鄂尔多斯盆地定边地区延长组长7_1储层构造裂缝分布预测

研究构造裂缝系统的发育和分布规律对鄂尔多斯盆地定边地区上三叠统延长组低渗透砂岩油藏的勘探开发选区具有重要的实践意义。本次研究基于有限元对定边地区主要裂缝形成期进行古构造应力场数值模拟,以岩石综合破裂值为判定依据,对该区延长组长71储层构造裂缝的发育程度和分布规律进行预测。结果显示,该地区燕山期岩石破裂程度普遍较高,表明裂缝发育程度高且分布范围广;喜马拉雅期岩石破裂程度整体较低,并且裂缝发育区仅集中于研究区的西北部,少数分布于中北部。本次研究可为鄂尔多斯盆地定边地区低渗透油藏的勘探和有效开采提供地质依据和参考。     

鄂尔多斯盆地庆城—合水地区延长组长6_3储层构造裂缝定量预测

鄂尔多斯盆地庆城—合水地区上三叠统延长组低渗透砂岩是该区的主要储集层,其中构造裂缝系统是油气渗流的重要通道。在岩石力学参数测试的基础上,考虑砂体分布的影响,采用三维有限元法对庆城—合水地区延长组长63储层主要裂缝形成期的古构造应力场进行数值模拟,通过岩心构造裂缝发育程度的约束,预测出庆城—合水地区延长组长63储层构造裂缝发育和分布情况。结果表明:在燕山期和喜马拉雅期不同构造应力作用下,构造裂缝发育和分布情况存在差异。燕山期构造裂缝密度在庄72井、庄47井、宁88井以及正20井附近较高,可以达到0.10m-1,而喜马拉雅期构造裂缝密度则在庄156井、宁45井以及正20井附近较高;整体上,燕山期构造裂缝密度要比喜马拉雅期构造裂缝密度高。鄂尔多斯盆地庆城—合水地区长63储层构造裂缝发育特征和分布预测成果可为低渗透储层裂缝分布概念模型、裂缝孔隙度计算模型的建立提供基础资料,同时也可为庆城—合水地区的油气勘探提供新的地质依据和指导。     

有限元数值模拟技术在潜山裂缝定量预测中的应用——以珠江口盆地惠州洼陷惠州26构造为例

潜山储层的裂缝发育预测是勘探开发领域一个技术难题。目前多采用地震刻画、地震属性提取、周边钻井资料揭示以及岩芯观察等方法对地下裂缝的分布情况进行预测,但存在不少问题。笔者等通过有限元数值模拟方法对珠江口盆地惠州26构造裂缝发育情况进行预测,并提出预测流程。该方法首先采用断层生长连接分析结合演化史建立合适的几何模型和数理模型,通过给定力学参数和边界条件,模拟裂缝主要形成期文昌期、恩平期的古构造应力场,最终通过对张应力和剪应力大小及分布的分析来预测储层构造裂缝的发育程度。模拟结果显示,文昌期裂缝强烈发育区位于F2断层西段和F1断层西段,在惠州26构造处,构造的高部位裂缝发育强度较强,在4井位置裂缝发育较弱,在7井位置发育较好的裂缝。恩平期受应力方向和大小的改变影响,主要的裂缝发育区集中在F2断层下盘惠州26构造高部位。将预测结果与钻井结果进行比较,预测结果和钻探结果较一致,印证了该方法在古潜山裂缝预测中的实用性。有限元数值模拟方法不仅能够恢复构造裂缝形成期构造应力场的分布情况,也可以对储层构造裂缝的分布及发育程度进行预测,为裂缝型潜山油气藏勘探开发提供技术支持。     

