文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 储层构造应力场模拟预测裂缝技术研究与应用

储层构造应力场模拟预测裂缝技术研究与应用

储层构造应力场模拟预测裂缝技术研究与应用
储层构造应力场模拟预测裂缝技术研究与应用

储层构造应力场模拟预测裂缝技术研究与应用

【摘要】根据地质及地震资料分析区域构造演化,在系统的野外岩心观测及测井裂缝识别的基础上,通过古构造应力场数值模拟反演,恢复古构造应力场,从而进行储层裂缝预测,通过建立地质模型进行古构造应力计算,从裂缝的成因着手进行裂缝预测,将预测结果与实际资料进行对比,综合分析认为:这是一套行之有效的裂缝预测方法。

【关键词】古构造应力场裂缝预测储层坳陷

近年来,在石油地质领域,碎屑岩储层中寻找裂缝发育规律,碳酸盐岩中识别裂缝、孔洞是目前攻关的难题和重点。对于致密性裂缝油气藏而言,裂缝既是储集空间也是运移通道,裂缝的发育与否直接控制着油气井的产能,同时由于裂缝产生规律复杂且早期形成的裂缝受到后期多个构造运动的叠加、改造、裂缝发育及其复杂,规律可循度较低,因此,裂缝的预测一直是世界石油界的难题。没有精确定量的方法用于裂缝识别与预测。笔者结合弹性力学和断裂力学相关理论,从导致裂缝发生的构造应力着手,基于现今构造形态,反演古构造应力场,从而对裂缝进行预测。

1 储层构造应力场数值模拟预测裂缝的地质理论基础

储层地质学裂缝

第五章储层裂缝 裂缝是油气储层特别是裂缝性储层的重要储集空间,更是良好的渗流通道。世界上许多大型、特大型油气田的储集层即为裂缝性储层。作为一种特殊的孔隙类型,裂缝的分布及其孔渗特征具有其独有的复杂性,它不象正常孔隙那样通过沉积相、成岩作用及岩心分析能够较为容易地预测和评价。由于裂缝的存在对油气储层的勘探和开发会导致很大的影响,因而对油气储层中裂缝的研究就显得十分重要。本章主要介绍裂缝系统的成因、裂缝的基本参数、孔渗性以及裂缝的探测和预测方法。 第一节裂缝的成因类型及分布规律 所谓裂缝,是指岩石发生破裂作用而形成的不连续面。显然,裂缝是岩石受力而发生破裂作用的结果。本节分别从力学和地质方面简要介绍裂缝的成因分类及分布规律。 一、裂缝的力学成因类型 在地质条件下,岩石处于上覆地层压力、构造应力、围岩压力及流体(孔隙)压力等作用力构成的复杂应力状态中。在三维空间中,应力状态可用三个相互正交的法向变量(即主应力)来表示,以分量σ1、σ2、和σ3别代表最大主应力、中间主应力和最小主应力(图5-1)。在实验室破裂试验中,可以观察到与三个主应力方向密切相关的三种裂缝类型,即剪裂缝、张裂缝(包括扩张裂缝和拉张裂缝)及张剪缝。岩石中所有裂缝必然与这些基本类型中的一类相符合。 图5-1 实验室破裂实验中三个主应力方向 及潜在破裂面的示意图 图中A示扩张裂缝,B、C表示剪裂缝

