鄂尔多斯盆地马岭油田长7致密储层古今构造应力研究

构造应力是油气运移与富集的控制因素之一,古今构造应力状态的研究对油气勘探与开发具有重要意义。利用流体包裹体测温、古地磁裂缝定向、声发射法和微地震监测、岩石压缩试验和水力压裂法分别对鄂尔多斯盆地马岭油田长7致密储层古今构造应力进行研究。结果表明:长7致密储层裂缝发育关键期为燕山运动Ⅳ幕,其水平最大主应力方向为84°,有效应力大小为44 MPa;现今水平最大主应力方向为76°,而现今水平最小主应力有效应力大小为15 MPa。     

鄂尔多斯盆地周边断裂运动学分析与晚中生代构造应力体制转换

基于对鄂尔多斯盆地西南缘构造带、中央断裂、东缘边界带和东北部地区的断裂几何特征、运动学及其活动期次的野外观察和测量,并根据断层面上滑动矢量的叠加关系和区域构造演化历史,确定了鄂尔多斯盆地周边地带晚中生代构造主应力方向、应力体制及其转换序列,提出了4阶段构造演化模式和引张-挤压交替转换过程。早中侏罗世,盆地处于引张应力环境,引张方向为N-S至NNE-SSW向。中侏罗世晚期至晚侏罗世,构造应力场转换为挤压体制,盆地周缘遭受近W-E、NW-SE、NE-SW等多向挤压应力作用。早白垩世,盆地构造应力场转换为引张应力体制,引张应力方向为近W-E、NW-SE和NE-SW向。早白垩世晚期至晚白垩世,盆地应力体制再次发生转换,从前期的引张应力体制转换为NW-SE向挤压应力体制。晚中生代构造应力体制转换和应力场方向变化不仅记录了不同板块之间汇聚产生的远程效应,同时记录了盆地深部构造-热活动事件,并对盆地原型进行了一定的改造。     

鄂尔多斯盆地沿河湾探区低渗储层长61构造裂缝主要形成期应力环境判识

开展储层裂缝预测研究,首先必须认识构造裂缝形成的期次及其古应力状态。通过上三叠统延长组长61储层岩石声发射实验得出的古构造历史有效最大主应力记忆出现率,厘定鄂尔多斯盆地沿河湾探区长61储层构造裂缝形成时最大主应力介于79.12~89.99 MPa之间。通过岩石古应力分期、裂缝充填物包裹体测温和期次测定,结合区域构造应力场演化分析,确定延长组储层构造裂缝主要形成期为燕山期。通过露头区地层和覆盖区定向岩心共轭裂缝或节理应变测量,恢复了沿河湾地区燕山期构造运动三轴应力状态,即最大主应力(δ1)方向为NW-SE向,优势方位129°∠10°,最小主应力(δ3)优势方位36°∠7°,中间主应力(δ2)近于垂直。裂缝主要形成期及其古应力状态研究成果为沿河湾探区长61低渗储层构造裂缝分布和发育规律定量预测研究提供了地质依据。     

大兴安岭呼中火山岩区中生代古构造应力场初探

大兴安岭火山岩带北段呼中火山岩区,在中-晚侏罗世时期,最大主压应力轴方向为NW266°~316°,早白垩世最大主压应力轴为NE12°~50°,显示侏罗纪与白垩纪应力场的应力状态是截然不同的,但都处于拉张环境下。中-晚侏罗世由于NNE-SSW向的拉伸应力场的作用,在本区北部发生构造岩浆活动,形成了上黑龙江断陷盆地如NWW向展布的劲涛-蒙克山中基性火山喷发带,派生的NEE向张扭性应力使前中生代基底构造重新活动,形成大面积火山喷发。而早白垩世在NE-SW向拉伸应力场作用下,"额尔古纳地块"东部形成拗陷带,火山基底构造为NE-NNE向。      

