库车拗陷A气田砂泥岩互层构造裂缝发育规律

从构造裂缝的形成机制出发,对库车拗陷A气田砂泥岩互层中构造裂缝的发育规律进行了探讨,分析了其影响因素,并建立了砂泥岩互层构造裂缝发育模型.分析认为,受砂岩脆性特征和泥岩韧塑性特征的影响,砂泥岩互层中的构造裂缝首先在砂岩层中产生,并逐渐向泥岩层扩展形成裂缝网络.脆性岩层较塑性岩层更易产生大量裂缝,因此,在砂泥岩互层中砂岩层的裂缝密度大于泥岩层,同时,由于砂岩和泥岩内摩擦角的差异,裂缝在砂岩层中的平均倾角也大于泥岩层.单个砂岩层或泥岩层的厚度越小,对裂缝的发育越有利.强非均质性地层较均质地层裂缝更为发育,但共轭剪破裂中的一组裂缝会受到抑制,而以另一组裂缝为主.库车拗陷A气田砂泥岩互层中泥岩层的厚度小于4.0m的裂缝穿透极限值,表明裂缝可以穿透泥岩层将砂岩层连通,形成大段连续的油气储集空间.最后,根据理论分析建立了砂泥岩互层构造裂缝的发育模型.     

克深气田储层地质力学特征及其对开发的影响

克拉苏构造带深层裂缝型致密砂岩气藏经历强挤压构造变形,复杂的现今地应力场和天然裂缝系统导致储层非均质性和各向异性较强,不同构造之间和同一构造不同位置的气井产能差异明显。为明确影响该区天然气开发中的地质主控因素,在井筒一维地质力学参数评价和构造格架搭建的基础上开展了克深气田储层地质力学建模,深入分析克深气田多个构造带储层岩石力学性质、现今地应力场及天然裂缝的发育特征,归纳总结不同构造带、同一构造带不同部位及不同层位的储层地质力学特征,并结合克深气田典型井的开发现状,建立地质力学特征与产能的关联,最后,针对不同类型的气藏分别提出与之匹配的布井原则。研究表明：（1）不同构造类型气藏地应力场分布特征差异较大,应力方位与天然裂缝产状之间的关系也有明显不同;（2）气藏内储层地质力学属性呈现自分层特征,其直接影响储层孔隙度和渗透率分布;（3）气藏内部处于应力低值、裂缝走向与水平主应力方位之间夹角小的位置,储层渗透性能较好,单井产能更高。研究不仅为储层评价和气藏描述提供了有力的补充,同时也为井位优化提供有利的依据。     

东濮凹陷文南沙三中亚段致密性储层裂缝发育特征及主控因素研究

基于对构造作用的研究,利用测井、地震、岩石物性、沉积相资料分析,揭示文南低品位区块沙三中亚段致密性砂岩储层裂缝发育特征.工区主要发育的裂缝类型有高角度构造裂缝、低角度卸载裂缝两类,裂缝主要走向为北东向,倾角为45°～90°、0～30°,裂缝充填程度低,优势方位的裂缝走向与现今最大水平主应力方向大致一致,裂缝连通性较好.裂缝分布区域与构造作用、构造部位以及岩性有密切关系,断层附近富含砂岩的水下分流河道微相裂缝最为发育.两类裂缝的成因都与工区目的层段下伏盐底辟有关,由于底辟作用造成的地层上隆不仅使上覆地层产生高角度的拉张裂缝,而且导致地层上覆载荷卸载产生低角度的卸载裂缝.综合研究表明,两类裂缝在空间上的搭配组成了良好的裂缝网络系统,对剩余油气的开采具有重要意义.     

东濮凹陷文南沙三中亚段致密储层裂缝特征及主控因素研究

基于对构造作用的研究,利用测井、地震、岩石物性、沉积相资料分析,揭示文南低品位区块沙三中亚段致密性砂岩储层裂缝发育特征。工区主要发育的裂缝类型有高角度构造裂缝、低角度卸载裂缝两类,裂缝主要走向为北东向,倾角为45°~90°、0~30°,裂缝充填程度低,优势方位的裂缝走向与现今最大水平主应力方向大致一致,裂缝连通性较好。裂缝分布区域与构造作用、构造部位以及岩性有密切关系,断层附近富含砂岩的水下分流河道微相裂缝最为发育。两类裂缝的成因都与工区目的层段下伏盐底辟有关,由于底辟作用造成的地层上隆不仅使上覆地层产生高角度的拉张裂缝,而且导致地层上覆载荷卸载产生低角度的卸载裂缝。综合研究表明,两类裂缝在空间上的搭配组成了良好的裂缝网络系统,对剩余油气的开采具有重要意义。     

