四川盆地碳酸盐岩裂缝预测的新方法

本文提出了碳酸盐岩裂缝性储层的一种新评价方法——古构造应力场数值模拟法。在模拟的基础上,本文探讨了不同性质应力场的特征及其对裂缝发育的控制作用,总结了应力场特征与构造形迹的关系进而提出了预测裂缝发育区带的一些基本原则与方法,为优选探井井位、提高裂缝钻遇率、降低勘探成本提供了科学的地质依据。     

川中公山庙构造沙一储层裂缝预测

在公山庙构造古构造应力场数值模拟的基础上,结合岩石强度理论,计算出储集层岩体破坏接近度系数η;将该值与现有井的实际生产资料对比分析,确定不同裂缝发育级别及其对应的η门槛值;利用此标准,并运用岩石力学与构造地质学理论,结合野外裂缝观测结果,以及现场实际生产资料等,对沙一储层的裂缝发育情况进行综合分析及预测.     

超深层致密砂岩储层构造裂缝定量表征与分布预测——以塔里木盆地库车坳陷克深5气藏为例

综合采用岩芯及薄片观察、岩芯CT扫描及成像测井解释等方法,对塔里木盆地库车坳陷克深5气藏的构造裂缝进行了定量表征,在此基础上分析了构造裂缝的成因与有效性,并基于构造应力场数值模拟法对构造裂缝的空间分布规律进行了预测。结果表明:克深5气藏的构造裂缝以高角度和直立裂缝为主,岩芯裂缝开度为0~0.4 mm,多被方解石充填,微观裂缝包括矿物颗粒的穿粒缝和破裂纹,开度为20~30 μm;单井纵向上具有构造裂缝密集发育段和不发育段相间分布的特征;克深5气藏主要发育白垩纪、古近纪和新近纪—第四纪3期构造裂缝,其中第3期构造裂缝是克深5区块工业规模气藏形成的关键因素之一;古构造应力场决定了构造裂缝的组系特征和数量,沿边界断层的左旋剪切应力造成了构造应力方位和构造裂缝走向由背斜西南部的近EW向过渡为东北部的近SN向;现今构造应力场不产生新的构造裂缝,但会降低先存裂缝的有效性;背斜高部位的构造裂缝线密度较低,但开度、孔隙度和渗透率等较高,单井平均天然气产能相应也较高,纵向上随深度增加,构造裂缝线密度增大而有效开度减小;不整合面对构造裂缝有效性的控制作用主要局限在距不整合面约为70 m的范围内。     

安边地区长7储层裂缝特征及分布预测

安边地区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡北段,其主要目的层为上三叠统延长组长7段油层组,属于低孔特低渗储层。根据研究区露头、钻井岩心及岩石薄片等资料,对安边地区构造裂缝进行定性描述和定量统计。安边地区长7储层主要发育NE-NEE与NWW-NW向的高角度裂缝,以剪性裂缝为主,大部分未充填且为有效缝。依据长7构造裂缝特征值,采用三维有限元裂缝数值模拟技术,完成安边地区主要储层裂缝定量预测和评价分析,预测目的层裂缝相对发育区、次发育区和不发育区及张剪裂缝走向。     

大牛地气田马五_(1-2)致密碳酸盐岩储层平缓构造带裂缝预测

大牛地气田处于鄂尔多斯盆地平缓构造带.为了有效预测大牛地气田马五1-2储层致密碳酸盐岩储层裂缝发育规律,根据岩心观察、薄片裂缝特征鉴定,确定裂缝主要为压剪应力环境下形成的构造剪切缝和扩张破裂缝,有效性较高.结合岩石声发射实验曲线和碳氧同位素分析结果,马五1-2储层裂缝形成期为3期,应力环境在61.37~120.75MPa之间.参照岩石力学测试结果和岩石应力应变关系,选用非线性弹塑性力学模型对大牛地气田马五1-2储层顶部构造进行应力模拟裂缝预测.结果表明:应力模拟结果与声发射反映的应力环境相同,高值应力区(大于70MPa)主要集中在大牛地气田鼻隆构造带和变形较强的交汇区,这些地区岩心裂缝密度较大,应力与产能相关因数达到0.8以上,高值应力对产能控制作用明显.确定构造应力大于80MPa为裂缝发育区,60~80MPa为裂缝较发育区,低于60MPa为裂缝不发育区.应力模拟裂缝预测模型可靠,预测结果可为大牛地气田马五1-2储层的后续开发评价和其他构造平缓带碳酸盐岩储层裂缝预测提供依据.     

储层裂缝多参数定量预测及在闵桥油田的应用

运用岩芯观察统计及地应力场有限元数值模拟方法,基于应变能、表面能理论,采用格里菲斯岩石破裂准则,建立古、今裂缝参数计算模型,预测了闵桥油田阜二段低渗透砂岩储层裂缝密度、开度、孔隙度、渗透率等参数.研究发现,闵桥油田阜二段构造裂缝在阜宁晚期古地应力场中产生,在断裂带附近最为发育,走向以北东东向与北西西向为主.现今地应力对裂缝具有改造作用,裂缝参数高值区主要位于构造高部位,工区南部闵35断块裂缝最为发育,裂缝线密度约为1.5条/m,开度约为0.84 mm,孔隙度约为0.26%,东西向渗透率约为94.00 mD.受裂缝自身发育方向影响,裂缝南北向渗透率最小,低于5.00 mD.     

