基于地应力校正的变胶结指数饱和度计算方法——以库车前陆盆地A井区为例

库车前陆盆地巴什基奇克组裂缝性致密砂岩储层埋藏深、厚度大、物性差、地应力强,复杂的储层特征导致地层电阻率随埋藏变深而异常升高,出现低阻气层和高阻水层,全井段应用统一的岩电参数计算含气饱和度会产生认识性错误。基于测井、测试资料及粒度、铸体薄片等实验资料,深入分析了储层物性、岩性、储集空间类型、流体类型、裂缝和水平主应力差对地层电阻率的影响,建立了随水平主应力差变化的胶结指数计算模型,提高了饱和度计算精度,为储层流体识别和储量评估提供可靠依据。研究表明,地层电阻率随水平主应力差异常增大有明显的幂指数增大关系;构造应力产生的裂缝是地层电阻率增大的重要原因;在一定范围内,胶结指数随水平主应力差异常增大呈二次幂函数增大关系,且增大趋势逐渐变缓。     

XMAC地应力测井资料在油田注水开发中的应用初探

XMAC测井是利用声波原理测得地层或岩石各向异性的一种测井方法。通过南一区地应力测井资料测量出该区最大、最小水平主应力方向与油井动态反映特点，得出最大水平地应力方向往往是地下岩石中裂缝和微裂缝最容易发育的方位，即裂缝及微裂缝的走向主要趋向最大水平地应力方位。最大水平地应力方位是油田注水受效的优势方位。     

射孔相位及地应力对薄互层起裂压力及裂缝扩展影响的实验研究

为了深入研究射孔相位、地应力对薄互层起裂压力及裂缝扩展的影响,采用大尺寸真三轴模拟实验系统进行水力压裂实验,通过扫描裂缝断面描述了水力裂缝扩展和分布状态,分析了射孔相位及地应力对薄互层起裂压力及裂缝扩展的影响,并进行初步的机理分析,为压裂设计和施工提供支持。实验结果表明：①岩心在射孔末端沿射孔方向开裂,随后裂缝转向,沿垂直于最小水平主应力方向扩展;相同地应力下,射孔相位60°时岩心起裂压力最小,初次开裂及压裂过程用时最短,且裂缝扩展或产生新缝数量多、形式复杂。②当垂向主应力与最大水平主应力差较大且水平主应力差较小时,岩心起裂压力较小,裂缝扩展过程平稳,受岩石断裂韧性影响微弱;当垂向主应力与最大水平主应力差较小时,水平主应力差越大,则起裂压力越大,裂缝扩展次数越少,压裂过程用时越短。③当水平主应力差较大时,裂缝沿垂向扩展明显,断裂面平直且垂直于最小水平主应力方向;当水平主应力差较小时,裂缝扩展方向难控制,易产生偏转或横向裂缝。④水力裂缝与结构面相遇时产生支裂缝,以及出现分叉、转向、穿层等现象是形成复杂裂缝网络的必要条件。层理影响裂缝穿层,微裂隙与微空隙对起裂压力和裂缝扩展均有影响。     

成像测井评价致密碎屑岩储层的裂缝与含气性

川西地区须家河组为特低孔渗的裂缝性致密碎屑岩储层,储层岩性多变,裂缝和溶蚀孔发育不均,储层各向异性极强,常规测井方法难以准确评价其含气性.利用成像测井图像显示的斜缝与高角度裂缝是可以识别有效裂缝;利用微电阻率图像与方位电阻率图像的对比可以评价裂缝的有效性,声波能量衰减与低频斯通利波反射图像也可以评价裂缝有效性.当裂缝走向与现今最大水平主应力方向一致或夹角很小时,裂缝能最大程度地发挥其渗流通道作用;反之,裂缝走向与现今最大水平主应力方向垂直或大角度斜交时,裂缝的渗透作用大大降低,削弱了裂缝的有效性.利用偶极横波测井提供的纵横波速度比可以大致判断致密碎屑岩的含气性,纵横波速度比与纵波时差进行交会可更有效指示致密碎屑岩气层.     