塔里木盆地克深2气田储层构造裂缝成因与演化

在储层构造裂缝力学成因分类的基础上,对克深2气田的构造裂缝进行成因分析,然后结合构造演化史和构造应力场演化史,研究克深2气田储层构造裂缝的演化特征,并分析构造裂缝形成期次与油气成藏的匹配关系。研究结果表明:克深2气田发育近EW走向、近NS走向和NW—SE走向的3组构造裂缝,其中近EW走向的构造裂缝主要受控于早期区域伸展作用、后期背斜弯曲拱张作用、异常流体高压作用、构造反转期应力转换作用以及逆冲断层伴生等因素,近NS走向的构造裂缝主要受控于近南北向的构造挤压作用,NW—SE走向的构造裂缝则主要形成于NNW—SSE或近南北方向的水平最大挤压应力;克深2气田发育白垩纪和古近纪末期、中新世末期、上新世末期3期构造裂缝,其中第2期和第3期构造裂缝是最重要的两期构造裂缝,与第2期和第3期成藏期具有较好的匹配关系,促进克深2工业规模气田的最终形成。     

油气田开发过程中的压力拱效应

 与矿山开采类似,油气开采时,储层和上覆岩层中会产生不均匀变形,从而在上覆岩层中形成压力拱。本文对油气开采时,储层和上覆岩层的变形特征进行了总结,利用现场实例说明了压力拱效应在油气开发过程中的存在性,同时对压力拱的表征参数以及计算方法进行了总结。提出了如果低渗和致密储层忽略压力拱效应,将会夸大应力敏感对储层开发特征的影响,同时导致该类储层开发策略的错误制定。对于该类储层,压力拱将会使得上覆岩层的部分重量传递到外围岩层中,有效地防止储层进一步变形,部分消除应力敏感的影响。压力拱将随着压降漏斗半径的增加而不断地向外扩展,可以增大压降漏斗内外裂缝的导流能力,从而提高油气井的产量和采收率,因此压力拱比较大的低渗致密储层可以适当放大生产压差。     

库车坳陷秋立塔克盐构造形成过程物理模拟

通过采集新生界岩石样品、盐岩样品并测定样品的岩石力学参数 ,经过理论计算和实验 ,根据相似性原理 ,选择凡士林和松散的细沙为实验材料 .采用砂箱挤压模型 ,对库车坳陷西段秋立塔克盐构造形成过程进行模拟 .实验表明 :1在挤压构造背景下、边界条件合适可以形成库车坳陷西段秋立塔克盐枕构造 .2实验中 ,随着挤压量的不断增大 ,盐枕上覆地层逆冲变形强烈 ,局部地层甚至卷入盐层之中 ,而下伏地层的变形强度较弱 .盐岩本身的变形具有明显的塑性变形特征 ,与上下岩层的脆性变形明显不同 .3随着变形的逐渐加强 ,局部的逆冲断层在挤压背景下可发生反转 ,形成正断层构造 .     

塔里木盆地克深气田现今地应力场特征

利用钻井诱导缝走向及井壁坍塌方位对克深气田现今地应力方位进行判断,并通过测井资料计算关键井现今地应力的数值。在此基础上,通过确定岩石力学参数并建立有限元模型,对克深气田现今地应力场进行数值模拟,并分析气田开发过程中地应力的变化及其对气井产能的影响。研究结果表明:克深气田现今水平最大主应力在西部为北北西向,向东部渐变为北北东向。水平最大主应力在气田中部表现为低值,向东西两侧呈条带状增加,水平最小主应力自北向南减小,垂向主应力与构造形态有较好的相关性,在背斜高点处为低值区。在气田开发过程中,地层压力的下降使总地应力随之呈线性下降,而地层有效地应力线性增加,导致储层裂缝开度降低,使孔渗性变差,从而影响气井产能,因此,在克深气田的开发过程中,应采取一定的储层保护措施,以保证气井的高产与稳产。     