1.剪裂缝 剪裂缝是由剪切应力作用形成的。剪裂缝方向与最大主应力(σ1)方向以某一锐角相交(一般为30°),而与最小主应力方向(σ3)以某一钝角相交。在任何的实验室破裂实验中,都可以发育两个方向的剪切应力(两者一般相交60°),它们分别位于最大主应力两侧并以锐角相交(图5-1)。当剪切应力超过某一临界值时,便产生了剪切破裂,形成剪裂缝。根据库伦破裂准则,临 界剪应力与材料本身的粘结强度(τo)及作用于该剪切平面的正应力(σn )和 材料的内摩擦系数(μ)有关,即, τ临界=τo+μσn 剪裂缝的破裂面与σ1-σ2面呈锐角相交,裂缝两侧岩层的位移方向与破裂面平行,而且裂缝面上具有“擦痕”等特征。在理想情况下,可以形成两个方向的共轭裂缝(即图5-1中的B、C)。共轭裂缝中两组剪裂缝之间的夹角称为共轭角。但实际岩层中的剪裂缝并不都是以共轭型式出现的,有的只是一组发育而另一组不发育。剪裂缝的发育型式与岩层均质程度、围岩压力等因素有关。当岩层较均匀、围岩压力较大时,可形成共轭的剪裂缝;而当岩层均质程度较差、围岩压力较小时,趋向于形成不规则的剪裂缝。 2.张裂缝 张裂缝是由张应力形成的。当张应力超过岩石的扩张强度时,便形成的张裂缝。张应力方向(岩层裂开方向)与最大主应力(σ1)垂直,而与最小主应力(σ3)平行,破裂面与σ1-σ2平行,裂缝两侧岩层位移方向(裂开方向)与破裂面垂直。张裂缝一般具有一定的开度,有的被后期矿物充填或半充填。 根据张应力的类型,可将张裂缝分为二种,即扩张裂缝和拉张裂缝。 (1)扩张裂缝 扩张裂缝是在三个主应力均为压应力的状态下诱导的扩张应力所形成图5-2 扩张裂缝的形成和应力单元

致密砂岩储层构造裂缝形成机制及定量预测研究进展_徐会永

第19卷第4期 2013年12月地质力学学报JOURNAL OF GEOMECHANICS Vol.19No.4 Dec.2013 文章编号:1006- 6616(2013)04-0377-08致密砂岩储层构造裂缝形成机制及 定量预测研究进展 徐会永1,冯建伟2,葛玉荣 3(1.中国石油大学期刊社,山东青岛266580; 2.中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛266580; 3.中国石油测井有限公司,新疆哈密735200) 收稿日期:2013- 03-02基金项目:山东省博士后基金项目“基于应力场模拟的低渗透砂岩储层裂缝多参数定量建模”(201003104) 作者简介:徐会永(1977- ),男,汉族,山东庆云人,副编审,博士,主要从事沉积学及石油地质学等方面的研究及科技论文编辑工作。E- mail :xhy7714@https://www.wendangku.net/doc/605259847.html, 摘 要:致密砂岩裂缝性储层已逐渐成为非常规油气资源勘探开发的重点,构造裂 缝形成机制研究及定量预测也相应成为热点问题。从构造地质学和地质力学角度对目前的裂缝研究方法进行系统分析,并对含微裂隙的岩石损伤力学实验分析、复合 地层本构关系及破裂准则的建立以及不同应力场作用下裂缝参数的定量表征方法进 行详细对比后认为,裂缝的产生、裂缝的位置和方向以及裂缝参数的量化是实现裂 缝准确预测的关键。今后裂缝研究的发展方向主要有3个,即基于构造地质学和岩 石损伤力学的宏观野外观察和微观室内试验相结合研究裂缝形成机制,考虑多重影 响因素并基于能量转换理论的复合岩石破裂准则建立,基于精细构造地质模型的有 限元数值模拟实现各期应力场作用下裂缝参数的三维定量表征。 关键词:致密砂岩储层;构造裂缝;形成机制;定量预测;非常规油气 中图分类号:P542;P553文献标识码:A 0引言 随着中国油气资源勘探开发逐渐由东部向西部、由常规储层向非常规储层转变,致密 气、页岩气和煤层气成为国家“十二五”规划后的开发重点[1]。很多学者认为在致密气、 页岩气和煤层气3种非常规天然气中,应该优先发展致密气[2 3]。致密气资源量数据相当可靠、开发致密气技术较成熟、致密气的分布与常规气在很多地方重叠、基础设施建设成本较低[3],因此致密气的开发前景比页岩气更明朗。中国石化已启动鄂尔多斯致密油气增储上产会战[3]。此外,来自国土资源部的数据显示,2011年全国天然气产量为1011.15?108m 3[4],致密气产量约为350?108m 3[3],约占全国天然气总产量的三分之一。 非常规气藏开发有很多相似之处,如都需要打水平井和丛式井、都需要压裂工艺等。国内已基本掌握了致密砂岩油气的开发配套技术,有些技术已达国际先进水平。但大规模开发不能照搬国外模式,还需要通过有的放矢的基础研究和工程技术的先导性试验,提出适合中

