川西南部须二段致密砂岩储层构造裂缝特征及形成期次

四川盆地西南部晚三叠世须二段特低渗砂岩储集以构造裂缝为主,储集物性受构造裂缝明显影响。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和ESR测年分析,对研究区构造裂缝优势方位、宽度、间距、充填物以及裂缝发育程度和形成期次进行了分析。结果表明,研究区主要发育有4组构造裂缝,分别为北东向、北北西向、近东西向和东东南向,其中以北东-南西方向和近东西方向为主。构造裂缝发育期次主要为印支晚期、燕山晚期、喜山早-中期和喜山晚期,其中印支晚期与喜山晚期构造活动最为强烈,裂缝较为发育。     

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。     

沁水盆地柿庄北区块3号煤层裂缝预测

柿庄北地区位于沁水盆地东南部,是我国重要的煤层气产区。煤层裂缝作为主要的渗流通道,对煤层气高产富集起到重要控制作用。该区山西组3号煤层中褶皱轴部走向为近南北向,野外露头区发育一组共轭剪裂缝,优势方位为NW与近EW向,其次是近SN向。根据构造形迹确定燕山期应力场以SEE105°挤压为主。利用水力加砂压裂法对现今井点目的层地应力进行计算,通过古地磁定向与声速各向异性确定现今最大水平主应力方向为NE55°。将煤层构造与地表起伏形态作为主要影响因素,采用有限元法对燕山期及现今地应力场进行数值模拟,利用弹性力学理论对裂缝参数进行计算,计算结果认为柿庄北3号裂缝孔隙度、渗透率普遍较小,整体上中部背斜区 > 中部平缓区 > 东部单斜区 > 中部向斜区 > 西部地区。模拟的裂隙特征与实测数据所反映的裂缝特征相近,单井产气量高的地区,裂隙较发育。      

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。     

临兴上古生界致密储层裂缝发育特征及对 致密气富集影响

临兴区块上古生界储集层为致密砂岩,裂缝发育特征及对致密气富集影响尚不清楚,一定程度上制约了甜点区预测。 根据岩心、露头、薄片及测井资料,分析了研究区裂缝发育特征,探讨了裂缝对致密砂岩气富集的影响。临兴区块上古生界主 要发育高角度缝,其次为中低角度缝及水平缝,微观上根据裂缝与矿物颗粒的相对位置关系,可识别出粒内缝、粒缘缝和穿粒 缝,其中粒缘缝最为发育。受塑性泥岩阻挡,裂缝垂向延伸较差,一般延伸1~2 m后消失于泥岩层中,受燕山期北西-南东向 地应力影响,裂缝走向多为北东-南西向,裂缝密度一般2~5条/ｍ。裂缝可改善储集空间、提高油气充注效率,储层裂缝发育 区渗透率可增大1~2个数量级,含气饱和度高,此外,研究区裂缝是油气垂向运移的有效通道,影响着石盒子组及石千峰组致 密气的富集,在后期的勘探开发过程中应充分寻找裂缝发育区,并通过进一步压裂获得高产。     

临兴上古生界致密储层裂缝发育特征及对致密气富集影响

临兴区块上古生界储集层为致密砂岩，裂缝发育特征及对致密气富集影响尚不清楚，一定程度上制约了甜点区预测。 根据岩心、露头、薄片及测井资料，分析了研究区裂缝发育特征，探讨了裂缝对致密砂岩气富集的影响。临兴区块上古生界主 要发育高角度缝，其次为中低角度缝及水平缝，微观上根据裂缝与矿物颗粒的相对位置关系，可识别出粒内缝、粒缘缝和穿粒 缝，其中粒缘缝最为发育。受塑性泥岩阻挡，裂缝垂向延伸较差，一般延伸1~2 m后消失于泥岩层中，受燕山期北西—南东向 地应力影响，裂缝走向多为北东—南西向，裂缝密度一般2~5条/ｍ。裂缝可改善储集空间、提高油气充注效率，储层裂缝发育 区渗透率可增大1~2个数量级，含气饱和度高，此外，研究区裂缝是油气垂向运移的有效通道，影响着石盒子组及石千峰组致 密气的富集，在后期的勘探开发过程中应充分寻找裂缝发育区，并通过进一步压裂获得高产。     

