库车坳陷克深三维区现今地应力场及储层裂缝数值模拟

利用ANSYS有限元分析软件,在建立力学模型的基础上,以井点现今地应力值为约束,进行了克深三维区现今地应力场的数值模拟,建立了地应力与储层构造裂缝参数的定量关系模型,并结合古今应力场对储层构造裂缝参数进行了定量预测.数值模拟结果表明:构造高部位、断层带是地应力的低值区和裂缝的发育区;随深度增加,现今地应力值逐渐增大,而储层裂缝发育程度逐渐降低;现今地应力场和储层裂缝参数的数值模拟结果与测井解释结果基本吻合,能够反映现今地应力场及储层裂缝分布规律.     

金湖凹陷卞东油田灰岩-砂岩混积岩储层应力场模拟及裂缝预测研究

金湖凹陷卞东油田阜二段储层为湖相灰岩与砂岩混杂沉积的特殊油气储层,该类储层为孔隙与裂缝双重介质储层,裂缝预测研究难度较大。通过应力场模拟来实现该类混积储层的裂缝预测。利用岩心声速法、压裂资料法、声发射法确定了研究区目的层地应力的方向和大小,选择适合目的层的力学参数,通过ANASYS软件实现地应力场模拟,研究区现今地应力场模拟结果显示,卞东油田地应力场中岩石三面受压。在研究区地应力场数值模拟基础上,利用应力场模拟结果参与裂缝参数计算,定量预测现今裂缝参数的空间分布。由于研究区为挤压应力环境的现今应力场,难于产生裂缝,所以研究区储层内发育的裂缝为地质历史时期产生的。古、今裂缝的线密度相同,但开度相差较大,现今裂缝比古裂缝开度要小。裂缝预测检验说明在湖相灰岩与砂岩混积岩储层中利用构造应力场数值模拟来定量表征裂缝具有较好的效果。     

现今地应力场特征评价一体化研究

有关现今地应力场特征的研究方法较多，但是各种方法几乎都是从某一方面来研究地应力场的大小或者方向，均没有形成一套完整的方法体系。在调研相关地应力文献和研究川西现今地应力场的基础上，归纳总结出现今地应力场研究方法体系，并提出以压裂法（HPF）、声发射法（AE）为校准“基点”，以测井法（ADS）为“线”，最后形成现今地应力场平面模拟，即形成了一套“点—线—面”的一体化现今地应力场特征研究方法体系。该方法体系在川西XM气田沙溪庙组气藏现今地应力场研究中取得了较好的现场应用效果，为今后系统深入地研究现今地应力场及其应用提供了参考。     

川西坳陷侏罗系应力场分布规律与构造特征关系研究

现今构造特征在一定程度上体现了现今地应力场的分布.文中通过具体建立地质模型,结合川西坳陷的地质和构造运动特征确定模型的边界加载方式,运用ANSYS有限元软件,模拟出研究区现今地应力场的分布,通过对比分析并验证模拟结果,找到本区应力场的分布规律及其与构造特征的对应关系.     

玛北地区砂砾岩储层地应力方向测井识别及主控因素

准噶尔盆地玛北地区发育致密砂砾岩储层,现今地应力场方向是这类储层压裂改造等需要考虑的关键因素之一,因此开展现今应力场方位分布特征及其主控因素研究具有重要的意义。首先利用地层倾角测井仪极板位置以及微电阻率测井图像信息异常识别井轴形状,其长轴方向代表现今最小水平主应力方向,进而识别出地应力方向;其次,通过微电阻率扫描成像测井识别地应力各向异性引起的诱导缝方位,从而判断地应力方向;最后,利用偶极横波成像测井通过快慢横波速度和方位的拾取,有效识别现今水平地应力方向。在此基础上开展了研究区地应力平面分布特征及主控因素分析,结果表明,玛北地区现今最大水平主应力方向整体表现为东西向;应力场方位主要受控于古构造运动,而局部地区受到断裂活动的影响,现今水平应力场方位会发生不同程度的变化,变化程度与断裂性质、断裂规模等有关。     

南川地区龙马溪组页岩气地应力场特征及对产量影响分析

南川地区处于四川盆地盆缘转换带的构造复杂区,龙马溪组以常压页岩气为主,具有较好的页岩气成藏富集条件,但地应力场复杂,单井产量差异较大,成为制约常压页岩气效益开发的关键因素之一。通过野外剖面测量、有限元应力场数值模拟、特殊成像测井分析及区域应力场研究,结合大量页岩气水平井压裂实践,认为：①燕山中期南川地区最大主应力在背斜区呈EW向,在南部单斜区呈NEE向;喜马拉雅期以来,现今水平地应力场在平面上具明显的分区特征,局部存在地应力方位和大小的转换带,纵向上受岩性影响地应力自上而下呈下降趋势,局部粉砂岩及观音桥段介壳灰岩地应力明显增大。②龙马溪组地应力主要受构造改造强度、构造样式、埋深、裂缝发育程度等影响,改造弱、埋深大、背斜核部或向斜核部、天然裂缝发育较少的地区地应力较高。③明确地应力场对页岩气井产量有重要影响,古地应力场控制天然裂缝发育程度,影响储层物性、含气性,现今地应力场影响人工裂缝的复杂程度。地应力适中、水平井轨迹与最小水平主应力夹角越小,越易改造并有利于形成复杂缝网,可提高单井产量,有效指导南川地区页岩气勘探开发。     