晚中生代—新生代构造体制转换与鄂尔多斯盆地改造

鄂尔多斯盆地是叠加在华北古生代克拉通台地之上的中生代大型陆内盆地。晚中生代—新生代是鄂尔多斯盆地重要的改造阶段,区域构造体制经历了重大转换,在盆地周缘形成不同方向和不同样式的构造带。其中发生在中、晚侏罗世时期的燕山运动主幕,对鄂尔多斯盆地的定型和发展具有划时代意义,这期构造变动导致鄂尔多斯盆地周缘挤压逆冲构造带的形成。早白垩世时期,对区域构造应力体制转换的响应,鄂尔多斯盆地处于弱引张构造环境,引张构造变形主要集中在盆地西南缘地带,六盘山古地堑发育。新生代时期,构造变形主要发生在鄂尔多斯盆地周缘,形成一系列地堑盆地。晚中新世或上新世以来的新构造运动时期,受到青藏高原快速隆升和向东构造挤出作用的影响,鄂尔多斯盆地西南缘六盘山褶皱带快速崛起,而在盆地的其他周边地带则发生引张变形和地块差异性升降。最后,笔者论述了不同构造应力体制下盆地的改造作用,讨论了鄂尔多斯盆地研究中的一些基础地质构造问题。     

中国西北地区的燕山运动

燕山运动导致喀拉昆仑-唐古拉侏罗纪特堤斯海封闭,形成巨大的燕山褶皱带;同时在大陆内部形成一系列北西西向或近东西向平行排列的山脉和内陆山间盆地,发育逆掩和推覆构造,以盖层为主的褶皱普遍,多期次的岩浆活动形成丰富的内生金属矿产及许多有工业价值的重要煤田。本区燕山运动可分为两期五幕,即早期燕山运动包括早、中侏罗世,中、晚侏罗世以及晚侏罗世至早白垩世之间的三个幕,晚期燕山运动包括早、晚白垩世,晚白垩世至早第三纪两个构造幕。最后对本区燕山期构造活动的机制进行了讨论。     

中国西北地区的燕山运动

燕山运动导致喀拉昆仑-唐古拉侏罗纪特堤斯海封闭,形成巨大的燕山褶皱带;同时在大陆内部形成一系列北西西向或近东西向平行排列的山脉和内陆山间盆地,发育逆掩和推覆构造,以盖层为主的褶皱普遍,多期次的岩浆活动形成丰富的内生金属矿产及许多有工业价值的重要煤田。本区燕山运动可分为两期五幕,即早期燕山运动包括早、中侏罗世,中、晚侏罗世以及晚侏罗世至早白垩世之间的三个幕,晚期燕山运动包括早、晚白垩世,晚白垩世至早第三纪两个构造幕。最后对本区燕山期构造活动的机制进行了讨论。     

鄂尔多斯盆地燕山运动及其与油气关系

鄂尔多斯盆地是中国中西部重要的含油气盆地之一。燕山期是盆地油气运移和聚集的主要时期。通过晚中生代及其周缘地区沉积格局、构造变形、晚侏罗世—早白垩世的岩浆及热事件的分析 ,认为晚侏罗世以前盆地主要受特提斯构造域的控制 ,古太平洋板块对盆地格局的影响在晚侏罗世晚期以后才有所表现。深部地幔蠕散是盆地古地温场变化的主要原因。它不但导致了盆地地温梯度的急剧升高 ,而且还对后期盆地周缘的地壳浅层次构造变形有一定的影响 ,也是造成晚中生代山西地区与鄂尔多斯盆地差异的重要因素 ,还对油气的运移和聚集起着控制作用。综合燕山期盆地古应力场、古地温场及构造变形特点 ,可以认为燕山期构造运动对鄂尔多斯盆地的油气分布至关重要     