富台油田岩心裂缝研究

通过对富台油田岩心裂缝观测,描述裂缝的几何特征、充填特征、力学性质等,进而确定裂缝的各项参数。研究结果表明,富台潜山发育大量构造裂缝,主要为北东—南西和北西—南东走向共轭剪切裂缝,同时可见近东西走向裂缝。裂缝基本为近垂直剪裂缝,开度集中在0.6~0.8 mm,以方解石半充填为主,体密度为5~10 m2/m3,北部较南部地区裂缝密度偏大,裂缝更为发育。     

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。     

塔里木盆地克深2区块储层裂缝数值模拟研究

储层裂缝定量预测是塔里木盆地克拉苏构造带克深2区块后期开发工作的重要保障。在对单井裂缝特征进行描述以及通过构造解析和反演拟合确定古今地应力的基础上,建立了研究区的力学模型,并结合地应力与裂缝参数之间的定量关系,对克深2区块巴什基奇克组的储层裂缝进行了数值模拟。结果显示,断层带是裂缝各项参数的高值区,背斜顶部具有裂缝线密度低而裂缝开度、裂缝孔隙度和裂缝渗透率高的特征,背斜翼部则与之相反。分析其原因认为,断层带附近裂缝密度大,沟通了单砂体,背斜高部位相对翼部裂缝密度低,但裂缝整体开度大,充填程度弱,有效性高。数值模拟结果与单井岩心裂缝、成像裂缝解释结果匹配较好,预测开发井裂缝渗透率符合率约75%,为塔里木盆地克拉苏构造带克深区块的天然气勘探与开发提供了一定依据。     

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。     

A shear‐dilation‐based model for evaluation of hydraulically stimulated naturally fractured reservoirs

The role of shear dilation as a mechanism of enhancing fluid flow permeability in naturally fractured reservoirs was mainly recognized in the context of hot dry rock (HDR) geothermal reservoir stimulation. Simplified models based on shear slippage only were developed and their applications to evaluate HDR geothermal reservoir stimulation were reported. Research attention is recently focused to adjust this stimulation mechanism for naturally fractured oil and gas reservoirs which reserve vast resources worldwide. This paper develops the overall framework and basic formulations of this stimulation model for oil and gas reservoirs. Major computational modules include: natural fracture simulation, response analysis of stimulated fractures, average permeability estimation for the stimulated reservoir and prediction of an average flow direction. Natural fractures are simulated stochastically by implementing ‘fractal dimension’ concept. Natural fracture propagation and shear displacements are formulated by following computationally efficient approximate approaches interrelating in situ stresses, natural fracture parameters and stimulation pressure developed by fluid injection inside fractures. The average permeability of the stimulated reservoir is formulated as a function of discretized gridblock permeabilities by applying cubic law of fluid flow. The average reservoir elongation, or the flow direction, is expressed as a function of reservoir aspect ratio induced by directional permeability contributions. The natural fracture simulation module is verified by comparing its results with observed microseismic clouds in actual naturally fractured reservoirs. Permeability enhancement and reservoir growth are characterized with respect to stimulation pressure, in situ stresses and natural fracture density applying the model to two example reservoirs. Copyright © 2002 John Wiley & Sons, Ltd.     

储层构造裂缝定量预测与油气渗流规律研究现状和进展

裂缝型油气藏是21世纪石油增储上产的重要领域之一，但裂缝储层本身的复杂性在一定程度上增加了研究难度。从国内外研究现状来看，尚缺乏一个能全面解决构造裂缝定量预测问题的研究方法，对裂缝型油气藏预测及评价研究仍处于探索阶段。储层裂缝研究主要涉及 3个方面的关键内容，即地下裂缝识别、裂缝空间分布预测和裂缝参数定量表征。构造裂缝发育规律、形态特征以及油气等流体渗流规律主要受控于构造应力场和储层岩石物理性质的非均质性。强调构造应力场与岩石力学属性相互作用的研究方法已成为构造裂缝空间定量预测的主流，固体应力场和流体压力场的联合作用构成流体运移的驱动机制。我国拥有相当数量的裂缝储层的地质储量，进行裂缝型油气藏研究与预测，无论对西部还是东部深层油气藏的勘探突破均有深远意义。系统综述了储层裂缝定量研究和预测方法以及裂缝储层油气渗流规律的研究现状。     