裂缝型火山岩储层类型划分方法研究_李彬

·综述· 裂缝型火山岩储层类型划分方法研究 李彬1张伟杰2刘宏明2陈辉强2 1.中国石油集团长城钻探工程有限公司测井公司 2.中国石油测井有限公司长庆事业部摘要:准确地对火山岩储层进行综合评价分类是产能建设的必要条件。火山岩储层产能受孔隙、裂缝类型等诸多因素影响,利用常用的按储集空间和物性分类标准难以反映其真正的储层类型。鉴于此,本文在对工区内火山岩储层按空隙空间、物性等进行了分类之后,根据孔隙、裂缝类型等与经济极限产能的关系,确定了划分火山岩储层分类的综合评价系数,并通过此综合评价系数与产量的关系确定了储层综合评价分类标准,进而实现了对工区内储层类型的划分。关键词:裂缝型;火山岩;储层类型;划分 作者简介:李彬(1978-),男,2001年毕业于西南石油大学,工程师,从事测井新技术研究工作。 0引言 火山岩油气藏目前已成为世界油气田勘探开发的一个新领域。在美国、前苏联、古巴和墨西哥等很多国家都有这类油气藏被发现[1]。我国大多数油田也相继发现有这类储层,例如在准噶尔盆地西北缘的石炭系中发现了一批火山岩油藏,而且探明的地质储量相当可观。目前对这类特殊的储层进行综合评价分类研究时,常采用的方法是根据其物性进行分类[2~4]。由于火山岩油藏受孔隙、裂缝等诸多因素的影响,使得采用简单的储层分类方法不能满足产能建设的需要。本文针对此,根据孔隙度、裂缝强度指数等参数建立了综合评价系数,进而对储层类型进行综合评价分类。 1火山岩储层分类 1.1储集空间 火山岩的储集空间分孔隙和裂缝两种类型。孔隙包括气孔、杏仁体内孔、斑晶晶间孔、收缩孔、微晶间孔、晶内孔、溶蚀孔、胀裂孔、塑流孔等。这些孔隙空间大多呈封闭状态,有裂缝使其连通,将明显改善储集性能。裂缝包括构造裂隙、隐爆裂隙、成岩裂隙、风化裂隙、竖直节理、柱状节理等。各种储集空间多呈某种组合形式出现,如原生孔隙中的气孔往往和溶缝、洞相连,而次生的构造缝常形成溶蚀—构 造复合缝。 1.2储集空间的演化 储集空间的演化可分为下述几个阶段:(1)岩浆作用阶段:形成各种原生孔隙和裂缝。(2)岩浆期后热液阶段:对原生孔进行填充。(3)次生裂缝与蚀变交代阶段:由于构造作用影响,岩石破碎或产生裂隙,次生裂隙本身就是储集空间,并把不连通的孔(如气孔)缝(如原生裂隙)给以一定程度的连通和改造,同时热液沿裂缝通道改造两侧的外貌,对岩石进行交代,并形成熔孔。交代溶蚀与充填同时发生,形成各种熔孔、充填残留孔、缝等。 (4)风化淋滤作用阶段:地质体裸露地表,经机械风化作用产生大量裂隙,加上化学风化作用的淋滤作用,一般有利于储存空间的形成与改善,但极细的风化物也能起到充填作用。 (5)深埋改造作用阶段:地壳下降,接受沉积,火山岩受上覆地层的覆盖和地下水的改造作用,携带油气的有机酸对孔、缝也有强烈的改造作用,改造后的空间被油气或水充填。1.3熔岩储集体物性分类 克拉玛依油田石炭系火山岩是一典型的溢流相玄武岩油气藏,断层活动引起的破裂作用是改善火山岩储层物性的主要因素,断层角砾岩物性最好。前人对克拉玛依油田石炭系火山岩油藏研究,制定了火山岩储层评价标准(见表1),对研究区引用了该 国外测井技术 WORLD WELL LOGGING TECHNOLOGY 2012年第4期总第190期 Aug.2012Total 190 17

恒泰艾普软件培训系列教材-应力场模拟和裂缝预测

恒泰艾普软件培训系列教材 Stress Field Modeling 应力场模拟和裂缝预测 恒泰艾普石油勘探开发技术有限公司https://www.wendangku.net/doc/605259847.html,