鄂尔多斯盆地北部东胜气田构造变形时序及关键构造期构造特征

鄂尔多斯盆地北部杭锦旗地区东胜气田上古生界致密砂岩层系具有丰富的油气资源,但其三面环山,经历了多期次、多方向、多属性构造作用,具有构造改造差异性大、储层致密、非均质性强、烃类聚集与改造复杂、差异性大等油气地质特征.基于与周边构造体系关系、地层接触关系、三维地震、古地貌、构造年代学分析,对鄂北杭锦旗地区东胜气田开展构造变形时序、方式、关键构造期及其构造特征研究.明确了3组主干断裂性质和活动时间：（1）EW-NEE向断裂晚侏罗世为压扭断层,晚白垩世-喜山早期为张扭断层;（2）NW-NWW向断裂为晚白垩世-喜山早期张扭走滑断层;（3）NE-近SN向断裂早白垩世为压扭断层,晚白垩世-喜山早期为张扭断层.厘定了东胜气田晚侏罗世、早白垩世、晚白垩世-喜山早期三期构造变形时序及方式.确定了燕山早期（J3-K1）和燕山晚期-喜山早期（K2-E1）是与上古生界致密砂岩天然气成藏密切相关的关键构造期,其对天然气成藏、改造的作用方式、空间影响范围、作用结果存在差异.     

准南前陆盆地燕山期构造活动及其成藏意义

准南前陆盆地燕山期盆地格局的演变、沉积中心有规律的迁移、沉积特征(与构造活动相关的砾岩及其分布)显示晚侏罗世—早白垩世早期、晚白垩世是准南前陆盆地燕山期构造活动相对活跃的时期。晚侏罗世—早白垩世早期的喀拉扎砾岩、白垩系清水河组底砾岩为一套形成于邻近高地附近的剥蚀产物或冲积产物,其分布特征及成因是晚侏罗世—早白垩世早期局部挤压和构造隆升较为活跃的产物,也是盆地边界萎缩、盆山格局发生变化的重要证据,同时天山明显隆升并导致天山南北早白垩世沉积环境的巨大差异。准南前陆盆地烃源岩大量生排烃、圈闭形成、油气运聚成藏与燕山期构造活动关系密切;燕山期发育的储层是准南前陆盆地的主要油气储层,晚侏罗世—早白垩世早期砂砾岩和不整合分布也在一定程度上控制了油气分布,是今后寻找有利隐蔽油气藏、岩性地层油气藏的重要目标之一;燕山期古构造及其形成时间与油气成藏期的良好匹配决定其油气成藏的有效性。     

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区上古生界致密砂岩气藏天然裂缝形成机理浅析

鄂尔多斯盆地北部塔巴庙地区上古生界致密砂岩气藏的低孔、低压、低渗特点给开发带来了相当大的难度.天然裂缝的存在对致密砂岩气藏经济开发意义重大,致密砂岩中裂缝发育层段往往是天然气富集区,天然裂缝能大大改善致密砂岩储层渗透性,研究其发育状况及分布规律对储层压裂改造及水平井开发技术的实施具有积极的指导意义.塔巴庙地区位于鄂尔多斯盆地北部伊陕斜坡构造带上,构造平缓,地层倾角仅1°左右,一般认为不具备裂缝发育条件,然而大量岩心观察、薄片分析、物性测试、测井及试井资料证实,研究区的确不同程度地发育垂直裂缝和高角度裂缝.对裂缝的形态、产状、密度及裂缝分布范围研究后认为,天然裂缝主要是在区域应力、差异压实和异常高流体压力综合作用下形成的,断裂作用不是该区裂缝发育的主导因素.      

高台子油田扶余油层现今地应力数值模拟及对水力压裂的影响

利用微地震资料和岩石波速各向异性实验数据计算统计了高台子油田扶余油层相关井点的现今地应力方向, 并通过水力压裂资料及岩心古地磁定向、差应变、声发射实验得到井点的现今地应力数值; 结合岩石三轴抗压实验确定扶余油层的岩石力学参数, 在此基础上利用ANSYS软件建立研究区的有限元模型, 以井点现今地应力参数为约束条件, 对扶余油层现今地应力场进行数值模拟, 并分析了水力压裂施工时现今应力场及天然裂缝活动性对人工压裂缝的影响。研究结果表明, 高台子油田扶余油层水平最大主应力集中在34 MPa附近, 呈北东东-南西西向, 水平最小主应力为26~30 MPa, 方向北北西-南南东。断层带内有较高的应力值, 研究区西北部的背斜翼部水平主应力值较大, 而东部、南部较为平缓的背斜核部则是水平主应力的低值区。西部的背斜翼部及断裂带是天然裂缝的活跃区域, 天然裂缝对压裂缝的延伸方向影响较大; 东部的背斜核部平缓地带天然裂缝的活动性较低。      

鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏类型辨析

针对鄂尔多斯盆地上古生界天然气藏是否为深盆气藏的问题,从成藏条件、成藏期次和气水分布特征等方面与典型的加拿大阿尔伯达深盆气藏进行综合对比。研究结果表明鄂尔多斯盆地上古生界气藏烃源岩分布广泛、生气中心不明显、生气速率较低、持续供气条件较差且供气分散,难以形成满足深盆气藏气驱水的动力;储层物性差、非均质性强、展布方向与构造走向一致且上倾方向为物性较差的致密层,不具备深盆气藏储层向上倾方向物性变好的条件;源储配置样式为"自生自储"式和"垂向叠置"式,由于砂体规模小、分布不连续,源储接触局限,不具备深盆气藏源储大面积接触的特征;天然气发生3期成藏,在盆地埋藏期与抬升期均可成藏,成藏时间较早,后期气藏调整改造强烈,不具备深盆气藏的保存条件。气水分布主要受储层物性和区域构造控制,分布复杂、分异不明显,没有气驱水形成的"气水倒置"界面。成藏特征综合对比分析表明鄂尔多斯盆地上古生界气藏并非深盆气藏,应为主要由储层物性控制的岩性气藏,该区油气勘探应以优质储层研究为重点。     

福建厦门地区中、新生代构造应力场研究

本文通过野外构造形变资料的研究,确定了厦门地区中生代的两期（侏罗纪、白垩纪）构造应力场及其主应力方向;利用最新一期共轭剪节理和震源机制解资料,确定了第四纪以来的构造应力场及其主应力方向。最大主压应力轴的优选方位分别为:侏罗纪SE138°,∠8°,白垩纪SW205,∠12°,第四纪以来NW312°,∠21°。 采用石英错密度法,估算了中生代古构造应力值,侏罗纪为88.5MPa,白垩纪为81.5MPa。利用岩石力学声发射技术,测定了现代构造应力大小,在标高为3——-151m（埋深为18——151m）的范围内,最大主压应力值为2.55——16.2MPa,最小主压应力值为1.1——10.1MPa。     

沁水盆地柿庄北区块3号煤层裂缝预测

柿庄北地区位于沁水盆地东南部,是我国重要的煤层气产区。煤层裂缝作为主要的渗流通道,对煤层气高产富集起到重要控制作用。该区山西组3号煤层中褶皱轴部走向为近南北向,野外露头区发育一组共轭剪裂缝,优势方位为NW与近EW向,其次是近SN向。根据构造形迹确定燕山期应力场以SEE105°挤压为主。利用水力加砂压裂法对现今井点目的层地应力进行计算,通过古地磁定向与声速各向异性确定现今最大水平主应力方向为NE55°。将煤层构造与地表起伏形态作为主要影响因素,采用有限元法对燕山期及现今地应力场进行数值模拟,利用弹性力学理论对裂缝参数进行计算,计算结果认为柿庄北3号裂缝孔隙度、渗透率普遍较小,整体上中部背斜区 > 中部平缓区 > 东部单斜区 > 中部向斜区 > 西部地区。模拟的裂隙特征与实测数据所反映的裂缝特征相近,单井产气量高的地区,裂隙较发育。      

鄂尔多斯盆地西缘煤田构造演化及其控制因素

鄂尔多斯盆地西缘位于华北陆块和秦祁昆山造山带两个一级大地构造单元之间的过渡带内,特定的大地构造背景使其具有复杂的构造演化历程及特殊的煤田构造格局。鄂尔多斯盆地西缘由贺兰山逆冲推覆构造系统和六盘山东麓逆冲推覆构造系统组成,具有"南北分段、东西分带"的特点。为了进一步探讨鄂尔多斯盆地西缘煤田构造格局的形成演化及区域构造控制因素,本文基于野外地质调查和煤田勘查资料,恢复了本区自晚古生代以来的沉降抬升史和古构造应力场特征。印支期:研究区北部最大主压应力方向为北西-南东向,南部最大主压应力方向为北东-南西向;燕山期:北部最大主压应力方向为北西西-南东东向,南部最大主压应力方向为北东东-南西西向;喜马拉雅山期:北部受北西西-南东东向拉张应力,南部最大主压应力方向为北东-南西向。采用有限元数值模拟,探讨了鄂尔多斯盆地西缘煤田构造格局的形成与区域构造的演化的关系,强调北段贺兰山逆冲推覆构造系统的形成与阿拉善地块的向东挤出逃逸密切相关。     

