鄂尔多斯盆地塔巴庙地区上古生界储层裂缝特征及分布评价

根据塔巴庙地区上古生界地层完钻井的岩心、薄片裂缝观测、测井裂缝解释成果的分析,结合盆地区域构造应力历史、裂缝充填物的稳定同位素特征,对研究区裂缝的成因类型进行确定,分析认为研究上古生界地层中的裂缝为典型的区域性裂缝,具有如下特征:1)岩心上表现为张性的高角度或垂直裂缝,成组出现;2)无论砂岩、泥岩均发育该类裂缝,砂岩比其他岩类相对发育;3)裂缝形成期次与最大燕山期构造活动期一致;4)裂缝产状稳定,走向与燕山期构造主应力方向基本相同;5)裂缝分布不受局部变形所制约。在总结了控制裂缝发育的地质因素后,利用有限元法古构造应力场模拟技术,结合地层特征,对研究区主要层位的区域性裂缝的分布特征进行评价。     

塔里木盆地巴楚凸起H气田奥陶系裂缝 主控因素及演化序列研究

塔里木盆地巴楚凸起H气田奥陶系储层是低孔低渗裂缝型碳酸盐岩储层,裂缝系统作为储层渗流通道,其空间分布和主要控制因素复杂,具有多期次叠加和演化的特征。文章采用岩心描述、镜下观察、成像解释等手段分析H气田奥陶系碳酸盐岩裂缝发育特征,明确裂缝主要控制因素,建立了裂缝演化序列。结果表明:巴楚凸起H气田奥陶系以剪切缝为主,张性缝次之,张剪缝最少,裂缝发育的主要控制因素为断层、褶皱及岩性等,与断层相关的裂缝主要发育在距断层460 m的范围内;地层变形程度越强,裂缝越发育;裂缝发育程度还受岩性的控制,灰岩的粒径或晶粒越大,构造裂缝越发育。根据已有碳氧同位素测试研究成果,并结合岩心观察发现:H气田奥陶系构造裂缝至少经历了三期演化活动,分别为加里东运动中期少量低角度北东东向和北北西向剪切缝发育期,海西运动晚期中-高角度北西西向张性缝和北东东向、北西向张剪缝以及南北向、北东向中-高角度剪切缝发育期,喜马拉雅运动早期大量高角度北东东向、北北东向剪切缝发育期,主要造缝期为喜马拉雅运动早期。      

钻孔雷达探测地下裂缝

钻孔雷达是地质雷达的一种特殊模式,与通常的地质雷达比起来,有几个显著的特点。比如,利用钻孔接近地下的某个区域,天线可以相对接近所要测量的地质异常体或目标,从而导致在较深的范围对目标的精确测量。实验场地位于北京西部的一个石灰岩的小山上。该处有一组钻孔,并被大量的裂缝所切割。在这些钻孔中,进行了单孔反射测量和跨孔测量。测量的数据经过处理和解释表明,在该场地雷达的径向探测范围可达30 m,地下裂缝的分布可以形成清晰的图像。可以看到很多裂缝,它们距钻孔的距离及倾角都可以确定下来。在有些情况下,确定裂缝分布的方位是可能的。     

吉林大安油田储层裂缝的综合评价

本文在岩芯描述和三维有限元数值模拟的基础上,对大安油田裂缝的分布特征,发育规律,分组裂缝所起作用及其对开发的影响等方面进行了综合评价。大安油田储层中发育了受沉积微相和构造控制的四组裂缝。     

塔里木盆地玉北地区奥陶系储层构造裂缝定量预测

在应用有限元法对塔里木盆地玉北地区不同裂缝发育期古构造应力场进行数值模拟的基础上,根据岩石破裂准则及应变能守恒,构建裂缝参数与构造应力间定量模型,开展储层裂缝定量预测。研究结果表明:玉北地区奥陶系储层内部裂缝以构造缝为主,其发育受构造位置控制作用明显,主要在加里东晚期—海西早期及海西晚期发育,加里东晚期—海西早期裂缝密度主要介于0.04~0.2条/m之间,海西晚期裂缝密度主要介于0.2~2.0条/m之间,且海西晚期构造运动对早期裂缝改造作用明显,受海西晚期构造运动改造,早期裂缝开启性明显提高,裂缝开度平均提高78.6%;加里东晚期—海西早期及海西晚期两期裂缝继承性发育区,裂缝发育程度及开启性高,更有利于油气运移与聚集,为油气富集有利区。      

