构造应力对裂缝形成与流体流动的影响

裂缝是低渗透储层流体流动的主要通道,控制了低渗透油气藏的渗流系统。低渗透储层裂缝的形成与流体密切相关,高流体压力引起岩石内部的有效正应力下降,导致岩石剪切破裂强度下降,使岩石容易产生裂缝。高孔隙流体压力还造成某一点的应力摩尔圆向左移动,可以使其最小主应力(σ3)由压应力状态变成拉张应力状态,从而在岩石中形成拉张裂缝。裂缝的渗透性受现今应力场的影响,通常与现今应力场最大主压应力近平行分布的裂缝呈拉张状态,连通性好,开度大,渗透率高,是主渗透裂缝方向。构造应力对沉积盆地流体流动的影响主要表现在三个方面:(1)构造应力导致的岩石变形,不仅提供了流体流动的通道,而且还改变了岩石的渗透性能;(2)在构造强烈活动时期,构造应力的快速变化是流体流动的重要驱动力;(3)岩石中应力状态影响多孔介质的有效应力,从而影响介质中的渗流场。当作用在含流体介质上的构造应力发生改变时,岩石孔隙体积变小,构造应力首先由岩石的骨架来承担;当岩石孔隙体积减小到一定程度时,构造应力由孔隙流体来承担,从而影响岩层渗流场的变化。     

致密低渗透储层裂缝研究进展

我国致密低渗透储层的油气资源量巨大,但储层基质物性差,非均质性强,天然裂缝发育,勘探与开发难度大。天然裂缝是致密低渗透储层的有效储集空间和主要渗流通道,控制了这类油气藏的成藏、单井产能及开发效果,天然裂缝分布规律研究对致密低渗透油气藏的勘探和开发至关重要。在阅读国内外大量文献的基础上,系统地综述了致密低渗透储层裂缝研究中涉及的储层裂缝成因类型、控制因素、储层裂缝参数表征方法、裂缝有效性影响因素与评价方法、天然裂缝与人工裂缝的耦合关系等研究现状,探讨了现阶段储层裂缝研究中存在的问题及进一步需要开展的工作。非常规储层裂缝的形成机理与主控因素、多学科相结合的高精度裂缝井间预测及裂缝三维地质建模、裂缝的分级评价及有效性评价将是近期裂缝研究的重点。     

裂缝密度约束的离散裂缝网络建模方法与实现

如何高效地用多种类型资料(如地震、测井、岩芯等)所得到的裂缝信息对离散裂缝网络建模至关重要。为此本文提出一种裂缝密度约束的离散裂缝网络建模方法,将多种裂缝先验信息转换为裂缝密度,通过密度约束裂缝网络模型。方法对裂缝位置的确定方法进行改进,从编程的角度对二维和三维实现进行了分析,同时讨论了方法的适用性及参数设定。为验证方法效果,实例分析部分选用鄂尔多斯盆地延河剖面附近的一井区数据进行裂缝建模,并与实际生产资料进行比对,结果表明该方法所建立的裂缝模型与实际生产数据吻合。     

致密低渗透砂岩储层多尺度天然裂缝表征方法

本文利用地表露头、岩芯、测井、三维地震和微观分析资料,根据多尺度裂缝的发育特征及不同资料的精度,探讨了多尺度裂缝的表征方法。致密低渗透砂岩储层发育多尺度天然裂缝,根据天然裂缝规模以及限制天然裂缝扩展延伸的岩石力学层界面,将天然裂缝分为大尺度裂缝、中尺度裂缝、小尺度裂缝和微尺度裂缝4级,不同尺度裂缝的发育特征存在较大差异。其中大尺度裂缝主要应用三维地震资料的叠后属性进行检测和表征;中小尺度裂缝在单井上可以应用岩芯、成像测井和常规测井相结合的方法进行表征,在平面上采用基于地质和测井约束的三维地震叠前各向异性分析以及储层地质力学相结合的方法进行综合预测和评价;微尺度裂缝一般应用铸体薄片、普通薄片、扫描电镜和三维CT扫描等微观分析方法进行观察描述,通过主控因素约束的方法进行预测。利用本文提出的多尺度裂缝表征方法实现了对鄂尔多斯盆地西南部致密砂岩储层多尺度裂缝表征,可为其它致密低渗透砂岩储层多尺度裂缝表征提供借鉴。     

山东渤南油田三区下第三系沙河街组三段4砂组储渗结构特征研究

渤南油田低渗透储层是胜利油田较为典型的低渗透储层代表，离物源近，沉积物供给和沉积速率快是造成渤南油田储层低渗透的重要基础，复杂的成岩作用是导致低渗透储层非均质性的主要原因之一，其中溶解成岩作用形成的多种次生孔隙，使低渗透储层的孔隙度提高，储层岩性，物性与裂缝构成了渤南油田有利的油藏储渗单元。     

