储集层构造裂缝描述与定量预测

摘要

由粉砂岩、粉细砂岩和细砂岩组成的低渗透储层，表现出强烈的脆性特征。和其他类型裂缝相比，构造微裂缝在这类储集层中往往占主导地位。构造裂缝与构造应力场有关，是在大地静力场叠加构造应力场形成的古地应力场作用下的产物，现今地应力场不利于裂缝的形成，只对早期形成的裂缝起到改造的作用。如果储集层构造形态相对比较简单，经受的构造运动相对较弱，就可以通过应力场数值模拟的方法预测储集层裂缝开度、密度以及孔隙度、渗透率等参数。目前裂缝研究主要涉及三个方面的内容：地下裂缝识别、裂缝的空间分布预测和裂缝参数的定量表征。构造裂缝的发育规律、形态和空间分布特征以及渗流规律主要受控于构造应力场和储层岩石物理性质，因此国内外学者多采用构造应力场的方法预测构造裂缝，然后依据该方法得到的裂缝参数进行裂缝储集层渗流规律的研究。由于致密性储集层以构造裂缝为主，采用地质力学原理和方法，通过构造应力场数值模拟来定量表征裂缝已经成为裂缝预测的必然趋势。本论文研究是在前人研究成果的基础上，提出了同时考虑古、今地应力场综合作用的裂缝描述与定量研究方法。首先通过对相关文献调研，结合岩石力学手段，建立起适用于低渗砂岩储层的岩石破裂判别的方法。然后通过实验和理论建模的方法建立应力场和脆性岩层裂缝开度、密度的关系，并且以裂缝开度和密度为纽带，建立应力场和裂缝孔隙度、渗透率之间的定量化关系。最后根据古应力场下形成裂缝，现今应力场下改造裂缝的思路，在对迪那气田地质历史时期、现今和未来地应力场的数值模拟基础上，结合前面的破裂判别方法以及应力场与裂缝孔隙度和渗透率之间的定量关系，最终预测了迪那气田不同时期的裂缝参数的分布情况，实现了迪那气田下第三系储集层构造裂缝的定量预测。本论文研究成果一方面为其他地区低渗透储层裂缝的研究提供思路和方法技术，另一方面也为西气东输气源地第二大气田迪那气田实现高效、平稳、安全开发奠定基础，这也是本文研究的生产需求所在。

目录

文摘

英文文摘

声明

创新点摘要

第1章 引言

1.1选题目的与意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国外裂缝性储层研究现状

1.2.2国内裂缝性储层开发和研究现状

1.2.3裂缝性油气藏预测的常规方法

1.2.4关于裂缝参数预测的研究现状

1.2.5关于现今应力场与裂缝参数及裂缝渗流关系的研究现状

1.3论文研究目标、研究内容以及拟解决的关键性问题

1.3.1研究目标

1.3.2研究内容

1.3.3拟解决的关键性问题

1.4论文拟采取的研究方法和技术路线

1.4.1拟采取的研究方法

1.4.2技术路线

1.5论文的创新之处

第2章 储集层构造裂缝开度、密度与应力场关系研究

2.1岩石破裂准则的优选

2.1.1库仑-莫尔(Coulumb-Mohr)准则

2.1.2格里菲斯准则

2.1.3统一强度理论

2.2岩石力学参数测试

2.2.1岩石劈裂试验

2.2.2岩石单轴压缩试验

2.2.3岩石三轴压缩试验

2.2.4岩石力学参数测试结果

2.2.5脆性低渗透砂岩储层破裂的适用准则

2.3裂缝开度、密度与应力场关系研究

2.3.1裂缝开度、密度与应力场关系物理测试

2.3.2裂缝开度、密度与应力场关系理论模型

第3章 储集层构造裂缝孔隙度、渗透率与地应力关系研究

3.1裂缝孔隙度和渗透率计算模型

3.1.1裂缝孔隙度计算模型

3.1.2裂缝渗透率计算模型

3.2裂缝孔隙度和渗透率与古地应力场关系

3.3现今地应力对裂缝孔隙度和渗透率的改造

3.4矿物充填对裂缝孔隙度和渗透率的影响

第4章 迪那气田地质概况

4.1地理和构造位置

4.2地层特征

4.3构造特征

4.4气田开发概况

4.4.1气田的开发历程

4.4.2当前主要开发形势

第5章 迪那气田裂缝识别

5.1岩心裂缝识别

5.1.1识别天然裂缝

5.1.2裂缝定向

5.1.3裂缝参数的测量与统计

5.1.4裂缝的成因作用

5.1.5裂缝的形成时期

5.1.6裂缝的影响因素

5.2测井识别裂缝

5.2.1电成像识别裂缝识别及定量计算

5.2.2成像测井资料研究迪那气田裂缝发育程度

第6章 迪那气田应力场研究

6.1迪那气田古应力场研究

6.1.1迪那气田构造演化

6.1.2晚喜马拉雅期古应力场数值模拟

6.2迪那气田现今应力场研究

6.2.1关键井点地应力研究

6.2.2现今应力场数值模拟

6.3迪那气田开发二十年后应力场研究

6.3.1迪那气田凝析气藏压力的变化

6.3.2开发二十年后应力场数值模拟

第7章 迪那气田裂缝定量预测

7.1裂缝参数计算

7.1.1主要算法分析如下：

7.1.2裂缝参数计算模块介绍

7.2迪那气田不同时期裂缝参数空间分布

7.2.1不同时期应力场下裂缝开度的空间分布特征

7.2.2不同时期裂缝密度的空间分布特征

7.2.3不同时期应力场下裂缝孔隙度和渗透率的分布特征

第8章 结论

参考文献

附录 图版

致谢

个人简历、在学期间的研究成果