构造成岩作用对裂缝有效性的影响——以库车前陆盆地白垩系致密砂岩储层为例

构造成岩作用是控制天然裂缝形成、分布及其有效性演化规律的主要因素,对预测有效裂缝分布规律具有重要意义.为了阐明构造成岩作用对有效裂缝的控制作用,根据野外露头、岩心以及薄片等资料,对库车前陆盆地白垩系致密砂岩储层裂缝的成因类型、有效性及其分布规律进行了分析,结合研究区构造演化和成岩作用分析,讨论了构造成岩作用对裂缝发育程度和有效性的影响.认为研究区发育有构造裂缝和成岩裂缝,以构造裂缝为主,裂缝发育程度主要受沉积微相、构造变形强度和成岩相控制.结果表明:研究区从北部的克拉苏构造带向南至前缘隆起带,裂缝的发育程度逐渐降低,但有效性却逐渐变好,说明裂缝发育程度和其有效性是受不同因素控制的,构造变形时间、后期构造抬升剥蚀作用、现今应力场方向、胶结作用以及溶蚀作用等是影响裂缝有效性的主要因素.     

构造裂缝定量预测方法——以济阳坳陷桩海地区太古宇为例

裂缝性油气藏储层较为复杂,其主要储集空间是多期构造运动产生的大量构造裂缝,制约着油气勘探与开发。利用构造应力场结合有限元数值模拟技术,以济阳坳陷桩海地区太古宇为例,建立了埕岛—桩西地区地质模型,模拟计算后得出了济阳坳陷埕岛-桩西地区构造应力云图,对研究区裂缝发育态势进行了模拟分析。经钻井资料、岩心描述等验证后证明,该方法可以较好地预测裂缝发育情况。研究区裂缝带在断层及其周围发育良好,表明这些地区应力较为集中,显示裂缝发育与断层附近应力大小具有较好的对应关系。     

川东北马路背须四段储层裂缝预测

根据马路背须四段现今构造特征,建立起该地区的地质模型,利用数值分析技术,模拟计算马路背须四段气藏岩体的古构造应力场和破裂接近程度系数（η）,结合岩石力学与构造地质学理论、野外裂缝观测结果以及实际生产资料,对马路背须四段裂缝发育程度、裂缝类型及产状进行综合预测,确立马路背翼部高陡带、背斜长轴及断裂带为裂缝的分布发育带,为下一步勘探部署提供依据.     

渤海A油田潜山裂缝发育特征及预测

渤海A油田位于渤海湾盆地渤南低凸起潜山带中部，为古潜山裂缝油田，裂缝的发育特征及预测对油田开发意义重大。综合利用岩心、镜下薄片、倾角测井资料和地震资料，分析了A油田潜山裂缝发育特征。分析表明其储层主要为碳酸盐岩沉积，裂缝明显存在多期作用，裂缝基本上沿北东和北西两个方向展布，这与渤海湾盆地应力场变化相吻合；裂缝多为高角度裂缝，裂缝角度多在45°以上(寒武系凤山组裂缝甚至超过了80°);应用地震资料，以地震属性和反演方法相结合，对A油田下古生界裂缝发育带进行半定量化预测。A油田下古生界上油层组裂缝较为发育，平面上主要发育在油田中南部，下油层组裂缝发育较弱，这为油田后期综合调整指明了方向，也为同类油田的裂缝预测提供思路。     

埕北-30潜山太古界裂缝性油藏裂缝分布预测

针对埕北30潜山太古界裂缝性油藏，以岩芯分析、岩石力学实验、构造及应力场演化史等资料为基础，建立了地质模型及力学模型，模拟计算了应力场数值，得到了构造应力场的应力及其方向的分布；并根据岩石破裂准则。计算了岩石破裂率的分布．从而，研究预测了埕北-30潜山太古界裂缝性油藏构造裂缝的发育分布及裂缝走向．对定量描述成果与实际资料进行了对比检验，结果表明该成果具有一定的可靠性．     

