基于最小耗能原理的库车坳陷超深致密砂岩裂缝定量预测

构造裂缝是库车坳陷超深层致密砂岩A气藏的重要渗流通道和储集空间,但由于钻井密度低、取芯资料少、地震资料品质差等原因,井间裂缝预测难度极大。通过将最小耗能原理与损伤力学原理融合,明确裂缝发育的极值条件,构建统一理论框架下的岩石强度破裂准则,推导裂缝参数的应力-耗能耦合表征模型,并基于关键造缝期古构造应力场有限元模拟预测裂缝三维分布特征。结果表明：上新世库车期—第四纪西域期NW-SE向强烈构造挤压作用是A气藏高角度—直立有效缝形成的关键时期;平面上,裂缝在背斜高部位最发育,在鞍部稍低,在两翼呈低值;东部背斜高点裂缝密度高值区连片发育,明显高于西部背斜高点;垂向上,在背斜高部位及背斜转折端位置,裂缝发育程度从浅部向深部逐渐降低,但在背斜翼部具有相反的趋势;褶皱是A气藏裂缝发育的首要主控因素,断层次之,岩性仅在局部影响着裂缝发育,高产井基本上位于线密度中—高、倾角近直立、充填较低的裂缝发育区;12口井的分层平均裂缝线密度预测结果与成像测井解释结果相吻合,平均相对误差为23.94%,能够满足气藏高效开发的生产需求。     

低渗透砂岩储层裂缝分布的实验研究

通过对火烧山油田和吉林油田低渗透砂岩储层岩样进行破坏性和非破坏性实验,对不同岩性中裂缝的形成与分布进行了研究,对指导低渗透砂岩储层中裂缝发育规律的认识和预测具有重要的理论和实际意义图４,表２,参２     

低渗砂岩地层因素的应力敏感研究

为探究有效应力变化对鄂尔多斯盆地低渗砂岩储层地层因素的影响,实验测试7块岩芯样品在围压（p_c）和内压（也称作孔隙压,p_p）变化下的地层因素。基于Biot有效应力定义,结合响应面函数对实验数据进行分析,发现采用响应面割线法得到的有效应力系数（α）更能准确地表征有效应力,同时发现α并非为1.00的常数,而是分布在0.04～0.60并与围压和内压呈现一定函数关系。明确了低渗砂岩储层地层因素随有效应力的非线性变化规律,发育的微裂缝是导致有效应力非线性变化的主要因素。基于岩芯微观结构建立等效微裂缝模型,结合岩电理论,推导出地层因素与有效应力间的函数关系,表征了低渗透砂岩储层非线性有效应力作用下地层因素的变化规律。     

四川盆地新场气田致密砂岩裂缝预测技术研究

四川盆地新场气田三叠系须家河组砂岩气藏是一个致密砂岩裂缝型气藏。储集层的基质孔隙度很低,平均只有3.8％,基质渗透率低于0.3mD,以裂缝贡献渗透率为主。通过采用新一代三维空间全局寻优离散扫描技术,精确扫描地震轴的产状,分析井上裂缝密度与精细扫描后各种地震几何属性关系,指出利用像素成像属性预测大尺度裂缝、利用曲率属性预测小尺度裂缝是有效的。在裂缝分析基础上找到研究区裂缝发育特点,利用岩性和曲率属性做约束,由井出发预测地震级别的大尺度裂缝和小尺度网状缝的密度。结合构造部位和生产井生产状况,指出在有利储集层圈定前提下,构造高部位的裂缝发育区是有利的勘探开发区。     

裂缝在吉林两井低渗透砂岩油田开发中的作用

在研究吉林两井低渗透砂岩油田裂缝分布特征与发育规律的基础上，探讨了裂缝对该区油气富集规律、可动流体饱和度分布、渗流作用、开发井网部署、注水效果和压裂缝展布等方面的影响。结果表明；该区主要发育4组高角度构造裂缝，由于各组裂缝密度及现应力场影响下的开度不同，引起裂缝渗透各向异性。随着裂缝密度增大，油气的富集程度和可动流体饱和度增高。在注水开发中，由于裂缝的高渗透性、渗透率非均质性和压力敏感性特征，影响油田开发方案的部署。天然裂缝控制了整个渗流系统，人工压裂缝主要起改善东西向渗流通道的作用。各组天然裂缝及其渗透性的综合评价，是该低渗透砂岩油田合理开发的主要地质依据。     