目录 一、 模块功能 二、 原理和方法 三、 参数和使用说明 四、 应用关键和应用技巧

一、模块功能 利用地质、钻井和测井资料,计算拉梅常数和剪切模量等参数,建立地质模型、力学模型及数学模型,运用三维有限差分数值模拟方法对应力场进行模拟,研究构造、断层、地层厚度、区域应力场等地质因素与裂缝分布的关系,预测与构造有关的裂缝分布及发育程度。

二、原理和方法 (一)应力场的概念 地壳中或地球体内,应力状态随空间点的变化,称为应力场,或构造应力场。应力场一般随时间变化,但在一定地质阶段相对比较稳定。研究应力场,就是研究应力分布的规律性,确定地壳上某一点或某一地区,在特定地质时代和条件下,受力作用所引起的应力方向、性质、大小以及发展演化等特征。随着地质演化,一个地区常常经受多次不同方式的地壳运动,导致同一地区内,呈现出受不同时期不同形式地应力场作用所形成的各种构造极其叠加或改造的复杂景观。因此,只有最近一期地质构造事件,未经破坏或改造,才能确切地反映这个时期的应力场。 应力场可按空间区分为全球、区域和局部地应力场;按时间区分为古地应力场和今地应力场;按主应力作用方式区分为挤压、拉张和剪切地应力场。 (二)地质模型和应力场关系 地支模型的建立是做好应力场模拟的先决条件,首先将储层的目的层连同上下盖层和覆盖层作为一个岩石块体的隔离体来计算,然后从地质的角度提出构造成因,构造裂缝的特征,构造应力场的宏观特征及断层发育史。我们现在研究的构造应力场主要在早白垩世构造伸展期与晚白垩世构造反转期形成,因此研究的地质体应为相应时期的古构造图。对于挤压构造,应取受挤压之前的古构造作为地质体;而对于伸展构造,考虑到伸展作用的长期性及伸展对构造缝所形成的控制作用,应取伸展之后的古构造作为地质体。在此基础上,恢复古构造剖面图,推断地质隔离体的受力方向及大小,设定边界条件并提出反演应力场及裂缝的地质标准。但是,由于地质体是一个十分复杂的地下岩石块体,其地壳中各种地质构造形态,类型,成因是在漫长历史时期的地质演化过程中形成的,这种复杂的地质演化过程不可能恢复,只能用相对静止的观点和相对简化的方法去处理构造与古应力场的问题。考虑到储油构造中主要的一种类型是背斜构造,它是由地壳受到挤压发生弯曲,或由于基底隆起使沉积地层上拱而形成。在从历史时期的连续的接受应力而形成现代的构造体系,我们可以近似的以现在的构造应力场来作为古构造应力场的一个发展模型,来模拟在这样的应力场的条件下会导致怎样的构造裂缝体系 (三)基本原理 本软件以弯曲薄板作为油层构造模拟的力学模型,用二维的方法来处理油层构造,这种方法计算方便,人工干预少,对于应力场模拟可以将边界作为自由边界处理,不需要另外考虑边界条件。该方法主要以背斜构造作为模型进行分析,得出可以用构造面上一点的最大曲率值作为该点裂缝发育程度的判据,而以最小主曲率方向指示可能出现的张裂缝走向,这样就将构造裂缝的分布问题化为构造面的主曲率计算问题。 设以薄板中面为z=0的坐标面,规定按右手规则,以平行于大地坐标为X,Y坐标,以

