南川地区页岩储层构造裂缝特征及其定量预测

构造裂缝是影响页岩气单井产能的重要因素,查明裂缝分布规律有助于提高水平井压裂改造效果。结合岩心观察和成像测井裂缝发育情况,采用有限单元法模拟了南川地区不同构造裂缝形成时期的应力场,基于岩石破裂准则建立了构造应力与岩心裂缝密度的转换关系,对构造裂缝进行了定量预测。结果表明,南川地区主要发育2期构造裂缝,以剪切裂缝为主,被方解石半充填-全充填,第1期北东—南西走向裂缝形成于燕山中期,最大水平主应力为140～158 MPa;第2期北西—南东走向裂缝形成于燕山晚期,最大水平主应力为88～156 MPa。构造裂缝分布受褶皱及断层共同控制,平桥背斜构造裂缝发育程度最高且有效性好,天然气产量也最高。     

川南泸州地区五峰组—龙马溪组古构造应力场及裂缝特征

川南泸州地区为深层页岩气勘探的重点区,中生代以来经历了多期构造运动,下古生界五峰组—龙马溪组深层页岩储层的裂缝主要受控于区域古构造应力场。为了探究泸州地区有利的深层页岩勘探区,以其五峰组—龙马溪组深层页岩地层为研究对象,以褶皱断裂系统、地震资料综合解释、埋深古构造图和页岩岩石力学参数测试为基础,开展了目的层燕山期Ⅲ幕(裂缝主要形成时期)的古构造应力场数值模拟,采用ANSYS有限元数值模拟方法,结合钻井裂缝实测结果,利用裂缝形成的力学原理,预测了其裂缝发育特征。结果表明:该区深层页岩储层的地应力呈差异分布,燕山期Ⅲ幕最大主应力方向为NW向,约为135°;窄背斜核部和断裂附近裂缝发育,低陡构造向斜区裂缝较发育,宽缓向斜核部裂缝弱发育;主要发育水平层理缝和高角度裂缝,裂缝密度分布由NE向SW逐渐降低,在高应力值的低陡构造向斜区,深层页岩储层裂缝发育,有利于游离态天然气聚集。该结论为泸州地区深层页岩气的勘探开发提供了地质依据。     

渝东南南川地区东胜构造带常压页岩气勘探开发实践

渝东南南川地区东胜构造带位于四川盆地东南缘的盆缘过渡带，经历多期构造改造，具有构造复杂、保存条件复杂、地应力场复杂的典型地质特征，导致常压页岩气单井产量差异较大。为提高东胜复杂构造带常压页岩气单井产量、实现效益开发，通过开展地震资料目标处理、构造特征分析、成藏富集规律研究及生产动态分析等，以及加强基础研究和勘探开发实践，明确了东胜复杂构造带实现常压页岩气效益开发的四项关键技术对策：(1)提高浅层速度模型精度，提升构造解释准确度；(2)优化井网部署，提高井控储量；(3)地质工程一体化，钻定导协同导向提高甜点钻遇率；(4)建立分区差异化压裂方案，提高裂缝复杂度。东胜常压页岩气效益开发关键技术对策为复杂构造带常压页岩气的效益开发提供了技术支撑，同时也可为盆缘其他类似地区的勘探开发提供借鉴。     

