塔中地区新近纪构造作用下寒武系应力场模拟与裂缝预测

根据塔中地区地震资料解释的断裂体系、上下寒武统顶底界面构造图和6 口钻井裂缝特征等资料, 在对塔中地区寒武系岩石力学进行测试的基础上, 考虑断裂对裂缝形成的影响, 采用三维有限元法对新近纪构造作用下塔中地区寒武系的构造应力场进行模拟, 并将模拟结果与塔中地区钻井统计的构造裂缝面密度进行匹配, 得到塔里木盆地寒武系的构造裂缝发育分布情况。结果显示: 断裂对裂缝的影响明显, 靠近断层或位于断层交汇处的构造裂缝发育, 裂缝在断层的一盘发育, 在另一盘则相对不发育; 膏岩层对构造应力的传播有一定程度的阻碍作用, 盐上的寒武系上统较盐下的寒武系下统构造裂缝发育, 盐间的中寒武统构造裂缝则相对不发育。     

致密砂岩储层天然裂缝建模方法

针对构造裂缝发育的复杂性及展布的不均一性,以中国东部渤海湾盆地东营凹陷博兴洼陷沙三中亚段致密砂岩储层为例,在裂缝发育地质模式指导下,基于岩石力学测试,采用随机建模与构造应力场数值模拟方法,综合岩相、构造部位和应力对裂缝空间发育进行定量化预测,以离散裂缝网络建模方法建立裂缝模型,并通过生产动态数据验证模型准确性。结果表明:以细砂岩和粉砂岩为主的水道前缘砂坝和朵叶体微相中,颗粒粒度小、孔隙度低、脆性高,裂缝较为发育;在内扇,以中粗砂岩和砂砾岩为主的辫状水道微相中,颗粒粒度大、孔隙度高、脆性低,裂缝不易发育;在断层上盘、高隆起、断层尖端、拐点部位,应力较为集中,裂缝发育;在断层下盘、远离断层、低隆起、地势平坦部位,应力分散,裂缝不易发育。     

库车坳陷东部下—中侏罗统砂岩流体包裹体特征与油气成藏期次研究

库车坳陷东部下—中侏罗统砂岩储层中发育丰富的液烃包裹体.对与液烃包裹体共生的含烃盐水包裹体特征和显微测温数据的系统分析表明,该地区自中新世中—晚期以来油气持续充注,并存在2期主要的充注过程.第一期发生在早成岩阶段晚期,主要为低成熟油气充注,充注时间为12～10 Ma(大致相当于中新世吉迪克期);第二期发生在中成岩阶段早期,充注时间为9～7 Ma(大致相当于中新世康村期),主要为低成熟油气充注,并伴有少量的发浅黄色荧光的成熟油气充注.不同层位包裹体的丰度有明显差别,下侏罗统阿合组(J1a)和阳霞组(J1y)包裹体丰度(GOI)明显比中侏罗统克孜勒努尔组(J2k)和恰克马克组(J2q)高,这可能与砂岩的粒度有关.下侏罗统砂岩粒度较大,发育比较优质的储层,有利于包裹体发育;中侏罗统砂岩粒度较细,储层物性较差,不利于包裹体发育.     

川东北地区岩石声发射实验及历史构造应力研究

在详细讨论声发射法地应力测定的理论前提的基础上,对川东北地区上三叠统-侏罗系致密砂岩进行了地应力测定和模拟地层条件下岩石力学性质的测试,根据地层条件下岩石的泊松比计算了该区历史构造应力,并进行了构造裂缝发育性的探讨.测试及计算结果表明:最大构造应力方向为NE向,值变化在21.4～34.5 MPa之间;地层条件下,沙一段和须六段平行层理样品的平均抗压强度高达546.6 MPa和410.5 MPa.自晚三叠世以来,对川东北地区影响强烈的构造运动可能主要有两期,分别是沙溪庙组沉积前和沉积后.构造应力值与地层条件下岩石的抗压强度相比似乎显得太小,因此储层裂缝的发育程度总体上较低.     