油气储层裂缝形成、分布及有效性分析

油气储层裂缝形成、分布及有效性分析 近年来,随着我国油田勘探技术的不断创新与发展,对于油气储层的研究也日益加深,并从多个角度对油气储层的特征加以阐释,针对以往存在的一系列问题通过合理化的理论分析,对油气储层未来发展有一定的指导意义。文章主要针对现阶段我国油气储层中形成裂缝的成因及分布情况进行了浅显的分析,希望通过介绍可以为相关研究人员提供一些参考建议,以便更好地推动我国石油工业的发展建设。 标签:油气储层裂缝;形成;分布;有效性 引言 随着各种新技术的层出不穷,对于石油探勘技术也提出了更高的要求,就目前发展阶段而言,全世界范围内仅有百分之二十是可采石油储量,受各种条件因素的限制,处于垂直及平面上的各种非均匀隔挡条件下的地下石油储量很难被开采出来。于我国而言,此等情况更是如此,约百分之七十左右的石油储量与世界油田相同,均已进入了高含水阶段的开采时期,地下油气水分布较为复杂,这就在更大程度上对石油勘探技术提出了新的挑战,因此必须加强对油气储层的认识,通过建模预测改变原有的开采技术。 从某种角度来讲,原有的开采技术方式已经很难适应时代社会发展的需要,导致油气储层裂缝现象所占比重越来越大,油气储层不仅能够作为油气存储空间而独立存在,更能充当油气管道运输油气资源,对于油气而言有着极其重要的意义。但现实情况中却存在很大问题,使其不能够发挥应有的效用促进我国石油工业的发展,其中主要的问题则是油气储层的裂缝问题。 针对油气储层裂缝等问题,相关学者在AAPG年会上针对此问题进行了详细地讨论,结合近年来的发展对油气储层有了新的认识与理解,并提出了新的解决措施,从而减少出现油气储层裂缝的现象,关于油气储层裂缝的研究已从宏观向微观发展,由理论沉积学向应用沉积学发展,并逐渐完善。预计今后相当长的一段时间内,都将对油气储层裂缝形成、分布状况等有着更深地研究。下面文章就针对现阶段油气储层裂缝的形成原因及分析进行详细的阐释,供相关人员参考。 1 油气储层裂缝形成的原因 关于油气储层裂缝的形成并不是一种作用力影响下就能够发生的,要考虑到多方面的影响因素,尤其是针对小范围的微裂缝更好给予足够地重视,绝对不能忽视。此外,应力的增强也是导致裂缝形成的主要因素之一。但两种裂缝的形成在本质上存在着较大的差异,第一种微裂缝的形成主要是指在构造力的作用下,单层结构并没有受到内部应力的影响,此等裂缝只是单纯的存在于表面,并不会构成极大的威胁,且范围较小,故而被称作微裂缝;第二种裂缝的形成主要是由

应力场分析与裂缝预测

《应力场分析与裂缝预测》教学大纲 (2004年制定,2012年第二次修改) 课程名称:应力场分析与裂缝预测 课程英文名称:Stress Field Analysis and Fracture Prediction 课内学时:32 课程学分:2 课程性质:学位课开课学期:每学年第一学期 教学方式:课堂讲授考核方式(考试/考查):考试 大纲执笔人:曾联波主讲教师:曾联波 师资队伍:曾联波、童亨茂、陈书平 一、课程内容简介 《应力场分析与裂缝预测》是地质学专业和资源勘探与地质工程专业硕士研究生的一门专门课程。讲授古、现应力场和储层裂缝的研究方法及其在油气勘探与开发中的应用,包括应力与应力场的基础概念、古构造应力场分析方法、现今地应力测量方法、裂缝的基础知识,裂缝定量预测方法、古应力场在油气勘探中的应用、现今地应力和裂缝在低渗透油气田开发中的应用。本门课程为32学时,2学分。 二、课程目的和基本要求 课程的目的是培养学生掌握古、今应力场分析与储层裂缝预测的基本理论和方法分析油田应力场分布及进行储层裂缝预测的基本能力。《应力场分析与裂缝预测》课程涉及构造地质学、地质力学、储层地质学、岩石力学、石油地质学和油气藏工程等多方面的基本知识,要求学生系统学习了大学本科地质类专业的构造地质学、固体力学、石油地质学和储层地质学等课程。 学完本课程后,应达到以下基本要求: 1.了解应力、应力场和裂缝的基本概念及基本分布特征; 2.掌握古应力场研究方法及进展,并能运用这些基本方法分析油田古应力场分布和指导油气勘探; 3.掌握现今地应力测量方法,并能运用这些方法分析低渗透油气田的地应力分布和指导油气田开发。 4. 掌握储层裂缝的研究和预测方法,并能运用这些方法研究和预测低渗透储层裂缝的分布规律。 三、课程主要内容 §1. 应力场分析和裂缝预测的基础知识(4学时) §1.1应力、应力场和裂缝的基本概念。 §1.2应力场和裂缝研究的基本内容与方法。 §1.3应力场分析和裂缝预测的研究现状与发展趋势。 §1.4应力场分析和裂缝预测的研究意义。 §2. 现今地应力测量方法(4学时) §2.1现场地应力测量方法。 §2.2岩心地应力测量方法。 §2.3测井地应力分析方法。 §2.4地应力的分布规律及影响因素 §3. 古构造应力场分析方法(6学时) §3.1古构造应力方向分析方法。

