基于砂箱物理模拟的断层封闭有效性评价新方法

泥岩涂抹的连续性影响油气跨断层运移,在相似岩性、相似应力条件下,泥岩厚度和断距长度是影响泥岩涂抹连续性的主要因素.本文结合岩芯观察,借助三维定量物理模拟实验对泥岩涂抹的连续有效性进行了研究.结果表明:①泥岩有效涂抹是决定断层封闭性的必要条件,涂抹连续厚度是封闭性评价的重要参数;②受剪切作用在断层带中形成连续的泥岩涂抹油...     

小波变换联合伪距相位组合探测与修复GNSS三频周跳

三频观测值可改善周跳探测与修复，但易受伪距观测值噪声的严重影响且有一些不敏感周跳组合无法探测。针对目前存在的问题，本文采用小波变换理论对伪距观测值降噪以提高探测修复周跳能力；合理优化组合观测量以组成稳定方程；使用QR分解进一步提高计算跳变量时的数值稳定性。最后，利用BDS和GPS/QZSS三频高、低采样率实测数据进行测试。结果表明，所有人为加入的周跳都被正确探测并修复，而且不存在无法探测、周跳误探与误修复问题。     

塔里木盆地库车坳陷致密砂岩-膏泥岩储盖组合断裂带内部结构及与天然气成藏关系

本文在野外观察描述基础上,系统分析了库车坳陷致密砂岩-膏泥岩储盖组合内断裂变形机制,研究表明:断裂在膏泥岩内变形机制取决于埋藏深度决定的脆塑性,膏泥岩在浅埋条件下处于脆性变形阶段,形成断层泥充填的贯通型断裂,垂向封闭能力很差;膏泥岩在较深埋条件下处于脆-塑性变形阶段,形成涂抹型断裂带,伴随断距增加,涂抹逐渐失去连续性,连续的膏岩涂抹形成有效封闭,一旦失去连续性,油气将穿越盖层垂向散失;膏泥岩在深埋条件下处于塑性变形阶段,膏泥岩限制断裂穿层。因此,塑性膏泥岩和脆-塑性膏泥岩在涂抹连续情况下,能够形成有效封闭。断裂变形时储层已经致密化,抬升作用和储层超压导致断裂变形机制以破裂为主,断层核为断层角砾岩,破碎带发育大量裂缝,为油气垂向运移通道,侧向封闭依靠岩性对接。这种岩性对接封闭导致天然气聚集模式具有3个典型特征:一是天然气紧邻区域性盖层分布,即天然气层之上为区域性盖层;二是区域性盖层与储层对接形成有效封闭,因此天然气主要分布在气源断裂上升盘;三是烃柱高度取决于断距大小,圈闭范围内最小断距决定烃柱高度和气-水界面分布。     

断裂在纯净砂岩中的变形机制及断裂带内部结构

以纯净砂岩为对象,考虑了影响断裂变形的主要因素,包括成岩阶段、孔隙度、温度和围压,系统剖析了不同性质砂岩的断裂变形机制、微构造特征及形成断裂带的内部结构,对研究砂岩内断裂封闭性具有重要的指导意义。研究表明：纯净的砂岩在未固结-半固结成岩阶段发生断裂,变形机制为颗粒边界摩擦滑动,导致颗粒旋转和滚动,即为颗粒流,形成的微构造为解聚带,孔渗性同母岩比没有明显降低,断裂带尽管具有断层核和破碎带二分结构,但渗透率比母岩高,为流体垂向运移的通道;在固结成岩阶段（孔隙度大于15%）发生断裂,变形机制为碎裂作用,颗粒边界摩擦滑动导致颗粒旋转,即为碎裂流,形成的微构造为碎裂带,渗透率同母岩比一般降低1～3个数量级,形成侧向有一定封闭能力、垂向渗透的断裂带;固结阶段（孔隙度小于15%）发生断裂,开始由于破裂作用,形成断层角砾岩,伴随着碎裂流发生,形成碎裂岩,因此早期形成高渗透断裂带,后期断层逐渐封闭。固结成岩的砂岩在抬升过程发生断裂,变形机制为破裂作用,形成无内聚力的角砾岩,为高渗透断裂带。在不同成岩阶段发生变形,形成多类型变形构造的叠加,对于一条晚期形成的断层而言,由于不同深度变形机制及微构造类型不同,导致油气选择性充注,碎裂带和压溶胶结碎裂带阻止油气向高孔隙度砂岩中充注,解聚带会成为油气运移的通道,裂缝有利于油气优先充注。因此,高孔隙性砂岩中孔隙度较低的储集层由于碎裂带不发育常常含油气性最好,而低孔隙性砂岩由于裂缝产生含油气性较好。     

碳酸盐岩内断裂带结构及其与油气成藏

以野外观察描述为手段,系统研究了碳酸盐岩断裂变形机制的影响因素及断裂带结构演化过程,剖析了碳酸盐岩地层中断裂带结构与流体运移的关系。研究表明,影响碳酸盐岩内断裂变形机制的因素包括岩性、孔隙度、变形深度、温度、胶结作用、先存裂缝等,控制断裂带结构形成的因素包括滑动位移和破裂模式等。低孔隙度碳酸盐岩以裂缝发育为主,高孔隙度碳酸盐岩变形早期产生变形带,带内裂缝联接逐渐发育成断层带。随着埋藏深度的增加,断裂带结构不同：埋藏深度小于3 km,断层核主要发育无内聚力的断层角砾岩和断层泥;埋藏深度大于3 km,断层核普遍发育有内聚力的断层角砾岩和碎裂岩,破碎带发育多种成因的裂缝。随着位移的增加,破裂模式从早期的破裂作用变为后期的碎裂作用,最终形成碎裂流。断裂带演化是一个四维过程,断层核和破碎带发育情况直接影响断层对油气的运移和封闭的作用。断裂变形机制、断裂带内部结构以及与流体运移关系的研究,都可为封闭性提供重要的理论依据。     