大邑地区须家河组储层裂缝特征及主控因素

川西大邑地区须家河组属于超致密砂岩储层,储层物性较差,裂缝的存在极大地改善了储层的储渗性能。研究区须家河组储层发育构造缝、成岩缝及异常高压缝,部分井中见钻井诱导缝,其中构造缝最为发育,并以低角度缝和高角度缝为主,为研究区主要裂缝。裂缝发育分布受断层控制,裂缝发育带主要沿北东向断裂带呈条带状分布,断层夹持带及构造高陡部位裂缝较为发育。裂缝发育的主控因素包括构造应力、构造部位、岩石类型及岩层厚度等,其中构造部位及岩石类型为控制裂缝发育分布的关键因素。     

川南长宁地区龙马溪组页岩裂缝发育特征

四川盆地南部下志留统龙马溪组黑色页岩广泛发育,通过对川南长宁地区龙马溪组页岩的系统观察、分析,发现该地区龙马溪组裂缝非常发育,并且多为中-高角度缝,裂缝的展布规律在不同的构造部位差别较大,同一地点的不同层段裂缝的发育特征也有所不同。根据川南地区区域构造背景、构造应力场及长宁构造几何学特征初步分析,控制长宁地区裂缝发育的主要因素为多期复合、联合的构造应力场和构造部位,岩石中脆性矿物的含量也是影响因素之一。长宁地区龙马溪组页岩裂缝发育特征的研究对于日后该地区页岩气的勘探开发具有借鉴意义。     

依南地区下侏罗统砂岩储层致密化因素分析

为了明确库车坳陷依南地区下侏罗统致密砂岩储层致密化的控制因素,基于岩心观察、普通薄片和铸体薄片描述对比,剖析研究区东部、中部和西部下侏罗统致密砂岩储层的基本特征差异。在此基础上,通过相关性分析,从沉积条件、岩石学特征及成岩作用等几方面探讨储层致密化的控制因素。结果表明:相比研究区中部和西部地区,东部地区的储层埋藏深度更浅、压实程度较弱、泥质含量较低、长石岩屑砂岩含量更高、高岭石含量较高、伊利石含量相对较低、溶蚀孔隙含量较高、储层非均质性较弱,储层物性总体较好。沉积因素是研究区下侏罗统砂岩储层致密化的先决条件,沉积环境中泥质含量和地层埋藏深度与储层物性呈明显的负相关关系;岩石学特征是导致储层致密化的根本原因,长石含量和岩石粒度大小与储层物性具有正相关关系,黏土矿物(伊利石)、胶结物含量与储层物性呈负相关关系;成岩作用是储层致密化的关键因素,压实作用、黏土矿物、硅质和碳酸盐矿物的胶结作用以及黏土矿物和碳酸盐矿物的交代作用是导致储层物性变差的主要原因,而长石溶蚀作用在一定程度上改善了储层物性。     

碳酸盐岩构造裂缝特征与形成期次分析： 以阿姆河盆地右岸东部为例

碳酸盐岩裂缝对石油和天然气勘探开发具有重要意义,但碳酸盐岩构造裂缝特征描述、形成和影响因素一直是油气储层研究的重点。本文在岩心资料的基础上,综合利用测井解释和分析测试等资料,对阿姆河盆地右岸东部地区侏罗系卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩储层内构造裂缝特征进行研究,划分构造裂缝类型及发育期次,明确影响构造裂缝发育的影响因素,分析多期次裂缝对天然气聚集的影响。结果表明：（1）构造裂缝是阿姆河盆地右岸东部侏罗系卡洛夫-牛津阶储层中发育的主要裂缝类型,按照产状分为水平缝、低角度缝、高角度缝和垂直缝;卡洛夫-牛津阶储层构造裂缝总体上走向以NW-SE向为主,但不同裂缝的走向差异性较大,反映了裂缝具有多期发育的特点,不同类型的构造裂缝在产状、密度和规模存在差异,中下侏罗统的XVa1层中最发育,平均裂缝密度为1.48 条/m;构造裂缝的规模普遍较大,在上侏罗统的XVhp层裂缝宽度和裂缝高度最大,平均裂缝宽度约0.08 mm、平均裂缝高度67.1 cm,构造裂缝的倾角多介于40-70°之间;（2）阿姆河盆地右岸东部侏罗系卡洛夫-牛津阶储层构造裂缝的发育程度存在较大的差异,这是由于裂缝的发育不仅受到岩性的控制,还受到多期构造运动的影响,亮晶砂屑灰岩和生物礁灰岩为构造裂缝发育的优势岩性;新近纪的挤压作用强烈,在侏罗系卡洛夫-牛津阶岩心中形成相互交错的网状裂缝,为裂缝期次划分提供有利证据;（3）阿姆河盆地右岸东部侏罗系卡洛夫-牛津阶中构造裂缝形成于燕山晚期到喜山中期,其中晚期裂缝的形成不仅改善了储层物性,也促进天然气聚集和成藏。     

