海相页岩裂缝孔隙发育机制及地质意义

天然裂缝形成机制研究是开展页岩气富集机理研究和“甜点区”优选的基础性工作。以国内外6个大型页岩气田为主要研究对象,通过开展黑色页岩天然裂缝发育特征及其形成机制研究发现,海相页岩天然裂缝的形成至少存在前陆盆地冲断褶皱与页岩层滑脱变形、晚期构造反转与页岩层滑脱变形、走滑断层周期性活动等3种机制。前陆盆地冲断褶皱与页岩层滑脱变形是北美地台Appalachian-Ouachita褶皱带的诸多前陆盆地普遍存在的页岩地层造缝机制,一般具有水平剪切作用时间长、页岩层发生水平位移距离较远、在页岩层中产生的共轭裂缝和微裂隙十分发育等特点。晚期构造反转与页岩层滑脱变形是裂谷盆地和叠合盆地中重要的造缝机制,页岩地层天然裂缝发育程度主要与晚期构造反转的强度和规模有关。走滑断层周期性活动主要存在于少数盆地的局部构造带,造缝区域相对局限。通过开展海相页岩裂缝孔隙形成机制探讨,认为有2点地质意义值得关注：一是基于富有机质页岩层滑脱作用形成的裂缝型气层是页岩气开发的重要“甜点”;二是中国南方海相页岩分布区具有形成裂缝型页岩气藏的有利构造条件,其中四川盆地龙马溪组发育裂缝型页岩气“甜点”,勘探前景值得期待。     

柴窝堡背斜储层构造裂缝发育特征及控制因素

应用岩心裂缝描述和野外露头区裂缝调查资料,对准噶尔盆地柴窝堡凹陷柴窝堡背斜低孔隙低渗透性储层构造裂缝的组系与产状、裂缝的性质、裂缝的发育程度及其控制因素进行了分析研究。结果表明,柴窝堡背斜储层主要发育有4组构造裂缝,分别为NW向(310º~330º)、近EW向(270º~280º)和NE向(40º~60º)的3组裂缝以及NW向(320º±10º)和NWW向(280º±10º)的1组共轭剪切裂缝。其中以NW向和近EW向裂缝为主,这些裂缝中又以高角度的剪切裂缝为主。裂缝的发育和分布受控于构造应力、褶皱、断层、岩相(岩性)及岩层厚度等因素。     

柴达木盆地西部裂缝的成因机制和分布模式

柴达木盆地西部不同构造带裂缝的发育特征既有区别又有联系,可归纳为"南翼山型"、"咸水泉型"和"狮子沟型"。裂缝发育的组合型式与成因机制与变形方式、变形强度以及边界作用条件等相关。通过对裂缝成因类型与构造带变形强度(应变量)之间的定量分析,认为挤压褶皱区裂缝的分布模式共有3种:横张裂缝+纵张裂缝+顺层缝(Ⅰ型);横张裂缝+纵张裂缝+平面共轭剪裂缝+顺层缝(Ⅱ型);横张裂缝+纵张裂缝+顺层缝+平面共轭剪裂缝+剖面(共轭)剪裂缝(Ⅲ型)。可见,变形强度越大,裂缝的组合型式就越复杂。就总体而言,柴达木盆地西部构造裂缝以横张和纵张裂缝为主。     

宝北区块构造应力场模拟及裂缝预测

以焉耆盆地博湖坳陷宝北区块为例,对由冲起构造模式控制的致密砂岩储层的裂缝发育特征进行系统研究,并在此基础上,对古应力场进行模拟,进而对研究区裂缝发育区进行预测.结果表明:宝北区块致密砂岩储层中裂缝发育,主要为天然构造缝,包括剪切裂缝、张性裂缝和挤压裂缝.采用三维有限元法进行精细地质建模和古构造应力场模拟,恢复了目的层在...     