辽河张强凹陷科尔康油田储层裂隙预测研究

本文在岩芯裂隙观察和油田应力场模拟的基础上,利用F指标法对张强凹陷科尔康油田主要储层裂隙的发育程度和发育规律做了预测研究,评价了该油田各区块裂隙的发育情况,指出了有利于油气富集部位。      

逆断层控制构造裂缝发育的力学机制模拟

在探讨逆断层对构造裂缝控制作用的基础上, 应用Comsol有限元软件, 模拟不同水平作用力、不同岩性、不同断层倾角和距断层面远近等因素影响下断层及其周边区域的应力、应变情况, 并分析了不同控制因素下构造裂缝发育的规律。模拟结果表明, 构造裂缝的发育程度随施加的水平应力作用增大而线性增大; 岩石破裂前产生的应变量可用来描述岩石的脆性, 抗压强度对岩石破裂起主导作用, 而岩石的抗剪强度与岩石破裂发育有一定的相关性; 逆断层倾角存在一个临界角度, 使构造裂缝发育最为强烈; 逆断层控制裂缝发育, 距离断裂面越远裂缝发育程度越低, 并存在一个发育程度骤减的范围, 称为"断裂控制带", 该断裂控制带的形成和分布应该与断裂的性质、规模、断距及岩石力学参数等有关。      

轮南地区奥陶系天然裂缝形成的控制因素与发育机理

地下天然裂缝是导致地质灾害的主要原因之一，轮南奥陶系埋深在5000m以下，岩体的天然裂缝不能直接观察，且其天然裂缝发育受多种因素控制，在地质演化过程中经多斯发育而成，发育机理非常典型、复杂。通过观察、描述岩芯的裂缝发育特征，分析深度、温度、围压、剥蚀、裂缝充填等因素对地下岩体力学性质的影响，确定了裂缝发育的控制因素。进而预测了裂缝发育概率分布和发育特点，分析了轮南地区奥陶系天然裂缝的发育机理。     

岩心中的天然缝与诱导缝的识别与分析——以鄂尔多斯盆地延长组岩心裂缝为例

由于取心成本昂贵, 从岩心中获得天然缝、诱导缝和其他构造特征的准确信息显得尤为重要。岩心裂缝识别中的一项重要任务是判识天然缝和诱导缝。文中综合论述了天然缝和诱导缝的物理特征, 重点分析了天然缝形态及发育过程和诱导缝的多种成因模式, 并以鄂尔多斯盆地延长组岩心中裂缝为例进行分析。文中引用了国外对裂缝研究常用的专业术语, 指出裂缝面形态结构是追踪模式Ⅰ裂缝(节理)从扩展初始点到终止处的运动学的关键, 这在岩心裂缝和露头裂缝分析中是非常有用的。     

Estimation of 2-D and 3-D Fracture Densities from 1-D Data - Experimental and Field Results

2-D and 3-D densities of fractures are commonly used in mining safety design, natural gas and oil production in fractured reservoirs, and the characterization of subsurface flow and transportation systems in fractured rocks. However, many field data sets are collected in 1-D frequency (f) (e.g., scanlines and borehole data). We have developed an ARC/ INFO-based technology to calculate fracture frequency and densities for a given fracture network. A series of numerical simulations are performed in order to determine the optimal orientation of a scanline, along which the maximum fracture frequency of a fracture network can be obtained. We calculated the frequency (f) and densities (both D1 and D2) of 36 natural fracture trace maps, and investigated the statistical relationship between fracture frequency and fracture density D1, i.e. D1=1.340f+ 0.034. We derived analytical solutions for converting dimensional density (D1) to non-dimensional densities (D2 and D3) assuming that fracture length distribution f     

新疆柯坪-巴楚地区碳酸盐岩构造裂缝发育的控制因素及油气勘探意义

构造裂缝发育程度是碳酸盐岩地区构造裂缝定量研究的重要方面,对碳酸盐岩裂缝油气藏的储层预测具有重要意义。论文基于野外地质实际考察,研究岩性、地层厚度、构造性质等因素对构造裂缝的影响,建立比较系统的构造裂缝发育分布规律,建立构造裂缝发育的地质模型。白云岩的裂缝密度明显大于灰岩类的裂缝密度。地层越厚裂缝密度越小,但裂缝规模较大。走滑断裂控制的构造裂缝的裂缝密度与距断裂的距离呈指数关系且存在"断裂控制的裂缝带","断裂控制裂缝带"与断裂的性质、规模和断距等因素密切相关。提出不同性质断裂"断裂控制裂缝带"宽度与断层破碎带宽度的比值K,这个比值的发现对断裂控制的裂缝油气勘探开发具有重要的应用价值。     

