脆性低渗透砂岩破裂准则研究

在裂缝的定量研究中,通常需要选用一定的破裂准则来确定岩石在应力作用下裂缝形成时间以及裂缝的方向。构造裂缝往往不是以单一的形态出现,有张裂缝,也有共轭剪裂缝,甚至还有介于二者之间的张剪缝,因此,实际研究中要综合运用张裂缝准则和剪裂缝准则。在莫尔-库仑与格里菲思破裂准则的基础上,结合岩石力学实验,建立了适于低渗透砂岩储集层的岩石破裂判断准则,张裂缝准则选用格林菲斯准则,剪裂缝准则选用莫尔-库仑准则。     

塔里木盆地顺南地区走滑断裂派生裂缝发育规律及预测

走滑断裂活动过程中派生发育的裂缝作为一种重要的碳酸盐岩储层类型正受到越来越多的重视,但其作用机理及规模尚不明确,为探索走滑断控裂缝体系发育的规模,综合应用岩心、成像测井资料及数值模拟的手段开展定量评价。在对顺南地区构造裂缝进行识别与描述的基础上,总结了走滑断控裂缝的发育特征,明确了其主控因素,并通过构建地质模型,开展基于有限元法的走滑断裂派生局部应力场及变形过程模拟,以应力-应变为纽带探讨走滑断裂派生裂缝发育的影响因素及范围,进一步预测了顺南三维区的裂缝发育规律。研究结果表明：顺南地区主要发育受主干走滑断裂控制的构造裂缝,裂缝走向与断裂走向基本一致,以高角度-近垂直缝为主,裂缝发育与断裂分段性及岩性关系密切;走滑断裂派生裂缝发育范围为断裂带核部宽度的1.25~6.5倍,且断裂拉分段裂缝发育强度与范围均明显大于平移段;沿岩性界面,走滑断裂控制裂缝发育范围明显变大;岩石能干性越高,更易于产生裂缝,派生裂缝发育范围更大;顺南三维区加里东晚期—海西早期裂缝整体沿北东向断裂展布,鹰山组较一间房组裂缝发育程度高。     

牛驼镇凸起发育过程

针对牛驼镇凸起抬升时间和内幕结构研究不足的问题,运用地球物理方法和平衡剖面技术,研究牛驼镇凸起发育过程.结果表明:牛东断层与派生断层组成"Y"型,牛东断层下盘发育阶梯状逆冲断层.研究区构造演化经历3个阶段:J-K为凸起发育前潜山内幕形成期,其中J2末-J3为逆冲褶皱发育期;E1k-E3d为凸起形成期,其中E2s3-E3d为廊固—牛驼镇断块翘倾发育期;N-Q为凸起埋藏期.中生代主要受区域挤压和走滑运动的影响;新生代伸展构造、走滑运动及基底沉降控制牛驼镇凸起的演化,并与断层的产状相关.根据地震剖面、构造演化剖面特征得出内幕存在逆断层,E2s3凸起发育明显.通过分析构造演化对烃源岩、储集层、盖层、运移通道和圈闭的影响,预测牛驼镇凸起存在潜山内幕油气藏.     

迪那气田现今地应力研究

在关键井点测井资料研究基础上,结合岩石力学实验,用有限单元方法对迪那气田古近系储集层现今地应力分布做出预测。研究结果表明：迪那气田古近系现今应力场主应力均表现为压应力,最大水平主应力方向为北北东10°,水平主应力值约为109.56MPa和106MPa,垂向主应力值为115MPa.     

纯41断块沙四段现今地应力场有限元模拟

梁家楼油田纯41断块位于东营凹陷的西南部，主要油气产层是沙四段。现今地应力对油田开发有重要影响。用岩心声速法和井斜统计法确定关键井的水平主应力方向，用声发射法测量关键井的水平最大主应力，用水力压裂法计算关键井的水平最小主应力。以关键井的地应力测量、计算结果为约束条件，采用弹性平面有限元法模拟该断块沙四段现今地应力场，结果是：水平最大主应力值为52—74MPa，断块内部为近东西向，断层带主要为北西向；水平最小主应力值为41—52MPa，断块内部为近南北向，断层带主要为北东向。图5表3参10     