塔里木盆地玉北1井背斜带变形特征与形成机制

塔里木盆地玉北1井构造带形成过程与变形机制的解析,是揭示该带碳酸盐岩储层发育与展布规律的重要环节。断层及背斜轴面分析表明,该带发育两种类型构造。一种是贯穿南北的正花状构造;另一种上下构造层构造形态差异明显。上部为对称背斜,受高角度走滑断层控制;下部为不对称背斜,受沿寒武系膏盐层发育的逆冲断层控制。研究表明,玉北1井构造带定型期为中加里东期,此后至少叠加了晚加里东期与海西晚期两次区域变形。构造带沿走向主干断层倾向发生变化,自北向南由逆冲向走滑构造转变。在两条主干断层交汇部位背斜最发育,其核部有寒武系膏泥岩的汇聚,形成了剪切-挤压断层转折背斜。由此推断,构造带奥陶系碳酸盐岩层系不仅存在加里东期、晚海西期两期隆升剥蚀,而且在剪切-挤压背斜顶部、层间发育的高角度、低角度裂缝都为岩溶的形成提供了有利条件。     

伸展构造区低渗透储层构造裂缝的分布特征

本文以辽河盆地雷家沙四段白云岩储层为例,研究了伸展构造区低渗透储层裂缝的分布特征,根据裂缝的分布形式,可将储层中的裂缝分为层间裂缝、穿层裂缝和顺层裂缝3种类型,其中层间裂缝的分布严格受白云岩控制,与层面垂直,并终止于层面上,而穿层裂缝呈高角度与层面斜交,在剖面上,单条裂缝呈现"平面"式、"铲形"式和"坡坪"式分布,多条裂缝呈"堑垒"式和"多米诺"式等组合形式,即表现出与区内伸展正断层相一致的分布特征,它们和正断层一起构成了区内伸展构造从大到小、从宏观至微观的完整构造样式。储层中裂缝的分布受岩性、层厚及断层等因素的控制。在白云岩储层的泥质夹层中,由于穿层裂缝及顺层裂缝发育,它们相互沟通,并和白云岩中的裂缝一起构成了储层中三维裂缝网络系统,使泥质夹层不起真正的隔层作用,可划分为准储层,从而使该白云岩油藏具块状特征。在伸展断层附近,断层上盘的裂缝较下盘更发育,并表现出较好的分带性。      

湘鄂边区局部构造变异特征及演化规律

在钻井和物探资料综合地质解释的基础上，以YPZ构造和XMP构造为例，探讨了本区构造上下变异的特征和规律，认为其主要表现为地表无断层，地腹出现大型逆断层，导致地表与地腹构造在形态、面积、两翼产状以及高点位置等存在明显差异，这是不同构造层沿塑性滑脱层滑脱产生差异形变的结果，推测越靠近力源方向，越靠近高陡背斜带，越容易产生逆冲推覆和顺层滑脱，局部构造越容易产生上下变异，指出以地震为主的综合物探勘探方法是识别和研究局部构造上下变异的有效手段。     

准噶尔盆地南缘中段构造变形特征及次级分段划分

文中对准噶尔盆地南缘中段最新采集处理的地震剖面进行精细的沉积-构造解释,应用断层相关褶皱理论和断层滑移距离定量分析方法,探讨研究区复杂叠加构造变形特征及差异性,结合挤压域构造变换带的分布及构造变形差异对南缘中段进行了次级分段划分。研究认为：1）南缘中段背斜构造受基底卷入型断裂体系和顺层滑脱型断裂体系联合控制,各种构造相互叠加形成多种类型的复合构造样式;构造变形程度自南向北、自东向西逐渐减弱;断层滑移距离“由深至浅”逐渐变小,主干断层滑移距离变化存在明显拐点,表明断层发育的多期次性和继承性。2）南缘中段发育纵向和横向2种性质的构造变换带,纵向变换带主要发育在盖层滑脱型褶皱-冲断带内相邻背斜的过渡区域,横向构造变换带主要发育在盆-山交界处,多以走滑断层的形式调节两侧的构造变形差异。3）结合构造变换带分布和不同区带的构造变形差异,将南缘中段精细划分为Ⅰ-1段、Ⅰ-2段、Ⅱ-1段、Ⅱ-2段、Ⅲ段。构造分段及变形特征的明确,对理解研究区油气成藏条件和指导油气勘探具有重要意义。     