龟裂系数法在安达地区火山岩储层裂缝研究中的应用

根据安达地区火山岩储层的实际情况,利用钻井、测井等资料综合分析预测火山岩储层的裂缝发育情况,运用纵波波速的比值——"龟裂系数"方法对该区裂缝发育频率进行了分析、计算,从而总结了安达地区火山岩储层裂缝的平面展布特征。结论表明,安达地区火山岩储层的裂缝较为发育,裂缝参数特征必然影响该区天然气的勘探和生产。     

准噶尔盆地西北缘二叠系火山岩储层裂缝发育特征及分布预测——以金龙2井区佳木河组为例

准噶尔盆地西北缘金龙2井区二叠系佳木河组裂缝是该区火山岩储层油气主要的渗流通道。综合岩心、岩石薄片及成像测井等资料,识别出该区主要发育的裂缝类型为半充填或未充填高角度缝,其次为半充填低角度斜交缝与网状缝。成像测井解释裂缝方位近东西向,与岩心古地磁解释现今地应力最大主应力方向近似平行,有效性开启较好。火山岩储层裂缝发育主要受构造与岩性两种因素影响。距离断层越近,由于构造曲率增大,裂缝越发育,裂缝多沿断裂呈条带状分布。不同的火山岩类型,裂缝发育程度也不同。通过成像测井资料分析,认为研究区中-酸性火山熔岩及火山碎屑熔岩裂缝较发育,并进一步定量计算出单井裂缝密度、裂缝倾角、裂缝孔隙度等,确定单井裂缝发育特征。结合叠前地震预测方法,即叠前方位各向异性法(AVAZ),优选衰减起始频率属性,预测了佳木河组火山岩储层裂缝分布特征。     

评价页岩压裂形成缝网能力的新方法

页岩储层的“体积压裂”,使美国页岩气产业取得巨大成功,有效评价压裂裂缝网络形成的难易程度,是压裂开采的首要目标,目前国内外尚未发现有效的评价方法,为此开发了一种新的测试方法。针对10种岩芯,测试岩石力学参数,并对比分析常用的3种页岩脆性评价方法。采用压后裂隙结构面迹长分布的分维值和面密度对裂缝进行定量表征,并对压后崩落碎块进行对比分析。通过实验认为,杨氏模量和泊松比判别法与塑性系数判别法用于评价岩石脆性,精确度更高;脆性岩石通常表现为高杨氏模量或（和）低泊松比的特征,与单轴抗压强度、抗张强度和压入硬度没有对应关系;压裂裂缝的分布具有统计意义上的分形特征,分维可用于定量评价压后裂缝网络复杂度;硬度越高,压后裂缝密度越小;脆性越强,压后裂缝密度越大。新方法是岩石脆性、硬度和天然裂缝系统（和沉积层理）特征的综合体现,用于评价页岩压后形成缝网的能力,不仅直观可靠,而且简单有效,有利于现场推广应用,对于今后页岩气或致密砂岩气开发的理论研究和现场应用具有一定的指导意义。     

Analysis of a deformable fracture in permeable material

The response of deformable fractures to changes in fluid pressure controls phenomena ranging from the flow of fluids near wells to the propagation of hydraulic fractures. We developed an analysis designed to simulate fluid flows in the vicinity of asperity‐supported fractures at rest, or fully open fractures that might be propagating. Transitions between at‐rest and propagating fractures can also be simulated. This is accomplished by defining contact aperture as the aperture when asperities on a closing fracture first make contact. Locations on a fracture where the aperture is less than the contact aperture are loaded by both fluid pressure and effective stress, whereas locations where the aperture exceeds the contact aperture are loaded only by fluid pressure. Fluid pressure and effective stress on the fracture are determined as functions of time by solving equations of continuity in the fracture and matrix, and by matching the global displacements of the fracture walls to the local deformation of asperities. The resulting analysis is implemented in a numerical code that can simulate well tests or hydraulic fracturing operations. Aperture changes during hydraulic well tests can be measured in the field, and the results predicted using this analysis are similar to field observations. The hydraulic fracturing process can be simulated from the inflation of a pre‐existing crack, to the propagation of a fracture, and the closure of the fracture to rest on asperities or proppant. Two‐dimensional, multi‐phase fluid flow in the matrix is included to provide details that are obscured by simplifications of the leakoff process (Carter‐type assumptions) used in many hydraulic fracture models. Execution times are relatively short, so it is practical to implement this code with parameter estimation algorithms to facilitate interpretation of field data. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