低渗透砂岩油藏单砂体内部相对高渗透段定量识别

通过吉林英东油田岩心数据分析,对低渗透储层单砂体内部高渗透段开展定量研究,建立渗透率级差法和累积渗透率贡献值法来定量求取低渗透储层单砂体内部高渗透段下限值,采用贝叶斯判别分析法建立不同渗透层段的判别函数,进行非取心井高渗透段的定量识别。结果表明:强水动力条件是其沉积成因,后期次生溶蚀孔是微观成因;河口坝微相的高渗透段主要分布在中部,长条状分布,长宽比4∶1,席状砂微相的高渗透段主要发育在单砂体内的中下部,连通性好,分布面积大,长宽比3∶2,水下分流河道的高渗透段分布在下部,顺着河道中心呈豆荚状零散分布,分布面积较小;可以采用泡沫气驱方式封堵高渗透段,扩大波及体积,提高高渗透段的剩余油采收率。     

基于机器学习的岩芯渗透率及裂缝开度预测

应力敏感是致密砂岩气藏损害的主要原因之一,预测应力敏感损害下岩芯渗透率和裂缝开度的变化规律一直是致密砂岩储层保护领域的重点。以塔里木盆地克拉苏构造带岩样为研究对象,基于应力敏感实验及调研数据,采用机器学习多元线性回归算法,耦合了围压渗透率关系模型和K-p函数参数预测模型,建立了岩芯渗透率预测模型和裂缝开度预测模型,并通过决定系数、均方根误差和相对误差检验模型精度。结果表明,围压渗透率关系模型在裂缝性岩芯和非裂缝性岩芯中预测结果决定系数平均值均大于0.960;K-p函数参数预测模型在裂缝性岩芯中的均方根误差高于非裂缝性岩芯,但裂缝性岩芯的相对误差要低于非裂缝性岩芯,综合来看岩芯渗透率预测模型更适用于裂缝性岩芯;裂缝开度预测模型与实测值决定系数0.978,预测精度较高。建立的渗透率预测模型和裂缝开度预测模型可为致密砂岩储层的开采与保护提供指导。     

流体饱和储层砂岩超声波纵波速度频散的定量预测

针对岩芯的实验室超声波测试速度由于频散误差而不能直接用于涠西南凹陷声波测井速度标定的问题,利用涠三段5块不同物性的储层砂岩,通过比较盐水和4种不同密度油作为孔隙流体时的饱和岩样超声波纵波速度变化,优化和完善速度频散机制分析流程,提出和验证样品被喷射流机制统治时的非弛豫湿骨架模量与高压情况下的干骨架模量相当的假设,并探索出一种BISQ理论特征喷射流长度(R)的估计方法。最后建立对涠三段储层砂岩的纵波速度频散进行全频带定量预测的方法,从而能够确定速度频散的机制和大小。通过提出的全频带速度频散预测公式,可将实验室的超声波测试速度校正到不同频率条件,在实际应用中满足测井(中频带)和勘探地震(低频带)的岩石物理分析需求,具有一定实践意义。     

吐哈盆地北部凹陷低渗透砂岩储层裂缝发育特征及成因

吐哈盆地北部凹陷低渗透砂岩储层发育有4组高角度裂缝和一组近水平裂缝.高角度裂缝主要为构造成因的剪切裂缝,低角度裂缝包括成岩裂缝、顺层滑脱裂缝和近水平剪切裂缝3类.裂缝的发育程度受岩性、岩层厚度、构造部位等因素的控制.裂缝是低渗透储层的主要渗流通道,是控制其油气产能高低的主要因素.通过地质和数值模拟研究,该区NE和NW向高角度裂缝为在燕山早期近SN向水平挤压作用下形成的共轭剪切裂缝,近EW向高角度裂缝和近水平剪切裂缝为燕山晚期近SN向逆冲推覆作用下形成的共轭剪切裂缝,近SN向裂缝主要与晚期的近SN向不均匀挤压作用有关.     

