X-CT扫描成像技术在致密砂岩微观孔隙结构表征中的应用——以大安油田扶余油层为例

以松辽盆地南部大安油田扶余油层致密砂岩样品为研究对象,利用VGStudio MAX强大的CT数据分析功能结合Avizo软件先进的数学算法,建立了大安油田扶余油层致密砂岩多尺度三维数字岩心模型,该模型具有样品无损、结果直观、数据丰富等优势;同时结合环境描电镜(ESEM)、Maps图像拼接技术、铸体薄片、恒速压汞等油气分析测试方法对松辽盆地南部大安油田扶余油层微观孔隙特征进行了定量表征,为进一步开展大安油田扶余油层渗流机理的研究打下了基础。研究表明:微米尺度下,大安油田扶余油层储集空间类型以溶蚀型孔隙和微裂缝为主,不同孔渗的样品孔喉的形态和尺寸有所不同,孔喉形态多为球状和条带状,孔喉分布状态主要有连片状和孤立状两种;纳米尺度下,大安油田扶余油层储集空间类型以矿物颗粒内部或表面的溶蚀孔隙和微裂缝为主,纳米孔喉形态上多呈小球状、管状,微裂缝对纳米级孔隙有很好的沟通作用。喉道半径较窄是造成样品的实测渗透率较低的主要原因。     

蒙古Toson Uul油田地应力和裂缝特征及其合理开发方式浅析

从天然裂缝、地应力及水力压裂等方面简要地论述了蒙古Toson Uul油田地应力分布特征及裂缝发育特征。通过实际资料,详细分析了油田天然裂缝发育程度以及水力压裂裂缝展布规律,提出适合油藏特征的开发方式。研究成果对加深油田储层裂缝认识,指导油田制定合理开发方式以及开发后期调整具有重要意义。     

松辽盆地三肇地区油田储层裂缝及地应力特征

在大量裂缝发育特征的观察和统计工作基础上,结合油田开发动态和古构造发育史分析等,应用岩芯古地磁定向,差应变和波速各和异性等研究方法,结果认为三肇地区扶杨油层发育的裂缝走向以近东西向为主,多具高倾角,并可构成规模较大的主裂缝,其在油田注水开发中起着不可轻视的作用。分析表明,裂缝发育的密度与砂层的厚度成反比,与构造曲率成正比。区域最大水平主应力为北西西向,近东西向裂缝为油田最有效裂缝组系。     

青西油田窿六区块下沟组裂缝特征及成因

青西油田窿六区块是以碳酸盐岩、碎屑岩为主的复杂岩性裂缝性油藏,岩相多变、裂缝发育,储层非均质性极强。综合钻井、取心及成像测井资料,对研究区裂缝特征进行了详细的研究。分析表明:研究区以构造裂缝为主,且多数都未充填;裂缝走向主要为北东东^北北东向,以水平缝为主,次为斜交缝;裂缝在砂砾岩密度最大,其次是白云质泥岩,泥质白云岩裂缝密度较小。研究区裂缝受断层和岩性共同控制,其中喜山期北东向断层发育带为有效裂缝发育带,岩性控制裂缝的发育程度,含脆性成分高的砂砾岩裂缝最发育。     

巴喀油田裂缝发育特征及常规测井识别方法

巴喀油田中侏罗统西山窑组砂岩属低孔特低渗透裂缝性储集层.裂缝的高渗透性和渗透率非均质性影响了巴喀油田注水开发方案的部署.在结合区域构造背景和岩心观察基础上,通过对常规测井裂缝响应特征分析,应用综合概率指数与分形维数相结合的方法,开展了常规测井曲线的裂缝识别研究.巴喀油田主要发育中高角度构造剪切裂缝,近NWW向和NNE向两组裂缝在工区广泛发育.应用综合概率指数与分形维数相结合法对巴喀油田砂岩裂缝取得了良好识别效果.     