有限元数值模拟技术在潜山裂缝定量预测中的应用——以珠江口盆地惠州凹陷惠州26构造为例

潜山储层的裂缝发育预测是勘探开发领域一个技术难题。目前多采用地震刻画、地震属性提取、周边钻井资料揭示以及岩芯观察等方法对地下裂缝的分布情况进行预测,但存在不少问题。笔者等通过有限元数值模拟方法对珠江口盆地惠州26构造裂缝发育情况进行预测,并提出预测流程。该方法首先采用断层生长连接分析结合演化史分析建立合适的几何模型和数理模型,通过给定力学参数和边界条件,模拟裂缝主要形成期文昌期、恩平期的古构造应力场,最终通过对张应力和剪应力大小及分布的分析来预测储层构造裂缝的发育程度。模拟结果显示,文昌期裂缝强烈发育区位于F2断层西段和F1断层西段,在惠州26构造处,构造的高部位裂缝发育强度较强,在4井位置裂缝发育较弱,在7井位置发育较好的裂缝。恩平期受应力方向和大小的改变影响,主要的裂缝发育区集中在F2断层下盘惠州26构造高部位。将预测结果与钻井结果进行比较,预测结果和钻探结果较一致,印证了该方法在古潜山裂缝预测中的实用性。有限元数值模拟方法不仅能够恢复构造裂缝形成期构造应力场的分布情况,也可以对储层构造裂缝的分布及发育程度进行预测,为裂缝型潜山油气藏勘探开发提供技术支持。     

沁水盆地樊庄区块构造作用对煤储层裂缝发育的影响

根据樊庄区块主力煤层煤体结构和煤储层裂缝发育特征,结合构造变形分布规律以及现代构造应力场模拟,深入分析了构造作用对煤储层裂缝非均质性的控制机理。研究区褶皱构造比较发育,主要为轴向近NS的宽缓褶皱,褶皱轴部构造裂隙发育,对煤储层有利;煤层中断裂构造非常发育,以正断层为主,越靠近断层,煤层破碎越明显,裂隙越发育,但在寺头断层附近为强烈变形的软煤发育带,对煤储层不利。运用ANSYS有限元模拟软件模拟了研究区现代构造应力场分布特征,垂直主应力大小与煤层埋深正相关,随垂直主应力增大,裂缝则趋于闭合;最大水平主应力方向与煤储层主裂隙发育方向平行,所以主应力差值越大,越利于煤储层裂隙的开启。     

鄂尔多斯盆地姬塬油田上三叠统延长组超低渗透砂岩储层微裂缝研究

通过对鄂尔多斯盆地姬塬油田上三叠统延长组长4+5油藏的精细描述,指出微裂缝对提高储层渗流能力、提高超低渗透油藏开发效果具有十分重要的意义。研究表明,鄂尔多斯盆地姬塬油田上三叠统延长组长4+5油藏微裂缝线密度为7.86条/cm,微裂缝开度为3.70μm,微裂缝间距为1.2723mm,微裂缝孔隙度为0.29%,微裂缝渗透率为332×10-3μm2。微裂缝孔隙度是基质孔隙度的2.74%,微裂缝渗透率是基质渗透率的12.15倍。微裂缝分布的差异性和不均一性是造成研究区超低渗透致密储层中有相对高渗透层的主要原因。微裂缝发育及展布状况是沉积微相带及基底断裂基础上成岩过程中多期古构造应力场与现今构造应力场共同作用的结果。在油气勘探中以寻找有利的沉积相—成岩相—微裂缝带为勘探目标,会加大勘探成功率。     

沁水盆地柿庄北地区15号煤层裂缝发育特征预测

沁水盆地柿庄北地区石炭系太原组15号煤层埋深较大,分布稳定,含气量高,但开发效果一直未达到预期。实践表明,渗透率是影响煤层气开发的重要因素,而裂缝是影响煤层渗透率的主要因素,所以定量预测15号煤层构造裂缝对于深部煤层气勘探开发具有重要意义。以古应力场下形成裂缝,现今应力场只改造裂缝为中心思想,通过构造应力场数值模拟技术结合实际试井数据,模拟得到了15号煤层开度、孔隙度等参数。结果显示,孔隙度、渗透率分布规律大致相同,并且与开度有很好的相关性;断层两侧为明显的高值区,随着与断层的距离增大逐渐减小,背斜及向斜翼部较大,向斜区为低值区,构造高部位的裂缝参数值要大于构造低部位。15号煤层裂缝EW向与SN向渗透率基本相等,比垂向渗透率大一个数量级,反映了煤层渗透率的各向异性。     

