准噶尔盆地乌夏地区二叠系储层裂缝研究

论文摘要

准噶尔盆地乌夏地区二叠系储集层储集空间中裂缝含量高,是油气渗流的重要通道,并构成了油气储集的重要空间,裂缝分布控制了储集层的分布。通过综合采用地质学和数学的方法,对乌夏地区二叠系储层裂缝识别并开展地应力研究,最终得以进行裂缝参数的预测。在岩心古地磁重新定向的基础上,通过对岩心裂缝观测、成像测井资料识别与地震资料识别的方法对储集层的构造裂缝进行了识别,研究和分析了裂缝的产状、开度、充填物等特征,认为乌夏地区二叠系列缝为北西和北东走向共轭剪性缝,通过对构造演化的研究,分析了裂缝的成因以及形成时期。乌夏地区二叠系裂缝以构造裂缝为主,构造裂缝与构造应力场有关,故采用应力场数值模拟定量计算裂缝参数的方法是预测裂缝的必然趋势。本文在前人研究的基础上,分析了裂缝产生条件,认为古应力场产生裂缝,现今应力场不产生裂缝,只对早期形成的裂缝起改造的作用。结合了岩石力学性质和成缝期应力条件,选取了适合于乌夏地区的岩石破裂准则,即库仑-莫尔准则,并建立了古应力场下应力—应变与裂缝参数的定量关系,最终建立了现今应力场下应力—应变与现今裂缝参数的定量关系。根据构造演化阶段的研究,认为海西运动和印支运动对二叠系裂缝的形成起决定性作用,侏罗纪及以后的构造运动对裂缝的影响较微弱。在研究二叠系储集层构造裂缝特征的基础上,建立二叠系地层的三维地质模型,对造缝时期与现今应力场进行了数值模拟,结合前面的岩石破裂判别方法以及应力场与裂缝参数之间的定量关系,定量预测了现今裂缝开度、密度、孔隙度以及渗透率等参数,分析了裂缝平面和垂向分布的特征,与双侧向电阻率测井资料计算的裂缝孔隙度结果和岩心观测的裂缝密度作对比,结果互相验证,更准确地进行了裂缝参数的计算及储集层评价。本论文研究成果一方面为构造裂缝的定量预测研究提供了方法和思路,另一方面也对乌夏地区勘探开发工作有着一定的指导意义,这也是本文研究的生产需求所在。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 裂缝性储层研究现状
• 1.2.2 裂缝识别与预测的研究现状
• 1.2.3 应力场预测裂缝的研究现状
• 1.3 论文研究目标、研究内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.4 研究方法和技术路线
• 1.4.1 研究方法
• 1.4.2 技术路线
• 1.5 论文的创新点
• 第二章 乌夏地区地质概况
• 2.1 地理和构造位置
• 2.2 构造层划分
• 2.3 构造演化特征
• 2.4 二叠系储层特征
• 2.4.1 二叠系储层岩石学特征
• 2.4.2 二叠系储集空间特征
• 2.4.3 火山岩及火山碎屑岩储层特征
• 第三章 裂缝识别
• 3.1 岩心裂缝识别
• 3.1.1 裂缝定向
• 3.1.2 裂缝参数的测量与统计
• 3.1.3 裂缝的成因作用
• 3.1.4 裂缝的形成时期
• 3.2 成像测井资料识别裂缝
• 3.3 地震资料识别裂缝
• 第四章 裂缝参数与应力场关系研究
• 4.1 岩石破裂准则的优选
• 4.1.1 库仑－莫尔（Coulumb-Mohr）准则
• 4.1.2 格里菲斯（Griffith，1921）准则
• 4.1.3 统一强度理论
• 4.1.4 破裂准则选择
• 4.2 地应力与裂缝参数关系
• 4.2.1 岩石应力－应变和裂缝体积密度、开度关系
• 4.2.2 古地应力与裂缝参数关系的确定
• 4.3 裂缝孔隙度和裂缝渗透率计算模型
• 4.3.1 裂缝孔隙度计算模型
• 4.3.2 裂缝渗透率计算模型
• 4.4 裂缝孔隙度和渗透率与古地应力场关系的确定
• 4.5 现今地应力场对裂缝孔隙度、渗透率的影响
• 第五章 二叠系裂缝定量预测
• 5.1 二叠系古应力场研究
• 5.1.1 古应力方向与大小的确定
• 5.1.2 地质模型
• 5.1.3 力学参数
• 5.1.4 约束条件
• 5.1.5 边界力作用方式
• 5.1.6 古应力场模拟结果
• 5.2 二叠系现今应力场研究
• 5.2.1 地质模型
• 5.2.2 力学参数
• 5.2.3 边界力作用方式
• 5.2.4 现今应力场模拟结果
• 5.3 裂缝参数计算
• 5.3.1 主要算法分析
• 5.3.2 裂缝参数计算模块介绍
• 5.4 现今裂缝参数空间分布
• 5.4.1 风城组现今裂缝参数的空间分布
• 5.4.2 佳木河组古今应力场下裂缝参数的空间分布
• 5.4.3 夏子街组古今应力场下裂缝参数的空间分布
• 5.4.4 乌尔禾组古今应力场下裂缝参数的空间分布
• 5.5 应力场预测裂缝结果验证
• 5.5.1 测井评价方法计算裂缝参数
• 5.5.2 预测结果验证
• 5.6 裂缝垂向分布特征
• 5.7 裂缝发育控制因素
• 5.8 裂缝对二叠系储集层质量的影响
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