常规测井参数对煤层气储层地应力敏感性分析

较高的资源丰度和良好的渗透性是煤层气富集高产区优选的关键因素,但渗透性相比资源丰度而言,对煤储层产能的影响程度更大。 由于地应力对煤储层渗透性的影响作用显著,因此,对常规测井参数与地应力之间的敏感性进行分析!可以为煤层气富集高产区的优选提供参考依据。文章利用压裂法分析了沁水盆地南部山
西组主力产气煤层地应力特征,对各压裂井段常规测井参数进行了提取,分析了各测井参数对地应力的敏感性。结果表明,深、浅侧向电阻率、电阻率差、纵波时差及伽马 - 个测井参数与煤岩水平最小主应力具有较好的相关性;煤岩水平方向主应力差(σ_H-σ_h)仅与深、浅侧向电阻率及电阻率差3个参数具有较好的相关性。     

高温高压下地应力对电阻率影响实验研究

塔里木盆地克深地区白垩系巴什基奇克组致密砂岩储层具有高温高压和高强地应力特征,地应力对地层电阻率影响显著,导致电阻率测井曲线识别储层流体性质常存在多解性。开展岩样在高温高压下,围压大于轴压和围压小于轴压2种加载方式下的电阻率及其各向异性系数随水平应力差变化的实验研究。在弹性形变内,岩石电阻率随水平应力差的增大呈e的指数形式增大;电阻率随压力的变化呈明显的方向性特征;沿加压方向电阻率变化幅度小,垂直加压方向电阻率变化幅度大;不同加载方式下的电阻率各向异性系数随水平应力差变化关系不一样。为山前盆地高陡地层处于强挤压状态下,用地应力校正电阻率测井曲线值提供了可靠的实验理论依据和途径。     

水力压裂裂缝应力场变化规律

水力压裂过程中裂缝周围应力场对裂缝的转向、扩展有重要影响,研究裂缝周围应力分布影响因素对压裂参数优化设计具有指导意义。基于裂缝扩展有限元方法,建立了裂缝扩展的数学模型,利用Abaqus软件研究了不同裂缝倾角（裂缝与最小水平主应力方向夹角）、主应力差（最大水平主应力与最小水平主应力之差）对裂缝壁面正应力和剪应力的影响;不同射孔角度（射孔方向与最小水平主应力方向夹角）对裂缝延伸轨迹和裂缝壁面剪应力、切向位移的影响;不同射孔簇间距对裂缝几何形态、剪应力、孔隙压力的影响。研究表明：当裂缝倾角增加时,裂缝壁面的正应力逐渐减小,剪应力呈先增大后减小的趋势,且在裂缝倾角为45°时达到最大;当裂缝倾角不变时,裂缝壁面正应力和剪应力随主应力差的增加而增加;裂缝转向半径随着射孔角的增加而减小;在主应力差高于6MPa时,45°射孔角有利于裂缝入口岩石产生剪切破坏;在多裂缝同时扩展过程中,当裂缝间距减小时,应力干扰区域内的剪切应力逐渐变大、裂缝周围流体分布逐渐减少;对于高应力差储层改造,采用缩小簇间距和45°方向射孔的密切割射孔方式有利于岩石产生剪切破坏。     