吴旗探区长61储层构造裂缝特征及分布规律

吴旗地区主力油层为上三叠统延长组长6¹,属于特低渗储层。根据研究区露头地层、钻井岩心及岩石薄片实物资料,同时利用古地磁岩心定向方法,对研究区构造裂缝进行了详细的定性-定量化观测描述和统计。研究认为,吴旗地区长6¹储层主要发育NE向和NW向高角度的区域性共轭构造裂缝系统。储层段岩心构造裂缝密度为0.4~1.90 条/m,构造裂缝以偏张性为主,充填较为严重（约占57％）,无效裂缝居多（约占68％）。在此基础上,以构造裂缝观测值为依据,通过构造应力场有限元数值模拟,综合岩石破裂法和能量法,建立了裂缝预测数学模型,对长6¹储层构造裂缝分布和发育规律进行了定量预测研究,指出了裂缝发育区、次发育区和不发育区;同时,预测了张、剪裂缝发育方位,为吴旗地区低渗透储层石油进一步勘探部署和区块合理开发提供了地质依据。     

松辽盆地古龙凹陷构造应力场弹-塑性增量法数值模拟

泥岩裂缝油气藏是大庆油田古龙凹陷主要的油气藏类型之一 ,构造裂缝储层在该类油气藏中占有重要地位。老第三纪末及现今的应力释放区是该区泥岩裂缝性储层的主要发育区。构造应力释放区的泥岩储层渗透条件得到改善 ,现今应力场控制着地层压力的分布。采用弹塑性增量的有限元法模拟了古龙地区青山口组地层老第三纪末与现今两期构造应力场。根据区域构造研究结果确定主应力方向 ,以确定应力场的分期。采用晶格位错密度法、水压致裂法及声发射法测定岩石的构造应力值 ,并作为构造应力场模拟的约束条件。由岩石力学试验测定岩石物性参数 (弹性模量和泊松比 ) ,根据区域沉积相带分析建立岩相地质模型。结合钻井及区域地质资料 ,对模拟结果进行分析研究 ,识别出古今四个应力释放区。其中他拉哈、新站两应力释放区的勘探程度高 ,绝大多数钻井资料印证了数值模拟结果的正确性 ;而葡西、杏西高西两应力释放区钻井资料较少 ,应作为潜在的裂缝储层勘探靶区。     

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。     

盘江矿区月亮田矿煤储层物性差异分布特征及其控制机理

为了综合分析盘江矿区月亮田矿煤层气勘探开发地质条件与潜力,研究采用多种测试手段,系统分析了该矿煤储层在孔隙度及孔隙结构、渗透性和储层压力在垂向分布的特征与差异。结果表明,盘江矿区月亮田矿二叠系龙潭组煤储层孔隙度较低,小孔体积占明显优势并且比例接近,微孔和小孔比表面积占优势但变化较大,主要发育狭缝状孔和细径广体的墨水瓶状孔。该区煤层渗透率在垂向上的变化较大,且并非为应力主控,受多种地质条件的综合影响。龙潭组煤储层压力属于异常低-异常高压范围,随埋藏深度的增加而增大,推测区内龙潭组煤系地层在垂向上至少存在2个独立含煤层气系统。针对龙潭组煤储层物性垂向分布特征的研究,期望可以为月亮田矿煤层气开发提供新的地质参考。     