英东萨尔图低渗透砂岩油藏单砂体内部相对高渗透段定量识别

通过对岩心分析化验数据分析整理,总结出渗透率极差法、累计渗透率贡献值法、驱动压力梯度法定量求取低渗透储层单砂体内部高渗透段的下限值,3种方法相互验证.强水动力条件是低渗透砂岩油藏单砂体内部高渗透段的沉积成因,后期次生溶蚀孔是其微观成因.高渗透段相渗曲线具有驼背型特点,初期稳定高产,后期水窜.采用贝叶斯判别分析法建立了不同渗透层段的判别函数,进行了非取心井的高渗透段的定量识别,在此基础上,详细描述了高渗透段的空间分布规律,席状砂微相的高渗透段主要发育在单砂体内的中下部,连通性好,分布面积大,长宽比为3∶2;河口坝微相的高渗透段主要分布在中部,长条状分布,长宽比4∶1.结合高渗透段的生产特征,提出封堵高渗透段,扩大波及面积,采用泡沫气驱方式提高采收率.     

基于砂岩组构分类评价的储层渗透率预测

依据以砂岩岩石学特征为基础的不同类型储层孔渗定量关系渗透率预测模型,对川西新场地区上沙溪庙组Js2气藏储层渗透率进行研究。结果表明:研究区储层砂岩以次生孔隙为主,孔渗相关性差,以孔隙度参数进行的储层评价结果与产出状况匹配性差;根据岩石成份、结构和储集空间发育情况对储层进行分类,建立不同类型储层的孔渗定量关系渗透率预测模型,可明显提高孔隙度和渗透率之间的相关性;根据不同类型储层与测井特征的匹配关系,可实现储层类型的测井判别;在提高孔隙度测井解释精度的基础上,利用测井解释孔隙度,分别用不同类型储层的孔渗定量关系渗透率预测模型计算渗透率,可提高渗透率求取精度,从而提高致密砂岩储层渗透率预测水平。     

鄂尔多斯盆地红河156井区多因素协同裂缝建模

红河油田HH156井区长8油藏为典型的致密低渗透油藏,试油资料显示大多工业油流与裂缝发育相关,但裂缝的分布具有很强非均质性,为油气开发带来困难。通过研究区15口井岩心描述及成像测井资料获得了裂缝分布参数,应用模糊逻辑技术对井眼裂缝指示数据和各种裂缝要素进行相关性判别,筛选相关性高的裂缝要素。由筛选结果可以看出,相干属性和裂缝指示相关性最好,断层距离属性、构造曲率次之,本次选取相关性最好的前3种属性参与非线性神经网络的学习与培训,得出最终的裂缝密度分布模型,进而应用随机建模方法生成DFN模型及裂缝属性参数,不仅有效预测了该区裂缝分布,而且提供用于数值模拟的裂缝模型,为油藏方案实施提供依据。     

构造裂缝多参数定量计算模型

以裂缝在古应力场中产生、在现今应力场被改造为研究路线,以应变能、表面能理论为基础,选用库伦-莫尔准则及格里菲斯准则分别作为岩石剪性及张性破裂判据,建立造缝期古应力场及现今应力场三向挤压应力状态及有张应力存在情况下裂缝参数计算模型,并用此模型进行实例分析计算.结果表明:现今应力场中难以产生裂缝,裂缝体积密度、线密度与古裂缝相同,现今裂缝开度及渗流性能受作用在裂缝面上的正应力及剪应力影响,相比古裂缝参数有明显变化;石港油田阜二段断层附近为储层裂缝发育密集区,裂缝开度、孔隙度及渗透率等参数高值区主要位于靠近断层的构造高部位.     