射孔相位及地应力对薄互层起裂压力及裂缝扩展影响的实验研究

为了深入研究射孔相位、地应力对薄互层起裂压力及裂缝扩展的影响,采用大尺寸真三轴模拟实验系统进行水力压裂实验,通过扫描裂缝断面描述了水力裂缝扩展和分布状态,分析了射孔相位及地应力对薄互层起裂压力及裂缝扩展的影响,并进行初步的机理分析,为压裂设计和施工提供支持。实验结果表明:①岩心在射孔末端沿射孔方向开裂,随后裂缝转向,沿垂直于最小水平主应力方向扩展;相同地应力下,射孔相位60°时岩心起裂压力最小,初次开裂及压裂过程用时最短,且裂缝扩展或产生新缝数量多、形式复杂。②当垂向主应力与最大水平主应力差较大且水平主应力差较小时,岩心起裂压力较小,裂缝扩展过程平稳,受岩石断裂韧性影响微弱;当垂向主应力与最大水平主应力差较小时,水平主应力差越大,则起裂压力越大,裂缝扩展次数越少,压裂过程用时越短。③当水平主应力差较大时,裂缝沿垂向扩展明显,断裂面平直且垂直于最小水平主应力方向;当水平主应力差较小时,裂缝扩展方向难控制,易产生偏转或横向裂缝。④水力裂缝与结构面相遇时产生支裂缝,以及出现分叉、转向、穿层等现象是形成复杂裂缝网络的必要条件。层理影响裂缝穿层,微裂隙与微空隙对起裂压力和裂缝扩展均有影响。      

成像测井资料在裂缝和地应力研究中的应用

对岩心分析与成像测井资料进行了对比研究,通过裂缝识别和参数定量计算,建立起应用成像测井资料进行地应力分析的方法。并通过该方法确定了准噶尔盆地二叠系地层的水平地应力方向。对后期水平应力对高角度缝的改造作用的研究表明,后期最大水平地应力的方向为近东—西向,与裂缝的走向一致。后期水平应力对高角度裂缝有改造作用。当高角度缝的走向与最大水平主应力的方向一致时,后期水平应力对原生裂缝有保持作用;反之,具有破坏和闭合作用。     

基岩油气藏裂缝性储层的成像测井评价及裂缝预测

基岩油气藏裂缝性储层具有复杂的储集空间和储层非均质性,为了实现对基岩油气藏的储层精细评价和裂缝预测,以岩心分析资料为基础,将常规测井、成像测井、地震资料与地质理论相结合,对研究区的7口井进行了裂缝及孔洞分析、现今地应力与裂缝有效性分析和储层裂缝定量评价,综合预测了裂缝发育带。分析结果表明,研究区古生界变质岩地层中基本以基岩内幕油气藏为主;现今最大水平主应力方向主要呈北东-南西向和北东东-南西西向;裂缝的主要走向与古潜山主断层走向大致平行,属纵裂缝;裂缝主要发育在东西两侧靠近断层、近源的构造陡坡上的硬脆性变质岩段。此解释结果与试油资料、地质情况吻合较好。     

用XMAC测井资料揭示砂岩油藏地应力分布特征及影响因素

XMAC测井仪能够测得最大水平主应力、最小水平主应力、最大水平主应力方位及岩石力学参数,本文利用在萨中南一区西部加测的6口XMAC测井资料,探究了地应力的南一区西部地应力分布特征及影响因素,展望了地应力油田开发和套管防护中的应用前景。初步给出了如下认识或结论:无论是平面上还是纵向上南一区西部储层地应力都存在不均衡状态;油层单砂体地应力与地层压力呈正相关关系,与孔隙度和渗透率呈负相关联系。     

XMACⅡ测井技术在油田注水开发的初步应用

阐述了地应力作用下储层裂缝和微裂缝的形成机理,应用XMACⅡ测井取得的最大水平主应力方位数据分析了最大水平主应力作用方向对油层注水开发的影响。裂缝的走向方位或最大水平地应力方位是注水受效明显方位;在注水井压裂效果理想情况下,其周围沿最大水平主应力方位排布的采油井将会得到较好的增液、增油效果,而在压裂效果不理想的情况下,其周围沿各方位油井都很难见到效果。     

川西坳陷中段中深层致密储层的裂缝识别

川西坳陷中段中深层碎屑岩致密化程度高,以裂缝性储层为主,裂缝发育程度决定了油气井的产量。裂缝的常规测井特征表现为密度测井呈尖蜂状异常、密度值降低、声波时差增大、电阻率曲线呈尖蜂状中高值;测井地应力剖面具有高泊松比、低杨氏模量和低抗压、低抗张强度;三轴应力表现为最小水平主应力增加和最大水平主应力减小的“瓶颈”现象。     