页岩横向各向同性地应力预测模型中 弹性参数的确定方法

水力压裂是页岩气开采的重要方式,地应力分布是页岩水力压裂的地质依据。基于横向各向同性模型进行测井地应力计算时需要首先确定C₁₁、C₃₃、C₄₄、C₆₆和C₁₃五个弹性参数,其中C₁₁和C₁₃利用测井资料无法直接获得,需要通过预测模型进行估算。利用四川盆地东南部龙马溪组页岩实测超声波资料,建立了五种弹性参数的预测模型,根据模型中是否应用斯通利波将其分为两类,一类是有斯通利波资料的ANNIE、MANNIE1和MANNIE2模型;另一类为缺少斯通利波资料的MANNIE3和V-reg模型。对比不同模型的预测效果,结果表明:第一类模型中MANNIE1模型确定的弹性参数与实测值偏差小,效果最好;第二类模型中V-reg模型的预测效果优于MANNIE3模型。两类模型相比,缺少斯通利波模型的预测效果稍差,但可以同时预测C₁₁、C₆₆和C₁₃,在实际应用过程中具有更大的适用范围。利用V-reg模型确定的弹性参数在焦石坝地区测井地应力计算中进行应用,计算的地应力值与实测值误差小于10%,能够更准确的反映实际地层情况。      

低渗透砂岩油气储层裂缝及其渗流特征

综合分析了不同地区低渗透砂岩油气储层裂缝的发育规律、渗流特征及其控制因素,发现低渗透砂岩储层裂缝以高角度构造裂缝为主,裂缝的间距一般呈对数正态函数分布,并与岩层厚度呈正线性相关关系。裂缝的发育受岩性、岩层厚度、沉积微相、构造和应力等因素控制。裂缝渗透性受现应力场的影响,通常与现应力场最大主应力方向近平行裂缝的渗透性最好,但其它方向裂缝的渗流作用不容忽视。裂缝提高了低渗透砂岩储层的可动油饱和度,同时又影响井网部署和注水开发效果。     

塔里木盆地库车坳陷中新生代构造应力场分析

盆地覆盖区古构造应力场分析一直是盆地动力学研究的一个难题。本文在对库车坳陷不同层位地层进行系统取样的基础上,初步探讨了用岩石磁组构恢复古构造应力场最大主压应力方向,测试结果与构造变形分析相一致;用岩石声发射测量系统筛分不同构造运动期次,并确定各期次有效最大主压应力大小,研究结果表明,测试构造期次与研究区构造地质分析期次基本吻合。     

中国西部盆地台盆区高角度断层的成因及控油气作用分析

给出了中国西部盆地台盆区普遍发育高角度(倾角 > 45°) 断层的证据, 从断裂形成的力学机制上分析了高角度断层的成因, 认为中国西部盆地台盆区高角度断层的形成主要受压扭性应力场控制, 同时与脆性地层的变形特点有关.断层面静封闭压力由岩石泊桑比、上覆地层容重、断层埋藏深度和倾角、最大和最小主应力以及断层走向与最大主应力方向的夹角等计算, 作为断层开启性评价的一个指标, 断层面静封闭压力的计算表明, 断层的开启性随断层倾角的增加而增加, 同时, 沿断层面运移的油气所受浮力在平行断层面方向上的分力也随着断层倾角的增加而增加, 这就决定了高角度断层更有利于油气的垂向运移.结合西部盆地的具体分析, 认为中国西部盆地区域性高角度断层是沟通深部成藏动力学系统与中上部成藏动力学系统的重要通道, 是中上部系统成藏的关键, 直接决定着中上部系统中油气的分布, 在每一系统内部发育的高角度断层具有使油气在断层断开的最新层位中优先充注成藏的基本规律.这些认识对指导油气勘探具有重要意义, 而且, 这些认识同样可推广到其他存在高角度断层的盆地中.      

鄂尔多斯盆地陇东地区特低渗透砂岩储层裂缝分布规律及其渗流作用

为了研究鄂尔多斯盆地上三叠统延长组特低渗透砂岩储层裂缝对开发的影响,利用地表露头、岩心、薄片、测井和实验等资料,对裂缝的成因类型、分布特征及其控制因素进行了分布,并对裂缝的渗流作用进行了讨论.研究区主要发育高角度构造裂缝以及水平层理缝、粒内缝和粒缘缝等成岩裂缝,粒内缝和粒缘缝是沟通储层基质粒间孔和粒内溶孔的重要通道,使特低渗透砂岩储层孔隙的连通性变好.裂缝的形成与分布受古构造应力场以及储层岩性、岩层厚度和岩层非均质性等内外因素的影响,现今应力场影响裂缝的保存状态与渗流作用.在燕山期和喜马拉雅期构造作用下,该区分布有北东向、北西向、近东西向和近南北向4组裂缝,但由于岩层非均质性的影响,在某一部位主要表现为两组近正交的裂缝分布型式.受现今应力场的影响,北东向裂缝的连通性好,张开度大,渗透率最高,开启压力最小,是该区的主渗流裂缝方向.随着油田开发,不同方向裂缝的渗透性还将发生动态变化.