复杂构造区全层系地质力学建模及其地质与工程应用

徐珂 ,  刘敬寿 ,  张辉 ,  张冠杰 ,  张滨鑫 ,  王海应 ,  张禹 ,  来姝君 ,  钱子维 ,  强剑力

地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (5) : 195 -208.

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地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (5) : 195 -208. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.6.28
致密砂岩储层裂缝研究

复杂构造区全层系地质力学建模及其地质与工程应用

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Geological and engineering applications of full-stratum geomechanical modeling in complex structural areas

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摘要

受区域挤压、岩性和构造形态等多种因素的综合影响,复杂构造区具有地应力非均质性和各向异性强、现今地应力场在空间变化大的特征,严重制约了该类地区油气勘探开发进展。为解决复杂构造区地质力学建模难度大、精度低,且现有三维地应力建模方法在复杂构造连片建模中的不准确问题,以库车坳陷博孜大北地区为例,提出了复杂构造区地质体全层系逆向有限元地质力学建模方法,通过对部分起伏较大、跨度大的长条连体背斜迭代扫描,准确建立断层与岩体复杂交切关系,实现了复杂构造区地应力网格建模和误差追溯。明确了博孜大北地区现今地应力分布特征,揭示了博孜大北地区深层储层地应力强非均质性和强各向异性的主控因素,进而通过逆向有限元建模方法明确了钻井过程中产生应力扰动范围。研究结果表明:(1)逆向有限元地质力学建模法是复杂构造区全层系地质力学建模的有效方法,建模结果与实际的勘探开发生产需要吻合度高;(2)明确了盐上岩石力学层结构和浅部高陡地层产状是影响博孜大北地区储层地应力强非均质性和各向异性的关键;(3)逆向有限元地质力学建模法是明确钻井过程中应力扰动范围的有效方法,是保障油气高效勘探开发的重要手段。

关键词

复杂构造区 / 地质力学建模 / 三维应力场 / 博孜大北地区 / 库车坳陷

Key words

complex structure / geological and mechanical modeling / 3D stress field / Bozi-Dabei area / Kuqa depression

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徐珂,刘敬寿,张辉,张冠杰,张滨鑫,王海应,张禹,来姝君,钱子维,强剑力. 复杂构造区全层系地质力学建模及其地质与工程应用[J]. 地学前缘, 2024, 31(5): 195-208 DOI:10.13745/j.esf.sf.2024.6.28

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0 引言

随着我国油气资源勘探开发的不断深入,复杂构造区已成为下一步勘探的重要方向[1-3],这类地区具有储层埋深大、断裂交切关系复杂和沉积相变化快的特点,现今地应力分布特征复杂且方向多变,压裂过程中人工裂缝展布规律不明确,缝网优化难度较大[4-5]。针对复杂构造区的三维地应力表征与预测对于压裂开发方案、钻井完井设计等方面具有现实意义[6]。近年来针对复杂构造区三维地应力场的表征与预测研究已形成了一系列相对成熟的方法和技术,王珂等[7]通过建立能够较好地反映目的层的构造形态的地质模型,然后综合采用岩石力学实验和测井资料解释来确定有限元数值模拟所用的岩石力学参数,将其赋值给地质模型中对应的地质实体,并根据实际需要合理划分网格,从而形成力学模型(或称有限元模型的边界条件)。雷刚林等[8]根据地震三维覆盖区目的层的顶面构造图提取网格化的数据,形成数据文件,导入到Ansys软件中进行地质建模。按照实际情况将模型分为3个岩性段,选取工区内各井钻遇厚度的平均值作为地质模型中相应段的地层厚度,建立了地应力模型网格。徐珂等[9-10]曾通过有限元数值模拟方法改进和完善,形成了基于“岩心-测井-地震”结合的三维非均质应力场预测方法,在模型建模、参数赋予和边界条件设置等方面取得了创新,包括提出Petrel-Ansys联合建模技术、三维非均质岩石力学参数加载技术、边界条件自适应加载技术等。上述方法在伸展盆地及单背斜构造的地应力建模效果好,但对于逆冲叠瓦构造、非目的层高陡构造及复杂山地地表条件下的适用性较差。此外三维断层建模时,断层的交接关系表征需要保证其合理性,如果在后序的层面建模步骤出现报错,则需要对断层模型进行适当调整。为实现复杂构造区三维地应力场精细建模,提高地应力控储认识,本文以塔里木盆地库车坳陷博孜大北地区为例,提出了复杂构造区地质体全层系逆向有限元地质力学建模方法,实现了复杂构造区地应力网格建模,明确了现今地应力的分布特征,开展系统的地质力学研究,对博孜大北地区深层储层现今地应力分布特征主控因素进行分析,在此基础上提出工程地质建议,有利于将地应力进一步应用于复杂构造区油气的勘探开发中。