泌阳凹陷安棚油田核三段储层裂缝成因、期次及分布研究

根据定向取心、成像测井、常规岩心及薄片资料对安棚油田核三段储层天然裂缝特征进行分析的基础上,通过对20个裂缝充填物的稳定同位素测定,5组样品的声发射实验,结合岩心裂缝特征、地质构造历史等,确定出核三段地层中裂缝为区域性裂缝,以垂直或高角度张性缝为主,成组出现,产状稳定,不受局部鼻状构造控制,确定出裂缝有4个破裂期,主要破裂期为第二期。从岩石力学性质、刚性岩石分布情况和岩(砂)层厚度、构造应力场强度等方面入手,系统地讨论了控制裂缝发育的地质因素。区域应力场强度与裂缝发育程度有密切关系,是影响裂缝发育的主要外因,而岩性、岩石密度和厚度是影响裂缝发育的主要内因。采用构造滤波法、应力场模拟法、主曲率法对研究区Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ油组的平面裂缝分布进行了预测和评价。     

准噶尔盆地新生代构造应力对石炭纪火山岩构造裂缝发育的控制

构造裂缝的发育对改善储层的储渗条件有着重要的作用,特别是火山岩这种非传统储层,构造裂缝的发育是其成为有效储层的必要条件。本文主要借助构造应力场有限元数值模拟这一成熟的方法对准噶尔盆地石炭纪火山岩构造裂缝的发育状况进行预测。其两个主要的步骤是首先对区域构造应力场进行模拟计算,然后结合岩石的强度指标判断构造裂缝的发育状况。通过对准噶尔盆地地质背景和构造演化的分析,明确了新生代构造应力场的的决定性作用和石炭纪火山岩的分布区域(划分出六个区域),建立了数值模拟的计算模型、确定了边界条件与载荷。通过二维有限元数值模拟(应用Ansys软件)得到了新生代盆地应力场的分布特征和应力值。结合岩石强度指标,对火山岩构造裂缝(张裂缝和剪裂缝)的发育进行了预测并圈出相应的区域,主要为盆地西北缘、中央坳陷中部、滴西1东部,彩参2周缘、大井-将军庙等地区,对石炭纪火山岩的油气勘探战略选区, 优化勘探部署具有重要指导意义。     

东濮凹陷三叠系砂岩油藏裂缝特征及主控因素

为探讨东濮凹陷三叠系砂岩油藏储层裂缝发育特征、裂缝成因机制及控制因素,采用野外露头剖面观测、岩心观察、样品分析测试、常规测井、成像测井、核磁测井、岩石力学实验等技术方法对文明寨地区三叠系砂岩储层裂缝进行了研究。结果表明:东濮凹陷三叠系砂岩储层主要发育NNE向、NE向和近EW向3组构造裂缝,裂缝走向近于平行或垂直主断层方向,裂缝沿构造高部位呈带状分布。裂缝以高角度-近直立(60°～90°)缝为主,低角度(30°～50°)缝次之,高、低角度裂缝相互交错构成裂缝网络系统。岩心分析及孔隙度测井计算结果表明,裂缝孔隙度为2.60%～3.20%。构造应力场是控制砂岩储层裂缝发育的外部因素;储层岩性、砂岩厚度、岩石力学性质等是控制砂岩储层裂缝发育的内在因素。     

川西坳陷中段中、新生代构造运动与须家河组生、储、盖层发育关系研究

川西坳陷中段中、新生代的构造运动主要表现为：早印支期的抬升、褶皱,构造雏形形成阶段。晚印支期褶皱、隆起发育,燕山期的挤压改造阶段。喜马拉雅运动对该区影响相对较小,仅形成了一些浅层断裂。研究表明,构造运动控制了坳陷中段的形成和发展,不仅控制了须家河组生储盖的发育,还控制着储层的孔隙度、渗透率变化．渗透率与孔隙度相关性较小,主要与裂缝有关。分析表明储层裂缝发育地带是有利的勘探区域。     

