三维构造应力场数值模拟在含油气盆地构造裂缝分析中应用初探

在三维构造应务场数值模拟的基础上,依据岩石破裂准则、岩石内各点单位体积的形变比能分别进行目标层构造裂缝发育程度与岩石破裂系数、应变能之间定量关系研究、探索三维构造应力场数值模拟在含油气盆地裂缝分析中应用的思路方法。     

川西凹陷中段构造应力场三维数值模拟及与油气聚集关系

川西凹陷中段，是四川含油气盆地天然气最富集地区之一。已发现的气藏与构造应力场密切相关。本文采用ＧＮＦ有限元软件对该区Ｋ２以后天然气成藏构造应力场进行非连续介质三维数值模拟。     

含油气盆地构造应力场研究新进展

构造应力场是影响油气运移和富集的主要因素之一。一方面,构造应力形成了油气运移的通道与油气富集的圈闭构造;另一方面,不连续状态的瞬间构造应力和连续状态的长期构造应力为油气运移提供了驱动力。分析了构造应力场的研究现状,阐述了构造应力场的研究方法和内容,着重讨论了确定含油气盆地应力场的方法,并探讨了构造应力场与油气运移、富集的关系。     

含油气盆地构造应力场研究方法综述及展望

含油气盆地构造应力场是储层地质力学的重要研究内容,是控制沉积盆地演化和各类地质构造形成及展布、驱动储层内油气运移和聚集的重要因素,其同时也关系到钻井工程设计、油气开采开发方案部署等油气田勘探开发的诸多重要环节。目前,含油气盆地构造应力场的研究手段众多,每种方法均有其局限性,将其全部利用进行研究难以实现,而利用单一方法可能效果有限。文章系统调研了国内外关于含油气盆地构造应力场研究方面的文献,将其常用的研究方法进行了分类与归纳,主要分为现场测试、岩心实验、地球物理探测、数值模拟以及地质构造分析等五类,对每种技术方法及相关进展进行着重分析,并总结了各自的优缺点和适用条件,最后对该研究领域未来的发展趋势进行了展望。     

油田三维构造应力场数值模拟与油气运移

研究中利用有限元分析方法对辽河油田滩海地区进行了三维构造应力场的计算机模拟.研究了地应力场的分布特征及其对油气运移的控制作用,并对油气积聚的优势区域进行了预测,为油田勘探开发提供力学分析参考依据.     

构造应力场三维数值模拟的有限单元法

目前构造应力场的研究主要是基于平面的二维分析,随着油气成藏过程三维模拟的发展,应力场的三维数值模拟显得越来越重要.从三维空间角度出发,分析了应力场的有限元模拟与求解的整个过程.基于不规则六面体单元的角点网格数据模型,对有限元求解法进行了分析与研究并提出计算方法.基于不规则角点网格数据模型的三维构造应力场有限元计算方法是本文的创新点.最后用上述方法对东营凹陷的牛庄-王家岗区域三维应力场进行了实际模拟计算,计算结果相比于其他数据模型更符合实际情况.      

长江三峡工程构造应力场数值模拟

本文分别进行了长江三峡工程区域1/100万现今构造应力场有限元数值模拟和长江三峡工程库首区1/50万燕山期、新构造期和现今构造应力场演化规律模拟和分析。区域模拟结果表明:坝区不存在发生大于5级地震的构造应力场背景,库首区模拟结果表明:坝区不存在发生大于3级地震的构造应力场背景。     

松辽盆地徐家围子三维构造应力场数值模拟研究

本文采用有限元数值模拟的方法,以徐家围子断陷深层的重点勘探区域为研究对象,对深部构造应力场进行仿真。结果表明:研究区在断陷期的应力场以张性为主,局部表现为挤压性质;挤压比较强烈的区域多位于现今的构造高位置,徐西斜坡、丰乐低隆起和宋站凸起等地方相对明显;营城组沉积期间不一定发生过区域性的挤压运动,在左旋的张性环境下也可以形成挤压构造。     

黄骅坳陷中区明下段末期构造应力场三维数值模拟

以翔实的地震、钻孔资料为基础建立了三维数值模型。对黄骅坳陷中区明下段末期的古构造应力场进行的模拟,获得成藏关键时刻凹陷内部空间的应力状态。指出挤压应力场中的相对低值区是油气聚积的有利区域,因为区内不仅存在开放的断裂系统,而且是最小主应力的汇聚中心,是油气运移的指向。该模拟结果可为分析油气运移、聚积规律提供重要的参考资料,为油气藏的进一步勘探开发提供依据。     

丽水-椒江凹陷新生代构造应力场数值模拟与油气运聚关系探讨

根据前人对东海丽水-椒江凹陷地质研究成果和最新资料,指出新生代的丽水-椒江凹陷主要处于张性应力场中,应力场是控制该区油气运聚的主要因素。采用Maxwell粘弹性模型,对新生代古构造应力场进行了数值模拟。模拟结果表明瓯江运动期,丽水-椒江凹陷处于一种右旋拉张环境;玉泉期的丽水-椒江凹陷处于一种比较稳定的弱拉张环境。研究表明丽水西次凹LS36-1-1井以西,MYF-1井以南的缓坡带是比较有利的油气勘探区域。灵峰凸起带因为应力值偏高有可能导致运移到此处的油气已经沿断层逸散或者被破坏。     