1 区域地质概况

库车坳陷位于塔里木盆地北缘,是发育在南天山山前以中—新生代沉积为主的多期叠合坳陷[11]。坳陷自海西期晚二叠世开始经历多期构造运动,受南天山造山带多次复合隆升和挤压冲断作用影响,区内广泛发育冲断构造,平面上表现为“四带三凹”的构造格局,即北部单斜带、克拉苏构造带、秋里塔格构造带、南部斜坡带、拜城凹陷、乌什凹陷和阳霞凹陷7个二级构造单元[12-13],克拉苏构造带位于库车坳陷北部前陆冲断带,南天山造山带以南,纵向上由于古近系发育巨厚的膏盐层,克拉苏构造带表现为塑性构造特征,对区域构造起到了关键的控制和调节作用,形成了盐上、盐层、盐下“整体挤压,分层变形”的构造特征[14],盐下发育一系列由北向南逆冲的逆冲推覆构造,盐层表现为典型的盐构造,盐上层发育大型断层传播褶皱。横向上自东向西构造差异明显,可划分为克深、大北、博孜和阿瓦特等区带(图1a)。阿瓦特段和博孜段西部表现为复杂“阶梯状”叠置程度较高的逆冲推覆构造,博孜东段逐渐变为复合楔形叠瓦状构造,东部大北段和克深段则表现为完整的叠瓦状构造[15-17](图1b)。

克拉苏构造带地层自下而上钻遇第四系(Q),新近系库车组(N2k)、康村组(N1-2k)和吉迪克组(N1j),古近系苏维依组(E2-3s)和库姆格列木群(E1-2km),白垩系巴什基奇克组(K1bs)和巴西改组(K1bx)(图2)[18]。其中白垩系巴什基奇克组为主要目的层位,巴什基奇克组是一套辫状河三角洲前缘-扇三角洲前缘沉积体系下的厚层状灰褐色细砂岩与薄层褐色泥岩互层[19],厚度220~360 m,埋深6 500~8 500 m,巴什基奇克组基质孔隙度介于1.5%~7.5%,基质渗透率介于0.01~1 mD[20-21],受强烈挤压和塑性盐层影响,天然裂缝极其发育,属典型的深层-超深层裂缝性储层。

库车坳陷经过多期构造演化,中、新生代构造应力环境不同,三叠纪为构造挤压,在古天山前形成前陆盆地,侏罗纪—白垩纪板块内部应力松弛,且受岩石圈热活动作用,库车坳陷构造应力为近南北向拉张应力,地层北厚南薄,古近纪为弱拉张应力环境,形成坳陷盆地,新近纪—第四纪新天山隆起,受近南北向挤压应力作用,库车坳陷形成再生前陆盆地[22-24]。克拉苏构造带构造复杂。新生代南天山隆升引起自南向北斜向上的挤压应力,克拉苏构造带受到挤压作用明显。由于库车坳陷经历了多期构造运动,目的层位巴什基奇克组储层具有早期缓慢浅埋、中期快速深埋藏和晚期推覆调整的特点[25]

2 复杂构造区地质体全层系逆向有限元地质力学建模

为解决传统地应力建模方法难以实现复杂构造、复杂岩性的准确刻画问题,克服复杂构造区逆掩推覆体连片建模的难题,提出了复杂构造区地质体全层系逆向有限元地质力学建模方法,实现了复杂构造叠置区地应力场精细模拟。

2.1 复杂构造区地质体全层系逆向有限元地应力网格建模

克拉苏构造带博孜大北地区盐上高陡构造,且发育巨厚砾岩层、膏盐层等复杂岩性体,盐下叠瓦状储层交错叠置发育,在三维地应力场建模过程中,复杂构造及复杂岩性建模精度要求高,主要存在以下4个方面的难点:(1)长条形连体背斜建模误差大;(2)难以准确评估地应力场几何模型的建模误差;(3)难以实现逆冲断层与重复地层建模;(4)地应力网格划分过程中的高效与灵活性较低。为解决以上4个难点,提出了以逆向有限元为核心的复杂构造区地质体全层系逆向有限元地质力学建模方法,主要包括双向差异迭代拟合、复杂断裂交切关系处理、误差检测和网格剖分等环节。