分维的应用——定量描述裂缝发育程度

从裂缝分布的自相似性出发,运用分形理论,通过对测井曲线的关联维分析,对裂缝发育程度进行尝试性的定量解释。对松辽盆地裂缝性火成岩地层测井数据进行实际处理,给出了处理结果,并初步讨论了分维与裂缝发育程度之间的关系及影响裂缝的分维的因素     

新场气田须二气藏天然裂缝有效性定量表征方法及应用

天然裂缝是地层中广泛分布的一种地质构造现象,当其在油气开发过程中保持一定有效性时具有重要作用,其有效程度高低是裂缝性油气藏高产富集的关键.本次研究以川西新场气田须二气藏裂缝特征及成因认识为基础,利用气藏各类动静态资料对裂缝张开度、裂缝渗透率、裂缝孔隙度等参数进行解释和评价,明确了不同资料计算获取裂缝参数的物理含义及相互之间的关系,为裂缝有效性评价奠定了基础.文中以井筒附近、地质模型网格单元体内裂缝网络系统作为裂缝有效性定量表征对象,通过裂缝网络系统裂缝参数的分布特征,选取并组合了参数分布的特征变量从而建立了裂缝有效性定量表征指标;基于裂缝有效性定量表征方法和建立的定量表征指标对新场气田须二气藏单井产层段裂缝的有效性及气藏裂缝有效性的纵横变化规律进行了研究和评价,其评价结果与区域构造、应力场分布、井下监测、生产动态具有很好的一致性.本文对油气藏中天然裂缝有效性的认识和定量表征方法为裂缝性油气藏地质建模中裂缝有效参数场的建立和数值模拟工作奠定了基础,为裂缝性油气藏的描述和生产动态研究提供了方向和思路.     

柴达木盆地西部古近系储层裂缝有效性的影响因素

古近系盐湖相裂缝性泥灰岩储层是柴达木盆地西部地区的重要储层类型,储层中发育剪切裂缝、纵张裂缝、顺层滑动裂缝和成岩裂缝4种类型。裂缝普遍被方解石、石膏或钙芒硝等充填,裂缝的有效性对储层评价十分重要。有效裂缝不仅提供了储层的重要储集空间和主要渗流通道,还决定了油气的富集规律和储层的潜在生产能力。裂缝的有效性主要受裂缝形成时间、溶蚀作用、第四纪以来的构造抬升剥蚀作用、异常流体高压作用、膏盐层分布和断层的活动性等因素控制。晚期形成的裂缝有效性更好;溶蚀作用可明显地增加裂缝的有效性;第四纪以来的构造抬升剥蚀作用和异常流体高压作用可使裂缝重新裂开,使裂缝的有效性变好;离膏盐层越远,裂缝的有效性越好。裂缝的有效性与现今地应力方向关系不密切,主要受断层活动的影响,与主断层平行的裂缝有效性最好。     

Numerical Modeling of Natural Fracture Distributions in Shale

The production efficiency of shale gas is affected by the interaction between hydraulic and natural fractures. This study presents a simulation of natural fractures in shale reservoirs, based on a discrete fracture network (DFN) method for hydraulic fracturing engineering. Fracture properties of the model are calculated from core fracture data, according to statistical mathematical analysis. The calculation results make full use of the quantitative information of core fracture orientation, density, opening and length, which constitute the direct and extensive data of mining engineering. The reliability and applicability of the model are analyzed with regard to model size and density, a calculation method for dominant size and density being proposed. Then, finite element analysis is applied to a hydraulic fracturing numerical simulation of a shale fractured reservoir in southeastern Chongqing. The hydraulic pressure distribution, fracture propagation, acoustic emission information and in situ stress changes during fracturing are analyzed. The results show the application of fracture statistics in fracture modeling and the influence of fracture distribution on hydraulic fracturing engineering. The present analysis may provide a reference for shale gas exploitation.     

