地应力预测技术在页岩气水平井开发中的应用

相比于常规气藏,页岩气藏有着低孔隙度、低渗透率的特点,大规模开采页岩气需利用水平井压裂技术.研究表明:与最大水平主应力近垂直的方向钻水平井,且地应力差异系数较小时,有利于形成网状裂缝.选择川东南X工区对地应力预测技术在页岩气水平井开发中的应用进行研究,利用地层的构造信息、速度信息和密度信息,求得层位面的地应力参数,预测最大水平主应力方向、最小水平主应力方向以及地应力差异系数;通过区域应力机制分析以及X1、X2、X3三口井的钻井实测诱导缝解释结果和产量情况分析,验证了本文地应力方向和地应力差异系数预测结果的可靠性.在水平井设计时应综合考虑地应力方向和地应力差异系数,以获得良好的压裂效果和产能.     

基于方位地震数据的地应力反演方法

在页岩油气藏的开发和勘探阶段,需要对储层进行水力压裂改造,形成有利于油气聚集和运移的裂缝.地应力是进行水力压裂改造的重要参数,能够决定裂缝的大小、方向以及分布形态,影响着压裂的增产效果,且最大和最小水平应力差异比（ODHSR,Orthorhombic Differential Horizontal Stress Ratio）是评价储层是否可压裂成网的重要因子.本文探讨了基于地震数据估算地应力的方法,以指导页岩气的水力压裂开发.首先,利用叠前方位地震数据反演得到地层的弹性参数和各向异性参数;其次,基于正交各向异性水平应力差异比近似公式,利用反演得到的弹性参数和各向异性参数估算地层的ODHSR;最后,选取某工区的裂缝型页岩储层的叠前方位地震数据对该方法进行实际应用.实际工区地震数据应用表明,基于叠前方位地震数据反演得到的ODHSR能够有效的识别储层中易于压裂成网的区域.     

水压致裂法地应力测量若干问题的探讨

在深层地应力测量中,水压致裂法是最有效的测量方法。本探讨了该方法的几个关键性问题,例如压裂特征参数的取值,三维地应力测量,压裂缝的方向,破裂准则和钻孔轴向秒是主应力的一个方向等问题。     

页岩储层可压裂性地震预测方法新进展

利用地震勘探技术预测页岩储层的可压裂性,是目前页岩气勘探开发领域亟须解决的关键问题之一.本文介绍了近年国内外页岩储层可压裂性地震预测方法相关新进展,主要包括页岩可压裂性岩石物理分析、页岩储层裂缝、脆性和地应力地震预测方法等方面.通过调研可知利用叠前地震资料基于方位各向异性预测裂缝和地应力是目前主要技术,未来,解释人员可综合利用标准的反射成像和绕射成像进行裂缝解释.利用地震资料预测页岩岩石脆性的主要方法有以叠前弹性参数同时反演为核心的地震预测技术、地震属性Eρ预测岩石脆性和λρ-μρ模板预测脆性,根据研究区地震资料的偏移距选择恰当的方法进行岩石脆性预测.最终,本文探讨了页岩可压裂性地震预测进一步发展建议.     

沁水盆地南部煤层气储层压裂过程数值模拟研究

储层改造是煤层气井提高产能的重要措施,水力压裂是煤层气储层改造的重要方法.为研究煤层气储层压裂过程及其天然裂缝对煤储层压裂时破裂压力的影响,本文以山西沁水盆地南部高煤级煤矿区为研究区,运用有限元数值模拟方法,计算不同地应力条件下、裂缝处于不同位置时煤储层的破裂压力.结果表明:(1)不同类型地应力场对破裂压力的影响不同.对于均匀应力场,破裂压力随着围压的增大而增大,其增幅约为围压的两倍;对于非均匀应力场,当一个水平主应力不变时,破裂压力会随着水平主应力差的增加而减少;(2)如果地应力条件不变,煤储层破裂压力随着天然裂缝与最大水平主应力方向夹角的增加而增加,水平主应力差越大煤储层破裂压力增幅也越大;(3)在有天然裂隙的地层中进行压裂,当天然裂缝的方位不同时压裂裂缝既可能是沿着天然裂缝扩展的裂缝,也可能是压裂过程中产生的新裂缝,因此天然裂缝的方位对破裂压力具有一定的影响.     

基于测井数据体的页岩油储层可压裂性评价研究

为评价页岩油储层可压裂性,以鄂尔多斯盆地长7页岩油储层为例,利用研究区部分已压裂井测井数据,计算得出脆性指数和断裂韧性指数,绘制了可压裂性剖面图,结合脆性指数和断裂韧性指数建立了一种新的页岩油储层可压裂性评价模型,为压裂选层、选井提供前期指导,为页岩油工程甜点的筛选以及压后产能预测提供依据.利用本文模型对研究区L70井、L58井和L295井进行了工程应用,结合可压裂性剖面图和压裂前后正交偶极各向异性成果图对各井裂缝展布情况和压裂效果进行了评价,并与各井实际压裂效果进行了对比分析.评价结果表明:脆性是储层可压裂性重要的影响因素之一,但是脆性较强的储层段可压裂性不一定很好,结合脆性和断裂韧性更能准确、有效的评价页岩油储层可压裂性,长7页岩油储层段与邻层砂岩段相比普遍存在天然裂缝发育程度较低、地应力较高、脆性较差的问题,工程甜点区应选在地应力较低、脆性较强、断裂韧性较小、可压裂性系数较大的页岩油储层段.     

