渝东南地区龙马溪组构造应力场数值模拟及裂缝有利区预测

渝东南地区页岩储层发育,以下志留统龙马溪组为主力储层。此类页岩储层以构造裂缝发育为主要特征,是控制研究区油气运移与富集的主要因素。对渝东南地区龙马溪组的裂缝进行预测,可为研究区下一步勘探开发提供重要依据。以野外地质踏勘为基本方法,选取区内典型剖面,对渝东南地区的构造特征进行系统分析;在此基础上,针对研究区龙马溪组页岩储层建立地质模型,利用有限元分析软件ANSYS15.0进行构造应力场数值模拟。以构造应力场数值模拟结果为依据,进一步综合页岩储层的多个影响因素,引入"裂缝综合发育系数I_F",定量表征与预测页岩储层的裂缝分布与发育程度。结果表明,裂缝综合发育系数I_F越大,页岩储层裂缝越发育。依此将渝东南地区龙马溪组页岩储层划分为Ⅰ类裂缝有利区带（I_F ≥ 3.0,裂缝发育）、Ⅱ类裂缝有利区带（（3.0,2.0],裂缝较发育）和Ⅲ类裂缝有利区带（2.0,1.0]。构造应力场数值模拟结果恢复再现了喜马拉雅时期的构造应力场,与实际地质构造取得了较高的吻合度。      

储层构造裂缝识别及预测研究进展

构造裂缝的发育改变了储层岩石的物性与力学性质，严重影响着压裂施工及油气开发效率，因此，查清构造裂缝的发育特征具有非常重要的理论与实际价值。但由于仪器探测能力的限制，准确识别天然裂缝的难度很大，目前尚无一种系统的方法可以精确表征裂缝的发育特征。基于前人研究成果，认为构造裂缝的发育规律、形态特征等主要受控于岩石物理性质及构造应力场。对比分析了露头、岩心、测井、离散随机建模、地震、构造应力场模拟等裂缝研究方法的优势与局限性，总结了构造裂缝研究的趋势，归纳出系统研究裂缝的方法:①结合地震、岩心、测井及离散随机建模的裂缝研究系统；②结合构造应力场模拟与岩心、测井相结合的裂缝研究系统。      

辽河油田曙一区杜84块兴隆台油层构造应力场研究

根据辽河油田已有地层、构造资料，研究了杜84块构造格架、主要断裂特点，在此基础上,建立了构造应力场模拟的三维地质模型，用3D-σ软件进行了构造应力场三维有限元模拟研究。其结果表明，杜84块油层受构造应力状态为最大和中间主应力近水平，最小主应力垂直。在此应力场作用下，区内断层运动方式为正断兼水平扭动。三维有限元模拟计算结果表明，沿断层带均发生压应力和剪应力集中现象,从而有利于断层发生扭张性运动。位移分析表明，有明显的呈阶梯状组合的正断位移。据破坏率分析，在现有应力场作用下，油层所在岩体局部会产生裂缝。     

塔河油田托甫台区块奥陶系一间房组裂缝分布特征

新疆塔河油田托甫台区块奥陶系一间房组灰岩为主力储层,其内部发育大量的裂缝,影响地层的应力场 与油藏分布.通过开展裂缝在成像测井曲线与地震剖面中的识别与提取,对裂缝进行统计分析,揭示出裂缝的发 育特征,建立了裂缝的平面与空间分布图,对裂缝系统进行了定量评价.结果显示:①本区裂缝主要为高角度裂 缝、低角度裂缝、共轭裂缝与诱导裂缝４类;②裂缝走向主要集中在 NEE７０°~８０°与 NW３００°~３３０°区间内,以大 角度裂缝为主,倾角为７０°~９０°;③测井识别出的裂缝以小裂缝为主,其长度小于６m,地震识别出的裂缝规模较 大,在３００~８００m 范Χ为主;④构造作用对裂缝的控制明显,在北部构造高部λ,裂缝相对发育,南部地区裂缝发 育较少;⑤裂缝走向基本上与断层走向保持一致,受断层控制作用明显.      

