形成的裂縫會(huì)錯(cuò)斷早期裂縫，(3)裂縫充填與不充填，未充填的裂縫形成時(shí)間較晚[15,30]。如圖2d中，Y120井長(zhǎng)9段裂縫①被裂縫②錯(cuò)斷，裂縫①早于裂縫②；Y156井長(zhǎng)7段(圖2b)、Y125井長(zhǎng)8段(圖2c)、Y120井長(zhǎng)9段(圖2e)裂縫未充填，F(xiàn)34井長(zhǎng)7段(圖2a)、Y120井長(zhǎng)9段(圖2d)裂縫充填方解石脈體，未充填裂縫形成時(shí)間晚于充填裂縫。由此可得古峰莊地區(qū)裂縫至少存在 3 個(gè)形成期次。

3.1.2 裂縫充填物碳—氧同位素分析

裂縫中方解石充填物形成時(shí)期是判斷裂縫期次的常用方法[15-18,30]。選取研究區(qū)21件巖心裂縫方解石脈體充填物樣品，對(duì)其進(jìn)行碳—氧穩(wěn)定同位素測(cè)試分析。據(jù)氧同位素值分布可將樣品分為4個(gè)區(qū)，所對(duì)應(yīng)的氧同位素平均值分別是-15.75‰，-17.5‰，-18.73‰，-21.65‰(圖7a)。根據(jù)EPSTEIN[29]提出的氧測(cè)溫方程式，可計(jì)算出裂縫的形成溫度，再將形成溫度與埋藏深度公式[16]折算，估算出裂縫形成的埋深深度，然后結(jié)合該區(qū)埋藏—熱演化史，就可探討裂縫的形成期次。氧測(cè)溫方程式：

t=31.9-5.55(δ18O-δ18Ow)+0.7(δ18O-δ18Ow)2

(1)

式中:t為裂縫充填脈體的形成溫度，℃；δ18O為測(cè)定樣品的氧同位素值，‰；δ18Ow為地層水介質(zhì)的氧同位素值，‰。

古峰莊地區(qū)延長(zhǎng)組屬于湖相—河流沉積體系的湖水環(huán)境，一般地層水介質(zhì)的氧同位素值為-10‰[15]。根據(jù)測(cè)溫方程式計(jì)算裂縫的形成溫度分別為87，113，131，161 ℃。161 ℃為非正常地層埋藏溫度，可能記錄的是早白堊世發(fā)生的異常熱事件和基底熱液活動(dòng)[31-34]，故忽略不計(jì)。取古地表平均溫度20 ℃，古地溫梯度平均值4.0 ℃/km[31]，進(jìn)行裂縫形成時(shí)的埋深折算，得裂縫形成時(shí)的埋深深度分別為1 675，2 338，2 785 m。結(jié)合該區(qū)埋藏—熱演化史(圖7c)，裂縫形成時(shí)期分別為晚侏羅世晚期、早白堊世早期和早白堊世晚期。

3.1.3裂縫充填物包裹體分析

裂縫充填物流體包裹體是研究裂縫形成時(shí)間的有效手段[14-16,35]。通過測(cè)定裂縫充填物流體包裹體的均一溫度，將均一溫度與埋藏深度公式[16]折算，結(jié)合埋藏史，可推斷出裂縫的形成時(shí)期。

本次對(duì)研究區(qū)F34、Y155井長(zhǎng)7段和Y120井長(zhǎng)9段巖心樣品展開裂縫充填包裹體分析，測(cè)得38個(gè)與油包裹體伴生的鹽水包裹體均一溫度值，并繪制了包裹體均一溫度柱狀圖(圖7b)，得90～100℃、120～130℃兩個(gè)峰值。將均一溫度峰值90～100 ℃、120～130 ℃與埋藏深度換算公式折算，取古地表平均溫度20 ℃，古地溫梯度4.0 ℃/hm[31]，計(jì)算得捕獲流體包裹體深度分別為1 750～2 000 m、2 500～2 750 m，結(jié)合埋藏—熱演化史(圖7c)，可知90～100 ℃峰值對(duì)應(yīng)140～132 Ma，為早白堊世早期；120～130 ℃峰值對(duì)應(yīng)112～104 Ma，為早白堊世晚期，即裂縫活動(dòng)時(shí)期具有早白堊世早期和早白堊世晚期兩期。流體包裹體均一溫度與埋藏深度換算公式為：