四川盆地新场气田致密砂岩裂缝预测技术研究

四川盆地新场气田三叠系须家河组砂岩气藏是一个致密砂岩裂缝型气藏。储集层的基质孔隙度很低,平均只有3.8％,基质渗透率低于0.3mD,以裂缝贡献渗透率为主。通过采用新一代三维空间全局寻优离散扫描技术,精确扫描地震轴的产状,分析井上裂缝密度与精细扫描后各种地震几何属性关系,指出利用像素成像属性预测大尺度裂缝、利用曲率属性预测小尺度裂缝是有效的。在裂缝分析基础上找到研究区裂缝发育特点,利用岩性和曲率属性做约束,由井出发预测地震级别的大尺度裂缝和小尺度网状缝的密度。结合构造部位和生产井生产状况,指出在有利储集层圈定前提下,构造高部位的裂缝发育区是有利的勘探开发区。     

岩石结构对碳酸盐岩储层构造缝发育的影响机理

明确裂缝分布的主控因素对于油田井网部署及调整具有重要意义。但粒度和孔隙度对构造缝发育的影响机理的研究中仍旧存在一些问题。随着岩石粒度增大,不同学者对岩石是否更容易发育裂缝存在争议。随着孔隙度增大,岩石强度降低,对于岩石更难以发育裂缝的矛盾现象尚缺少合理的解释。基于实验数据的应力场分析表明岩石是否易于发育裂缝取决于岩石强度和岩石刚度两种因素的相对变化,两种因素符合幂律指数关系"E=a" 〖〖"×R" 〗_"t" 〗^"b" ,b的值决定了岩石是否更容易发育裂缝。随着粒度的增大,岩石弹性模量减小速度比岩石强度的减小速度可能更大（b＞1）,即岩石更难发育裂缝,亦可能更小（b＜1）,即岩石更易发育裂缝。随着孔隙度的增大,岩石弹性模量减小速度大于岩石强度减小速度,岩石更难以发育裂缝（b＞1）。基于本次提出的岩石强度和岩石弹性模量双重因素控缝理论不仅可成功解释成岩作用对裂缝发育的影响,对于进一步深化对裂缝形成机理认识也具有重要指导意义。     

黔北地区牛蹄塘组页岩储层裂缝特征

以黔北地区下寒武统牛蹄塘组页岩储层为研究对象,通过岩心、薄片、场发射扫描电镜和测试分析等手段,对牛蹄塘组页岩储层裂缝发育特征和主控因素进行了分析.结果表明:研究区牛蹄塘组页岩岩心裂缝以构造裂缝为主,包括高角度剪性裂缝、高角度张性裂缝、低角度滑脱缝,岩心裂缝充填程度较高,以方解石充填为主;镜下微观裂缝以非构造缝为主,包括层间缝、粒内缝和粒间缝.微裂缝的发育对页岩气藏丰度、页岩气井单井产能都有积极贡献.同时,对裂缝发育的主控因素研究发现,构造因素是裂缝发育最主要的控制因素.此外,同一构造背景下受不同岩性、岩石力学性质、矿物组成、有机质含量等因素影响,裂缝发育程度和性质也存在差异.其中总有机碳(total organic carbon,TOC)含量与裂缝发育程度并非单一的线性关系,当TOC过高时(6％～8％),裂缝发育程度明显降低;具有高弹性模量、低抗拉强度的碳质页岩,在区域应力作用下更易形成构造裂缝.     