地应力与构造裂缝参数间的定量关系

根据裂缝形成的微观原理,选用库伦-莫尔准则及格里菲斯准则作为岩石剪性及张性破裂判断依据,以岩石力学和断裂力学中应变能及表面能理论为基础,借助于表征单元体及裂缝平板渗流模型分别研究了三向挤压应力状态及有张应力存在情况下地应力与构造裂缝参数之间的定量关系并给出计算模型。使用该模型能够计算裂缝密度、开度、孔隙度、渗透率等参数,在渗透率的计算中体现了矢量参数的方向性差异。地应力与构造裂缝参数计算模型适用于砂岩、碳酸盐岩、火成岩等多种脆弹性岩层,与地应力场数值模拟相结合能够有效地进行储层裂缝的定量表征及裂缝参数的定量预测。     

裂缝性储层渗透率张量定量预测方法

针对裂缝渗透率张量难以准确定量预测的问题,借助于古今岩石力学层产状的变化,预测裂缝的现今产状;以断裂力学中裂缝表面能以及岩石应变能理论为基础,预测现今裂缝的线密度;通过现今应力场数值模拟,计算三向挤压状态下裂缝的开度,进而确定现今裂缝的平行渗透率。利用裂缝的现今产状将静态坐标系与动态坐标系统一到大地坐标系中,建立了多组裂缝渗透率张量的定量预测模型,给出了渗透率主值、主值方向的计算公式,并且通过调整动态坐标系旋转角预测单元体内不同方向的渗透率。定义了表征渗透率各向异性的3个参数：裂缝渗透率极差比、渗透率突进系数和渗透率变异系数,定量评价裂缝渗透率的非均质性。以铜城断裂带东翼阜宁组二段储层为例,进行了裂缝渗透率张量预测工作。     

砂体内部建筑结构和流动单元模型对比研究——以胜坨油田为例

以胜坨油田二区沙二段3^4小层辫状河沉积砂体为例，建立其流动单元和建筑结构模型。通过2种模型对比研究可知，建筑结构和流动单元具有很好的对应关系，两者均是按照沉积体内部水动力条件变化所划分出来的储集体，具有相似储集条件的流动单元和建筑结构单元具有相同的平面和空间分布范围。将流动单元和建筑结构模型分别与剩余油饱和度模型进行叠合分析可知，储集物性较差的流动单元和建筑结构单元的大部分区域有剩余油分布，储集性能较好的流动单元和建筑结构单元的边缘部位及不同类型流动单元和建筑结构单元的交界部位也有剩余油分布。     

储层应力应变与裂缝体积密度定量关系研究——以史南油田史深100块沙三段中亚段为例

低渗透储层是中国陆相沉积盆地重要的油气储层类型,而裂缝是低渗透砂岩储层油气的有效储集空间和主要渗流通道,影响着低渗透砂岩油气藏的开发方案部署和开发效果.建立应力应变与裂缝体积密度之间的定量关系是实现构造裂缝定量预测的关键.以史南油田史深100块沙三段中亚段储层砂岩样品为例,在物理测试和裂缝参数统计的基础上,根据岩石应变能和裂缝表面能守恒原理建立了理论力学模型,探讨了单轴压缩状态下储层应力与裂缝体积密度之间的定量关系.结果表明:裂缝体积密度和应变能密度呈线性关系,将储层应力值为0.85倍单轴压缩强度时的应变能密度作为产生裂缝所需克服的弹性应变能密度切实可行,只要进行少量的岩石单轴压缩实验就可获得应力应变和裂缝体积密度的定量关系.     

综合方法识别和预测储层裂缝

介绍了储层裂缝识别和预测的内容；评价了岩心观察、镜下统计、测井资料解释、地震资料解释、开发数据分析等裂缝识别方法，以及地质类比、物理模拟、构造应力场模拟、变形模拟、岩层曲率计算、分形分维计算等裂缝预测方法；分析了岩心定向、单一方法的局限性、现今地应力等影响裂缝研究结果的主要因素。强调了综合运用多种方法，可以增加研究结果的可靠性。