铜城断裂带天33断块阜二段储层裂缝定量描述

1、铜城断裂带天33断块阜二段储层裂缝定量描述天33断块位于苏北盆地金湖凹陷铜城断裂带东翼;铜城断层在阜宁晚期为区带级变换断层,三垛晚期表现为强烈右旋走滑断层。研究目的层位为古近系阜宁组二段储层,储层物性差,岩性以低渗透粉砂岩为主,裂缝在油气渗流中起至关重要的作用。论文立足于油田勘探、开发实际需求,在斜井岩心裂缝定向、裂缝运动学表征、裂缝渗透率定量预测、裂缝发育模式以及储层开发建议等方面开展了相关工作。为了准确实现斜井岩心裂缝的定向,基于岩层产状法、地层倾角测井法,提出了斜井岩心裂缝定向思路并推导了相应的算法,并将其应用于天33断块岩心裂缝的观测资料中。斜井中对岩心裂缝定向,只有进行井斜校正后,才

2、能得到裂缝的真实产状,天33断块岩心裂缝在未进行井斜校正前走向优势方向为近南北向,在校正后走向优势方向为近东西向,校正后结果与油田的后期动态开发资料以及区域构造应力场协调一致。通过校正数据分析认为不能单纯依据井斜角的相对大小判断是否需要井斜校正,岩层以及裂缝的倾角也会影响裂缝的倾向。该校正算法对岩心观测的其它线状、面状地质体同样适用。针对构造裂缝产状演化规律难以准确定量表征的问题,通过确定研究区裂缝力学性质、岩石力学参数,在恢复古构造形态的基础上,对裂缝形成时期古应力场数值模拟后选择适用性的岩石破裂准则,预测裂缝形成时期的产状分布;提出了造缝期应力场预测古裂缝产状,后期构造活动改造裂缝产状的思

3、路,即通过早期岩层、晚期岩层的三维空间变化规律,建立了不同构造活动时期对应的裂缝空间转换理论模型,利用推导的数学算法,定量分析裂缝的演化规律,进而提高了现今裂缝产状的预测精度。结合构造演化,将阜二段储层构造裂缝演化分为阜宁组沉积晚期裂缝形成发育、戴南组沉积期裂缝继承发展、三垛组沉积期裂缝差异分离三个阶段。针对裂缝渗透率张量难以准确定量预测的问题,以断裂力学中裂缝表面能以及岩石应变能理论为基础,预测现今裂缝的线密度;通过现今应力场数值模拟,计算三向挤压状态下裂缝的开度,进而确定现今裂缝的平行渗透率。利用裂缝的现今产状将静态坐标系与动态坐标系统一到大地坐标系中,建立了多组裂缝渗透率张量的定量预测模

4、型,给出了渗透率主值、主值方向的计算公式,并且通过调整动态坐标系旋转角预测单元体内不同方向的渗透率。定义了表征渗透率各向异性的3个参数:裂缝渗透率极差比、渗透率突进系数和渗透率变异系数,定量评价裂缝渗透率的非均质性。利用岩心声速实验以及微地震监测技术确定井点现今地应力状态;结合压裂资料计算井点现今地应力的大小;通过确定岩石力学参数并建立有限元模型进行现今应力场数值模拟;借助于裂缝的产状以及现今应力场数值模拟结果,预测储层中天然裂缝的开启压力、开启次序。结果表明,阜二段现今水平最大主应力为北东东向;在注水过程开发中,北东东向裂缝优先开启,南东东向裂缝后开启;裂缝的开启压力随裂缝走向与水平最大主应力之间的夹角变大而增大;裂缝埋深与开启压力同样具有较好正相关性，在构造高部位(1850m2350m),裂缝的开启压力在25MPa-50MPa间，在构造低部位(3300m4000m