储层裂缝常规测井响应

双侧向—微球形聚焦测井系列 对高角度裂缝,深、浅側向曲线平缓,深側向电阻率> 浅側向电阻率,呈“正差异”。 在水平裂缝发育段,深、浅側向曲线尖锐,深側向电阻率< 浅側向电阻率,呈较小的“负差异”。 对于倾斜缝或网状裂缝,深、浅側向曲线起伏较大,为中等值,深、浅电阻率几乎“无差异”。 声波测井识别裂缝: 一般认为声波测井计算的孔隙度为岩石基质孔隙度,其理由是声波测井的首波沿着基质部分传播并绕过那些不均匀分布的孔洞、孔隙。但当地层中存在低角度裂缝(如水平裂缝)、网状裂缝时,声波的首波必须通过裂缝来传播。裂缝较发育时,声波穿过裂缝使其幅度受到很大的衰减,造成首波不被记录,而其后到达的波反而被记录下来,表现为声波时差增大,即周波跳跃。因此,可利用声波时差的增大来定性识别低角度缝或网状缝发育井段。 利用感应差别识别裂缝:钻井液侵入裂缝,使感应测井曲线有明显的降低。 密度测井识别裂缝 密度测井测量的是岩石的体积密度,主要反映地层的总孔隙度。由于密度测井为极板推靠式仪器,当极板接触到天然裂缝时,由于泥浆的侵入会对密度测井产生一定的影响,引起密度测井值减小。 井径测井的裂缝识别对于基质孔隙较小的致密砂岩,钻井使得裂缝带容易破碎,裂缝相交处的岩块塌落,可造成钻井井眼的不规则及井径的增大。另一方面,由于裂缝具有渗透性,如果井眼规则,泥浆的侵入可在井壁形成泥饼,井径缩小。因此,可以根据井眼的突然变化来预测裂缝的存在。 井径测井对于低角度缝与泥质条带以及薄层的响应很难区分;另外,其它原因(如岩石破碎、井壁垮塌)造成的井眼不规则,会影响到该方法识别裂缝的准确性。 自然伽玛能谱测井识别裂缝 测量地层中天然放射性铀(U238)、钍(Th282)、钾(K40)含量。 原理:正常沉积环境U元素含量低于或接近泥质体(钍+钾)的值,当有裂缝存在时,铀含量比泥质体大。 应用能谱的高铀值识别裂缝和地下流体的运移及活跃程度有关。当裂缝(孔洞)发育段的地下水活跃时,地下水中溶解的U元素才能被吸附及沉淀在裂缝(或孔洞)周围,造成U元素富集,使得自然伽玛能谱测井在裂缝带处显示出U含量增加,在地下水不活动地区,裂缝性储层的自然伽玛显示为低值。 (1)侧向、感应及微电阻率测井 裂缝在电阻率测井曲线上的响应取决于裂缝的产状(倾角与方位)、 裂缝的宽度与长度(纵向或径向)、裂缝中的充填物(胶结物、泥浆 滤液、地层流体等)以及泥浆侵入深度等因素。 1.电阻率测井响应特征 (2)侧向测井——高角度裂缝影响 电极型仪器将强烈地受垂直裂缝的影响,这是因为这样的裂缝实际上提供了低阻通道(并联)。所以在垂直裂缝的情况下,侧向测井的电阻率比感应测井的电阻率低。又因为垂直裂缝的有效导电截面在径向上不变,而孔隙的导电截面在径向上是逐渐增大的,所以在浅侧向探测范围内裂缝与孔隙的有效导电截面之比远比深侧向要小。 在Rmf≈Rw时,常观察到RLLD与RLLS的比值为1.5到2; 在Rmf Rw时,RLLS与RLLD的幅度差很小,有时甚至出现RLLS>RLLD。 (2)侧向测井——水平裂缝影响