信阳地区现今构造应力场数值模拟

研究活动断裂的构造格架，以震源机制解和现今位移测量资料为基础，采用非连续介质有限元法，对信阳地区现今构造应力场进行了数据模拟。结果表明，信阳地区现今区域构造应力场的特征反映出沿北西向游河-赐儿山、龟山-凉亭活动断裂和北东向张湾-平桥、南湾-湾Si河港活动断裂的端部和拐点应力集中；信阳市燃气混气站场址处于构造应力平缓区，构造应力集中区离燃气混气站场址的距离均在7km以上。这一结果为信阳燃气混气气站工程的建设提供了现今构造应力场方面的依据。     

雅砻江河谷下切三维数值模拟分析--解放沟模型应力场分析

拟建的锦屏水电站所在地区工程地质条件复杂，重力作用下的高陡边坡应力场变化问题是主要的工程地质问题之一。采用三维有限无数值模拟的方法对雅砻江七级河谷阶地形成过程中应力场的变化和现今河谷阶段的三维应力场进行研究，为近坝库岸稳定性研究提供依据。通过计算得出：随着河谷下切，地应力逐步释放，且每一阶段的河谷底部始终是σx应力集中区；主应力的分布具有分带性；拉应力的位置受断层、地形等因素的影响；岩体最大主应力值较高。     

基于MSC MARC的三维构造应力场数值模拟与裂缝预测——以宝浪油田宝北区块为例

MSC MARC的高度非线性有限元分析能力与强大的二次开发接口为复杂三维地质数值模型的建立与三维构造应力模拟与非线性分析提供了有力工具; 并可以通过二次开放子程序建立复杂的岩石本构与破裂准则。本文基于MSC MARC建立了新疆焉耆盆地宝浪油田宝北区块背斜构造三维有限元模型并进行了构造应力模拟分析和裂缝预测。裂缝预测结果与实际动态资料十分吻合。      

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。     

北衙金矿区构造应力场数值模拟

在矿区地质背景研究的基础上,运用有限元原理采用线弹性模型,对北衙地区进行了三维构造应力场数值模拟。模拟结果表明,北衙向斜为一断陷盆地,向斜西翼存在隐伏断裂。在东西向挤压力作用下,在向斜两翼的应力拉张区内产生四条近南北向的断裂(组),为斑岩岩浆上侵以及金铅锌多金属矿的赋存提供了有利的构造部位。     

青藏高原中段现今构造应力场的数值模拟

将地壳岩石看成粘性流体,对青藏高原中段进行了构造应力场和速度场的有限元模拟。模拟结果表明:青藏高原总体向北和向东位移,向北的位移速度是南部最大,由南向北逐渐减小;向东的位移速度以唐古拉断裂附近最大,南北两侧逐渐减小,形成"挤出"现象。最大主应力方向在南部以NNW向为主,北部以NNE向为主,总体为近SN向。将模拟结果与构造勘察、地震活动和GPS测量结果进行了对比,它们具有很好的一致性,良好地揭示了青藏高原构造活动规律、断层活动强度和东向位移的驱动机理,青藏高原现今活动是印度板块向北推挤和深部物质东流共同作用的结果。      

NUMERICAL SIMULATION OF THE STRUCTURAL STRESS FIELD OF BEIYA GOLD DEPOSIT

Based on the study about the geological background of Beiya Gold Deposit, numerical simulation was conducted about the three-dimensional structural stress field for Beiya Gold Deposit by applying finite element theory and by employing a linear elasticity model. Results of the simulation indicate that the Beiya syncline is a faulted basin, and a hidden fracture occurs in the west wing of the syncline. Under the action of the EW-trending compressive force, four nearly NS-trending fractures (groups) were generated in the stress stretching areas of the two wings of the syncline, and these fractures constitute favorable tectonic positions for the upward intrusion of porphyry magma and the occurrence of Au-Pb-Zn polymetallic deposits.     

东海西湖凹陷应力场数值模拟及其应用研究

石油和天然气是流体矿产,其最大特征具有运移性。构造应力与油气运移密切相关。引起地质环境、圈闭条件、应力状态改变的动力是构造应力场。盆地沉陷、隆起、断裂构造等都是不同特点的应力状态作用下的地质痕迹。高应力区围限下的低应力区,一般是有利的储油储气构造位置。本文在东海西湖凹陷中央背斜带及其邻区构造地质、石油地质研究的基础上,对平湖组、花港组、龙井组目的层在中新世晚期的应力状态进行了数值模拟,进而分析了应力场与油气运聚的关系,研究结果与构造地质、石油地质分析结论相一致,对油气勘探开发具有指导意义。