砾岩三维缝网扩展及影响因素分析——以玛湖凹陷南斜坡上乌尔禾组为例

水力压裂技术已成为玛湖致密油田开发的有效手段.然而传统的压裂模拟方法无法得到真实的三维裂缝扩展规律,并且储层的物理特征对裂缝扩展的影响还有待进一步研究.对玛湖目的层上乌尔禾组进行压裂模拟并对裂缝延伸影响因素进行分析.结果表明,乌尔禾组弹性模量值域在18～58.5 GPa,平均为32.4 GPa.泊松比值域在0.21～0.38,平均为0.31.脆性指数在21.0～89.0,平均为44.3,压裂改造可形成多分支裂缝.水平井设计方向为南北向,水平应力差在4.2～9.8 MPa,储层容易压裂改造形成复杂缝网.缝网模拟与微地震监测裂缝吻合度高达92.03％,模拟效果理想.物性特征越好其裂缝延伸拓展范围越广.弹性模量与脆性指数越大,更利于裂缝延伸,裂缝主要向高深区域及强脆性指数区域延伸,泊松比与裂缝广度呈负相关关系.最大水平地应力和最小水平地应力间接影响裂缝拓展延伸,水平应力差越小,裂缝空间展布越大.针对人工缝网的模拟有利于优化玛湖1井区水平井压裂参数及开发参数.     

基于流-固耦合的压裂裂缝形态影响因素分析

压裂裂缝形态易受储层物性、地应力、施工参数及压裂液黏度的影响.基于多孔介质流-固耦合的基本方程,根据损伤力学基本理论,利用cohesive黏结单元模拟压裂过程中裂缝起裂、扩展造成的损伤,以此建立水力压裂垂直裂缝扩展的三维有限元模型.模型可以对垂直缝扩展进行动态模拟,定量描述压裂过程中裂缝长度、高度、宽度.通过模拟发现:①储隔层弹性模量差值较小、施工排量过大、储隔层最小水平主应力差值较小均可能造成泥岩穿层,裂缝长度急剧下降,严重影响压裂效率;②渗透率对裂缝长度的影响最大,高弹性模量、低渗透的储层容易造长缝,但是高弹性模量、高渗透或高滤失的储层裂缝长度较短;③弹性模量对裂缝宽度的影响最大.     

东濮凹陷文南沙三中亚段致密性储层裂缝发育特征及主控因素研究

基于对构造作用的研究,利用测井、地震、岩石物性、沉积相资料分析,揭示文南低品位区块沙三中亚段致密性砂岩储层裂缝发育特征.工区主要发育的裂缝类型有高角度构造裂缝、低角度卸载裂缝两类,裂缝主要走向为北东向,倾角为45°～90°、0～30°,裂缝充填程度低,优势方位的裂缝走向与现今最大水平主应力方向大致一致,裂缝连通性较好.裂缝分布区域与构造作用、构造部位以及岩性有密切关系,断层附近富含砂岩的水下分流河道微相裂缝最为发育.两类裂缝的成因都与工区目的层段下伏盐底辟有关,由于底辟作用造成的地层上隆不仅使上覆地层产生高角度的拉张裂缝,而且导致地层上覆载荷卸载产生低角度的卸载裂缝.综合研究表明,两类裂缝在空间上的搭配组成了良好的裂缝网络系统,对剩余油气的开采具有重要意义.     

鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组裂缝特征及成因

鄂尔多斯盆地姬塬地区上三叠统延长组长8、长6及长4+5油层组属于典型的低孔、低渗型砂岩储层,广泛发育的裂缝系统对储层物性改善和油气运聚成藏具有重要控制作用.综合应用野外剖面和钻井岩心,结合测井及镜下鉴定资料对该地区裂缝发育特征及其成因进行综合研究,结果表明:姬塬地区各油层组发育早期东西向和北西-南东向共轭剪切裂缝为主,...     