构造变形对现今地应力方向的影响

现今地应力场方向是油气藏开发方案编制、储层改造、注水开发等需要考虑的关键因素之一,针对构造变形对局部应力场方向的影响进行了研究.首先利用反映区域现今地应力场方向的各种资料确定了盐井沟构造沙溪庙组所在区域的现今地应力方向;利用钻井岩心进行了岩心古地磁定向、波速各向异性等实验,分析了构造核部钻井中现今地应力方向,对比发现井点处现今地应力方向与区域地应力方向不吻合,发生明显偏转;通过计算构造变形派生应力并与区域现今地应力场进行矢量叠加计算,认为现今地应力方向的偏转主要受构造变形所致.研究表明局部构造变形是造成现今地应力方向变化的一个重要因素,研究必须考虑大幅度变形构造上现今地应力方向.     

有限元分析方法在现今地应力场模拟中的应用

在综合考虑模拟区几何模型的形状及大小、区域构造格架、边界条件的情况下,选择与地质构造相适应的力学模型,并以实测地应力(压裂法、声发射法)为约束条件,利用有限元现今地应力场模拟方法计算了模拟区地应力场的平面和剖面展布及其特征,模拟结果可为生产单位科学开发管理油气藏提供参考.     

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。     

测井资料计算储层地应力方法及在安棚含油区块的应用

为了降低油田特别是中低渗透油气田井网部署和注水(含高压注水)开发的风险,减少储层压裂改造的盲目性,实现油田的合理开发,必须对储层水力缝裂的形态有较准确的预测,而这种预测必须建立在对储层现今地应力了解的基础之上。应用测井资料研究计算现今储层地应力,是一种低成本计算储层地应力场分布的研究方法。实例计算结果表明,这一方法求得的地应力剖面资料和同一储层地应力平面分布资料有一定的准确可靠性,可以用于指导低渗透油田的井网部署和储层的整体压裂酸化改造,有一定的推广应用价值。     

致密油储层地应力特征及其对物性的影响 ——以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组为例

致密储层物性及流体赋存状态均受现今地应力的影响.以往对于鄂尔多斯盆地中西部地区上三叠统延长组的岩石力学性质及地应力研究较少,制约了致密油气的高效勘探、开发.以鄂尔多斯盆地吴起、志丹及定边地区为例,利用大量薄片、物性、岩石力学、声学、全波列阵列声波测试及压裂测试资料,对3个地区长6—长8油层组的岩石力学性质、地应力特征及...     

测井资料计算储层地应力方法及在安棚含油区块的应用

为了降低油田特别是中低渗透油气田井网部署和注水（含高压注水）开发的风险，减少储层压裂改造的盲目性，实现油田的合理开发，必须对储层水力缝裂的形态有较准确的预测，而这种预测必须建立在对储层现今地应力了解的基础之上。应用测井资料研究计算现今储层地应力，是一种低成本计算储层地应力场分布的研究方法。实例计算结果表明，这一方法求得的地应力剖面资料和同一储层地应力平面分布资料有一定的准确可靠性，可以用于指导低渗透油田的井网部署和储层的整体压裂酸化改造，有一定的推广应用价值。     

萨北开发区北二西构造应力场数值模型研究

根据大庆油田萨北地区北二西萨Ⅱ7+8的构造和储层特征,建立了研究区地质概念模型,并选用二维弹性静力学模型,建立了研究区古应力场和现代地应力场力学模型,采用有限元法模拟分析了研究区的最大、最小主应力和剪应力的分布特征。建立了流体运移势场数学模型,阐述了应力场对流体运移的作用,为在四雏空间探讨油气运移规律,奠定了一定的研究基础。     

萨北开发区北二西构造应力场数值模型研究

根据大庆油田萨北地区北二西萨Ⅱ7＋8的构造和储层特征，建立了研究区地质概念模型，并选用二维弹性静力学模型，建立了研究区古应力场和现代地应力场力学模型，采用有限元法模拟分析了研究区的最大、最小主应力和剪应力的分布特征。建立了流体运移势场数学模型，阐述了应力场对流体运移的作用，为在四维空间探讨油气运移规律，奠定了一定的研究基础。     

新场须二段储层地应力平面分布研究

介绍了地应力场模拟原理及方法,以新场须二段储层构造图、实测地质资料为建模依据选取薄板模型为地应力计算模型；计算模型考虑了断层的影响,各类介质力学参数均根据实验测试结果选取；根据应力、应变变化较剧烈地质构造复杂的区块设计为较小的单元,应力、应变较平缓的区块采用较大的单元划分原则,建立了新场构造有限元模型；以实钻井资料为实测点,通过反复调整边界、作用力,使模拟值在实测点附近拟合,误差小于10％,模拟结果基本上反应地区地应力实际分布规律.地应力模拟结果表明:地应力相对低值区位于构造高部位、断层附近的X851、X5以及L150井区,储层水力压裂试验井应优先选择这些范围内的井.     