中国1980年水力压裂法深井测定地下应力的进展

水力压裂法是当前世界上直接测定深部地下应力唯一有效的方法。在美国兰吉里油田,曾利用深井测定了震源区1900米处的地应力。结合地震断层的产状和孔隙压力的情况,解释了诱发地震的成因,提出了控制地震的设想,此后,地下应力测量日益受到重视,目前已达5100米的深度。深井测定地下应力取决于石油开采技术的发展。我国国家地震局地球物理研究所在石油开发研究院与华北有关油田的关注及配合下,开展了地下应力与压裂裂缝方位的测定研究。     

准脆性地层中水平井多段水压致裂的扩展有限元法模拟

在实际的水力压裂过程中,裂缝总是沿着垂直于最小地应力的方向扩展,地应力的分布形式和多个压裂段之间的互相影响(应力阴影效应)对于形成复杂的裂缝网络具有重要的影响。本文基于扩展有限单元法(XFEM)模拟页岩等多孔介质在水压作用下裂缝的任意扩展,由于在传统有限元法的基础上引入了扩充自由度和可以描述间断的位移阶跃函数,所以裂缝可以独立于网格扩展,而不需要重新剖分网格。通过引入一维流动假设,求解润滑方程,并考虑流体在裂缝内的流动。同时也考虑裂缝向基质中流动的滤失效应。研究实际施工中不同段间距下裂缝的扩展模式和段间距对裂缝形态的影响,结果表明,压裂段间距过小时中间的裂缝会被屏蔽;此外,裂缝会由于应力阴影效应而发生转向。     

唐山、天津和沧州地区的油井水力压裂应力测量

本文研究了唐山、天津和沧州地区的油井压裂记录,发现已充砂裂缝比未充砂裂缝条件下测得的瞬时闭合压力明显增高,并指出这一差值乃是由裂缝内砂子的支撑作用引起的。因此,在采用油井压裂记录确定地应力时,应考虑裂缝中砂子支撑作用带来的影响。 本文还对该地区具有未充砂条件下的油井压裂记录进行了分析,讨论了油井水力压裂应力测量的力学机制和解释方法。 最后讨论了油井水力压裂应力测量结果,得出该地区0——4000米深度范围内主应力随深度的线性变化关系,表明分布在该地区的北北东向断裂的现今活动,是属于右旋走向滑动类型。      

地应力记录的数字化研究

本文论述了地应力数据进行数字化处理的技术思路及编程实现。首先分析地应力记录图纸,建立相应的数学模型;其次采用VB6.0语言开发了地应力数字化软件,并且对软件功能作了简单说明;最后结合一张地应力图纸处理例子进行了结果对比分析。     

泥页岩可压性评价方法及其在焦石坝地区的应用

泥页岩一般具有低孔、低渗的特性,北美页岩气勘探开发经验表明此类页岩储层需经过大规模的压裂改造才能够获得商业产能,因此页岩可压性是评价页岩是否能作为"甜点"的关键指标之一.本文以焦石坝地区志留系龙马溪组-奥陶系五峰组页岩为例,从岩石脆性、地应力特征以及裂缝发育程度三方面评价焦石坝地区的可压性.其中,利用Rickman公式结合叠前地震反演预测证实焦石坝页岩脆性指数较高,构造主体部位脆性指数大于50%,反映页岩易于破裂;页岩岩心实验室测试数据则表明焦石坝地区页岩水平应力差较小(小于0.14),反映页岩在进行工程压裂时易于形成裂缝网络;同时焦石坝地区页岩岩心可见的大量微裂缝,裂缝预测结果也表明构造主体部位网状裂缝发育,更加有利于页岩储层的压裂改造.综合三方面条件来看,焦石坝地区页岩较好的可压性是本区页岩获得商业开发的关键.     

基于微地震监测技术的油田开发方案调整及效果——以辽河探区J2块为例

微地震监测技术是联系储层和压裂的桥梁和纽带.针对老油田精细开发的需求,开展基于微地震监测技术的油井压裂效果评价和开发方案调整应用研究,并形成技术流程.准确定位微地震事件基础上,定量描述压裂裂缝参数;综合研究区地质资料、井资料、压裂施工数据等解释压裂裂缝形成,并用生产数据验证,准确评价压裂改造效果;利用压裂裂缝纵向特征认...     