碎屑岩层系中张性正断层封闭性影响因素的定量分析

目前断层封闭性研究大都集中在碎屑岩地层中的正断层上,断裂几何学特征(产状、规模和次级破裂)、母岩性质和变形
机制(断层岩类型和断裂带结构)、应力状态(稳定性)、温度历史(胶结作用)和流体性质均影响断层封闭能力。应力状态决定断层
的稳定性是断层封闭的前提和基础,沉积历史和成岩阶段确定的母岩成分、孔隙度、岩石力学特征、应力状态和温度历史,决定了
断裂微观变形机制,形成多种类型的断裂带和封闭能力不同的断层岩,是断层封闭的主因。断裂变形期后的变化,如胶结作用和
再活动,原始形成的封闭条件改变,流体性质影响断层的封闭能力大小。定量或半定量分析影响断层封闭性的因素,有助于促使
断层封闭性评价从包含有断层面、断层岩渗透性以及对接关系的3D模型向包含断层运动、断层带作用和流体流动的4D模型方向
发展。      

勘探前期断层封闭性三维定量评价及软件研发

为解决勘探前期无井区或少井区圈闭的断层封闭性评价问题,基于地震、地质、测井等资料,采用物理模拟和地震资料相结合的方法,建立无井或少井区断层封闭性定量评价体系和评价数学模型,开发相应的评价软件.海拉尔盆地乌尔逊区块应用结果表明:借助高精度三维地震信息、物理模拟实验获取区域特征参数的评价方法,可以快速有效建立无井或少井区的断层封闭性评价数学模型,解决无井和少井区断层定量化三维空间表征与评价.     

油气区断层带摩擦强度研究进展

油气区断层再活动会造成过断层井的井壁不稳定,增加生产井剪切套损风险及油气渗漏风险甚至诱发地震.浅埋断层带中广泛发育的断层泥对断层摩擦滑动具有重要影响,在特定地质条件下断层泥对断层带摩擦强度具有显著的弱化作用.传统的断层稳定性评价方法多数采用断层摩擦强度的均质模型.然而大量研究表明,断层泥受多种因素的影响在空间上表现出明显的非均质特征,如何对油气区断层泥摩擦强度非均质性进行定量表征,实现更精确的断层稳定性评价,对降低油田开发风险具有实际意义.文中介绍了断层带摩擦强度研究的原理、方法,通过梳理国内外的最新研究进展,从内因和外因两个角度详细总结了不同条件下断层泥变形机制以及摩擦强度的演化规律,其中内因包括黏土矿物类型以及黏土矿物含量,外因包括孔隙流体、有效正应力以及温度.同时,基于断层带摩擦强度的理论研究成果以及当前国际上常用的断层稳定性评价方法,建立了考虑断层摩擦强度非均质性的断层稳定性定量评价模型.最后,对断层带摩擦强度研究的未来发展趋势进行了分析.     

碎屑岩层系中张性正断层封闭性影响因素的定量分析

目前断层封闭性研究大都集中在碎屑岩地层中的正断层上,断裂几何学特征(产状、规模和次级破裂)、母岩性质和变形机制(断层岩类型和断裂带结构)、应力状态(稳定性)、温度历史(胶结作用)和流体性质均影响断层封闭能力。应力状态决定断层的稳定性是断层封闭的前提和基础,沉积历史和成岩阶段确定的母岩成分、孔隙度、岩石力学特征、应力状态和温度历史,决定了断裂微观变形机制,形成多种类型的断裂带和封闭能力不同的断层岩,是断层封闭的主因。断裂变形期后的变化,如胶结作用和再活动,原始形成的封闭条件改变,流体性质影响断层的封闭能力大小。定量或半定量分析影响断层封闭性的因素,有助于促使断层封闭性评价从包含有断层面、断层岩渗透性以及对接关系的3D模型向包含断层运动、断层带作用和流体流动的4D模型方向发展。     

高孔砂岩断层内部微观结构及渗透性变化规律物理模拟

在油气勘探过程中,对于小位移断层分隔油水封闭能力的控制因素研究尚浅,野外也难以获得不同变形过程的断层带结构及其渗透性变化规律.因此,以高孔隙度纯净砂岩人造岩心为研究对象,采用自主研发的“高压~低速环形剪切装置”开展实验,实验后样品取心分别进行覆压孔渗测试、纳米CT扫描、铸体薄片分析等分析测试.以有效正应力和断层位移为实验变量开展了多组环剪实验,其研究结果表明:宏观上断层面上可观察到明显擦痕与粉末状碎裂岩,微观上确定了断层带内碎裂作用导致的颗粒粒度降低与颗粒的定向排列是孔渗降低的主要原因,断层带渗透率小于10 mD,较母岩降低2~3个数量级.随着断层有效正应力或断层滑动位移增加,断层带碎裂程度增大且粒径和孔径减小,断层带厚度增大,孔隙度和渗透率逐渐减小.这一结果可为小位移断层侧向封闭能力与油气勘探领域的研究奠定理论基础.