含油气盆地中砂、泥岩力学性质演化模型 ——以鄂尔多斯盆地上古生界和济阳坳陷第三系为例

论文摘要

压裂是油、气藏增产和提高采收率的最有效的措施之一。本文以鄂尔多斯盆地上古生界和济阳坳陷第三系为研究区域,采用美国Terratek公司三轴向岩石力学测试系统,结合岩心观察、薄片分析、地质解析等方法,对上述地区的砂、泥岩力学性质进行研究,划分挤压性盆地和拉张性盆地砂、泥岩的垂向分区,提出挤压性盆地和拉张性盆地砂、泥岩的压裂对策。主要取得了以下认识：（1）通过岩石力学实验,结合岩心观察、薄片分析、地质解析等方法,可将砂、泥岩力学性质演化分成三个阶段：1、压实阶段：鄂尔多斯盆地此阶段表现为在应力相同的条件下,砂、泥岩收缩量差异较小：济阳坳陷此阶段,表现为在应力相同的条件下,砂、泥岩收缩量差异较小。2、弹塑性压缩阶段：鄂尔多斯盆地此阶段表现为在同等应力条件下,较粗砂岩的压缩与回弹、伸展及收缩量要大于较细砂岩或泥岩的值；济阳坳陷此阶段表现为在应力相同的条件下,泥质岩的压缩与回弹、伸展及收缩量要小于砂岩的值。3、破裂阶段：鄂尔多斯盆地此阶段表现为破裂后砂、泥岩的裂缝分为平行层面缝、低角度斜向缝（与岩层层面的夹角一般小于45°）和近垂向缝（与岩层层面的夹角大于45°,一般大于70°）；济阳坳陷此阶段破裂后砂、泥岩的裂缝分为垂向缝、平行层面缝、斜向缝、裂缝组合；垂向缝即裂缝垂直于岩层层面发育；平行层面缝即裂缝平行于岩层层面发育,而平行层面缝可以再分为：层面缝和层面滑移缝；斜向缝即裂缝与岩层层面斜交发育：裂缝组合分为：平行层面-斜向组合裂缝、平行层面-斜向-垂向组合裂缝和平行层面-垂向裂缝组合。（2）挤压性盆地和拉张性盆地各垂向分区砂、泥岩的压裂对策。压实阶段,砂、泥岩较为疏松,建议不采用压裂。弹塑性压缩阶段,挤压性盆地砂、泥岩受到水平主应力,压裂后主要产生水平裂缝,建议采用端部脱砂压裂技术；拉张性盆地砂、泥岩主要受到伸展拉张,压裂后主要为垂直裂缝,建议采用端部脱砂压裂技术。破裂阶段,挤压性盆地压裂时存在天然裂缝,建议采用暂堵压裂工艺,暂堵剂用量采用水平裂缝条件下暂堵剂计算公式；拉张性盆地压裂时存在天然裂缝,建议采用暂堵压裂工艺,暂堵剂用量采用垂直裂缝条件下暂堵剂计算公式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 研究现状及研究思路
• 1.1 选题来源及意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 天然裂缝
• 1.2.2 压裂裂缝
• 1.3 存在问题
• 1.4 研究内容及技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 1.5 完成工作量
• 第二章 鄂尔多斯盆地上古生界砂、泥岩压缩、回弹及破裂特征
• 2.1 鄂尔多斯盆地上古生界地质概况
• 2.1.1 构造特征
• 2.1.2 地层特征
• 2.1.3 沉积特征
• 2.2 鄂尔多斯盆地上古生界砂、泥岩压缩、回弹与破裂实验
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 实验结果分析
• 2.3 鄂尔多斯盆地上古生界砂、泥岩裂缝类型
• 第三章 济阳坳陷第三系砂、泥岩压缩、回弹及破裂特征
• 3.1 济阳坳陷第三系地质概况
• 3.1.1 构造特征
• 3.1.2 地层特征
• 3.1.3 沉积特征
• 3.2 济阳坳陷第三系砂、泥岩压缩、回弹与破裂实验
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 实验结果分析
• 3.3 济阳坳陷第三系砂、泥岩裂缝类型
• 第四章 挤压性盆地和拉张性盆地砂、泥岩压裂对策
• 4.1 砂、泥岩力学性质的演化阶段初步划分
• 4.2 砂、泥岩压裂对策
• 4.2.1 挤压性盆地砂、泥岩压裂对策
• 4.2.2 拉张性盆地砂、泥岩压裂对策
• 结论
• 参考文献
• 致谢