储层裂缝表征及预测研究进展

0引言 裂缝性油气藏是近年油气勘探开发的重点,如何对裂缝 进行准确表征,对不同类型裂缝的识别、分布规律的预测以及如何建立更加贴近实际的裂缝性油气藏地质模型,一直以来都是研究的重点和难点[1,2]。为此,国内外学者做了很多努力,最早的研究方法是通过对露头、岩心、薄片等地质分析来对裂缝特征进行描述,如Van Golf-Racht [3]在薄片观察的基础 上,提出了裂缝孔隙度、渗透率以及体密度的计算方法,Ruh - land 提出裂缝强度等概念[4]。随测井技术的发展,利用常规测 井数据分析,总结出了一系列数学统计方法:神经网络法、多元统计、灰色关联等,罗贞耀、戴俊生等[5,6]提出了裂缝物性参数计算方法。在裂缝预测方面,主要有数值模拟、非线性理论预测等方法,包括构造曲率法、构造应力场数值模拟、二维、三维有限元数值模拟、物探方法等[2,7]。本文通过系统总结分析 储层裂缝表征及预测研究进展 唐诚 中石化西南石油工程有限公司地质录井分公司,四川绵阳621000 摘要 全面、准确对致密储层的裂缝网络进行定量表征及预测影响着裂缝性油气田的高效开发。在系统调研国内外裂缝研究成果 且详细对比分析的基础上,从地质分析、测井识别、构造曲率法及应力场模拟、地震裂缝检测、非线性理论方法等着手,总结出了储层裂缝表征及预测研究的进展。研究表明,根据成因将储层裂缝划分为构造裂缝和非构造裂缝两大类,构造缝包括区域性裂缝、局部构造缝和复合型构造缝,局部构造缝指与断层和褶皱相关的裂缝;非构造缝主要分为收缩缝和与表面有关的裂缝两大类及9个亚类,裂缝类型不同,其特征及成因机理也不同。采用地质分析与测井解释相结合,建立露头、岩心与测井的识别模式对裂缝进行准确识别。利用地质、测井和构造应力等资料,建立数学模型,对裂缝参数进行定量计算。详细阐述并分析了多种裂缝预测方法的优缺点,最终指明了储层裂缝研究的不足与发展方向。 关键词裂缝性储层;裂缝表征;裂缝识别;裂缝预测 中图分类号P618.13文献标志码A doi 10.3981/j.issn.1000-7857.2013.21.013 Progress in Fracture Characterization and Prediction TANG Cheng Geologic Logging Company of Southwest Petroleum Bureau,Sinopec,Mianyang 621000,Sichuan Prvovince,China Abstract It is very important for exploration and development of oil and gas to comprehensively and accurately and quantitatively describe and predict fracture.Base on the basis of the literature investigation of fractures research findings around the world,from geological analysis,log fracture identification,curvature method,tectonic stress simulation,seismic fracture prediction and so on,the progress of fracture characterization and prediction are summarized.It is shown that the reservoir fractures can be classified into two types,including structural and non-structural fracture according to their origin.The structural fracture includes regional fracture,local fracture and complex structural fracture,in which the local structural fracture is related to fracture of fault and fold.The non-structural fracture can be classified into contraction fracture and related fracture of surface,which have 12sub-types.Every type of fractures has different characteristics and origin.The main identification of fracture is combination of geological analysis and log interpretation,and then pattern recognition of outcrop,core and well logging will be established.Also quantitative calculation method for fracture is proposed using geological,logging and tectonic stress data.With the aid of those bases,the advantage and disadvantage of methods for detection and prediction of the fracture distribution are discussed.Finally the shortcoming and development of fracture research are pointed out. Keywords fractured reservoir;fracture characterization;fracture identification;fracture prediction 收稿日期:2013-01-28;修回日期:2013-03-18 作者简介:唐诚,工程师,研究方向为石油地质录井与信息技术研究,电子信箱:110880280@https://www.wendangku.net/doc/605259847.html,

