复杂构造建模的理论与技术架构

复杂构造建模理论研究的目的在于探寻模型内部的约束机制,其中以反映褶皱形态、断层形态和断层位移之间定量关系的断层相关褶皱理论最为成熟,其分析方法对于上地壳、低温和非变质条件下的脆性构造变形的建模具有最普遍和最有效的约束。规范的技术流程不仅有助于降低构造建模的多解性,也是合理认识构造和解释构造的有效手段。构造模型可以在剖面、二维和三维空间建立,剖面建模主要用于确定构造解释方案,在此基础上建立的二维面模型和三维体模型则能更直观的描述构造,尤其在体模型内填充地层的力学参数后建立的介质模型,已非常接近真实的地质体。通过面模型和介质模型的恢复计算,可获得二维和三维空间的恢复应变场,既提供了构造变形机理研究所必须的参数,也可用于油气储集体构造裂缝发育方位、发育密度和发育强度的预测。     

涪陵焦石坝页岩气层压力预测技术研究

压力系数是页岩气保存条件的综合判别指标。以涪陵焦石坝页岩气藏为例,基于压力偏低系数与高角度裂缝密度呈正相关关系,提出了复杂构造区基于裂缝修正的压力系数预测技术及实现流程。首先利用已知井建立封存型和逸散型压力系数预测模型,然后基于归一化的曲率属性定量表征裂缝密度,建立压力偏低系数预测模型,最后综合考虑地层速度和裂缝密度,实现复杂构造区的压力系数预测。焦石坝三维工区五峰组—龙马溪组页岩气层压力系数的预测结果表明,该技术适应性强,预测精度高,在中国南方多期构造运动影响下的勘探区块具有很好的推广应用价值。     

储集层裂缝预测分析的多参数判据法

利用优化反分析方法获得目标区地应力场分布,并考虑储集层岩石多轴应力状态,提出了储集层裂缝预测分析的多参数判据法.该方法采用基于多个岩石材料参数建立的破坏曲面作为边界条件,通过研究应力状态函数与破坏曲面间的相互关系预测分析储集层裂缝发育情况,并根据关键井处的实测裂缝参数计算得出储集层平面内各点处的裂缝密度.利用该方法对江苏油田某区块油藏进行计算分析,研究了储集层关键井点处裂缝密度与数值模拟得出的发育指数间的关系,结果表明储集层裂缝体密度与发育指数的常用对数间具有较好的线性关系.据此对该区块油藏裂缝发育程度及密度进行预测分析,计算结果表明该油藏目标层段储集层裂缝体密度主要分布在0.23～1.20 m~2/m~3且受断层和构造部位影响显著.图9表5参10     

川东沙罐坪飞仙关组构造裂缝分布与评价

根据沙罐坪飞仙关组岩心、常规测井等资料,对研究区井剖面中裂缝的发育情况及面上裂缝的可能分布情况进行了识别,并对地层中裂缝的参数进行了计算和评价。结果表明,地层中主要有构造成因的垂直裂缝、斜交裂缝及成岩期的泥质充填缝,垂直裂缝是主要的有效裂缝,裂缝发育程度不均。由于有效垂直裂缝主要为构造裂缝,同时曲率法研究的是地层中构造裂缝的发育情况,因此采用构造变形的主曲率法对研究区构造裂缝分布进行了预测评价。曲率法研究结果:构造轴线、高点、构造鼻凸等部位因变形大,曲率值高,裂缝应该相对越发育。     

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。     

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...     

