基于声波测井信息的地应力分析与裂缝预测研究

论文摘要

油藏地应力对油气资源的形成、运移及储集等有直接控制作用,裂缝是油气的主要或重要渗流通道。因此,研究储层的地应力特征及分析裂缝发育情况对油田开发有重要的工程指导作用。本文基于声波测井资料研究油田储层的地应力及裂缝发育特征,主要研究成果如下:(1)分析了储层地应力特征的计算方法,确定了以声波测井法、水力压裂法和有限元数值模拟方法作为本文地应力分析的理论依据。(2)针对某一研究区块分别应用声波测井法、水力压裂法计算研究区块典型井点的地应力值;并且以水力压裂法确定的典型井点的地应力大小和方向作为约束目标,对研究区块的地应力场进行有限元数值模拟,得到储层平面的地应力分布规律。并将不同方法得到的地应力结果进行对比分析。(3)在对研究区块应用有限元模拟计算储层地应力的基础上,根据破裂准则研究了该区块储层平面的裂缝发育特征,得出了储层裂缝发育方位、破裂率分布规律,绘出区块的裂缝发育方位图、破裂率等值线图等。(4)储层裂缝发育规律研究及地应力分布的计算都与地层力学参数有密切关系。根据声波测井信息提取地层的纵波、横波,结合密度资料及相关计算准则,采用VB语言编制了声波测井计算分析软件,从而计算岩石力学参数,分析区块中典型井点沿深度连续分布的地应力特征及裂缝发育规律。(5)分析了油田开发过程中水力压裂裂缝与地应力间的关系,得到了油层主应力的大小关系对压裂裂缝形态的影响规律;研究了合理注采井网及合理井网密度之间的关系,得到井网与地应力之间的优化匹配关系。根据得到的地应力特征与压裂缝长度、方位及注采井网井距之间的规律,确定了所研究区块人工压裂裂缝的方向及其井网井距部署。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 课题来源及选题依据
• 1.2 研究意义及国内外研究现状
• 1.2.1 研究意义
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究思路
• 第二章 地应力测试方法研究
• 2.1 声波测井法
• 2.1.1 岩石力学参数的计算
• 2.1.2 横波时差的获取
• 2.1.3 地应力值的计算
• 2.2 水力压裂法
• 2.3 应力场的有限元数值模拟方法
• 2.3.1 地应力场计算的基本思路
• 2.3.2 有限元应力场模拟中的主要问题
• 第三章 现今地应力场特征研究
• 3.1 地质概况
• 3.2 声波测井法计算现今地应力
• 3.2.1 力学参数及地应力计算结果
• 3.2.2 声波测井法结果分析
• 3.3 水力压裂法计算现今地应力
• 3.3.1 水力压裂法计算地应力大小
• 3.3.2 压裂裂缝监测地应力方向
• 3.3.3 水力压裂法结果分析
• 3.4 有限元地应力场模拟
• 3.5 不同地应力计算方法的结果对比
• 3.5.1 声波测井法与水力压裂法结果对比分析
• 3.5.2 有限元方法与水力压裂法结果对比分析
• 3.5.3 力学参数的对比分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 储层裂缝定量预测研究
• 4.1 储层裂缝判断与计算准则
• 4.1.1 格里菲斯准则
• 4.1.2 库伦－纳维准则
• 4.1.3 岩石破裂率计算
• 4.1.4 裂缝发育区评价
• 4.1.5 应变能密度准则
• 4.2 储层裂缝发育程度预测
• 4.2.1 储层裂缝的平面分布规律
• 4.2.2 储层裂缝的纵向分布规律
• 4.3 声波测井应用软件的设计开发
• 4.3.1 软件开发及运行环境
• 4.3.2 软件功能设计
• 4.3.3 软件界面设计
• 4.3.4 软件特点
• 第五章 地应力及裂缝研究在油田开发中的应用
• 5.1 地应力与压裂缝关系研究
• 5.1.1 地应力与压裂缝形态
• 5.1.2 研究区块的压裂缝特征
• 5.2 地应力特征与井网距设计
• 5.2.1 合理注采井网分析
• 5.2.2 合理井网密度研究
• 5.2.3 研究区块井网距设计
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