非线性大变形数值模拟方法在埕岛油田古生界裂缝研究中的应用

利用非线性大变形数值模拟方法,研究了埕岛油田古生界裂缝发育状况。在区域构造背景、基本构造特征和构造演化历史分析的基础上,针对能够代表古生界构造变形特征的Ｔｇ２反射层、首先对整个埕岛油田进行了平均整旋角和平均整旋角梯度值的计算,编制了平均整旋角和平均整旋角梯度值等值线图;在此基础上分析了裂缝的延伸方向和发育程度。为了紧密结合油田勘探、开发的实际,又对埕北古１井区、埕北古５井区、埕北２０井区等３个局部     

青西油田下沟组构造裂缝发育特征与分布预测

青西油田下白垩统下沟组低孔低渗泥云岩是该区主要的储集层,其中构造裂缝是油气渗流的重要通道和储集空间。本次研究首先基于岩心及成像测井资料分析和构造裂缝的发育特征,然后在岩石力学参数测试的基础上,考虑断层对构造裂缝形成的影响,采用三维有限元法对青西油田主要裂缝形成期的古构造应力场进行数值模拟,并预测出青西油田下白垩统下沟组构造裂缝的分布规律。预测结果表明:在青西油田的东部和西部存在两个构造裂缝发育区,尤其是在窿10井和柳102井等附近,构造裂缝较为发育,而中部地区构造裂缝相对不发育。本次研究可为该区下沟组构造裂缝评价和油气勘探提供新的地质依据和指导。     

四川盆地元坝地区大安寨段储层裂缝预测

裂缝发育对致密储层的孔渗性改善具有重大作用,是天然气能否富集、产出和高产的主控因素。在实际研究中,采用地震相波形分类技术及钻井资料对元坝地区的大安寨段进行地震沉积相研究,划分出研究区大安寨段的有利储层——浅湖亚相中的介壳滩相分布的大致范围。针对元坝地区大安寨段的裂缝型气藏,采用三维地震相干分析、叠前P波方位各向异性检测等技术方法,对大安寨段中的介壳滩相进行裂缝发育带综合预测及评价,裂缝预测结果与钻井资料吻合较好,揭示该地区介壳滩相中的裂缝区域是今后的油气勘探重点。     

新疆鄯善油田微裂缝研究

在鄯善油田宏观裂缝研究的基础上，对储层微裂缝进行了研究，获得以下主要认识：１．鄯善油田发育的微裂缝按照成因分类有成岩微裂缝、颗粒微裂缝和定向微裂缝。前两种裂缝为成岩作用或破碎作用形成，后者在构造作用下形成。按照形态分类有完全充填的、不完全充填的、开启的和闭合的微裂缝。不同形态的微裂缝对注水开发的影响不同。２．该区微裂缝主要集中在０．００５～０．０２ｍｍ范围内，占全部微裂缝的７０％以上。３．微裂缝以充填为主，镜下观察８０％以上的微裂缝被碳酸钙所充填，从而大大降低了微裂缝的有效性。微观水驱油模型试验也显示，仅２０％左右的微裂缝可成为油水通道。４．微裂缝的延伸有３种情况：ａ．微裂缝中止于颗粒内部；ｂ．微裂缝延伸之颗粒边缘；ｃ．微裂缝延伸长，可切穿几个颗粒，且可与其他微裂缝形成网络。微裂缝的延伸方向主要有ＮＥ６６°、ＮＥ１３７°，其延伸方向不与大裂缝一致，夹角约为４０°。５．微裂缝在大裂缝附近较发育，受大裂缝控制。     

陕甘宁盆地川口油田低渗透油藏长6油层裂缝特征

通过对野外野头观测，岩心观察，薄片鉴定、地层倾角测井解释等方法，对川口油田长6油层裂缝进行了研究，川口油田长6油层主层裂缝方向为近EW向，天然显裂缝规模小且不发育，裂缝在原始地层条件下多为闭合状态，只有在人工激发后才会表现出明显的裂缝特征，川口油田储层类型为孔隙型储集层，该区油层埋深500－700m，垂向应力为最小主应力，压裂后理论上应产生水平缝，但受到天然垂直（闭合）缝的影响，在裂缝发育区可能会形成垂直压裂缝，在目前注水条件下，注水实验区储层裂缝的作用还未表现出来。     

断层相关褶皱概念模型中的裂缝域

断层相关褶皱对裂缝的控制作用主要体现在岩层的几何形态对裂缝方位的影响和变形对岩石破裂的控制程度。本文在断层相关褶皱概念模型的基础上提出了裂缝域,并以Suppe的平行膝折概念模型为对象,利用几何学方法对模型中区域性裂缝的裂缝域进行分区描述,并提出了断层相关褶皱的曲线概念模型中区域性裂缝的分布规律。以新疆卡普沙良河一处断层转折褶皱剖面上裂缝的实测数据为依据,对模型进行验证,发现测量结果同模型基本一致。该方法为前陆冲断带地区断层相关褶皱对裂缝控制作用的定量预测提供了一种全新的思路。     

Measuring fracture orientation at exposed rock faces by using a non-reflector total station