复杂构造区地质体全层系逆向有限元地应力网格建模的具体步骤如下。(1)首先通过地震资料精细解释,建立三维全层系构造几何模型,构造几何模型主要考虑地表起伏、叠瓦构造和盐构造层3个部分。(2)在建立研究区构造几何模型的基础上,对层面点云数据进行处理,采用逆向有限元工程软件3DReshaper,逆向有限元工程是指通过对产品实物、模型进行三维测量,并依据测量数据重构三维有限元几何模型,使所建的模型满足有限元建模需求。提出针对长条形连体背斜的X-Y双向差异迭代法,对层面点云数据进行扫描,建立有限元几何模型,受X-Y双向差异迭代法方法限制,UV方向会越过实际地质层面边界,通过控制不同方向的迭代步长,对部分起伏较大、跨度大的长条连体背斜迭代扫描,可以大幅度提高建模精度,保存模型格式(.iges和.igs),迭代扫描过程注重表征层面与层面、断层与层面和断层与断层之间的交接关系,建立断层自由切割组合建模和重复地层建模,建立地层、构造格架通过有限元模型与地质点云贴合度对比分析,通过有限元几何层面误差检测与调整,实现了建模误差的可追溯,通过调整局部构造起伏,使构造几何模型与有限元几何模型的误差在允许范围内。(3)将可识别格式(.iges和.igs)的有限元几何模型,导入主流有限元应力分析软件ANSYS,采用层面干预-有限元定向网格剖分方法,通过编制程序在有限元几何模型中设置内置虚拟层面,实现地应力模型网格细化和粗化,使有限元网格沿着特定方向划分,避免了大变形地质体划分出异常地应力网格,提高地应力网格划分质量(图3)。

2.2 地震多属性检测方法反演三维非均质岩石力学场

岩石力学参数是衔接储层地质甜点和工程甜点的桥梁,反映了岩石力学变形和强度特性,现有方法常以常规测井和三轴试验的岩石力学参数作为源数据输入,随机模拟得到岩石力学参数的三维分布[26],难以准确表征非均质性强、岩性变化快地区的三维非均质岩石力学场,本次研究提出了针对克拉苏构造带博孜大北地区岩石力学参数预测的技术方法。利用地震资料横向密集性的特点,采用地震多属性融合分析方法,通过岩石力学参数敏感属性优选,提取与岩石力学参数相关度大的属性,多属性统计融合预测了岩石力学参数的平面分布,并以常规测井计算结合岩石三轴力学试验结果,通过岩石动静态力学参数转换,将静态岩石力学参数作为源数据输入,对反演出的岩石力学参数进行频率校正,得到准确的岩石力学参数分布(图4)。

首先利用博孜大北地区三维地震数据体,反演出瞬时、振幅、频谱、波形、曲率和构造等8类26种地震属性,利用粗糙集理论对岩石力学参数敏感属性进行筛选统计,将静态岩石力学参数作为源数据输入,分析优选出与岩石力学参数地质意义明显的地震属性,剔除岩石力学参数地质意义不明显的自相关及地震属性,经最终分析优选出相似性、方差、均方根振幅、瞬时振幅和波阻抗5种有效敏感地震属性。其中,粗糙集理论是一种处理不确定性和模糊性的数学工具,它依赖于数据中的近似区域来分类或分析不完全知识,这种方法特别适用于对岩石力学参数敏感属性的筛选。在此基础上,利用多元统计回归法对岩石力学参数的地震敏感属性进行信息融合,探索地震属性与岩石力学参数的对应关系,并建立岩石力学参数预测模型,将井点地震属性标准化并代入理论模型,经最小二乘法估算,计算回归系数,并将回归系数代回理论模型。其中,多元回归统计法是用于研究两个或多个自变量与一个因变量之间的关系,通过构建回归方程帮助理解变量间的相互影响。最小二乘法广泛应用于数据拟合问题,主要目的是最小化预测值与实际值之间差的平方和,从而找到最佳的数据拟合线,由此得到岩石力学参数预测模型如下:

E=19.29+0.24VAR1+0.09VAR2+0.20VAR3+0.38VAR4-0.35VAR5
V=0.31-0.21VAR1-0.20VAR2+0.25VAR3+0.19VAR4+0.20VAR5

式中:E为杨氏模量,GPa;V为泊松比,无量纲;VAR1为方差;VAR2为瞬时振幅;VAR3为均方根振幅;VAR4为波阻抗;VAR5为相似性。

将岩石力学参数模型推广到整个博孜大北地区,并预测了博孜大北地区岩石力学参数三维空间分布特征,对于预测结果的准确性和合理性从井筒岩石力学参数分布等方面进行了校验分析。博孜大北地区岩石力学测井解释显示,杨氏模量测井解释主要分布在25~40 GPa,多属性融合预测的杨氏模量主要分布在25~39 GPa,即岩石力学参数多属性融合预测岩石力学参数与测井计算的结果吻合,符合率较高。在此基础上利用APDL语言,赋予有限元模型地震多属性检测方法反演的三维非均质岩石力学参数,精确描述复杂岩性体岩石力学参数三维非均质性。

2.3 边界条件确定及应力大小

本次研究利用ADS法计算地应力大小,通过声波时差测井和补偿密度测井资料计算现今地应力值,并利用实际岩心测试技术,建立博孜大北地区水平最大主应力(SH)、中间主应力(SV)和水平最小主应力(Sh)的校正模型,计算结果认为博孜大北地区现今地应力数值高,分布具有较高的离散性,纵向分层明显(图5),水平最大主应力的分布范围为150~190 MPa,水平最小主应力介于100~150 MPa,中间主应力介于120~170 MPa,水平应力差多大于35 MPa。最终地应力计算结果如图4所示。根据井壁崩落和诱导裂缝分析法对博孜大北地区16口井进行了现今地应力方向评价,博孜大北地区现今地应力分布整体上比较杂乱,水平最大主应力(SH)方向以NW为主,NE次之,总体为NW-SE(110°~160°)。以单井测试地应力资料为约束条件,对应力边界载荷加载方式进行迭代优选,优化确定合理的边界载荷加载方式,最终确定在南北向施加185 MPa挤压应力,在东西向施加156 MPa挤压应力,并在模型顶部施加垂向应力,最后模拟博孜大北地区现今三维应力分布。

2.4 模拟结果分析

通过有限元地应力数值模拟,得出水平最小主应力(Sh)、垂向主应力(SV)和水平最大主应力(SH)的方向与数值,分别对比测井解释的水平最小主应力、垂向主应力和水平最大主应力,认为数值模拟结果和测井解释结果之间的平均偏差率在8%以下(表1),表明现今地应力场的数值模拟结果较好地反映了博孜大北地区现今地应力的分布特征。

对于有限元数值模拟结果,以云图的形式对三向主应力大小进行表征,从图6中可以看出,博孜大北地区储层水平最小主应力介于98~147 MPa,中间主应力介于122~171 MPa,水平最大主应力介于151~192 MPa,与测井资料解释结果相符,通过分析有限元数值模拟结果在空间上的分布规律可知,博孜大北地区储层三向主应力随着埋深的增加而增大,研究区西部埋深相对较浅,三向应力值相对较小,而东北部埋藏深度相对较大,具有较高的三向应力值,但随着深度的增加,水平最小主应力增加最快,其次为中间主应力,而水平最大主应力的增加速率最慢。三向应力的分布规律整体表现出在断裂端点部位,出现局部应力集中,较断裂带相比,连续地层岩性展布稳定,因此内部三向应力值较高,此外断层的交叉、拐点部位也存在着局部的应力集中,这些部位的应力强度要大于邻区,因此博孜大北地区现今地应力的分布受断层分布的影响,但相比埋深和构造位置,断层对现今应力场的影响较小。

3 博孜大北地区超深储层地应力主控因素分析

超深储层现今应力场的方向与大小受控于多种因素,如构造特征、岩石力学性质、孔隙流体、局部断裂活动等方面[27-30],克拉苏构造带博孜大北地区超深储层地应力场具有强非均质性和各向异性的特点,厘清博孜大北地区现今地应力场的主控因素对于超深储层的油气开发具有重要意义,尤其是可以对开发过程中地层物性的变化进行宏观把控,进而制定相应的储层保护措施。