碳酸盐岩油气藏构造裂缝预测及其定量参数场形成初步研究

碳酸盐岩油气藏在数值模拟的过程中往往缺少准确定量的裂缝模型,尤其是裂缝孔隙度和渗透率模型。文章从碳酸盐岩裂缝成因入手,对其构造裂缝进行预测;利用多元统计分析建立裂缝间距与构造主曲率值、岩层厚度及孔隙度之间的相关关系式,对井间未知区域裂缝间距变化进行预测,并在此基础上形成裂缝三维定量参数场。最后以麻柳场构造嘉陵江组气藏为实例验证了文中所提方法的可行性。该套方法为类似碳酸盐岩气藏建立精细裂缝三维定量参数场提供了理论依据。     

亚拉巴马州的阿巴拉契亚冲断带的塑性双重构造

薄皮冲断带的构造样式主要受地层层序和岩性地层单元（坚硬层和松软层）的相对厚度的控制。相对而言，断层相关褶皱（断层转折褶皱、断层传播褶皱和滑脱褶皱）的几何形态是可预测的，而厚的松软层的塑性变形产生的塑性双重构造却使上覆坚硬层抬升并变形。这里将塑性双重构造称为“塑性双重构造”。在亚拉巴马州的阿巴拉契亚冲断带，塑性双重构造集中在以泥岩为主的厚而松软的层序中，而这些层序与区域性滑脱构造之下的基底断层有关。受褶皱和断层的影响，坚硬层顶板发生变形；而塑性双重构造中松软地层的构造增生作用又使之抬升。塑性双重构造的缩短可能使坚硬层顶板发生平移而覆盖在前陆上。其侧向削蚀范围有大有小，大的如覆盖在侧向减薄的塑性双重构造上的坚硬层顶板，小到一个横推断层。阿巴拉契亚冲断带的一些例子表明，其构造样式可能比目前认识的更为丰富。塑性双重构造的几何形态以及变形的坚硬层中可能发育密集分布的裂缝，这对于油气勘探和开发具有重要意义。     

致密工碎屑岩储层构造裂缝微构造曲率预测方法

在江苏油田庄2断块碎屑岩油气储层构造裂缝分类研究基础上,利用储层构造裂缝主要分布在断层附近和地层曲率较大区域的规律,提出了利用微构造曲率分布特征对储层构造裂缝分布进行预测研究的新方法.具体方法为:将研究层位顶面局部近似为一个球面,可通过计算此面内球体的半径,进而利用公式求取该局部微构造顶面的平均曲率,从而利用曲率大小对裂缝的发育程度进行预测.各类沉积微相在沉积过程中沉积物顶面也存在一定的曲率,因而传统的利用储层顶面曲率来预测裂缝的方法存在一定的误差,为此提出利用各类沉积微相沉积期相对水平的层面进行微构造研究的新思路,并以庄2断块水下分流河道微相为例,对研究区水下分流河道的微裂缝发育进行了预测.     

受盐层影响的前陆褶皱-冲断带构造特征——以库车秋立塔克构造带为例

褶皱-冲断带和盐相关构造均十分发育的秋立塔克地区构造极其复杂,该地区新生界内部存在两套起滑脱层作用的膏盐层.受滑脱层位置变化影响,垂向上和平面上的构造变形特征均具有很大差别.地震剖面识别出的构造样式主要有盐焊接、断层滑脱褶皱、断层传播褶皱、断层转折褶皱、三角带及其混生构造样式和基底卷入型断层相关褶皱等.秋立塔克地区盐相关构造形成的主要动力是挤压应力,其形成过程主要经历了楔状地层、滑脱背斜、滑脱断层和对冲断裂形成4个阶段.     

基于三维构造恢复技术的特殊岩性体裂缝预测方法——以惠民凹陷商541井区为例

裂缝预测方法大多基于现今的构造属性特征,而通过三维构造恢复预测裂缝的方法则考虑了多期构造运动对裂缝发育的影响,特别是断层形态对上盘地层变形的影响。应用3DMove的三维面模型构造恢复方法,对惠民凹陷商541井区沙三段中亚段侵入岩进行了构造恢复,计算了侵入岩的现今累加应变量,并进行了裂缝预测;利用曲率属性提取方法对研究区的裂缝进行了预测,对2种方法的预测结果进行了对比。构造恢复方法预测结果表明,研究区商541、商548井区均具有较高的累加应变量,构造裂缝发育;曲率属性提取预测方法结果表明,商548井区曲率值低,裂缝不发育。参照商541和商548井的孔隙度、渗透率等参数,将2种裂缝预测方法进行了对比,基于三维构造恢复技术的裂缝预测方法预测效果较好。     