基于页岩岩石物理等效模型的地应力预测方法研究

地应力的精确预测是对页岩地层进行水平井钻井轨迹设计和压裂的基础.本文在分析页岩构造特征的基础上,提出了适用于页岩地层的岩石物理等效模型的建立流程,并以此为基础实现了最小水平地应力的有效预测.首先,通过分析页岩地层的矿物、孔隙、流体及各向异性特征,将其等效为具有垂直对称轴的横向各向同性介质,进行了页岩岩石物理等效模型的构建;然后建立了页岩地层纵横波速度经验公式,并将该经验公式与岩石物理等效模型均应用于实际页岩工区的横波速度预测中,二者对比表明,本文中建立的页岩气岩石物理等效模型具有更高的横波预测精度,验证了该模型的适用性;最后,利用该模型计算各弹性刚度张量,进而实现了页岩地层最小水平地应力的预测,与各向同性模型估测结果对比表明,该模型预测的最小水平地应力与地层瞬间闭合压力一致性更高,且储层位置更为明显,具有较高的实用性.     

鄂尔多斯盆地东缘井区现今地应力特征与主控因素分析

近年来鄂尔多斯盆地东缘井区现今地应力研究匮乏.基于鄂尔多斯盆地若干区块地应力数据,通过计算拟合及数值模拟方法,深度分析了鄂尔多斯盆地东缘井区的现今地应力特征,讨论了岩石力学、裂缝走向和古地应场等地质因素对地应力分布的影响,提出了相应的开发建议.结果显示:鄂尔多斯盆地东缘井区地应力方向和大小分布具有一定规律性,在百米至千...     

信息缺失条件下的海上区块地应力三维分布综合研究

地应力是油气勘探开发过程的重要参数.受到设备、技术水平和自然条件等因素的影响,某些区块勘探钻井信息获取困难;同时存在深水钻井数量少、取心代价高、地应力实测难度大、成本高等困难,使得新勘探区块的地应力相关信息缺失严重、认识程度还比较低.针对上述问题,本文在信息缺失条件下利用多种方法开展地应力研究:通过单井计算建立单井地应力一维剖面;结合区域地质概况,运用Petrel软件和Abaqus软件,利用空间插值法和有限元数值模拟法分别建立地应力模型,通过一维单井地应力计算重构三维地应力分布.通过分析对比发现,利用有限元数值模拟法建立的模型与实际结果相比误差较小,地应力三维分布趋于合理,该研究方法能够为该区块的地应力研究提供一定的参考意义.     

根据钻孔崩落椭圆确定唐山地区深部地壳应力方向

本文论述了钻孔崩落椭圆与地应力之间的关系,指出崩落椭圆的形成,是由于孔壁附近应力集中而引起的崩落现象,其长轴方向与最小水平主应力方向相平行。 根据在唐山地区2000—4000米深度范围内的三口石油钻孔中的测量结果,得出钻孔崩落椭圆的平均长轴方向为 N 7°W,由此确定的区域地壳最大水平主应力方向为 N 83°E。 最后,我们把钻孔崩落椭圆的结果同该区的震源机制、地应力解除和水力压裂的结果进行了比较,表明均具有良好的一致性。     

特低渗透油田裂缝形态监测及短宽缝压裂技术

对于特低渗透油田来说,压裂改造是主要措施手段,而裂缝形态将直接影响油田的开发的效果.本文应用微地震裂缝形态诊断技术开展裂缝形态研究,针对具体井网和地层流体特性开展了水平缝油藏裂缝参数优化研究,同时,为实现优化的裂缝参数,开展了短宽缝压裂工艺现场试验,通过实践证明短宽缝压裂工艺适用于低渗透油田的压裂开发,利用该项工艺可以实现优化的裂缝参数,并较好的控制了裂缝的非均匀延伸,对于提高压裂效果和注水开发效果具有重要的作用.     

日本地震学会1982年春季年会内容简介

日本地震学会于1982年4月8日至10日召开春季年会。会上,关于震源过程、地壳和上地幔构造、地震活动性等方面的专题报告有76篇;关于观测系统及数据处理、地壳变动、地应力及岩石压裂的专题报告有65篇;关于活断层、地震预报、彗收(陨石)、海啸及地     

钻孔对初始应力场扰动影响的初步研究

地应力测量是获得初始地应力最直接最有效的方法,但在地应力测量打钻的过程中初始地应力会遭到扰动,岩体在打钻后出现卸载现象,初始地应力重新分布,使得测量值与实际初始地应力值有差别.本文应用有限元方法对钻孔地应力测量过程进行模拟,重点研究岩体的性质、边界应力、断裂在钻孔过程中对初始地应力变化的影响,并总结影响初始地应力变化的敏感因素.     

水力压裂法测定华北地下深部应力

水力压裂技术是当前测定地下深部实地应力的重要方法,现首次尝试于我国。我们与油田部门配合,在运用水力压裂法增产石油的同时,在我国华北的大港、河间、丰南、黄骅、北镇、庆阳、潜江等地区进行了深度1000——4000米应力的实地测试,共取得62个深井数据。 本文论述了野外结果及有关计算。表明地下主应力值与深度呈线性关系,各地区亦有差别。本文同时讨论了破裂过程与破裂方向,以及应力随深度分布的一些特点等问题。