重庆下古生界页岩顺层滑脱变形域的形成及其地质意义

在野外露头和岩心观察基础上,通过力学分析,对重庆下古生界页岩中顺层滑脱变形域的类型、特征及其形成进行了研究,并结合页岩气勘探实践,对其地质意义进行了探讨。顺层滑脱变形域包括挤压型和重力型两类。挤压型顺层滑脱变形域形成时水平挤压构造应力占主导地位,岩层发生“逆断层”运动;重力型顺层滑脱变形域形成时上覆地层压力占主导地位,岩层发生"正断层"运动。挤压型顺层滑脱变形域地层变形相对较强,影响范围相对较大。埋藏深度和岩层倾角是控制同一地区同一页岩层中顺层滑脱变形域形成的关键地质要素。页岩埋深越大,形成挤压型顺层滑脱变形域时的临界岩层倾角越大,而形成重力型顺层滑脱变形域的临界岩层倾角则越小。重力型顺层滑脱变形域破坏页岩气保存条件。背斜构造部位挤压型顺层滑脱变形域所形成的顺层破碎带和网状裂缝系统是页岩气重要的运移通道和储集空间,向斜构造部位挤压型顺层滑脱变形域所形成的顺层破碎带和网状裂缝系统成为页岩气向临近背斜构造部位运移或向地表散失的重要通道。     

塔里木盆地库车坳陷秋里塔格构造带箱形褶皱形成机制及油气勘探意义

明确塔里木盆地秋里塔格构造带东部箱形褶皱的变形特征与形成机制,可为该构造带的演化过程恢复及油气勘探提供重要参考。根据地震资料反映出的深部地质结构以及箱形褶皱内部的断层和裂缝特征,分析了秋里塔格构造带东部地表箱形褶皱的力学机制及构造演化过程,并讨论了褶皱内部断层和裂缝的成因以及对油气勘探的启示。结果表明：秋里塔格构造带地表箱形褶皱是在喜马拉雅中期和晚期自北向南的强烈挤压背景下,在盐上构造层发生共轭膝折而形成的构造,经历了库车组沉积前的构造平静期、库车组沉积早中期的褶皱雏形期和库车组沉积晚期—现今的褶皱定型与抬升剥蚀期3个演化阶段。箱形褶皱前翼发育的北倾逆冲断层和网状裂缝体系形成于库车组沉积早中期,受深部高矿化度地层水影响被石膏大量充填,但断层的后期活动可将充填物错开;核部上端发育北倾张性断层及近EW向张性裂缝,下端发育小型背冲构造和近NS向的剪切裂缝,中性面位于褶皱中下部;后翼发育南倾反冲断层和层间滑脱作用形成的近EW向层间剪切裂缝;褶皱核部和后翼受高矿化度地层水波及较小,发育的断层及裂缝均未见明显的矿物充填。膝折带及附近地层的储集和渗流能力较强,具有形成油气藏的潜力,正确地解释出覆盖区...     

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带克深地区典型断背斜天然裂缝分布特征

为明确超深层储层断背斜内天然裂缝的分布特征,以库车坳陷克拉苏构造带克深地区白垩系巴什基奇克组为例,结合地质、地震、FMI成像测井、地应力以及岩石力学参数等资料,通过储层地质力学法明确了克深地区典型断背斜构造样式内天然裂缝的分布特征,为该区致密气的有利勘探提供了地质依据。结果表明：不同断背斜垂向上具有从顶部、中部到底部天然裂缝密度“高-低-高”的普遍特征;断背斜的翼间角越大,顶部和中部的裂缝分布越局限,底部裂缝分布越广泛;距断背斜轴部越远的部位,顶部和底部的裂缝分布越局限,中部的裂缝分布越广泛。断背斜顶部转折端相对中部与底部储层天然裂缝较发育,改善了储层的物性,为致密气提供储集空间和渗流通道。     