裂缝型储层电成像测井响应三维数值模拟

根据微电阻率扫描成像测井仪器的设计原理、结构及测量方式．利用三维有限元法研究了微电阻率扫描成像测井仪器对裂缝的响应,模拟了测井响应随裂缝宽度、裂缝延长深度、电阻率对比度及裂缝倾角的变化关系,并考察了仪器对2条水平裂缝的分辨率。研究结果表明：单一水平裂缝的宽度和电阻率对比度的变化对测井响应有明显的影响：高角度裂缝的测井响应出现明显的不对称现象;双水平裂缝间距小于5mm时．2条裂缝无法分辨开来。这一研究结果对于利用电成像测井进行裂缝识别及定量评价具有参考价值。     

胶结型天然裂缝对水力压裂裂缝延伸规律的影响

为确定致密砂岩储集层中天然裂缝在水力压裂裂缝网络形成中的作用,采用渗流-应力-损伤耦合方法建立数值模型,并运用Monte-Carlo模拟方法,在数值模型中生成裂隙网络模型,研究天然裂缝方向、天然裂缝强度、水平主应力差、压裂液注入速率以及压裂液黏度对水力压裂裂缝延伸规律的影响。结果表明,天然裂缝与最大水平主应力夹角为30°~60°时,形成的水力压裂裂缝最为复杂。天然裂缝强度增大不利于分支裂缝和转向裂缝的产生,低水平主应力差条件下,天然裂缝展布方向主导水力压裂裂缝的延伸;在高水平主应力差条件下,应力主导裂缝网络的延伸;当水平主应力差为3.0~4.5 MPa时,水力压裂裂缝复杂程度最高,延伸范围最大。增大压裂液注入速率,会促进复杂水力压裂裂缝网络的形成;适当提高压裂液黏度,可以促进裂缝的扩展,但是当黏度过高时,裂缝仅在射孔周围有限范围内形成复杂裂缝网络。     

水平井中的感应电阻率测井响应特征及应用

水平井技术在给油气田开发带来巨大效益的同时,也给测井等工程技术带来了新的难题。水平井随钻测井和直井电缆测井具有较大差别,不同的测井响应特征对已比较成熟的电缆测井解释方法提出了挑战。在比较了水平井中随钻测井和电缆测井感应电阻率曲线之间的区别后,得出以下结论：两者在储层内部相差较小;在界面处及其附近的响应特征受地层界面表面电荷、钻井液侵入深度大小及井眼与地层夹角大小的影响较大。在测井解释中以电阻率资料为主时,应结合其他测井资料综合分析井眼轨迹与地层界面之间的关系和夹角大小,从而正确地划分储层界面。     

水平井裂缝性储层阵列侧向测井正演响应影响因素

裂缝性储层中裂缝的发育特征对储层产能有重要影响,侧向类测井由于其较强的电流聚焦特性,常用于裂缝性油气藏的评价工作。阵列侧向测井仪是一种新型的侧向测井仪器,具备更强的电流聚焦能力和更高的纵向分辨率。基于平板状裂缝模型,建立三维宏观各向异性球状介质模型,运用三维有限元数值算法,研究了水平井中阵列侧向测井仪在裂缝性地层中的响应特性。研究表明:仪器响应随裂缝角度的变化会出现幅度差极性变化,且临界角大小与裂缝孔隙度有关;仪器响应随裂缝孔隙流体电阻率的增大而增大,基岩电阻率与裂缝孔隙流体电阻率比值小于100后,裂缝孔隙流体电阻率变化对仪器响应影响不大;仪器响应随基岩电阻率的增大而增大。该研究为裂缝性储层的定性、定量评价提供一定参考依据。