四川盆地东部页岩气甜点评价体系与富集高产影响因素

四川盆地东部南川地区处于高压—常压过渡带,页岩气储层埋藏以深层、中深层为主,地质条件复杂,单井产气量差异大。为了揭示该区页岩气富集高产的影响因素,基于典型井钻井资料及试气成果,分析了该区页岩气地质特点,建立了页岩气甜点目标评价体系,划分了甜点区,明确了不同甜点区页岩气生产特征,探讨了页岩气富集高产的影响因素。研究结果表明:①南川地区沉积及地球化学特征基本一致,但受多期构造改造作用的影响,由北向南、自西向东,具有孔隙度增加、压力系数变小、含气性变差、地应力变小的特征;②基于分形理论,建立了包含总有机碳含量在内共计6项参数的储层分级评价标准,明确①—③小层为Ⅰ类储层,是页岩气勘探甜点段;③建立了以"物质基础、保存条件和体积改造"3大类13项为评价参数的定量化页岩气甜点目标评价体系及标准,优选出平桥背斜为Ⅰ类甜点区,东胜南斜坡、东胜背斜、平桥南斜坡为Ⅱ类甜点区;④页岩气生产特征具有分区性,Ⅰ类区具有高产气、低产液、稳产期长且产量递减慢的特征,单井测试页岩气产量和估算最终可采储量较高;⑤页岩气水平井产能主要受控于沉积相带、保存条件和体积改造程度。结论认为,该研究成果可以为四川盆地盆缘区页岩气高质量勘探和规模效益开发提供指导和参考。     

渝东南南川地区五峰组—龙马溪组页岩气层地应力数值模拟及有利区预测

南川地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组作为重要的页岩气产能层，具有页岩层厚度大，埋藏较深，地应力复杂、方位变化快的特点，地应力场研究对于该区页岩气的有效开发具有重要作用。为明确研究区地应力场特征及展布，通过采用SHELLS有限元应力场模拟方法，以研究区断裂、地形、热流值、岩石物性参数和边界条件为约束，开展了南川地区五峰—龙马溪组的应力场有限元数值模拟研究。结果表明，南川地区最大水平主应力性质以挤压性质为主，总体上存在NW-SE、NE-SW、近EW和近SN四个主应力方向和区域；应变率整体以压应变为主，存在低应变率(数量级别≤-18)、中应变率(数量级别介于-18～-17.6)和高应变率(数量级别≥-17.6)三类区域及相应的NE-SW、NW-SE、SN和EW展布方向；断裂滑移速率性质总体以逆断层性质为主，速率介于0～0.001 2 mm/a之间。将本次模拟的最大水平主应力方向、块体应变率和断裂滑移速率结果分别与实测的钻井最大主应力方向、黔渝地区应变率性质和数量级别、区域断裂发育等数据进行对比，展现出模拟结果与实测结果较高的数据吻合度，说明了模拟结果的准确性。最后，基于模拟结果揭示出的裂...     

富台潜山凤山组现今地应力场数值模拟及 有效裂缝分布预测

为明确富台潜山凤山组现今地应力特征,根据钻井诱导缝走向及井壁崩落方向对其现今地应力方向进行判断,并通过测井资料及经验公式计算得出关键井现今地应力。通过确定岩石力学参数并建立有限元模型,以关键井地应力为约束条件,对研究区凤山组现今地应力场进行数值模拟,分析现今地应力场对裂缝有效性的影响,进而预测有效裂缝分布。研究结果表明,富台潜山凤山组水平最大主应力为90.6~181 MPa,为北东东—南西西方向;水平最小主应力为61.9~110 MPa,为北北西—南南东方向。断裂带为应力低值区,东、西两侧低洼地带为应力高值区,背斜核部为应力分布稳定区,背斜两翼存在应力变化梯度带。北东东—南西西方向为研究区凤山组有效裂缝优势走向,有效裂缝发育最有利地区为背斜核部,其次为背斜两翼,东、西两侧低洼地带则不利于有效裂缝的保存。     

