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川西致密储层现今地应力场特征及石油工程地质应用研究

周文  
【摘要】:以石油地质学、构造地质学、地球物理测井、储层地质学、岩石力学、岩体力学、石油钻井工程、油气储层改造、油气藏工程学等多学科理论和方法为指导,系统开展川西地区致密储层现今地应力场特征及石油工程地质应用研究。 建立系统的应力场状态确定方法,包括:①应力来源分析;②声发射等实验室方法、压裂法、测井等方法的应力值大小的确定;③声发射、声波各向异性等实验室方法、测井方法、构造方法、地震方法、定向岩心方法等确定地应力方向;④利用测井、结合实验室资料、压裂资料确定岩石力学参数的方法。编制了确定井剖面岩石力学参数、地应力值、破裂压力等多参数的测井解释软件,提出了确定川西致密砂岩储层破裂压力的新评价公式。对研究四个侏罗系主要气田近100余口井进行了处理,建立了地应力剖面,划分出五类应力剖面类型。系统开展了四个主要气田沙溪庙组、蓬莱镇组主力产层的岩石力学参数测定和测井资料计算,对影响力学参数的地质因素进行了分析。根据压裂资料、测井资料、实验室资料对应力状态的确定,采用二维、拟三维有限元应力场模拟技术对研究区四个主要气田7个主力产层进行了应力场分布模拟,由模拟结果分析了地应力的分布特征。成果表明:①研究区存在由龙门山方向来的构造应力,地层中主要以σ_x>σ_z>σ_y>及σ_z>σ_x>σ_y应力状态为主;②地应力大小分布主要受控于埋深、构造应力大小、断层分布。水平最大主应力基本上为NW-SE向。平面上可能有8-15°的仰角。 系统研究了影响侏罗系产层压裂施工效果的地质因素,认为压裂造缝长度、产层的物性及含气性是主要影响因素,确定出了在造缝长度大于120m后,产能增加才明显的认识;研究了地应力与压裂缝的产状、破裂模式等之间关系,建立了评价压裂缝参数(长度、宽度、高度)的评价方法。结果表明形成的压裂缝以垂直为主,破裂模型为KGD、PKN。分析了地应力剖面特征,提出了适合研究区的压裂选层标准。讨论地应力与井壁稳定性的关系、与水平井方位的关系、与破裂压力关系、与射孔方式的关系、与有裂缝井压裂的关系、与压裂开发井井网类型和极限井距关系。取得了大量认识。


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