Measurements of fracture orientation are usually taken by using a compass-inclinometer device on exposed rock faces. The drawbacks when using this method is that it is time-consuming if many fractures are measured and that measurement might be impossible if the rock face cannot be safely reached physically. To improve field mapping of rock fractures, a method for applying a non-reflector total station to measuring fracture orientation is presented in this paper. A non-reflector total station is a geodetic device that captures three-dimensional co-ordinates of target points without using a reflector. Therefore, physical touching the rock surfaces is no longer required. To determine a fracture orientation, co-ordinates of a set of points on the exposed fracture surface are captured at a distance from the rock face. The best-fit plane of the exposed fracture surface is defined by the co-ordinates of the target points, and the orientation (e.g. dip angle and dip direction) of the fracture surface is determined as that of its best-fit plane. This paper presents the technical procedure and a portable system designed for the field mapping of fracture orientation. Results of a case study performed at an exposed rock face are also included.     

利用成像测井资料分析汶川地震断裂带科学钻探3号孔(WFSD-3)裂缝特征

WFSD-3孔是汶川地震断裂带科学钻探主要钻孔之一,全井段(终孔深度1 502.30 m)实施了连续取心(累计取心进尺1 548.44 m)和测井作业。采集到的成像测井资料包含丰富的原位地质特征信息,对裂缝、破碎带识别和构造应力场分析具有重要作用。利用该钻孔的电阻率成像测井和超声成像测井资料,结合岩心资料进行了裂缝特征分析。结果表明,WFSD-3孔岩层高角度斜交缝最为发育,其次是低角度斜交缝,垂直缝和水平缝极少;25～200 m和900～1 000 m深度范围内裂缝尤为发育;不同深度的裂缝倾向存在明显差异:410 m之上主要分布于260°～290°,410～730m集中于330°～360°,730～960 m主要分布于210°～240°,960～1 185 m与410 m之上基本一致,1 410～1 450 m与前述各深度段不同,集中于180°～200°;裂缝与破碎带、层理密切相关,宏观分布受构造控制。     

倾斜裂缝垂向封闭性演化特征研究——以海拉尔盆地贝尔凹陷布达特群为例

岩心观察和成像测井资料分析,发现海拉尔盆地贝尔凹陷布达特群断裂伴生和派生的裂缝以倾斜裂缝为主,其形成与分布主要受区域构造演化控制,3期不同特征的构造裂缝反映了区域构造应力场经历了挤压、剪切和伸展3大阶段。利用裂缝面压力和泥岩塑性变形极限,对贝尔凹陷布达特群倾斜裂缝目前的垂向封闭性进行了评价,结果是:不同角度的倾斜裂缝在凹陷中部均是封闭的,仅在凹陷西北和东南边部开启,且随裂缝倾角增大,开启区面积增大。通过布达特群倾斜裂缝古裂缝面压力的恢复,对其垂向封闭性演化特征进行了研究,认为不同角度倾斜裂缝垂向开启区从伊敏组沉积末期至今逐渐减小。目前已发现的油气藏表明倾斜裂缝不是主要的储集空间,凹陷周边(缘)地区才是倾斜裂缝储集油气的有利地区。     

产状控制蚂蚁体预测微裂缝技术及其应用

基于Petrel和OpendTect两个软件平台,总结出一套在倾角和方位角控制下的蚂蚁体追踪技术,并在油田和煤田进行了微裂缝预测的实例研究。研究认为,蚂蚁体技术在油田勘探上能有效地识别普通方法显示不出的微裂缝,实现断裂系统精细分析和裂缝性储层的有效预测;而在煤田勘探中对小断裂有较好识别,并可对煤层导水性进行预测。      

天然地应力作用下不同产状岩体裂隙渗流特性研究

为了研究天然地应力作用下裂隙产状等因素对深部岩体裂隙渗流特性的影响,基于单裂隙面渗透性服从负指数变化规律,建立了三维应力作用下不同产状裂隙的渗透系数计算公式,利用Lagrange乘子法分析裂隙面产状变化对其渗透性的影响,并分析了岩体裂隙有、无充填物对其渗透性的影响及敏感性;然后,以我国大陆地区地应力统计规律为例,分析了地表以下5 000 m范围内在天然地应力作用下裂隙渗透性随深度、产状的变化规律。结果表明：裂隙产状的变化对其渗流特性有明显影响,对于浅层岩体,在大主应力大致呈水平方向分布时,随着裂隙面倾角的增加,裂隙渗透系数逐渐降低;但随着深度的增加,在裂隙深度超过约200 m和裂隙面走向与大或中主应力方向大致一致时,裂隙渗透性反而会随着裂隙面倾角的增加逐渐增加,在裂隙面走向与小主应力方向垂直时增加最为明显;对于深部岩体,裂隙的渗透性很小,裂隙面产状的变化对其渗透性影响很弱;对于有充填物裂隙,岩块与充填物的弹模比和充填物泊松比的变化对裂隙渗透性的影响很小。研究结果可为深入研究我国深部岩体渗透特性变化规律提供借鉴意义。     