库车坳陷深层裂缝性储层现今地应力特征及其对天然气勘探开发的指导意义

为了明确深层复杂背景条件下储层现今地应力的分布特征,基于库车坳陷克拉苏构造带大北12气藏,开展现今地应力研究,探讨地应力非均质分布机理,并据此提出支持井位部署的相关建议。研究结果表明：克拉苏构造带埋深超过4 500 m的储层为走滑型地应力机制,大北12气藏最大水平主应力为125～160 MPa,最小水平主应力为118～130 MPa,地应力非均质性强且井间差异大。复杂的地质边界条件和储层的互层岩性造成地应力分布具有极强的非均质性,地应力有利区和不利区交替分布,在构造高部位也可能钻遇地应力不利区,不能简单地采用“沿长轴、占高点”的方案部署井位。定向井具有有利区穿越广、裂缝钻遇率高、井眼轨迹安全稳定及避障避险的多重优势,是复杂地质背景条件下的优势井型,建议沿地应力低、裂缝发育且井壁稳定的方向设计井眼轨迹,并根据地应力状态选择合理的储层改造方式。     

构造应力场与油气运聚规律探讨——以鄂尔多斯盆地苏10区块为例

地应力是影响储层流体压力和驱动油气运移的主要动力之一。首先根据鄂尔多斯盆地苏10区块地质及区域构造应力场的特征,建立了该区块三维有限元模型。通过数值模拟分析,得到了目的层的平均应力、最大水平主应力等地应力等值线分布图,在此基础上进一步计算了油气运移势场。其次,综合分析了构造应力场与流体势场数值模拟结果和气井的生产情况,发现气井的高产井区为地应力场和流体势场的低值区。由此分析认为:在构造应力场作用下,油气易于从地应力场的高值区向低值区运移与富集,从流体势场的高势区向低势区运移与富集。     

海拉尔盆地复杂岩性储层三维地应力模拟研究

海拉尔盆地呼南次凹南一段储层岩性复杂,开发难度大。为明确地应力分布情况,以区块地质、构造、沉积特征为基础,结合室内实验结果,采用非均质连续介质力学模型处理断层,建立了基于有限元的复杂岩性储层三维地应力模型,模拟了该区块地应力分布情况,分析了区块地应力场空间分布规律。研究结果表明,深度、断层是影响地层水平主应力分布的重要因素,深度增加,地层水平主应力增加;断层附近存在应力集中区域,极大影响水平主应力。应用三维地应力数值模型计算不同井相应深度处的地应力大小,与实例井测试压裂解释应力结果符合率90%以上。该研究可为海拉尔盆地复杂岩性储层压裂设计提供指导,为区块高效开发奠定基础。     

昭通页岩储层非均质地应力场数值模拟

储层地应力场是页岩气开发井网布置、井眼轨道设计、压裂设计的重要参考因素。其形成机理复杂,具有较强非均匀性,地应力的实测数据有限且具有局部性。为准确求取云南昭通黄金坝YS108区块页岩气储层的地应力场,通过研究分析储层地应力场的平面分布,利用多元线性回归方法求解页岩气储层地应力场,并在传统方法上增加三角分布载荷,模拟了储层非均质地应力,以提高地应力场的计算精度;同时建立页岩气储层平面的几何模型,利用Abaqus有限元软件和该区4口井的地应力实测资料,运用多元线性回归方法求解,得出了整个页岩气储层地应力场。结论认为:该方法计算精度较高,相对误差在8%以内,能较为合理地模拟出页岩储层的地应力场;根据得出的储层地应力场,水平井轨迹应沿最小主应力方向设计,压裂射孔位置应设计在最大主应力方向且两向地应力差较小的区域。     

塔河油田二叠系火山岩储集层裂缝参数模拟

基于岩石破裂准则,建立了造缝时期古地应力和现今地应力与裂缝参数之间的关系,通过构造解析确定了造缝时期古地应力的性质和方向,用声速法、水力压裂法和声发射法计算了现今地应力的方向和大小,将裂缝参数计算模型代入古今地应力场的数值模拟结果中,模拟计算了塔河油田二叠系火山岩储集层裂缝的开度、密度和孔隙度。根据岩心观测和测井解释所得的裂缝参数数据编制全区的裂缝线密度与体密度的等值线图来验证模拟结果,表明模拟结果可靠。