塔里木盆地塔河地区中-下奥陶统碳酸盐岩储层天然裂缝发育特征及主控因素

利用野外露头、岩心、测井和铸体薄片资料,对塔里木盆地塔河地区中-下奥陶统碳酸盐岩储层天然裂缝发育特征及其影响因素进行研究。塔河地区中-下奥陶统碳酸盐岩储层天然裂缝主要分为构造裂缝、成岩裂缝和复合成因裂缝3种类型。其中,构造裂缝以剪切裂缝为主,其次为张裂缝;成岩裂缝主要为水平层理缝,其次是成岩缝合线;复合成因裂缝主要包括构造-成岩裂缝、构造-表生裂缝和岩溶裂缝。构造剪切裂缝是该区的主要裂缝类型,发育有北东-南西向、北西-南东向、近东-西向和近南-北向4组,它们在不同层位的发育程度存在明显的差异性;其中,北东-南西向裂缝为层位的优势裂缝发育方向。裂缝的倾角主要在70°以上,以高角度裂缝为主。裂缝的纵向延伸长度受岩石力学层控制,裂缝在岩石力学层内发育,并终止于力学层界面上。裂缝密度在纵向上和平面上存在明显的非均质性,主要受沉积作用、构造作用和岩溶作用等地质因素控制。随着塑性矿物含量与岩石层厚的增加,裂缝密度呈逐渐降低的变化规律。断层与褶皱构造对裂缝的发育程度有重要影响,使得不同构造部位的裂缝密度存在明显的差异;距断层面与褶皱轴面的距离越远,裂缝密度也逐渐降低。岩溶作用影响溶洞上部岩层中的裂缝发育程度;在溶洞上部岩层中,主要发育近直立裂缝、斜交裂缝和近水平裂缝3种产状类型的裂缝系统。     

鄂尔多斯盆地中西部下白垩统露头区裂缝研究

通过对研究区野外露头宏观裂缝的详细观测与统计,研究了鄂尔多斯盆地中西部下白垩统裂缝系统的发育特征与成因类型,同时依据构造解析（Tectonic Analysis）的相关理论与方法,分析了裂缝形成的构造应力场。其结果表明：研究区下白垩统主要发育了4组高角度或近直立裂缝,其走向分别为北东东向、北东向、北北西向及北西向;裂缝的横向延伸长度比纵向切深大得多,两者的主体布范围（或峰值）分别介于为3～20m与0．1～0．6m;裂缝间距总体呈对数正态分布,大小主要集中在0～0．8m,约占85％;从裂缝地质成因来看,上述4组裂缝均为直接受控于区域构造应力场的区域构造裂缝,而从裂缝力学性质角度看,则又普遍表现出剪切裂缝的典型特征,都归属于剪裂缝范畴,并且在区域上构成早晚两期平面X型共轭剪切裂缝体系,其中北东东-北西向共轭剪切裂缝主要形成于盆地燕山期构造应力场,北北西-北东向共轭剪切裂缝则主要在盆地喜山期构造应力场的控制下形成．     

川南泸州地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩裂缝发育模式及意义

通过岩心、电成像测井及常规测井等资料,对川南泸州地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组深层页岩地层开展了电成像测井图像上的裂缝类型及组合特征、裂缝信息提取、裂缝发育模式等研究,分析了不同裂缝发育模式的声波测井响应及对后期压裂改造的影响。研究结果表明：①川南泸州地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩随地层深度增加裂缝倾角逐渐减小、构造裂缝种类复杂程度逐渐降低,离构造活动强烈带较近的井靶体段可见明显的中、高角度构造裂缝发育。②按照构造裂缝和层理发育的关系,可将研究区裂缝发育模式分为构造裂缝与层理混合发育型、中密度层理型、紧密层理型、强构造裂缝弱层理型、大尺度构造裂缝型、致密型等6种,其中构造裂缝与层理混合发育型和中密度层理型是压裂的优选类型。③引入L曲线（σ=k/n,k为常数,σ为平均开度,n为层理条数）,σ和n值的范围能够有效表征构造裂缝和层理的相对发育程度,从而可在坐标系内对不同裂缝发育模式进行划分与识别。④不同裂缝发育模式在纵、横波时差和岩石力学性质方面具有一定差异：构造裂缝与层理混合发育型和强构造裂缝弱层理型的纵波时差小于中密度层理型和紧密层理型,中密度层理型的抗剪强度小于紧密层理型。     

