天然裂缝储层占世界烃类储量的很大比例,引起了石油工业和学术界的广泛关注。这些储层具有复杂的地质结构,其特征是裂缝和断层网络,这对流体流动行为有显著影响(Nelson, 2001; Gillespie et al., 2020)。天然开放裂缝的存在为烃类的勘探和生产带来了挑战和机遇,因为它们可以提高渗透性和产油速度,但在钻井过程中也可能导致严重的泥浆损失或在生产初期发生水 breakthrough(Bourbiaux 2010, Fernandez-Iba?ez et al., 2022b)。
碳酸盐岩以脆性和易碎性著称,这导致储层具有明显的非均质性(Nelson, 2001)。渗透性和孔隙率的非均质性源于不同尺度上的裂缝作用,以及沉积和成岩过程中的相变和岩石基质变化(Wennberg et al., 2016; Fernandez-Iba?ez et al., 2022a; Basso et al., 2023)。天然裂缝的地质成因多种多样,包括构造活动和应力条件、成岩过程以及流体-岩石相互作用(Laubach et al., 2009; Ogata et al., 2017; Bagni et al., 2020)。在碳酸盐岩中,沉积相和现有的孔隙类型也对裂缝的形成有重要影响(Gillespie et al., 2020)。
自发现盐下碳酸盐岩储层以来,巴西进行了大量相关研究,重点关注沉积相类型、岩石物理性质和沉积后事件。近年来,也有许多研究探讨了裂缝及其对储层性质的影响。普遍认为这些结构会影响流体流动,促进溶解过程,有助于非基质孔隙的形成,并且经常与硅化层相关联(Corrêa et al., 2019; Wennberg et al., 2021; Fernandez-Iba?ez et al., 2022a; Tanaka et al., 2022; Wennberg et al., 2023; Basso et al., 2023; Mendes et al., 2024; Corrêa et al., 2025)。然而,裂缝类型、成岩作用(如硅化和白云石化)与沉积结构之间的关系仍不明确。这一不足限制了能够预测裂缝碳酸盐岩储层流动行为的现实地质模型的发展。
尽管之前的研究显著推进了对巴西盐下碳酸盐岩裂缝系统的理解,但大多数研究基于单分辨率数据集,缺乏全面整合的多尺度视角。此外,对裂缝的详细分析主要集中在类似丘体的堆积体中的井内,其他沉积域的研究较少。裂缝网络的空间组织在预测流体流动和连通性方面起着关键作用,但在这些复杂的储层环境中仍研究不足。
本研究对位于桑托斯盆地的一口井进行了全面的多尺度分析,结合了岩心描述、计算机断层扫描(CT)成像、井筒图像测井和三维地震数据。地震数据用于将该井置于其结构和沉积背景中,从而识别出影响Barra Velha地层的构造-地层域和主要断层结构。这种综合方法能够表征三个不同地震序列中的裂缝形态、强度、方向和成岩关系。通过将裂缝类型与特定的沉积环境联系起来,本研究加深了对沉积同时期至沉积后时期裂缝发育的理解。研究结果为预测储层尺度上的裂缝分布提供了重要见解,并强调了在储层表征工作中考虑结构复杂性和机械地层学的重要性。