东营凹陷辛镇构造带构造变形的物理模拟研究

东营凹陷辛镇构造带底辟动力机制及"负花状"断裂形成的主控因素一直存有争议。通过地震资料精细构造解析,结合地层组合特征,设计含塑性层构造物理模拟实验,开展辛镇构造带构造沉积演化研究。根据构造带的地质特征及构造物理模拟结果,分析其深部底辟构造的动力机制,探讨伸展构造背景下塑性层的变形特征及其与上覆岩层的相互作用。取得了以下主要认识:(1)在盆地伸展构造背景下,坡坪式基底断层活动导致上盘岩层的地势起伏,后期同构造沉积产生的差异沉降诱发底辟发育;(2)辛镇构造带"负花状"断裂是底辟和区域伸展共同作用的结果,塑性层为断裂发育提供了良好的滑脱条件。     

盐岩在库车拗陷中的作用

库车拗陷的勘探实践表明,盐层与油气密切相关。通过对2条地震测线的分析发现,盐层、盐上地层、盐下地层变形看似孤立,实际相互影响。盐层构造变形一般发育在古隆起上部,盐上构造变形主要发生在盐枕构造的翼部,无盐地区主要发育基底卷入式构造。膏盐层可以延缓盐下地层烃源岩的热演化程度,可以改善盐下储层的储集性能;膏盐层本身也有可能成为油气储集层;膏盐层具有形成超压封闭和物性封闭的双重封闭机制,对盐下油气藏的保存极为有利;膏盐层的塑性流动特性,使得盐下构造圈闭在强烈的构造挤压中得以保存。     

川西坳陷松华镇-白马庙地区须二段储层裂缝特征及控制因素

川西坳陷松华镇-白马庙地区须二段气藏为非常规裂缝性气藏，储层以致密碎屑岩为主，有效储层以裂缝为基础。测井裂缝识别和岩心观察表明，须二段具有北西、北东和东西向3组裂缝，其中北西向裂缝是在北西向区域挤压应力作用下形成的区域裂缝，另外两组是与局部构造变形有关的构造裂缝。裂缝的形成大致分为印支期、燕山期和喜玛拉雅期，其中喜玛拉雅期是形成构造裂缝和区域裂缝的主要时期。构造裂缝的发育受岩石本身的力学性质以及局部构造制约，区域裂缝则与区域应力场强度有关。在现今应力场作用下，北西向裂缝开启性较好，是开发布井应首先考虑的一组裂缝。     

盐间非砂岩地层支撑裂缝长期导流能力实验研究

盐间非砂岩地层是强度较低、塑性变形量大、流变性强的储层,如果支撑剂选择不当,支撑剂嵌入将很严重,支撑裂缝的长期导流能力将损失巨大.运用FCES-100裂缝导流仪,模拟盐间非砂岩地层的温度与闭合应力条件,采用3种支撑剂、2种铺砂浓度,进行了盐间非砂岩地层岩石的支撑裂缝长期导流能力实验.发现:盐间非砂岩地层的支撑剂嵌入问题较严重,有必要使用高铺砂浓度、优质以及大粒径的支撑剂,以获得更高的支撑裂缝长期导流能力.根据实验结果回归出了在70℃、20MPa闭合压力情况下,支撑裂缝导流能力随时间变化的关系式,可以用其来预测盐间非砂岩地层中支撑裂缝导流能力的衰减趋势,对现场压裂有一定指导意义.     

Hybrid fracture and the transition from extension fracture to shear fracture

Fracture is a fundamental mechanism of material failure. Two basic types of brittle fractures are commonly observed in rock deformation experiments--extension (opening mode) fractures and shear fractures. For nearly half a century it has been hypothesized that extension and shear fractures represent end-members of a continuous spectrum of brittle fracture types. However, observations of transitional fractures that display both opening and shear modes (hybrids) in naturally deformed rock have often remained ambiguous, and a clear demonstration of hybrid fracture formation has not been provided by experiments. Here we present the results of triaxial extension experiments on Carrara marble that show a continuous transition from extension fracture to shear fracture with an increase in compressive stress. Hybrid fractures form under mixed tensile and compressive stress states at acute angles to the maximum principal compressive stress. Fracture angles are greater than those observed for extension fractures and less than those observed for shear fractures. Fracture surfaces also display a progressive change from an extension to shear fracture morphology.     