煤层气成藏的构造应力场研究

构造应力场是控制煤层气成藏极为重要的因素，深入探讨不同性质构造应力场对煤储层的改造及控制机理，将会为煤层气勘探前景评价提供重要的理论基础．本文在区域构造应力场研究的基础上，分别探讨了不同性质构造应力场的作用特征及其对构造发育、构造展布、构造组合及构造变形的控制作用；分析了不同性质构造及其组合、应力-应变环境对煤储层的改造作用，探讨了不同变形机制和不同结构构造煤在不同构造应力场中的发育及展布规律．研究表明，挤压应力场作用下，在强变形带的中心及其附近，可以形成糜棱煤类构造煤，但糜棱煤分布较为局限；在较大范围内形成脆性变形系列的构造煤，是煤层气勘采的有利区带；拉张构造应力场中，大部分区域内有利于煤层裂隙的形成和渗透率的提高，但易造成煤层气的散失，含气量降低，应重视有利的储气构造的研究．剪切构造应力场中，以平移断层为界，煤层的赋存状态、煤体结构和煤储层物性都会存在一定的差异，应对不同的构造单元分别研究其煤储层特征．     

HCL地区碳酸盐岩地层现今构造应力场研究

研究区域构造应力场的宏观分布特征,及其与油气运聚、裂缝发育程度和地层压力的关系,在油气勘探领域有着不可或缺的意义。本文通过有限元法数值模拟HCL地区的三维现今构造应力场,并与相干体数据、异常地层压力对比分析,认为构造应力是该区异常地层压力的主要因素之一。     

An Estimation Method of Stress in Soft Rock Based on In-situ Measured Stress in Hard Rock

The law of variation of deep rock stress in gravitational and tectonic stress fields is analyzed based on the Hoek-Brown strength criterion. In the gravitational stress field, the rocks in the shallow area are in an elastic state and the deep, relatively soft rock may be in a plastic state. However, in the tectonic stress field, the relatively soft rock in the shallow area is in a plastic state and the deep rock in an elastic state. A method is proposed to estimate stress values in coal and soft rock based on in-situ measurements of hard rock. Our estimation method relates to the type of stress field and stress state. The equations of rock stress in various stress states are presented for the elastic, plastic and critical states. The critical state is a special stress state, which indicates the conversion of the elastic to the plastic state in the gravitational stress field and the conversion of the plastic to the elastic state in the tectonic stress field. Two cases studies show that the estimation method is feasible.     

库区构造应力场对水库诱发地震的影响

以丹江口水库为对象,根据库区地震地质构造建立库区的有限元模型,反演库区蓄水前的构造应力场和地应力场,并分析其分布特点以及库区塑性应变特点,探讨构造应力场对水库诱发地震的影响,研究成果为水库诱发地震机理研究提供参考,并为丹江口水库续建工程诱发地震的预测与安全评价提供依据.     

库区构造应力场对水库诱发地震的影响

以丹江口水库为对象，根据库区地震地质构造建立库区的有限元模型，反演库区蓄水前的构造应力场和地应力场，并分析其分布特点以及库区塑性应变特点，探讨构造应力场对水库诱发地震的影响，研究成果为水库诱发地震机理研究提供参考，并为丹江口水库续建工程诱发地震的预测与安全评价提供依据．     

高温岩体热流固耦合损伤模型及数值模拟

高温岩体地热开发过程中存在渗流场、应力场、温度场3场耦合效应。针对目前考虑损伤作用和热对流影响的3场耦合模型、关于热储层特别是人工储留层周围高温岩体的热破裂、温度场的变化和热对流交换规律的研究以及原位试验方面的资料较少的现实,建立了高温岩体热流固耦合损伤模型,并将上述模型用于高温岩体地热开发中。通过数值模拟,揭示高温岩体地热开发过程中高温岩体的热破裂机理、温度场、渗流场的变化规律以及人工储留层中热流体的对流规律,所得研究成果对高温岩体地热开发具有理论意义和实用价值。     

清水压裂多场耦合下裂缝扩展规律数值模拟分析

利用室内实验测试研究层段页岩储层的物性参数、岩石力学参数和天然裂缝分布特征参数,建立了清水压裂过程中缺陷性岩体应力场—损伤场—渗流场耦合本构模型和破坏准则。通过Comsol软件进行有限元数值模拟,分析地层分别在拉伸和压剪应力下裂缝的扩展规律,天然裂缝系统开启时,页岩储层水力压裂可以形成人工裂缝网络。当水力裂缝扩展至天然裂缝时,裂缝的宽度有明显的增加,且水力裂缝方向发生改变,沿天然裂缝两翼的其中一翼扩展,另外的一翼并没有扩展。天然裂缝间存在着明显的互相干扰。多裂缝产生的过程是从多个小裂缝向少数大裂缝发展的过程,最终的裂缝条数取决于裂缝之间的连接性;地应力、天然裂缝、射孔井段、射孔方式、地层倾角、施工排量与液体黏度等,是影响多裂缝形成的主要因素。     

潜在蠕动山体对拟建乌江大桥的影响

通过勘察拟建乌江大桥桥址区的地层产状、岩性、构造节理,对桥位中心附近的一个巨大的潜在蠕动山体进行了稳定性分析,认为该山体整体稳定,但地下水浸润后形成的润滑带,新构造运动导致的地壳强烈抬升以及贯通裂隙的切割都会使潜在蠕动山体失稳,从而改变桥墩的分布压力,并造成山体局部崩塌、落石,对拟建大桥桥位构成一定的潜在危害。