注入流体诱导应力场模拟计算

对油气井压裂改造时,向井眼内注入大量流体,井筒周围应力场重新分布,主要通过积分形式求解,过程繁杂,且对应力场的影响因素分析较少.利用拉氏变换,以流固耦合控制方程和应力平衡方程等为基础,结合注入流体诱导应力场的积分形式解,在定压条件下推导内、外边界拉氏变换解;利用Stephfest拉氏数值反演方法对变换解进行数值求解.数值模拟结果表明,切向应力场在最小水平主应力方向上变化较大,距离井壁越近,注入流体诱导的切向应力场值越大,随着距离增加,其值变小;在一定条件下(如地应力差较小),切向应力场发生反转,使得压裂裂缝转向.切向应力场与注入时间、流体黏度和地层渗透率等因素有关:延长注入时间、增加注入体积、较低的液体黏度和较高地层渗透率有利于使切向应力场增加,诱导切向应力场发生反转,有利于人工裂缝转向.     

川东南 DS地区龙马溪组页岩裂缝发育特征及期次解析

裂缝发育特征和期次对页岩气储集空间的研究非常重要.以川东南 DS地区龙马溪组为例,通过对地表及岩心裂缝观测分析和样品采集,开展了裂缝分期配套、构造反演、磷灰石裂变径迹测年和包裹体测温,确定了裂缝的发育特征和期次.研究表明,川东南 DS地区龙马溪组页岩内发育了２套平面剪切缝和１套剖面剪切缝,这些裂缝形成于３期构造运动.第１期为 NNW、NWW 向和 NE向裂缝,以方解石和黄铁矿全充填为主,形成于燕山运动中－晚期,磷灰石裂变径迹测年为６７．８~５８．６ Ma,包裹体测温为２９５~３２５℃;第２期为 NNE向、NEE向平面剪切缝和 NW 向剖面剪切缝,以方解石半充填为主,形成于燕山末－喜山中期,磷灰石裂变径迹测年为５８．６
~１８．２ Ma,包裹体测温为２９７~３０９℃;第３期为 NNE向、NEE向平面剪切缝和 NW 向剖面剪切缝,并对前期裂缝进行改造,裂缝以未充填为主,形成于喜山运动末期以来,磷灰石裂变径迹测年为１８．２~７．８ Ma,包裹体测温为１８９~２３２℃.      

三峡库首区重点断裂围限区蓄水的加卸载效应

通过对蓄水前后三峡库首区构造应力场进行三维数值模拟发现,相对于蓄水前,蓄水至135 m水位时,官渡口断裂-马鹿池断裂-牛口断裂围限区、秭归地理中心和九湾溪断裂带,出现了4个主应力下降区和共轭的主应力增长区,形成了差应力场;175 m水位与135 m水位相比,局部差应力场呈现逆向变化,即形成了加载效应与卸载效应的交替过程。这一过程,可能是水库诱发地震的诱震(或触震)因素。     

塔里木盆地顺北5号走滑断裂带北段超深层裂缝储层的地震属性表征方法研究及应用

塔里木盆地顺北5号走滑断裂及其伴生裂缝的分布控制了储层的形成和油气的运聚成藏。如何选择对裂缝储层响应好的地震属性并用其描述储层的空间展布, 是裂缝型储层预测的研究基础。由于研究区不同尺度断裂裂缝发育规模差异较大及客观上存在地震分辨率的差异, 在实际研究过程中需要采用不同的技术方法及其组合对不同尺度和特征的断裂裂缝进行识别。地震属性对比测试表明倾角约束的高精度相干体和面状特征属性可表征断距超过40 m的大尺度断裂; 分频融合相干和应变能属性可表征断距15~40 m的中尺度断裂; 断裂似然体刻画和缝洞增强体可表征断距15 m以下的小尺度断层和裂缝。然后将典型地震属性与成像测井解释得到的实际裂缝数据及裂缝密度曲线进行相关性拟合, 进而优选出混沌属性、面状属性、结构张量第三分量、分频融合相干4种属性, 并将4种属性融合成新的属性用于裂缝密度体计算, 最后用该方法半定量预测裂缝的分布。裂缝预测结果表明以走滑断裂带中部的压扭性断裂处为中心, 约1.5 km范围的鹰山组下段地层整体裂缝最为发育, 为优势储层勘探开发区。      