3.1 盐上岩石力学层结构对超深储层应力的影响

3.1.1 盐上地层岩石力学参数解释

目前实验室岩心测定法和地球物理测井资料解释法是岩石力学参数表征的常用方法[31],利用测井资料,从岩石的声学特性入手,准确计算博孜大北地区盐上连续岩石力学参数,获取沿井筒一维岩石力学参数分布特征,分析认为剖面上,博孜大北地区不同含油气构造盐上地层力学结构存在差异,可分为以博孜3构造为代表的均匀型和博孜1构造为代表的凸字型两种力学结构,均匀型岩石力学层的盐上岩石力学参数差别不大,古近系库姆格列木群上泥岩段、古近系苏维依组、新近系吉迪克组、新近系康村组和第四系杨氏模量在18.0 GPa左右,泊松比在0.28左右,而凸字型岩石力学层中新近系康村组、新近系吉迪克组杨氏模量为高值,康村组杨氏模量为26.0 GPa,吉迪克组杨氏模量为36.7 GPa,新近系康村组、新近系吉迪克组泊松比为低值,康村组泊松比为0.25,吉迪克组泊松比为0.24(表2,3)。相对于凸字型岩石力学层结构(图7),均匀型岩石力学层结构的盐下地层水平最小主应力增大2%~2.5%,水平最大主应力增大2.2%~3.0%(4~5 MPa)。

3.1.2 盐上岩石力学层结构对超深储层应力的影响

在准确识别博孜大北地区不同盐上地层岩石力学结构的基础上,依据过bz1井近南北向地震剖面,建立全层系地质力学模型,并依据表2表3的岩石力学参数赋予不同层位对应的岩石力学参数,对不同膏盐层厚度下不同构造岩石力学层进行应力场数值模拟,得出不同构造的应力场数值模拟应力分布图,结果表明,随着膏盐层厚度自南向北逐渐增大700 m,凸字型岩石力学层水平最小主应力应力变化率约2%,均匀型岩石力学层水平最小主应力应力变化率约5%(图8c),凸字型岩石力学层水平最大主应力应力变化率约0.7%,均匀型岩石力学层水平最大主应力应力变化率约3%(图8d)。即岩石力学层结构控制了盐下储层对膏盐层厚度的应力敏感性,在凸字型岩石力学层剖面中,盐下应力受膏盐层厚度影响较小,盐下储层对膏岩层厚度应力不敏感;而均匀型岩石力学层中,膏盐层厚度变化显著影响应力分布,盐下储层对膏岩层厚度应力敏感。

3.2 盐上高陡地层对超深储层应力的影响

库车坳陷克拉苏构造带盐上高陡构造发育,为明确盐上高陡构造对盐下超深储层应力的影响,采用逆向有限元建模方法,以博孜11构造浅部高陡地层为例,动态调整盐上地层倾角,利用过bz1201井地震剖面并结合博孜大北地区构造图,建立博孜11构造地质力学模型,并经过试算,设置边界条件为水平最大主应力178 MPa,水平最小主应力156 MPa,分析地层倾角对储层应力的影响。

根据实际地应力监测数据明确博孜11构造现今水平最大主应力方向为南北向,调整盐上地层倾向为南,与水平最大主应力方向平行时,通过地层倾角与水平最大主应力关系图可以看出(图9a),随着地层倾角增大,水平最小主应力不断减小,呈负相关关系,应力场数值模拟结果显示(图9b),叠瓦体水平最小主应力大小介于80~210 MPa,下部地层水平最小主应力值较高,上部地层水平最小主应力值较低,且靠近逆冲断层处水平主应力数值处于高值。

调整盐上地层倾向为东,与水平最大主应力方向垂直时,通过地层倾角与水平最小主应力关系图可以看出,随着地层倾角增大,水平最小主应力不断增大,地层倾角与水平最小主应力呈正相关关系(图10a),从应力场数值模拟结果可以看出(图10b),叠瓦体水平最小主应力大小介于80~210 MPa,应力数值大小分布特征与盐上地层倾向为南时近似。