胜利油田罗家地区页岩储层可压性实验评价

页岩储层的"可压性评价",目前国内外尚无统一的评价方法.结合室内岩石力学和物性参数测试结果以及脆性指数计算方法,尝试对目标储层进行可压性评价,探索并形成较为系统的室内实验评价方法.结果显示,页岩抗张强度、单轴抗压强度、抗剪强度和断裂韧性较砂岩和碳酸盐岩低;垂直层理方向粘聚力大于平行层理方向,沉积层理面胶结脆弱;受诱导应力的作用,平行的沉积层理(天然裂缝系)与主裂缝夹角越大,越容易起裂.断裂韧性实验中,当人字形切槽与沉积层理面的夹角在45°以内时,裂缝容易沿层理面扩展;大于45°时,裂缝将穿过层理面扩展.综合分析表明,该页岩储层可压性较强.      

柴达木盆地油气勘探新思路

柴达木盆地有大量储油构造和良好的盖层条件,却缺乏足够的理想储集层,寻找裂隙性储集层分布区,很可能是实现该区油气勘探突破的关键。根据对柴达木盆地油泉子构造的野外考察,其南北两翼为陡倾的共轭膝褶带,根据最大有效力矩准则,共轭膝褶带间的夹角为110°,所夹持的背斜具有箱状平顶的几何特征。膝褶带外岩层近水平,带内岩层近直立,局部倒转,普遍顺层剥离、张开和剪切,形成层间张裂隙和切割层理的小型低角度逆冲断层。边界断层和膝褶带内断裂普遍充填石膏脉,局部油浸,表明膝褶带一度为高压流体活动的水压致裂带,有利于油气运移和聚集。由于该构造微向北倒,近核部南侧的膝褶带肩部成为高点,建议在该高点布一深井,探明可能的岩性油气聚集带,并控制北翼主膝褶带的总体产状,然后沿该主膝褶带布一斜井,以期发现与膝褶带相关的裂隙型油藏。图10表1参19     

苏北盆地陈堡砂岩储层裂缝特征及模糊识别技术

陈堡油田陈2断块砂岩储层裂缝以水平缝和低角度缝为主,裂缝发育密度受岩性、厚度、埋藏深度和构造位置影响比较明显.粉砂岩中裂缝密度最大,薄砂层中裂缝密度比厚砂层大,浅部地层裂缝密度比深部地层大,鼻状构造高点处裂缝最发育.水平缝和低角度缝在声波时差、微侧向和微电极曲线上具有一定响应,建立了响应模型,利用模糊数学方法建立了裂缝识别体系,初步实现了裂缝的定量解释.     

雷家油田下第三系低渗透储层裂缝特征

雷家油田下第三系低渗透储层中的裂缝分为节理型裂缝和断层型裂缝2种类型,其中断层型裂缝又可分为穿层、顺层裂缝。节理型裂缝垂直分布于岩层内,裂缝面两侧无错动,断层型裂缝面两侧有明显的错动,其中穿层裂缝呈高角度切割岩层,具有与区内正断层相一致的分布或组合样式,而顺层裂缝与层面近平行分布在泥岩夹层中。它们主要在伸展构造作用下形成,近东西向水平挤压作用也有重要的影响。裂缝的发育和分布受岩性、岩层厚度及断层等因素的控制。在低渗透储层的泥质夹层中,由于穿层裂缝及顺层裂缝发育,并相互连通组成三维裂缝网络系统,对油气的储渗有重要意义。岩层中裂缝的平均间距与层厚呈线性相关关系。伸展断层附近裂缝的发育具有较好的分带性,断层上盘的裂缝较下盘更发育。