基于零厚度内聚力单元的水力裂缝随机扩展方法研究

为有效模拟裂缝性页岩储层中水力裂缝随机扩展过程,基于单元节点的拓扑数据结构,利用网格节点分裂方式,建立了一种基于有限元网格嵌入零厚度内聚力单元的水力裂缝随机扩展新方法。利用KGD模型解析解和2种室内试验,验证了新方法的准确性和有效性。同时,通过数值算例研究了水平地应力差和储层非均质性对水力裂缝随机扩展过程的影响。研究表明:(1)该方法弥补了ABAQUS平台内置的内聚力单元无法有效模拟水力裂缝随机扩展的不足;(2)在较高水平地应力差下页岩储层非均质性越强,与水力裂缝相交的高角度天然裂缝越容易开启。所建方法能准确地描述复杂水力裂缝的随机扩展行为,可为裂缝性页岩储层的数值模拟提供新手段。     

渤海海域石臼坨—辽西凸起覆盖型潜山储集层发育特征与分布模式*

渤海海域发育勘探潜力巨大的覆盖型潜山,这类潜山储集层的发育特征及分布模式是当前潜山油气勘探研究的重点和难点。利用地震、测井、铸体薄片、井壁岩心、常规物性、扫描电镜和X衍射等资料,开展了石臼坨—辽西凸起覆盖型潜山储集层的发育特征、主控因素和分布模式研究。研究结果表明: (1)覆盖型潜山以长英质含量较高的混合花岗岩为主,发育多种类型的溶蚀孔隙和裂缝,其中构造裂缝是最主要的储集空间。储集层平均孔隙度为2.2%,平均渗透率为0.445×10^-3 μm²。覆盖型潜山自上而下可划分为风化黏土带、风化砂砾岩带、风化裂缝带、裂缝发育带、相对致密带和基岩带。 (2)富长英质的岩石为裂缝型储集层的形成提供了物质基础,较高的长英质含量利于构造成缝和风化、淋滤、溶蚀改造。 (3)印支期—燕山期的强烈隆升是形成优质风化壳储集层的必要条件,而多期次构造作用叠加是潜山规模裂缝型储集层形成的关键,储集层距印支—燕山主控断裂的远近和所处构造部位进一步影响了裂缝的发育。 (4)风化淋滤对于覆盖型潜山储集层的改造具有重要作用,是控制储集层垂向分带性的主要因素。 (5)建立了覆盖型潜山储集层的分布模式,叠合破碎带的风化裂缝带和裂缝发育带是优质储集层的有利发育部位,二层结构潜山风化壳更为发育,多期构造活动叠加区域潜山内幕裂缝带厚度更大,裂缝发育带和破碎带发育更为密集。     

裂缝性碳酸盐岩裂缝的双侧向测井响应特征及解释方法

裂缝评价是裂缝性碳酸盐岩储层评价的关键, 其常规评价方法受到裂缝发育的不均匀性及储层各向异性的影响而存在诸多困难.采用三维数值算法, 利用宏观各向异性地层模型, 研究不同的裂缝参数条件下双侧向测井响应特征, 由此导出一种用于裂缝孔隙度计算的快速算法.分析表明, 裂缝的双侧向响应同裂缝孔隙度与孔隙流体电导率之间存在明显的线性关系, 裂缝的倾角造成双侧向测井曲线幅度差异的变化; 不同倾斜情况下, 将双侧向测井响应近似表示为岩石基岩电阻率、裂缝孔隙度、裂缝流体电导率的函数, 用于裂缝孔隙度的快速计算.实际资料处理表明, 利用双侧向依据该方法确定的裂缝参数同成像测井资料具有良好的对应性.      

Estimation of 2-D and 3-D Fracture Densities from 1-D Data - Experimental and Field Results

2-D and 3-D densities of fractures are commonly used in mining safety design, natural gas and oil production in fractured reservoirs, and the characterization of subsurface flow and transportation systems in fractured rocks. However, many field data sets are collected in 1-D frequency (f) (e.g., scanlines and borehole data). We have developed an ARC/ INFO-based technology to calculate fracture frequency and densities for a given fracture network. A series of numerical simulations are performed in order to determine the optimal orientation of a scanline, along which the maximum fracture frequency of a fracture network can be obtained. We calculated the frequency (f) and densities (both D1 and D2) of 36 natural fracture trace maps, and investigated the statistical relationship between fracture frequency and fracture density D1, i.e. D1=1.340f+ 0.034. We derived analytical solutions for converting dimensional density (D1) to non-dimensional densities (D2 and D3) assuming that fracture length distribution f