塔里木盆地塔中地区上奥陶统古构造应力场模拟与裂缝分布预测

收稿日期:2010-11-05;修订日期:2011-02-16 资助项目:国家自然科学基金项目(批准号:41072098);国家重点基础研究发展计划“973”项目(编号:2006CB202302);国家科技重大专项 (编号:2008ZX05031-001-005HZ)联合资助 作者简介:丁文龙(1965-),男,博士后,副教授,从事石油构造分析与控油气作用方面的教学与科研工作。E-mail:dingwenlong2006@https://www.wendangku.net/doc/605259847.html, 地质通报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 第30卷第4期2011年4月Vol.30,No.4Apr.,2011 塔里木盆地塔中地区上奥陶统古构造应力场模拟与裂缝分布预测 丁文龙1,2,樊太亮1,2,黄晓波3,李春燕1,2 DING Wen-long 1,2,FAN Tai-liang 1,2,HUANG Xiao-bo 3,LI Chun-yan 1,2 1.中国地质大学能源学院,北京100083; 2.中国地质大学/教育部海相储层演化与油气富集机理重点实验室,北京100083; 3.中国海洋石油有限公司天津分公司勘探开发研究院,天津3004521.China University of Geosciences ,Beijing 100083,China ; 2.Key Laboratory for Marine Reservoir Evolution and Hydrocarbon Abundance Mechanism,Ministry of Education/China University of Geosciences ,Beijing 100083,China ; 3.Exploration and Development Research Institute,Tianjin Branch Company,CNOOC,Tianjin 300452,China 摘要:塔里木盆地塔中地区上奥陶统良里塔格组碳酸盐岩构造裂缝是区内油气显示十分活跃的有效储集空间,其发育和分布主要受古构造应力场的控制。依据塔中地区上奥陶统地震资料的断裂构造解释和钻井、测井裂缝特征分析等成果,在声发射地应力测量、岩石力学参数和单轴抗拉强度测试的基础上,考虑断裂对裂缝形成的影响,采用三维有限元法对塔中地区上奥陶统加里东中期Ⅱ幕裂缝形成期的古构造应力场进行了数值模拟,预测了裂缝的分布。结果表明,裂缝形成期地应力最大主应力有效值为47.9~58.3MPa,平均值为51.97MPa ,抗张强度为5.13~6.91MPa ,平均值为5.81MPa 。有效张应力的高值区是构造裂缝发育的有利地区,主要分布在塔中东部大的断裂带交会处和断裂带的部分区段内,与实际钻井统计的上奥陶统高裂缝线密度和油气井分布区基本吻合,可以为研究区的油气勘探提供新的地质依据。关键词:塔里木盆地;塔中地区;上奥陶统;构造应力场;裂缝预测中图分类号:P534.42;P542+.3 文献标志码:A 文章编号:1671-2552(2011)04-0588-07 Ding W L,Fan T L,Huang X B,Li C Y.Upper Ordovician paleo tectonic stress field simulating and fracture distribution forecasting in Tazhong area of Tarim Basin,Xinjiang,China.Geological Bulletin of China,2010,30(4):588-594 Ab stract:The structural fractures in the Upper Ordovician Lianglitage Formation in Tazhong area,which has active hydrocarbon show,is effective reservoir space for hydrocarbon accumulation.Fracture reservoir is controlled by paleo structural stress field.Based on the faults systems interpreted from seismic data,fractures characteristics from drilling and logging data,carbonate reservoirs are studied from acoustic emission,stress measurement,rock mechanics parameters and uniaxial tensile test.Considering the influence of faults on the fracture forming,3-D finite element method is applied to simulate the period II Middle Caledonian paleo structural stress field in the Tazhong area and predict the distribution of fractures.The simulation result shows that during fracturing the maximum major stress effective value range from 47.9to 58.3MPa,with average 51.97MPa,tensile strength ranging from 5.13~6.91MPa,with average 5.81MPa.High value area of effective tensile stress is the favorable area for structural fractured reservoirs development,most distributed in the interchange area of fracturing belts and part section of fractured zone in the east of Tazhong area,coinciding with the Ordovi -cian fracture-developed zone defined by fracture linear density statistic date from actual drilling,which provides new geological evi -dences for the Lower-Middle Ordovician carbonate rock prospecting and exploitation. Key words:Tarim Basin;Tazhong area;Upper Ordovician;tectonic stress field;fracture forecasting

相关文档
相关文档 最新文档