南岭多金属矿集区科学钻探孔成像测井资料综合研究

南岭多金属矿集区科学钻探孔(NLSD-1、NLSD-2)在钻进过程中实施了连续取心,并且进行了多种地球物理测井方法的测量。本文将超声波成像测井应用于科学钻探孔中,对钻孔中采集到的超声波成像测井资料进行了裂缝、破碎带特征分析,总结了裂缝随钻孔深度变化的规律,探讨了测井结果对多金属矿的指示意义。结果表明,钻孔地层裂缝以高角度斜交缝最为发育;裂缝发育优势走向为NW-SE向,反映钻孔地层裂缝形成时最大水平主应力方向为NW-SE向;对于赋存于破碎带中的多金属矿化层,超声波成像测井显示为暗色图像,常规测井表现为高极化率、高密度、高声波速度、低电阻率,间接指示了矿体赋存的可能。研究结果表明超声波成像测井在深部找矿中能够发挥重要作用。     

致密砂岩油储层裂缝发育特征及其对剩余油挖潜的启示——以鄂尔多斯盆地新安边地区延长组长722段为例

通过岩芯观察、井间示踪剂测试和水驱前缘测试, 研究鄂尔多斯盆地新安边地区长7致密砂岩油储层的裂缝发育特征。结果表明: 1) 新安边地区长7致密砂岩油储层最大水平主应力方向为NE60°~80°, 裂缝类型以高角度缝或垂直缝为主, 裂缝走向为NE75°~85°, 倾角为70°~85°; 2) 动态监测数据分析显示, 研究区致密砂岩油储层广泛发育的微裂缝在增加渗流通道和提高基质渗透率方面发挥了重要作用, 油水易沿裂缝形成窜流, 导致生产井见水较快; 3) 三维地质建模结果显示, 研究区致密砂岩油储层含油饱和度与裂缝发育程度匹配度较高, 可以有效地佐证裂缝对油气储集和成藏的控制作用。     

倾斜煤层采动影响下的挤压变形区移动变形特征分析

以重庆南桐矿区为工程背景,通过三维数值模拟方法,对倾斜煤层在三种不同开采宽度工况下上覆岩层移动挤压变形区特征进行了研究。结果表明:采宽由80 m增加到160 m时,煤层与岩层交接处应力变化较小,挤压变形区地表下沉速度较为缓慢;采宽由160 m增加到240 m时,煤层与岩层交接处应力变化非常显著,挤压变形区地表产生明显下沉;不同的开采工况下,挤压变形区沉陷位移都会出现一个峰值,且位于开采区下山方向,挤压变形区沉陷值受水平应力影响较小,走向和倾向方向的沉陷值以该峰值曲线呈中心对称。     

考虑孔隙压力影响的碳酸盐岩裂缝成因模式研究

通过三轴压缩实验研究了在不同围压和孔隙压力下碳酸盐岩破裂方式及裂缝分布形态。在设定的加载方式下,针对某异常高压油田碳酸盐岩实验结果表明:岩石在压缩导致破裂的过程中,破裂方式主要与有效应力有关;随着有效围压的增大,岩石逐渐由脆性变形转化为塑性变形。对三轴压缩实验后的岩心磨制了薄片,从微观上分析裂缝成因模式。随着有效围压的增大,裂缝类型分别为劈裂面、高角度缝、共轭剪切缝、高密度网状缝。     

基于有限元的南缘高泉试验水平井稳定性评价

南缘高泉背斜清水河组储层具有三高一深(即高温、高压、高产和超深)特征,国内尚无成熟完井案例可循。为优选合适的完井方式,针对目标区试验水平井分别建立了预孔筛管完井、套管射孔完井的井筒和地层的稳定性模型,对其全生命周期井壁稳定性开展了数值模拟研究。结果表明,当井筒沿着最小水平主应力方向时,孔眼应力集中在平行于最小水平主应力方向最大,在垂直于最小水平主应力方向最小,井筒的破坏会从外壁孔眼处开始;筛管和套管只会产生部分塑性变形,变形量小于5%,发生挤毁可能性不大,但生产后期筛管完井地层必定会发生坍塌,固井后的射孔地层相对比较稳定,从井壁稳定性出发对目标区此类三高一深特征水平井可优先推荐采用射孔进行完井。