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。     

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。     

库车坳陷博孜X区块超深储层有效裂缝分布规律及对天然气产能的影响

为明确库车坳陷超深致密砂岩储层有效裂缝分布特征,基于古应力产生裂缝、现今应力影响裂缝有效性的原理,根据岩心资料和成像测井数据查明裂缝力学性质并拾取裂缝参数,通过构造恢复反演等效古应力、有限元方法预测现今应力场,并结合DFN离散裂缝网格建模,对库车坳陷克拉苏构造带博孜X区块超深致密砂岩储层裂缝进行预测.结果表明,博孜X气藏构造裂缝以未充填-半充填的高角度剪切缝为主,局部发育小规模的张性裂缝,大多数裂缝形成于喜马拉雅晚期的快速强烈挤压作用;博孜地区地应力场从白垩纪到新近纪,随着北部力源传导的持续往南推进,应力高值呈现由北向南迁移的特点;博孜X气藏构造裂缝发育分布的非均质性极强,在北东部位的X104井区发育程度高,在南西部位的X103井区周围密度低,现今地应力对裂缝有效性影响显著,进而影响气井产能.博孜X区块裂缝形成受断层和褶皱共同控制,单从构造特征难以准确预测裂缝分布,而通过地质力学原理和方法预测裂缝具有较好的吻合度.在超深层储层,不能只通过孔隙度、储层厚度等因素来评价并预测气井产能的高低.     

鄂西荆门地区志留系龙马溪组古构造应力场研究及裂缝预测

鄂西地区志留系龙马溪组页岩储层发育,由于页岩低孔低渗的特性,构造裂缝成为了页岩气运移和聚集的主控因素。本文以鄂西荆门地区志留系龙马溪组页岩为例,基于地震资料、岩石力学实验、野外实测资料,利用有限元数值模拟技术、岩石破裂准则,解析古构造应力场分布规律,预测构造裂缝分布特征。结果表明,荆门地区发育的构造裂缝主要以中燕山晚期形成的NNW向和NE向共轭剪切缝为主,其次为中燕山早期形成的NNE向和NEE向共轭剪切缝。构造裂缝的分布受断层、岩石物理参数和构造应力的影响较大,Ⅲ级裂缝发育区和断层区域综合破裂系数均大于1.1,构造裂缝最为发育,页岩气保存效果最差;Ⅱ级裂缝发育区综合破裂系数在1.0～1.1之间,为页岩气保存效果较好区域;Ⅰ级裂缝发育区综合裂缝破裂系数在0.85～1.0之间,处于“破而不裂”的状态,为页岩气最优保存区。     

东濮凹陷三叠系砂岩储层构造裂缝特征及形成期次

根据露头、 岩心、 薄片、 古地磁、 成像测井、 岩石力学实验等资料;对东濮凹陷北部三叠系砂岩储层构造裂缝特征及形成期次进行分析。东濮凹陷三叠系砂岩储层主要发育北北东、 北东和近东西向3组高角度构造裂缝;裂缝走向近于平行或垂直主断层;倾向为北西和南东。二马营组裂缝较为发育;和尚沟组和刘家沟组裂缝相对不发育。储层裂缝为3期;分别为燕山早期的北西向扩张裂缝和北北西、 北西西向剪切裂缝;燕山晚期形成北东向拉张裂缝;喜马拉雅期形成北北东、 北东向拉张裂缝、 北北东向剪切裂缝和东西向扩张裂缝。古、 今构造应力场和岩石力学性质的各向异性分析表明;现今构造应力场最大水平主应力和岩石抗压强度的各向异性均影响燕山早期北西向裂缝的张开度及有效性。储层裂缝表现为两期;分别为燕山晚期的北东向拉张裂缝、 喜马拉雅期的北北东、 北东向拉张裂缝;北北东向剪切裂缝和东西向扩张裂缝。研究结果阐明了东濮凹陷北部三叠系砂岩储层构造裂缝特征及发育规律。