H=(T-T0)/G×100

(2)

式中：H為捕獲包裹體時(shí)的深度，m；T為測(cè)定的包裹體均一溫度，℃；T0為包裹體形成時(shí)的地表溫度，℃；G為古地溫梯度，℃/hm。

3.1.4 巖石聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)

地層中的巖石對(duì)所受的古地應(yīng)力具有記憶，當(dāng)再次受到應(yīng)力或受到的應(yīng)力值超過歷史古應(yīng)力值時(shí)，巖石會(huì)產(chǎn)生 Kaiser 效應(yīng)點(diǎn)，這些點(diǎn)與地質(zhì)歷史時(shí)期時(shí)巖石破裂的期次相對(duì)應(yīng)，此時(shí)Kaiser效應(yīng)點(diǎn)便是巖石當(dāng)時(shí)的破裂期次[16-19]。邵曉州等[15]通過對(duì)古峰莊地區(qū)Yu3、F34井長(zhǎng) 8段巖心樣品進(jìn)行巖石聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)，分析了巖石的破裂期次。根據(jù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立的加載時(shí)間和聲發(fā)射特征參數(shù)關(guān)系分析(圖8)，聲發(fā)射曲線有3～4個(gè)Kaiser效應(yīng)點(diǎn)。由此推斷古峰莊地區(qū)裂縫發(fā)育期次至少存在3期。

3.2 裂縫成因探討

裂縫的形成與斷裂和構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)[34-36]。依據(jù)前人研究[37-44]，研究區(qū)中、新生代主要受到印支期近SN向、燕山期近EW向、喜馬拉雅期NE-SW向3期構(gòu)造應(yīng)力影響。同時(shí)根據(jù)地震切片(圖8a)和地震剖面(圖8b)分析，認(rèn)為古峰莊地區(qū)斷裂活動(dòng)具有多期性，NW向、近SN向和NEE向斷裂主要形成時(shí)期分別為晚三疊世、晚侏羅世、早白堊世以來，分別對(duì)應(yīng)印支期、燕山期和喜馬拉雅期三期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。

印支期(晚三疊世)在揚(yáng)子板塊與華北板塊自東向西碰撞下，研究區(qū)區(qū)域主應(yīng)力方向?yàn)榻黃N向，導(dǎo)致NW向基底斷裂重新活動(dòng)，發(fā)生左旋走滑，形成NW向雁列式張剪斷裂，并伴生了少量NW向裂縫(圖10)。燕山期(晚侏羅世)受特提斯域洋閉合、拉薩塊體向西北的擠壓和古太平洋構(gòu)造域板塊俯沖共同作用，研究區(qū)整體處于近東西向構(gòu)造擠壓應(yīng)力背景之下。研究區(qū)西緣逆沖推覆構(gòu)造帶強(qiáng)烈活動(dòng)，產(chǎn)生了近SN向逆沖斷裂(圖9)，并形成近SN向、NWW向及部分NEE向裂縫。喜馬拉雅期在印度—?dú)W亞板塊碰撞和青藏高原快速隆升的遠(yuǎn)程效應(yīng)強(qiáng)烈影響下，研究區(qū)處于NE—SW向擠壓應(yīng)力環(huán)境，且NEE、NE向裂縫是研究區(qū)最主要的裂縫，與研究區(qū)NEE向斷裂活動(dòng)相關(guān)，在構(gòu)造應(yīng)力作用下，形成NEE、NE向裂縫(圖9)。

綜合巖心、成像測(cè)井、裂縫充填物碳—氧同位素和包裹體、巖石聲發(fā)射以及構(gòu)造應(yīng)力和斷裂活動(dòng)分析，認(rèn)為古峰莊地區(qū)長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段裂縫活動(dòng)期次具有印支期、燕山期和喜馬拉雅期3個(gè)期次，主要活動(dòng)時(shí)期為燕山期和喜馬拉雅期。