鄂尔多斯临兴西区深煤层地应力场特征及应力变化分析

大小及方向对深部煤层气开发影响显著。以鄂尔多斯东缘临兴西区为对象, 基于实 验测试、井壁崩落法和断层摩擦系数地应力法,分析了三向主应力方向与大小,阐释了基本特征及其空间发育规律。结果显示：8号煤层垂向应力介于44.94 ~ 50.46 MPa,平均48.47MPa;水平最大主应力介于35.16 ~ 44.53 MPa,平均40.62MPa;水平最小主应力介于28.79~39.45 MPa,平均33.02MPa。9号煤层垂向应力介于45.03~ 50.46 MPa,平均48.57MPa;水平最大主应力介于35.33~44.53 MPa,平均40.69MPa;水平最小主应力介于29.01 ~ 39.45 MPa,平均33.11MPa。误差分析显示此地应力计算结果可靠。三向地应力大小与埋深呈正相关关系。在垂向上,三向地应力相对大小表现出明显分带性,即埋深＜1000m左右为Sh＜Sv＜SH为特征的剪切型地应力带、埋深介于1000~1800m 表现为Sh＜SH＜Sv过渡带、埋深>1800m左右表现为Sh＜SH＜Sv为特征的正断型地应力带。在平面上,地应力在平面上总体呈西北部低、中部与南部高、其余地区适中,主要在T-23-2井和T-19井区存在应力低值带。最大水平主应力地应力方向主要以EW-NEE向为主。地应力场的阐释将为研究区深煤层储层物性评价、勘探选区及钻完井工程设计提供地质参考。     

三峡工程库首区及狮子口重力滑动构造系统的构造应力场研究

基于野外实测和室内测试,计算分析及有限元模拟,对三峡工程库首区燕山期和喜山期的区域构造应力场以及狮子口重力滑动构造应力场进行研究。区域构造应力场的主要特征是：燕山主期σ1和σ1近水平,分别近S－N向和E－W向,σ2近直立,差异应力200MPa、变化范围150－250MPa;喜山主期σ1近水平,总体方向NNE70－SW250°,差异应力100MPa,变化范围80－120MPa,在空间变化上,前者表现为南部差异应力高于北部差异应力,后者的变化规律不太明显。狮子口重力滑动构造系统的应力场比较复杂,总体呈近E－W向的前缘挤压、后缘拉伸,而滑动系统内部叠置产出的三个滑块也分别表现出后缘拉伸、前缘挤压并交替出现的特点,反映了区域应力场背景下的局部构造应力场特征。     

鄂尔多斯盆地上古生界气藏与深盆气藏成藏机理之辩析

通过对鄂尔多斯盆地上古生界气藏形成基本条件、气水分布规律和成藏动力学特征研究分析.并与北美典型深盆气进行对比发现,如果仅从气源丰富、储层致密、异常压力、大面积舍气等气藏表现特征观察,上古生界气藏与典型深盆气藏极为相似.但从各区气藏形成条件来看,上古生界烃源岩生气速率慢,持续地供气条件较差;气藏上倾方向多因物性或岩性封挡,主要表现为非均质储层条件下的岩性和构造一岩性气藏类型;舍气范围内的同一气层连通性较差,气水分布受区域构造控制,局部明显存在边底水,也没有整体活塞式气驱水作用形成的区域性气水界面.成藏动力学机理反映,上古生界储层毛细管阻力过大,天然气二次运移的浮力不够,主要是就近运移聚集成藏,没有大规模运移的迹象,难以实现整体活塞式气驱水运移.所以用深盆气藏成藏机理还不能合理解释鄂尔多斯盆地上古生界气藏成因.综合分析认为,持续供气能力不够、储层连通性差是造成上古生界气藏有别于深盆气藏的主要原因.