东亚大陆形变应力场格局演化的数值模拟

用数值模拟方法研究了印度板块和欧亚板块碰撞后40 Ma以来青藏高原的挤压隆升、东亚大陆形变及应力场的演化过程.模型将东亚大陆限定在一梯形边界框架之中,大陆岩石层被视为由幂指数律控制的薄层,它上伏在粘滞性较低的软流层之上蠕变流动.模型设定印度板块以5 cm/a的恒定速度向北推进,并视其为青藏高原挤压隆升的主要驱动力.除此可活动边界之外,其余均被设为固定边界.数值模拟结果表明,模型预测的现代水平形变速度和GPS观测的格局吻合很好;数值模拟所确定的中国及邻区之区域构造应力场格局与用地震、地质观测所推断的东亚大陆现代构造应力场也能够吻合.这一结果意味着印度板块和欧亚板块的碰撞、挤压是构成现代中国大陆内部岩石层水平形变及应力场格局的主要驱动力.模型计算还表明,大陆水平形变及应力场格局受多种因素如岩石层的力学参数,特别是边界条件的制约.     

基于应力场分析裂缝预测技术在车排子地区石炭系火成岩储层中的应用

车排子地区石炭系火成岩储层岩性、地层发育复杂，地震资料品质差，加之缺乏必要的地质约束导致常规技术预测裂缝不符合现有地质规律。在裂缝地质特征剖析的基础上，确定了裂缝发育主控因素并明确了各自的影响权重，同时通过反演、插值等方法将岩石密度、风化壳厚度等主要因素进行了定量化表征，并基于应力场数值模拟技术开展了裂缝预测研究，取得了较好的预测效果。最终结果显示，裂缝主体区呈条带状大面积连片分布于工区南部pai60井-pai665井-pai1井以及pai66井-pai661井-pai667井等断裂集中发育区域；裂缝发育方向以NE-SW向为主。      

鄂尔多斯盆地姬塬-元城地区构造裂缝特征与形成期次的划分

通过分析鄂尔多斯盆地姬塬-元城地区野外地质露头与井下裂缝特征，结合构造应力场背景分析，获得以下认识：1)该区构造裂缝以斜交于最大主应力的单条裂缝为主，尤其以SWW-NEE或近EW向裂缝和NNE-SSW或近S-N向裂缝较为发育，并发育少量对应的NW-SE和NE-SW向共轭裂缝。2）根据露头区裂缝系统的切割关系，NE向和近S-N向延伸的裂缝为后期发育， NW向和NEE向延伸的裂缝为早期发育；3)燕山期北西-南东向压应力场背景下，早白垩世末构造抬升造成的主应力差是早期共轭裂缝形成的主要原因；喜山期区域北东-南西应力挤压是后一期延伸裂缝的主要原因。     

川西大邑构造须家河组应力场数值模拟

根据野外调查、钻井岩心、测井和地震解释等资料,结合构造应力场数值模拟,对四川盆地大邑地区须家河组裂缝进行了综合预测及评价。结果表明,构造裂缝的发育程度是大邑地区天然气高产的重要控制因素。川西大邑构造是龙门山前一个重要的三级构造,其须二、须三段整体为一个被F₁、F₂断层所夹持的南西扬起、北东倾伏,北西翼陡、南东翼缓的大型不对称鼻状构造。构造形成于早白垩世晚期的燕山Ⅱ幕构造运动,经历了早喜山期构造运动的进一步加强和改造,于晚喜山期最终定型。须二段Ⅰ砂组及须三段Ⅰ砂组裂缝均发育于F₁、F₂断层所夹持的构造轴部及近轴部区域,主体上呈北东向条带状展布。靠近断层带、羽状断层与主干断层形成的断块以及褶皱倾伏端裂缝相对发育,构造鞍部、斜坡裂缝发育程度则较差。      

秭归龙会观5.1级震区及其邻区新生代以来的地壳应力场特征

为了研究三峡坝库区的地壳稳定性，根据奥陶－侏罗纪地层中构造变形的实际观测资料，计算了秭归龙会观５．１级震区及其邻区新生代以来区域应力场的主应力方向。结果表明：主压应力为北东东向，主张应力为北北西向；现代构造应力场与新生代以来应力场基本一致；晚第三纪以来，该区构造应力场相对稳定和统一。     