川西坳陷X区块须家河组三维地震构造解释

在三维地震资料解释基础上，对川西坳陷西部龙门山前缘X区块上三叠统须家河组断层和褶皱构造的特征及构造样式进行了分析。结果表明，X区块须家河组构造变形较复杂，断层按走向主要有北东和北北东或近南北向两组，分别形成于印支早中期和燕山期。褶皱的发育受断层控制，多为断层相关褶皱。须家河组构造样式主要有滑脱褶皱、铲形逆断层及其上盘断层褶皱组合、断展褶皱、对冲-背冲断层组合、冲起构造、断弯褶皱等六种类型。     

海拉尔盆地乌东地区三维地震裂缝预测方法及应用

目前由于油气勘探技术的提高,国内物性较好的沉积岩储层油气资源逐步被发现和开发,而火成岩和基岩变质岩中裂缝储层在华北、辽河油田、大庆等油田相继发现巨大的油气资源,也使裂缝储层成为油气勘探的新领域。以海拉尔盆地乌东地区为例,基于三维地震资料,在建立层序格架和精细断层解释基础上,进行构造应力场模拟,通过构造曲率、最大主应变、最大主应力等参数对构造裂缝分布进行预测,结果表明构造应力场分布与构造断裂体系之间具有较好的相关关系,裂缝发育带分布在不同方向的两组断层相交部位、正断层或逆断层的上盘附近。裂缝预测的影响因素主要是断层的位置和方向的精度,地层横向厚度和密度变化较大也对预测精度产生影响。     

镇泾地区曙光油田延长组构造裂缝分布评价

根据曙光油田延长组岩心、常规测井等资料,对研究区井剖面中的裂缝发育情况及平面上裂缝的分布情况进行了预测,并对地层中裂缝的参数进行了计算。结果表明,地层中主要有构造成因的垂直裂缝、高角度斜交裂缝及重力卸载作用形成的层理、纹理缝,垂直缝及高角度斜交缝是主要的有效裂缝,裂缝延伸长度大且无充填或充填少量的方解石。由于地层中的有效裂缝主要是构造裂缝,因此采用反映构造变形的主曲率法和构造滤波技术对研究区的构造裂缝发育情况进行了预测评价。研究结果表明:构造轴线、高点、构造鼻隆等变形大的部位且正向构造叠加次数多的区域,裂缝相对越发育。     

滚动褶皱构造研究成果简介

“滚动构造”是在正断层的“逆牵引”作用下形成的一种特殊的褶皱构造。这种褶皱构造的形态与主断层的形态密切相关，并有一定的数学关系。通过物理或数学模拟可以得到它们之间的数学关系式。利用这些关系式可以近似计算出主断层或褶皱的形态。滚动褶皱构造内的次级构造，例如次级断层、褶皱轴面的产状等，可以反映褶皱所在地区的构造发育史、沉积史、重力滑动构造往往也伴有滚动褶皱构造，重力滑动面一般位于超压泥岩或盐岩、膏岩地     

长宁和泸州地区构造变形差异性及其对页岩气保存的影响

长宁和泸州地区是四川盆地南部页岩气勘探的重点区块,分别位于盆—山结构的不同部位,其自元古代以来遭受多期构造改造作用,构造变形特征复杂。通过对研究区龙马溪组底界构造的精细地震解释和岩心裂缝统计分析,对比了长宁和泸州地区的构造变形特征和多尺度断层、裂缝发育特征的差异性,恢复了古生界以来的构造演化过程,为页岩气保存条件评价提供了依据。研究表明：长宁地区构造样式以断层传播褶皱为主,主要构造变形时期为燕山晚期,并在喜山期遭受大规模抬升剥蚀;泸州地区为典型隔档式褶皱,主要构造变形时期为燕山早期,构造形迹在喜山期受到一定改造。泸州地区变形强度总体低于长宁地区,其断层级次和裂缝发育程度较低,页岩气保存条件较好。上述结果丰富了页岩气保存条件的理论研究,为下一步四川盆地页岩气开发提供了帮助。     

