金湖凹陷天96断块阜二段储层裂缝多参数定量预测.pdf

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1、第21卷第3期地质力学学报V0l_21NO．32015年9月JOURNALOFGEOMECHANICSSep．2015文章编号：1006~616(2015)03-0341-10金湖凹陷天96断块阜二段储层裂缝多参数定量预测周巨标，石先达，丁玉盛，阚延坤，施新月(中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司安徽采油厂，安徽天长239300)摘要：基于应变能、表面能理论，采用格里菲斯岩石破裂准则，建立了金湖凹陷天96断块造缝期古地应力、现今地应力与裂缝参数之间的关系；基于构造分析确定了造缝时期古地应力的类型和方向，用声速法和水力压裂法确定了现今

2、地应力的方向和大小，将古今地应力场的数值模拟结果导入裂缝参数计算模型中，模拟计算了天96断块阜二段裂缝的密度、开度、孔渗参数，并结合古地应力场分析以及岩心裂缝统计数据对裂缝预测结果进行验证；最后，综合分析了影响天96断块裂缝发育的因素。关键词：天96断块；地应力；储层裂缝；影响因素；数值模拟中图分类号：TE122．2文献标识码：A1研究区概况金湖凹陷自阜宁组二段沉积以来，主要经历吴堡和三垛两期构造运动。吴堡期是断层强烈活动时期，多期构造运动导致凹陷内部断裂系统复杂(见图1)。铜城断裂带是划分龙岗．汊涧次凹的一条二级断层，全长约15km

3、。铜城断层为一条典型的走滑断层。。铜城断裂带南部交汇于金湖凹陷的边界杨村断层，北部消失于铜城地区，与郯庐断裂带的水平距离120km左右。天96断块地处江苏的金湖县境内，位于苏北盆地一东台坳陷．金湖凹陷．铜城断裂带的东翼。主力产油层为阜宁组二段、三段，储层类型以低渗透砂岩为主，其基质的渗流能力有限，因此需对裂缝的渗流能力评价。2岩心裂缝发育特征2．1阜二段裂缝产状岩心裂缝观测结果表明，断块内阜二段裂缝的优势方向北东东70。、南东东110。(见图2)。裂缝以垂直缝为主，占49％；高角度斜交缝亦较发育，占38％；低角度斜交裂缝占13％；水平

4、缝不发育。收稿日期：2014—12-04基金项目：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2011ZX05042~01)作者简介：周巨标(1967一)，男，高级工程师，主要从事滚动开发研究工作。E—mail：zhoujb．jsyt@sinopec．oom第3期周巨标，等：金湖凹陷天96断块阜二段储层裂缝多参数定量预测343表1天96及天33断块岩心裂缝发育规模统计Table1StatisticsoffracturedevelopmentincoresofTian96andTian33faultblock井号裂缝开度／ram线密度／

5、(条·m)井号裂缝开度／mm线密度／(条·m)乔10．2111．25天X33-2(1)0．2030．55吴101x10．40天X33-2(2)0．336天X33—10．1270．75天X33．30．245’1．55天96断块内阜二段未充填缝约占81％；充填缝的充填物主要为方解石及沥青，占19％。岩心观察显示裂缝绝大部分为有效裂缝，半有效裂缝及无效裂缝较少，认为储层的质量较高。进行储层岩心观察时，判断裂缝的力学性质主要依据裂缝面延伸长短、擦痕、阶步、脉体生长情况以及充填物等。通过统计分析，目的层岩心3种性质的裂缝均有发育，以剪裂缝为主，

6、约占86％，其缝面平直，多切穿岩心；张裂缝、张剪缝发育较弱，各占约7％。3地应力场数值模拟3．1地质模型依据铜城断裂带阜二段顶面构造图(见图3)，采用ANSYS建立天96断块三维地质模型。为了减小边界效应，将模拟范围扩展到铜城断层西翼。根据天96断块阜二段小层对比建立的地质模型中，阜二段地层总厚度为120m。自上而下分为5层，依次为20m砂层、20m泥层、20m砂层、20m泥层、40m砂层。图3天96断块阜二段顶面构造图Fig．3TopstructureofFu-2memberinTian96faultblock考虑到岩性、断层带以及

7、围岩力学参数的不同，选取断层带弹性模量低于砂岩层，泊松比略大于砂岩层-6]，在不断地加载中进行调试。受上覆岩层的压力，现今岩层物性发生变化，弹性模量变大。现今地应力模拟过程中，将岩石力学参数略微调整⋯(见表2)。344地质力学学报表2天96断块阜宁期应力场模拟力学参数Table2MechanicalparametersofstressfieldsimulationofTian96faultblockinFuningPeriod3．2古地应力场模拟构造解析表明，天96断块阜二段主要的造缝期为阜宁晚期的吴堡运动。根据邻区同期地应力信息以及

8、铜城地区断层走向玫瑰花图，最终确定在地质模型北北西355。方向施加6MPa的拉张应力，同时北东东85。方向施加0．5MPa的拉张应力，并施加岩石的垂向重力。3．2．1古最小主应力天96断块内最小主应力为拉张应力，范围集中