新疆中拐地区石炭系火山岩构造裂缝发育特征、期次及渗流特征

中拐地区石炭系火山岩储层性能受到不同期次构造裂缝控制，裂缝对油气的富集及产能具有重要影 响，研 究 构 造 裂 缝发育特征、形成期次及渗流特征将为有效评价与开发有利储层提供依据。该区主要发育高角度缝和斜交缝，裂缝发育方位包括近ＥＷ 向（２７０°±１０°）、ＮＷ 向（３００°±１５°）、ＮＥ向（４５°±１５°）和ＳＮ（０°±１０°）。利用裂缝充填物成分及切割关系、裂缝充填物包裹体测温和岩石声发射试验等研究结果，结合构造演化历史，认为该区构造裂缝至少可以划 分 为４期:第１期构造裂缝形成于海西构造运动中期，充填物为细粒方解石及绿泥石，包裹体均一温度为７５～８２℃；古构造应力值为４９．６ ＭＰａ；第２期构造裂缝形成于海西构造运动晚期，充填物为石膏，包裹体均一温度为９２～９７℃，古构造应力值为３９．９ ＭＰａ；第３期构造裂缝形成于印支构造运 动期，充填物主要为较粗粒方解石，包裹体均一温度为１０６～１１２℃，古构造应力值为３４．１ ＭＰａ；第４期构造裂缝形成于燕山构造 运动期，该期裂缝几乎未充填，古构造应力值为２６．５ＭＰａ。受现今应力场的影响，近 ＥＷ 向裂缝的张开度大、渗透率高，是布置开发井网时优先考虑的方向，随着油田开发，不同组系裂缝渗透性的动态变化各不相同，要及时进行相应的井网调整。      

基于压裂液返排数据的页岩油气藏裂缝参数反演方法

为及时评价水平井压裂效果、准确反演裂缝参数,提出基于页岩油气藏压裂液返排数据的裂缝参数反演方法.以不稳定渗流理论为基础,考虑裂缝—基质间油水或气水两相复合流动,以及流体在储层中的复杂渗流机理,建立渗流数学模型并进行半解析求解,形成一套划分两相流动阶段的诊断曲线和反演裂缝参数的直线分析法,对半解析模型进行数值模拟验证.美...     

武威盆地上石炭统羊虎沟组页岩气成藏条件

武威盆地上石炭统羊虎沟组是中小盆地海陆过渡相泥页岩层系的典型代表,分析其页岩气成藏条件对揭示该区页岩气潜力和勘探方向具有重要意义.对野外露头和钻井样品进行了采集,并分析了泥页岩的发育特征、有机地球化学、储层物性和含气性.结果表明,羊虎沟组泥页岩单层厚度薄、累计厚度大、连续性差;有机质丰度高、热成熟度适中、类型以Ⅱ１~Ⅱ２ 型为主.Pr/nC１７和 Ph/nC１８相关性揭示羊虎沟组泥页岩形成于还原性较强的沉积环境.矿物组成以黏土矿物为主,质量分数为２８．５％~７３．４％,平均为５３．０７％,其次是石英和少量的菱铁矿.孔隙类型主要为有机质孔和微裂缝,钻井样品的平均孔隙度为４．８９％,渗透率主要分布在０．００１×１０－３ ~０．１×１０－３ μm２,比表面积介于４．７４~２２．２９m２/g.２个钻井样品的解析气含量分别为２．１９cm３/g和２．３９cm３/g,气体组成以 CH４ 为主;泥页岩甲烷等温吸附量为０．６８~８．５７cm３/g.TOC和 Ro 是武威地区海陆过渡相泥页岩物性和含气能力的主控因素,伊蒙混层含量的增加也可使泥页岩孔隙度和含气能力轻微增加.      

