论文摘要
鄂尔多斯盆地的大宁-吉县地区是既沁水盆地煤层气成功开发后的又一重要的潜在商业化地区。然而本区煤层气赋存地质条件复杂,煤层埋藏深度大,煤层气富集的主控因素和煤储层高渗区分布不明。这些问题延缓了该区煤层气的勘探步伐,本论文对研究区煤层气富集有利区带进行了系统研究。通过对煤储层聚煤期沉积环境、盖层的发育情况、水文地质条件、构造特征等地质条件的分析,指出大宁-吉县煤层气富集的有利地区。分析认为,大宁-吉县地区古谊-窑渠背斜带和东部斜坡带是煤层气富集的有利地区。通过野外踏勘,对大宁-吉县地区40个观测点进行了节理裂隙的观测,统计了节理裂隙发育情况,得出该区主要发育5组平面剪节理和2组张节理,倾角范围63°～90°,平均72°。根据节理裂隙的切割和限制情况,分析该区共经历2期古构造应力作用,分别为燕山期和喜马拉雅期,燕山期最大主应力方向为NWW方向,喜马拉雅期最大主应力方向位NNE方向。通过该区3次构造趋势面分析得出,燕山期奠定了本区基本构造格局,形成了北东向展布的断层和褶皱,形成该区一隆一凹两斜坡的构造格局,喜马拉雅期NE-SW向挤压对燕山期构造格局进行了改造,局部形成了 NW-SE向展布的断层和褶皱。通过构造主曲率法对本区古构造应力对煤层裂隙发育进行了预测,指出大宁-吉县地区构造曲率值一般分布在-0.1X 10-4/m～2.6×10-4/m,午城-古驿-瑶曲地区构造曲率大,是可能的裂缝发育带。运用ANSYS有限元模拟软件,建立了研究区三维地质模型,并进行有限单元网格划分,综合构造演化史及煤层气井水力压裂裂缝监测资料,对有限元模型边界实施合理约束,并通过地质模型内部有限井点的应力值进行反演得出边界力,最终得出研究区的应力分布特征。在此基础上,运用格里菲斯破裂准则、库伦-摩尔破裂准则分别预测研究区张裂缝、剪裂缝发育情况,并结合野外实际观察测量的节理裂隙发育情况,对本地区煤储层裂缝的发育带进行预测。