大庆油田葡南地区葡萄花油层裂缝定量预测

 应用单井交叉式多极子阵列声波测井、岩心的差应变和声发射地应力测试资料对葡南地区的构造应力场进行了定量研究，并应用3D Move软件对该区储层裂缝进行了定量研究。古应力场研究表明，该区燕山晚期的构造应力场为近E—W向水平挤压应力为主，平均最大主应力值为584MPa；喜马拉雅期的构造应力场为NNE—SSW方向水平挤压应力，平均最大主应力值为48.1 MPa；葡萄花油层现今最大水平地应力的范围在24~37MPa之间，最小水平地应力的范围在21.1~28.7MPa之间，最大主应力方向分别为NEE—SWW向。3D Move的裂缝预测和开启性研究表明，研究区裂缝发育呈近南北向条带状分布，裂缝主要分布在Pu381井—Ao356 67—Ao402-61一带、Ao344-14井区、M701井区、M6井区、M403-M405井区，裂缝发育方向以NNE、NWW两组；NE方向发育的裂缝开启性好于其他方向的裂缝；Pu381井区、Ao402-61井区及M403-M405井区以南区域裂缝开启性最好。预测的结果与实钻结果吻合较好。     

涪陵页岩气田一期产建区地应力场预测研究

涪陵页岩气田五峰组一龙马溪组页岩气水平井采用大规模水力加砂压裂方式进行开发。而现今地应力大小及方向的变化,会直接影响水平井井位部署与压裂效果。以涪陵页岩气田一期产建区为研究范围,开展页岩层段现今地应力场预测,为水平井井位部署、轨迹优化以及压裂设计提供依据。通过单井地应力建模,分析地应力的方向,建立岩石力学参数模型,预测三轴向地应力大小,分析工区纵向地应力分布特征。结合地震高精速度场计算,开展三维地应力场大小和方向的预测,最终得到地应力场空间分布特征,明确研究区东北部高压区为气藏富集区域、地层可压裂性强,是开发最优区域。     

准噶尔盆地四棵树凹陷构造应力场与构造变形解析

准噶尔盆地南缘四棵树凹陷高探1井的中生界油气勘探已获得重大突破,深入解析该地区深层致密砂岩的构造变形显得至关重要。综合野外、岩心、测井和地震等数据,利用地质调查与有限元数值模拟方法查明了四棵树凹陷的构造应力环境,明确了构造应力场对构造变形的控制作用。研究表明,四棵树凹陷现今的最大水平主应力总体呈SN向,具有分带性。在北天山西段、托斯台构造带和高泉构造带等地区,最大水平主应力方位呈NNW向;在艾卡构造带和车排子凸起等地区,最大水平主应力方位呈NNE向或NE向。晚喜马拉雅期以来,NNW向构造应力由北天山地区向四棵树凹陷内部逐渐传递,受其控制的凹陷内构造变形也沿NNW向传播扩展。高泉背斜清水河组的构造应力场数值模拟表明：研究区的最大水平主应力为80~170 MPa;构造应力在背斜南部、中部的断层附近集中,向北则减小;近EW走向断层附近的构造应力明显大于NNW （或近SN）走向断层附近的构造应力,总体显示高泉背斜处于压扭应力环境。构造应力场控制了高泉背斜的裂缝发育和展布,裂缝走向与最大水平主应力方向一致或呈小角度相交,且断层附近或背斜核部裂缝较发育。高探1井中发育的构造裂缝可能是该井取得高产的重要原因之一。     

基于三维地应力的水平井轨道优化及钻井液密度窗口分析

准噶尔盆地南缘区域断层多、背斜构造明显,地应力分布复杂,主应力方向随位置变化较大,不利于水平井轨道优化及钻井液密度窗口设计。为此,在三维地应力场计算模型建立过程中考虑了背斜构造对局部应力的影响,数值求解得到的地应力分量值比采用解析法得到的地应力值更准确;相应地,在此基础上计算得到的钻井液密度窗口值比利用解析法得到的钻井液密度窗口值更准确。首先对区块内的高探1井进行单井实测及单井地应力分析,然后对目标区块三维地应力场进行精细化有限元建模计算,从而得到区块的三维地应力场数值解;根据三维地应力场中主应力的方向角分布情况,优化水平井轨道,并计算出相应的安全钻井液密度窗口,为高泉区块安全优快钻井提供理论依据和准确的参考数据。研究表明基于三维地应力的水平井轨道优化及钻井液密度窗口计算模型是准确的、实用的。