基于多孔介质模型的储层裂缝孔隙度计算方法

针对裂缝性储层裂缝孔隙度定量计算的难题,提出了一种基于多孔介质模型的储层裂缝孔隙度计算方法。通过定义孔隙纵横比谱函数表征岩石裂缝分布特征及对岩石宏观岩石物理特征的影响,并代入多孔介质模型中,建立含裂缝条件下多孔介质模型。理论正演表明,孔隙纵横比谱分布特征与岩石体积模量变化一一对应,通过建立岩石模量反演函数,利用现场阵列声波测井资料实现孔隙纵横比谱定量反演,进而计算裂缝孔隙度。应用结果表明,计算的裂缝孔隙度能够较好地反映储层裂缝发育情况,与电成像测井计算结果吻合较好,文中方法所计算的裂缝孔隙度符合实际生产情况,为裂缝孔隙度计算提供一种新的途径,扩展了阵列声波测井应用范围。     

基于古应力场模拟的多期区域构造裂缝分布预测评价技术—以中国泌阳凹陷安棚油田为例*

天然裂缝是地层中常见的地质构造现象,系统研究目标区储集层裂缝的分布及发育规律,这对于提高井区产能和调整开发方案具有重要的理论和实际意义。以安棚油田深层系为例,介绍基于古应力场模拟的多期次区域构造裂缝分布预测技术。根据各类岩心资料对裂缝的组系特征、力学性质进行解释和评价,结合研究区构造演化特征,进行岩石破裂力学机理分析,明确了研究区裂缝成因类型主要为区域构造裂缝,为本次裂缝的分布预测技术奠定了基础。结合野外岩心裂缝特征、裂缝充填物次生方解石稳定同位素测定及储层岩石声发射实验结果,确定储层岩石的破裂期次。参考研究区的地质、构造、沉积相展布资料,以岩石力学和构造力学理论为基础,对研究区建立地质模型、力学模型,并分期次进行古应力场模拟研究。结合摩尔-库伦岩石强度理论,通过裂缝发育指数和岩石受力破裂程度多元拟合对研究区裂缝进行预测及评价。     

页岩压裂剪切裂缝形成条件及其导流能力研究

页岩气藏清水压裂形成的缝网中存在大量非支撑剂充填裂缝,粗糙裂缝面的剪切错位是其主要的导流机理。理论分析了剪切裂缝形成条件及裂缝错位程度,并通过实验研究了缝面错位程度和粗糙度对导流能力的影响。理论分析表明,水力裂缝诱导天然裂缝发生剪切滑移的条件是裂缝内净压力超过地层水平主应力差。高应力差、低杨氏模量和低泊松比地层中的天然裂缝易形成较大的错位程度。在压剪闭合状态下形成最大错位的有利天然裂缝角度是arccotKf/2。实验结果表明,页岩裂缝发生滑移错位,导流能力可提高2个数量级以上;但错位程度的影响存在随机性。粗糙度较大的裂缝更易形成高导流能力,但没有绝对的相关性,粗糙度对剪切裂缝导流能力仅在低闭合应力条件下影响显著。软页岩缝面凸起易破碎,粗糙度相近情况下软页岩错位裂缝的导流能力可比硬页岩的低一个数量级以上。     

三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组裂缝性储层特征与油气产能关系

根据岩心、铸体薄片观察及测井、试井资料等,研究了新疆三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组储层裂缝类型及特征,分析了控制裂缝产生和发育的地质因素,主要为构造应力、岩石类型、岩石厚度及匹配关系.详细分析了不同构造区裂缝的发育程度和裂缝类型,得出本研究区储层为裂缝-孔隙型,裂缝起着渗流通道和储集空间的双重作用.而碳酸盐岩厚度、裂缝类型配置、基质与裂缝的渗透率关系控制了油气产能高低.