伊宁吐拉苏火山盆地金矿成矿构造系统与远景评估

吐拉苏火山盆地金矿成矿构造系统由2种类型的成矿构造组成，一种是火山机构中的高角度塌陷式断裂；另一种是爆发．沉积相中的低角度水压式断裂．阿希金矿受控于弧形塌陷式断裂，其北东段坍塌强度大于南东段，最大张裂空间控制的矿体群向NE侧伏．阿希火山机构东侧的阿恰勒河组下可能隐伏着与西侧对应的高角度弧形塌陷式成矿断裂．爆发．沉积相中硅化岩型金矿受控于水压式断裂，不透水凝灰岩层圈闭富水粗火山碎屑岩层，组成压力仓构造并发生水力压裂作用．由水力压裂作用形成的层控水压式成矿断裂出现的几率，远大于后期由非成矿断裂切割抬升它们出现的几率．构造解析表明吐拉苏火山盆地2类成矿构造控制的金矿具有巨大的地质找矿潜力．     

徐家围子断陷火山岩储层裂缝发育特征及主控因素

徐家围子断陷火山岩储集物性明显受裂缝发育程度的影响。根据相似露头区野外调查、岩心观测以及铸体薄片和成像测井分析等资料,并结合应力场数值模拟技术,对该区火山岩储层裂缝的类型、走向、倾角、长度、密度、充填性以及影响裂缝发育程度的主控因素进行了分析。结果表明,研究区火山岩裂缝主要以构造剪切裂缝为主,其次为成岩裂缝;主要发育近东西向、近南北向、近北东向和近北西向4组裂缝;裂缝多为有效裂缝,很少被充填;以高角度和斜交裂缝为主,长度和密度变化较大。影响该火山岩储层裂缝发育程度的主控因素包括古构造应力、岩性、火山机构和断层等,其中古构造应力的高值区与裂缝较发育部位具有良好的匹配关系;在多种火山岩中,粗面岩、集块岩和流纹岩裂缝较发育;裂缝多发育在火山口和近火山口相组;在应力扰动作用明显的断层上盘裂缝较发育,且随着与断层距离的增大,裂缝发育程度不断降低。     

金湖凹陷天96断块阜二段储层裂缝多参数定量预测

基于应变能、表面能理论, 采用格里菲斯岩石破裂准则, 建立了金湖凹陷天96断块造缝期古地应力、现今地应力与裂缝参数之间的关系; 基于构造分析确定了造缝时期古地应力的类型和方向, 用声速法和水力压裂法确定了现今地应力的方向和大小, 将古今地应力场的数值模拟结果导入裂缝参数计算模型中, 模拟计算了天96断块阜二段裂缝的密度、开度、孔渗参数, 并结合古地应力场分析以及岩心裂缝统计数据对裂缝预测结果进行验证; 最后, 综合分析了影响天96断块裂缝发育的因素。      

致密砂岩多期裂缝形成机制及定量表征研究进展

致密砂岩油气是重要的非常规资源,裂缝作为主要渗流通道,其本身分布规律的复杂性以及多期发育和多期充填的特征,直接影响着裂缝预测的精度,目前尚缺乏一套全面解决构造裂缝定量预测的系统方法。因此,需要深入探讨多期裂缝的识别、充填过程和形成—叠加演化机制,建立合理的裂缝表征模型,以定量预测裂缝参数分布范围。在大量文献调研的基础上,本文认为致密储层裂缝研究主要涉及三个关键方向:通过野外露头和岩心观察,分析裂缝发育特征,结合构造演化和流体包裹体分析,确定裂缝发育期次;通过热液充填模拟实验和岩石力学实验,揭示裂缝充填机制,及其在多期应力作用下裂缝的萌生、扩展和叠加过程;采用实验统计方法,基于能量守恒定理和最大应变能密度理论,建立考虑裂缝差异充填的各向异性强度破裂准则,建立裂缝参数的定量表征模型。最终,本文形成和完善了致密砂岩多期裂缝演化及量化表征的理论体系,为此类油气田的勘探开发提供重要科学依据。