FRUCTURE CHARACTERISTICS AND DISTRIBUTION OF CHANG NO.8 INTERVAL IN ZHENJING OF ERDOS BASIN

在分析镇泾地区长8段储层岩心及成像测井裂缝特征的基础上,利用断层附近井的常规测井资料研究了断层两侧的裂缝发育情况,认为断层附近的裂缝密度与断层的距离及规模有关.构造演化背景及区域应力场特征表明,裂缝发育情况与构造应力场相匹配.采用三维有限元法对镇泾地区长8段地层印支、燕山、喜山3个裂缝形成期的古构造应力场进行模拟,建立了岩石破裂系数与裂缝发育程度的关系.长8段地层区域裂缝的分布预测及评价结果表明,储层构造裂缝发育区和较发育区主要分布在断裂带附近,与岩心观察、测井解释裂缝发育段的吻合性较好,为该区油气勘探提供了合理的地质依据.     

塔里木盆地麦盖提斜坡东段构造特征与油气聚集关系

运用断层相关褶皱理论,结合最新的三维地震资料,在精细地震构造解释的基础上,分析了塔里木盆地麦盖提斜坡东段玉北地区断裂构造变形特征,并探讨了该区构造与油气聚集的关系。研究表明:该区构造具有垂向分层变形特征,元古界前寒武系基底局部发育正断层,形成基底断块;古生界发育沿中下寒武统膏岩层滑脱的逆冲断裂,断裂具有统一滑脱面,断裂和褶皱在横向上具有分段性;逆冲断层上盘上古生界发育有不对称（三角剪切）和对称（扇状）褶皱类型,同时伴生褶皱相关裂缝;新生界无明显断裂和褶皱发育,仅在区域上表现为西倾斜坡。断裂、构造裂缝、不整合面构成了上古生界裂缝型储层中油气运移的垂向和横向输导体系;上古生界褶皱膝折带进一步扩展了储集空间,伴生的构造裂缝有效改善了储集性能。受海西晚期和喜马拉雅期构造运动的影响,奥陶系内岩溶储层和上古生界裂缝储层是油气的有利聚集区。      

克拉苏构造带克深区段盐下构造样式

对库车坳陷克拉苏构造带白垩系巴什基奇克组的勘探开发发现,裂缝发育具有上下分带的特征,很可能受背斜中和面的控制,现有的断层相关构造的划分模型难以解释裂缝的垂向分带性,需要重新建立构造样式的划分方案。以克拉苏构造带克深区段为研究区,利用三维地震资料解释,以断背斜翼间角为主要要素、结合断层的组合形态,重新建立克拉苏构造带克深区段的盐下构造样式。研究结果表明,克深区段的构造样式依据翼间角的大小分为平缓褶皱和开阔褶皱两大类;结合断层组合形态,平缓褶皱细分出同冲、背冲和反冲平缓褶皱,开阔褶皱细分出同冲和背冲开阔褶皱。克深断裂以北的构造是开阔褶皱和平缓褶皱组合的叠瓦状断背斜,克深断裂以南的构造均为平缓褶皱断背斜的叠瓦构造。裂缝的分布与翼间角密切相关,开阔褶皱的张裂缝带厚度和分布范围比平缓褶皱大得多,断层对其周缘的裂缝分布存在一定影响。构造样式的重新划分为进一步研究不同构造样式断背斜的裂缝发育特征和成因机制等提供了基础。     

低渗透储层构造裂缝长度表征及应用 ——以四川盆地磨溪—高石梯地区寒武系龙王庙组为例

为明确低渗透储层构造裂缝长度定量表征方法,以四川盆地磨溪—高石梯地区寒武系龙王庙组为例,综合采用岩心裂缝统计及岩石力学实验方法,从构造应力场的角度推导低渗透储层构造裂缝长度的关系式.该方法将裂缝长度与裂缝体密度、应变能密度及岩体应力状态联系起来,建立了裂缝长度与裂缝体密度之间的定量计算关系.结果表明:裂缝长度与裂缝数量...