4 裂縫與油藏的關(guān)系

4.1 裂縫改善了儲(chǔ)層性能

古峰莊地區(qū)油藏分布于整個(gè)延長(zhǎng)組，平面上呈多油層疊合發(fā)育，縱向上呈串珠狀，儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)差、滲透率相對(duì)較低、砂體整體致密，屬典型的低滲透儲(chǔ)層[45-46]。前文研究表明研究區(qū)長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段裂縫發(fā)育，且未充填的垂直裂縫和高角度裂縫廣泛發(fā)育，有效性高；通過大量?jī)?chǔ)層物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明，裂縫發(fā)育段儲(chǔ)層孔隙度、滲透率比裂縫不發(fā)育段明顯提高(表1)。以長(zhǎng)9段為例，F(xiàn)21井裂縫不發(fā)育段(2 450～2 454 m)平均孔隙度為12.45%，平均滲透率為1.68×10-3μm2，2 456～2 460 m裂縫發(fā)育密度為0.5條/m，平均孔隙度為15.55%，平均滲透率為6.59×10-3μm2；Y373井2 501～2 509 m裂縫不發(fā)育，平均孔隙度為9.34%，平均滲透率為0.24×10-3μm2；2 518～2 533 m段裂縫發(fā)育密度為0.26條/m，平均孔隙度為13.98%，平均滲透率為1.40×10-3μm2?？梢娪行粤芽p的發(fā)育對(duì)改善低滲透儲(chǔ)層物性具有一定的作用。

4.2 裂縫活動(dòng)對(duì)石油成藏的作用

前文研究表明，研究區(qū)長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段裂縫發(fā)育，巖心裂縫見油侵、油跡、油斑等不同級(jí)別石油運(yùn)移后保留的明顯痕跡；裂縫充填物包裹體測(cè)試表明，裂縫內(nèi)存在油氣包裹體，特別是方解石脈體中可見烴類包裹體，證實(shí)了裂縫溝通源儲(chǔ)，是石油運(yùn)移的重要通道；裂縫活動(dòng)時(shí)期與石油大規(guī)模排烴、運(yùn)移—成藏期密切相關(guān)[3,7,46]。

通過鉆井裂縫與油氣顯示分析(圖6，表1)，裂縫對(duì)改善儲(chǔ)層物性和油氣成藏具有重要作用，但不同井裂縫發(fā)育段油氣顯示變化較大，可能與裂縫的活動(dòng)時(shí)期和有效性相關(guān)。研究區(qū)延長(zhǎng)組裂縫長(zhǎng)度主要分布在0.20 m以內(nèi)，占88.1%[15]，這類裂縫主要起到改善儲(chǔ)層物性和為油氣聚集成藏提供儲(chǔ)集空間的作用；大于0.20 m的裂縫占11.9%，最長(zhǎng)裂縫達(dá)1.71 m[15]，這類裂縫延伸長(zhǎng)度較大，在垂向上能溝通上下地層，有利于延長(zhǎng)組油氣垂向上向更遠(yuǎn)的儲(chǔ)層運(yùn)移成藏；或使已經(jīng)形成的油氣沿著裂縫/斷裂向上逸散，或在延長(zhǎng)組上部層位和延安組再次成藏；或造成穿層，溝通底水，底水快速突進(jìn)，造成水淹。以F34、Y377井長(zhǎng)9段為例，F(xiàn)34井產(chǎn)油層上部2 469～2 476 m段依次發(fā)育長(zhǎng)為0.2 m的NEE向垂直開啟裂縫、0.35 m的NW向高角度開啟裂縫和0.55 m的NEE向垂直開啟裂縫，裂縫發(fā)育密度為0.43條/m。根據(jù)前述裂縫期次和成因分析，其形成于印支期和燕山期，改善了儲(chǔ)層性能并有助于成藏，在該位置測(cè)試求產(chǎn)獲56.27 t/d的高產(chǎn)工業(yè)油流(圖10a)；Y377井測(cè)井解釋2 514～2 518 m為油水同層，在其上部2 502～2 504 m處依次發(fā)育長(zhǎng)為0.5 m的NE向垂直開啟裂縫、0.35 m的NEE向垂直開啟裂縫和1.2 m的NE向垂直開啟裂縫，裂縫發(fā)育密度為0.25條/m，平均孔隙度為11.69%，平均滲透率0.64×10-3μm2，但試油結(jié)果為產(chǎn)水。根據(jù)裂縫期次和成因分析，裂縫主要形成于喜馬拉雅期，不利于油氣保存導(dǎo)致油氣逸散(圖10b)。