水力裂缝层内爆燃压裂油井产能计算模型

基于水力裂缝层内爆燃压裂技术提高低渗透油田采收率和油井产量的基本设想，利用油藏渗流理论和节点系统分析方法，建立了水力裂缝层内爆燃压裂油井产能计算模型，并分析了水力裂缝和爆燃裂缝参数对油井产能的影响。研究结果表明，在低渗透油藏中，增加水力裂缝的长度比增加水力裂缝的导流能力对油井增产更有利；爆燃裂缝的存在可在水力裂缝增加油井产量的基础上进一步增产，相对于水力压裂油井，爆燃压裂油井增产倍数可达1．55。由此说明，利用水力裂缝层内爆燃压裂技术来提高低渗透油田油井产量是可行的。     

乌五井区克拉玛依组油藏开发效果分析

目的提高乌5井区克拉玛依组油藏注水开发效果。方法在充分认识油藏静态地质特征的基础上,利用压力测试、油井产液剖面、注水井吸水剖面等测试结果,结合注水井和采油井生产数据的动态分析,认识各种地质及生产动态因素对注水效果的影响和控制作用。结果注入水在地质上主要受构造、沉积微相和储层物性3方面控制,工程上主要受注水时机、注水方式和注水强度的影响。结论有益的为开发同类油藏提供了该研究经验和借鉴。     

水力裂缝层内爆燃压裂油井产能计算模型

基于水力裂缝层内爆燃压裂技术提高低渗透油田采收率和油井产量的基本设想,利用油藏渗流理论和节点系统分析方法,建立了水力裂缝层内爆燃压裂油井产能计算模型,并分析了水力裂缝和爆燃裂缝参数对油井产能的影响。研究结果表明,在低渗透油藏中,增加水力裂缝的长度比增加水力裂缝的导流能力对油井增产更有利;爆燃裂缝的存在可在水力裂缝增加油井产量的基础上进一步增产,相对于水力压裂油井,爆燃压裂油井增产倍数可达1.55。由此说明,利用水力裂缝层内爆燃压裂技术来提高低渗透油田油井产量是可行的。     

基于古应力场模拟的多期区域构造裂缝分布预测评价技术—以中国泌阳凹陷安棚油田为例*

天然裂缝是地层中常见的地质构造现象,系统研究目标区储集层裂缝的分布及发育规律,这对于提高井区产能和调整开发方案具有重要的理论和实际意义。以安棚油田深层系为例,介绍基于古应力场模拟的多期次区域构造裂缝分布预测技术。根据各类岩心资料对裂缝的组系特征、力学性质进行解释和评价,结合研究区构造演化特征,进行岩石破裂力学机理分析,明确了研究区裂缝成因类型主要为区域构造裂缝,为本次裂缝的分布预测技术奠定了基础。结合野外岩心裂缝特征、裂缝充填物次生方解石稳定同位素测定及储层岩石声发射实验结果,确定储层岩石的破裂期次。参考研究区的地质、构造、沉积相展布资料,以岩石力学和构造力学理论为基础,对研究区建立地质模型、力学模型,并分期次进行古应力场模拟研究。结合摩尔-库伦岩石强度理论,通过裂缝发育指数和岩石受力破裂程度多元拟合对研究区裂缝进行预测及评价。     

新型硬质合金微坑车刀切削能对比研究与预测

切削能绝大部分会转化为切削热,进而直接影响切削温度,因此研究切削能的产生、传递与转化对切削温度的研究尤显重要.本文以304不锈钢专用新型硬质合金微坑车刀创新设计为例,通过对新型微坑车刀和原车刀切削过程的切削能比较研究,建立车刀切削过程切削能与前刀面温度的关系模型,开展新型微坑车刀剪切能和摩擦能的预测研究和切削实验验证.研究结果表明,用实际生产推荐切削参数,干式切削情况下,新型硬质合金微坑车刀相比原车刀,输入能量降低8.96%,剪切能降低10.50%,摩擦能降低5.32%;刀具前刀面的切削温度与剪切能和摩擦能呈正相关关系;所建立切削能预测模型可为复杂切削条件下的切削能预测及前刀面切削温度研究提供参照.