综合物探在西藏仲巴县帮布勒地区找矿中的应用和意义

帮布勒矿床为近年来新发现的矽卡岩型铅锌铜铁矿床,地表圈定铅锌铁矿(化)体７６个、铜矿(化)体２个,矿体地表长１０~４８０m,平均厚度０．７５~３０m,成矿岩体为石英斑岩,矿体主要产于石英斑岩与大理岩、灰岩、砂岩的接触带以及大理岩、灰岩的层间分界面等.在该矿区实施了１∶１００００ 地面高精度磁测和１∶１００００ 激电中梯测量、激电测深工作,综合利用磁法和电法,总结了本区主要铅锌铜铁矿(化)体的地球物理找矿标志,控制了岩体与围岩接触带以及大理岩、灰岩层间分界面,通过激电测深二维极化率反演推测了矿(化)体在地下空间的展布形态,结合矿区地质特征,进行了成矿预测,有效地指导了帮布勒矿区的深部找矿工作.      

低渗透储层裂缝研究进展

储层裂缝对改善致密砂岩和碳酸盐岩等低渗透储层以及致密砾岩、火成岩、泥页岩等非常规低渗透储层的物性具有重要作用。通过总结近年来储层裂缝的相关研究进展,对储层裂缝的多种识别和预测方法进行了分析,并讨论了储层裂缝研究的几个关键问题。结果表明:储层裂缝的识别技术是点(岩芯、薄片)、线(测井)、面(相似地表露头区)、体(地震资料)和时间(生产动态资料)组成的多维综合体系;储层裂缝的定性预测主要是根据裂缝与构造部位和岩性之间的关系进行,定量预测方法包括井间直接插值法、曲率法、能量法与岩石破裂法(二元法)、地震法、分形分维法、构造应力场数值模拟法和多参数判据法等,每种预测方法各有其优势与不足,因此,需要综合多种方法才能实现储层裂缝的有效预测;储层裂缝研究的关键问题包括裂缝分布预测与精细表征、裂缝动态参数和裂缝三维地质建模等方面。最后,在油气田勘探开发中进行储层裂缝预测及建模等工作时,应以明确储层裂缝的成因、演化及主控因素为基础。     

三轴加载下页岩水力裂缝特征参数动态响应试验

为了研究页岩三轴加载条件下低渗储层中水力裂缝的特征,以湘西北下寒武统牛蹄塘组页岩为研究对 象,采用自行研制的三轴加载水力压裂试验装置进行了水力压裂裂缝扩展试验,在不同环压和流量下,对裂缝扩 展过程中的缝内水压、声发射特征参数进行了监测,并分析裂缝的形态.研究结果显示:(１)由试样水压曲线可 知,随着环压增大,水压曲线峰值、试样起裂压力值增大;从时间上则表现为水压波动时间变短、实际裂缝贯通时 间增长;随环压(压差)的增大,裂缝形态从纵向延伸转为横向扩展,最终演化为复合型裂缝;声发射幅值则随环压 增大而增大,而振铃计数则先变小后增大.(２)随流量的增大,水压变化率在压力急剧上升阶段逐渐增大;而当裂 缝起裂后,不同流量下的水压曲线变化趋势基本一致;裂缝形态显示,大流量对沿注液方向的裂缝延伸具有增强 效果,而小流量则对裂缝的转折发育和次生裂缝的发育具有促进作用;声发射幅值与振铃计数都随注液流量的增 大而明显增大.      

PDC钻头单齿切削天然裂缝地层断裂机理

为研究PDC钻头作用下地层断裂机理,以单齿切削含有天然裂缝地层为研究对象,基于弹性力学理论,建立单齿切削下地层应力分布模型,作为裂缝的远场应力;结合切削齿作用力角度和旋转极角,确定作用于裂缝表面的正应力和裂缝倾角,以Ⅱ型起裂方式为断裂模式,给出在两种裂缝表面正应力条件下裂缝尖端的应力强度因子和起裂角模型;通过扩展有限元数值模拟,分析单齿切削下裂缝尖端的起裂特征。结果表明:作用于裂缝的远场应力比例因数随作用力角度和旋转极角之和呈抛物线形式变化;当切削齿作用力方向与地层裂缝方向一致时,裂缝尖端的应力强度因子最大;裂缝尖端的起裂角也随旋转极角变化呈抛物线形式变化。数值模拟结果与理论计算结果有较好的一致性。