由此可見，印支期、燕山期和喜馬拉雅期3期有效性裂縫對(duì)油藏的控制作用不盡相同。印支期裂縫發(fā)育早、數(shù)量少，在一定程度上改善了儲(chǔ)層性能。燕山期裂縫大量發(fā)育，與長(zhǎng)7段烴源巖大規(guī)模排烴期一致，促進(jìn)了生成的油氣沿裂縫垂向運(yùn)移至長(zhǎng)7段和下部?jī)?chǔ)層合適位置聚集成藏，同時(shí)裂縫使其物性進(jìn)一步變好，形成長(zhǎng)7、長(zhǎng)8、長(zhǎng)9段等多層系油藏。喜馬拉雅期裂縫活動(dòng)對(duì)已形成的油藏具有后期調(diào)整或破壞作用，使得已經(jīng)形成的油氣沿著裂縫/斷裂向上逸散，或在延長(zhǎng)組上部層位和延安組再次成藏?？梢?，裂縫發(fā)育特征和活動(dòng)時(shí)期對(duì)油氣運(yùn)移、聚集成藏和改造具有重要作用。

需要注意的是，研究區(qū)鄰近西緣逆沖帶，構(gòu)造復(fù)雜，斷層發(fā)育，砂體、構(gòu)造位置、斷層也是控制油氣運(yùn)移和聚集的重要因素，裂縫并不是唯一的成藏控制因素。因此，在今后的勘探開發(fā)中，應(yīng)綜合考慮巖性、構(gòu)造位置、斷裂、裂縫等因素，不斷深化它們對(duì)油氣成藏的作用研究，才能實(shí)現(xiàn)深層系油氣勘探在復(fù)雜構(gòu)造區(qū)獲得更大突破。

此外，巖心裂縫、裂縫充填物碳—氧同位素和流體包裹體分析裂縫期次中，由于樣品在成像測(cè)井段無該樣品裂縫信息以及在采樣過程中未測(cè)量該裂縫走向，成為本文裂縫期次研究的遺憾和不足，希望在今后的研究工作中各位研究者們能夠重視該方面的研究。

5 結(jié)論

(1)古峰莊地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)7—長(zhǎng)9段天然裂縫發(fā)育，以長(zhǎng)7段最發(fā)育，長(zhǎng)9段較少；裂縫以高角度和垂直縫為主，走向以NEE向?yàn)橹?，NE向次之，少量NW和NWW向；裂縫面較平直，可見明顯過油痕跡；裂縫以未充填和半充填為主，有效性高。

(2)根據(jù)鉆井巖心觀察、成像測(cè)井、裂縫充填物碳—氧同位素、流體包裹體及巖石聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)，并綜合研究區(qū)構(gòu)造背景、斷裂活動(dòng)期次分析，古峰莊地區(qū)裂縫形成具有多期性，至少具有印支期、燕山期和喜馬拉雅期3個(gè)期次，主要活動(dòng)時(shí)期為燕山期和喜馬拉雅期。印支期近SN向構(gòu)造應(yīng)力產(chǎn)生了少量NW向裂縫；燕山期EW向構(gòu)造應(yīng)力，形成近SN、NWW及部分NEE向裂縫；喜馬拉雅期NE向構(gòu)造應(yīng)力產(chǎn)生了NEE、NE向裂縫。

(3)不同時(shí)期形成的有效裂縫改善了儲(chǔ)層物性，為石油運(yùn)移形成長(zhǎng)7、長(zhǎng)8、長(zhǎng)9段等多個(gè)層系油藏提供重要通道。