松辽盆地朝阳沟油田储层裂缝发育特征及控制因素

裂缝是朝阳沟油田储层的有效储集空间和主要渗流通道,其复杂分布严重影响该油田的开发生产。通过区域构造研究与岩心构造解析,结合地表露头和薄片观察,分析了区内裂缝的发育特征、成因机制及控制因素。该储层主要发育近SN向、近EW向、NW向和NE向4组构造裂缝,裂缝以低角度裂缝为主,主要包括挤压褶皱作用下形成的顺层滑脱裂缝和与逆冲挤压作用有关的低角度剪切裂缝,高角度裂缝主要包括扩张裂缝和中高角度斜缝。裂缝的充填及含油性表明它们大部分为有效缝,并反映在地层条件下的储渗作用。明水组沉积末期的反转构造期是裂缝的主要形成时期,主要形成近SN向和近EW向构造裂缝。裂缝的发育程度受岩性、层厚、断层、褶皱、深度等因素的控制,不同岩性,裂缝发育程度也不同;裂缝的平均间距与裂隙化的岩层厚度呈较好的线性相关关系;绝大多数构造裂缝与断层作用相关;褶皱的不同形成阶段发育不同类型的裂缝;随深度增加,裂缝发育程度明显降低。     

低渗储层裂缝发育期次研究

低渗储层中的裂缝是不同时期构造应力场的产物,具有不同的裂缝样式,确定裂缝形成期次对裂缝研究和油气聚集研究具有重要意义。岩心观察法:适用于存在明显切割关系、限制终止和组系关系的裂缝,低渗储层裂缝不发育,组系性差,这种方法通常受限。产状分析法:除分析裂缝的走向外,还需要重视倾向和倾角,并结合区域和局部构造应力场对裂缝进行期次划分。充填物分析法:需结合充填物类型、特征,以及充填物形成时的沉积、构造、油气充注特征,以达到准确划分的目的。声发射方法:可能提供裂缝发育的期次,需要结合区域声发射资料及区域构造演化史,才能准确判断裂缝的具体形成时期。综合运用上述方法,得出渤海湾盆地东营凹陷牛35块沙三中裂缝的发育期次分为4期:沙三中—沙二期、沙一—东营期、东营末期和明化镇期。     

页岩储层构造应力场模拟与裂缝分布预测方法及应用

裂缝是页岩气富集高产的关键因素。页岩储层相对于其他类储层,其塑性相对较强,非构造裂缝比较发育。构造裂缝除了高角度的张性裂缝以外,还发育有较多近水平的层理缝和低角度构造滑脱缝等。针对页岩储集层的特点和裂缝发育特征,从地质成因的角度,明确了页岩储层构造应力场模拟数值模拟与裂缝分布预测的方法,其核心在于建立模拟地区目的层的精确地质模型、力学模型和计算模型。利用页岩的单轴和三轴压缩变形试验和声发射古、今地应力测试结果进行应力场数值模拟,获得研究区构造应力场分布,将应力场模拟果与实际地质资料对比分析,进一步检验校正已建立地质模型的合理性;在此基础上,针对富有机质页岩主要发育张裂缝和剪裂缝的特殊性,分别采用格里菲斯、库伦摩尔破裂准则计算页岩储层张破裂率、剪破裂率,依据张裂缝与剪裂缝所占的比例关系,求取页岩储层的综合破裂率,据此分别定量表征页岩储层中张裂缝、剪裂缝和构造裂缝的发育程度及分布特征;并在全面考虑影响页岩储层裂缝发育程度的综合破裂率、脆性矿物含量、有机碳含量多种主控因素的基础上,进一步提出了页岩“裂缝发育系数”作为最终判别指标,综合定量表征页岩储层裂缝的发育程度和预测裂缝的分布,页岩裂缝发育系数越大,裂缝发育程度则越高。该方法在我国渝东南地区下志留统龙马溪组页岩储层裂缝分布预测中得到了有效应用。此不仅为页岩气甜点优选提供了一种新的技术方法,而且模拟成果对页岩气水平井和压裂改造方案的设计具有重要的参考价值。