4 逆向有限元地质力学建模方法地质工程一体化实践

地质工程一体化是实现超深致密复杂油气藏高效开发的重要手段[32-34]。随着地质工程一体化在非常规油气勘探开发中的不断探索实践,以地质力学为基础,以地应力为研究核心的地质工程一体化助推了深层碳酸盐岩、超深高温高压致密气藏、海相页岩气等的高效勘探开发。由于库车山前克拉苏构造带应力场环境复杂,在通过逆向有限元法建立地质力学模型,模拟出博孜大北地区现今地应力场特征,并明确了现今地应力的影响因素的基础上,认为应力低值区和应力控制下的裂缝发育带是钻遇的有利目标,为了在强非均质性储层中钻遇尽可能多的地应力低值区,定向井是博孜大北地区的优势井型,具体表现在定向井比直井更有可能钻遇地应力低值区,以达到少井高效的目的;从井壁稳定性的角度来看,沿着水平最大主应力方向是最为稳定的优势方位;盐下叠瓦构造发育,定向井能避开断层,保障了钻井安全[35-37]。目前,定向井正逐渐应用于库车坳陷深层油气勘探开发。克拉苏构造带博孜大北地区大斜度井的平均裂缝钻遇率比同构造直井高78%,钻井周期缩短了25%[38],钻井复杂事故减少了20%,大大提高了钻井效率,对博孜大北地区高效勘探开发具有重要意义。

定向井在博孜大北地区应用效果显著的同时,受复杂岩性复杂构造和应力强非均质性与各向异性的影响,如何确定钻井过程产生的应力扰动范围,防止井漏,保障钻井安全,成为了地质工程一体化实践过程中亟须解决的问题,实践证明采用逆向有限元的思路在有限元软件中建立地质模型,并进行反演计算,是解决该类问题的有效方法,bz3井钻进过程中,钻穿膏盐层-泥岩界面,为防止击穿下伏泥岩层,采用逆向有限元方法并结合博孜大北地区构造图,建立地质力学模型,并根据岩石单轴压缩实验、三轴压缩实验和测井资料计算,确定有限元数值模拟所用的岩石力学参数,并将其赋予到地质模型中,采用合适的单元类型和网格边长对地质模型进行网格划分(图11a),其中,单元体个数为1 194 210个,节点数为398 070个。为模拟研究区应力状态,对建立的地质模型进行多次反演计算,以达到减小误差的目的,最终确定在北东东南西西方向施加112 MPa的压应力,在北北西南南东方向施加124 MPa的压应力。井筒应力场数值模拟结果显示(图11b),剖面上水平最小主应力在井筒附近为113~127 MPa,外围水平最小主应力减小,为100~113 MPa,水平最小主应力的应力扰动范围最大,沿井眼方向达4.1 m,与泥/盐分界面垂直距离为1.9 m;水平最大主应力在井筒附近为111~121 MPa,外围水平最大主应力增大,为121~131 MPa,垂直主应力在井筒附近为142~148 MPa,外围垂直主应力增大,为148~155 MPa,水平最大主应力与垂直主应力的应力扰动范围相似,沿井眼方向扰动范围为1.3~1.5 m,与泥/盐分界面垂直距离为0.7~0.8 m。证明了基于逆向有限元方法是解决钻井过程中产生应力扰动范围,有助于油气高效勘探开发的重要评价环节。

5 结论

(1)针对博孜大北地区三维地应力场建模过程中,复杂构造及复杂岩性建模精度要求高,提出了X-Y双向差异迭代法,利用逆向有限元建模方法,通过对部分起伏较大、跨度大的长条连体背斜迭代扫描,大幅度提高建模精度,准确地建立了断层与岩体复杂交切关系,实现了复杂构造叠置区地应力网格建模及误差追溯,模拟结果较好地反映了博孜大北地区现今三维地应力的分布特征。

(2)基于逆向有限元地质力学建模方法的超深储层地应力主控因素分析认为,盐上岩石力学层结构控制盐下储层对膏岩层厚度的应力敏感性,在均匀型岩石力学层的盐下地层对膏盐层厚度的应力敏感性强,在凸字型岩石力学层剖面中,盐下应力受膏盐层厚度影响较小;当地层倾向与水平最小主应力方向平行时,随着地层倾角增大,盐下储层应力逐渐增大,当地层倾向与水平最大主应力方向平行时,随着地层倾角增大,盐下储层应力逐渐减小。

(3)从有利储层钻遇率、钻井井壁稳定性和钻井安全性角度考虑,定向井是库车坳陷博孜大北地区高效勘探开发的有效手段,逆向有限元建模技术是明确钻井过程中应力扰动范围的有效方法,是保障油气高效勘探开发的重要手段。

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基金资助

中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“库车坳陷深层-超深层天然气田开发关键技术研究与应用”(2018E-1803)

超深层油气藏开发关键技术研究与应用(2023ZZ14-03)

国家自然科学基金项目(42102156)

中国地质大学(武汉)“地大学者”人才岗位科研启动经费项目(2022046)

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