本文關鍵詞：大港油田孔二段致密砂巖儲層可壓性評價研究

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【摘要】：體積壓裂技術是致密油氣藏增產改造的一項重要措施,要求壓裂后形成的裂縫網(wǎng)絡越復雜越好�？蓧毫研灾笖�(shù)是評價儲層形成裂縫網(wǎng)絡能力的重要參數(shù),對于壓裂層段篩選具有重要的意義。本文以大港油田孔二段致密砂巖儲層為研究對象,基于實驗和理論分析相結合的方法對致密砂巖儲層可壓性進行了研究。分別研究了該儲層的基本地質特征、巖石的破裂形態(tài)表征方法及其影響因素、巖石破裂能量特征及脆性表征方法和考慮天然裂縫張開長度的可壓性指標,最終結合脆性和天然裂縫特征建立了可壓性綜合評價方法。具體研究方法和認識如下：(1)開展了三軸巖石力學、礦物組成和地應力測試實驗,研究了致密砂巖儲層的地質特征。研究結果表明,孔二段致密砂巖石英含量最多,平均為27.14%,其次為斜長石和粘土礦物,分別為17.57%和16.85%,礦物組成分布差異性較大；楊氏模量平均值為17743MPa,泊松為0.267,巖性對力學性質的影響不大；水平主應力差異系數(shù)在0.2-0.3之間；天然裂縫發(fā)育,平均傾角為24°,平均走向角為34.8°。分析認為孔二段儲層具備形成裂縫網(wǎng)絡的能力。(2)分析了巖石變形破壞特征規(guī)律,對巖石的破裂模式進行了研究,采用分形幾何方法,提出了結合巖石破裂端面和破裂角的破裂形態(tài)的表征方法,分析了影響巖石破裂形態(tài)的影響因素。研究結論表明擴容性是表征巖石破裂形態(tài)的重要因素,破裂形態(tài)還與楊氏模量、泊松比和峰值應變相關,與脆性礦物含量、峰值強度和殘余強度無關。(3)建立了考慮擴容的斷裂能計算模型,分析了張性和剪切破裂的能量耗散特征及斷裂能與各參數(shù)之間的關系,建立了結合破裂形態(tài)和斷裂能的脆性表征方法,并對頁巖和致密砂巖脆性方法進行了對比。研究結果表明斷裂能與破裂復雜程度系數(shù)的相關性超過0.7,與楊氏模量、峰值應變和剪脹角相關性較大,與脆性礦物和泊松比關系不大；龍馬溪組頁巖力學性質與礦物組分密切相關,而孔二段致密砂巖脆性與礦物組分相關性不大,微裂縫和層理并不發(fā)育,天然裂縫是其形成裂縫網(wǎng)絡的關鍵因素。(4)采用二維裂縫擴展模型和位移不連續(xù)方法,研究了影響天然裂縫張開的因素,建立了考慮天然裂縫張開大小的可壓性模型。研究結果表明,天然裂縫抗張強度越小張開的角度區(qū)間越大。逼近角越小,應力差異系數(shù)越小,張開長度越大。(5)結合脆性和天然裂縫特征,建立了孔二段致密砂巖可壓裂性綜合評價方法。研究結果得到脆性指數(shù)與楊氏模量、剪脹角和峰值應變的權重系數(shù)分別為0.262、0.353、0.385,天然裂縫張開長度與逼近角和應力差異系數(shù)的權重系數(shù)分別為0.52和0.48。儲層良好的脆性和天然裂縫發(fā)育程度是良好的可壓性的必備條件。礦場驗證結果表明本文提出的可壓性性評價方法符合現(xiàn)場壓裂施工的實際情況,對大港油田孔二段致密砂巖儲層的壓裂方案設計具有一定的指導意義。
【關鍵詞】：致密砂巖 脆性 巖石破裂 天然裂縫 可壓性
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE357
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 研究目的與意義9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 脆性表征方法的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 可壓性評價方法研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本文的主要研究內容和技術路線16-17
• 1.3.1 主要研究內容16-17
• 1.3.2 本文技術路線17
• 1.4 本文研究的創(chuàng)新點17-18
• 第2章 孔二段致密砂巖儲層地質特征研究18-35
• 2.1 巖石礦物組成特征18-21
• 2.1.1 總的礦物含量特征18-20
• 2.1.2 礦物組成的分布特征20-21
• 2.2 巖石力學特征21-28
• 2.2.1 巖石的彈性參數(shù)特征22-25
• 2.2.2 巖性對巖石力學特征的影響分析25-28
• 2.3 地應力狀態(tài)28-31
• 2.3.1 差應變地應力測試28-30
• 2.3.2 地應力計算30-31
• 2.4 天然裂縫發(fā)育情況31-34
• 2.5 本章小結34-35
• 第3章 基于分形幾何的巖石破裂形態(tài)研究35-56
• 3.1 巖石變形破壞特征規(guī)律分析35-40
• 3.1.1 巖石的變形特征35-37
• 3.1.2 巖石的強度特征37-38
• 3.1.3 巖石的能量特征38-39
• 3.1.4 巖石的破裂特征39-40
• 3.2 巖石破裂模式研究40-45
• 3.2.1 三軸實驗條件下巖石破裂模式40-42
• 3.2.2 礦物組成對巖石破裂模式的影響42-44
• 3.2.3 力學參數(shù)對巖石破裂模式的影響44-45
• 3.3 巖石破裂形態(tài)分形幾何表征及影響因素研究45-55
• 3.3.1 巖石破裂形態(tài)表征方法45-49
• 3.3.2 巖石破裂形態(tài)影響因素分析49-55
• 3.4 本章小結55-56
• 第4章 巖石破裂斷裂能及脆性表征方法研究56-75
• 4.1 考慮擴容的巖石應力應變關系56-59
• 4.2 巖石破壞斷裂能及裂紋面積計算方法59-62
• 4.2.1 巖石破壞斷裂能計算方法59-60
• 4.2.2 裂紋面積的實驗統(tǒng)計方法60-62
• 4.3 巖石破壞能量特征研究62-67
• 4.3.1 理論與實驗結果對比分析62-63
• 4.3.2 張性破裂和剪切破裂能量耗散分析63-64
• 4.3.3 斷裂能與力學參數(shù)關系研究64-67
• 4.4 基于巖石破裂形態(tài)和斷裂能的脆性評價方法研究67-74
• 4.4.1 巖石破裂形態(tài)與脆性的關系67-70
• 4.4.2 孔二段致密砂巖脆性典型特征分析70-72
• 4.4.3 各參數(shù)的物理意義和關系72-73
• 4.4.4 建立孔二段致密砂巖脆性評價方法73-74
• 4.5 本章小結74-75
• 第5章 考慮天然裂縫張開長度的可壓性指標研究75-93
• 5.1 水力裂縫與天然裂縫交互擴展模式75-77
• 5.2 水力裂縫與天然裂縫交互擴展模型77-87
• 5.2.1 裂縫擴展模型77-79
• 5.2.2 裂縫擴展準則79-81
• 5.2.3 裂縫交互擴展判斷準則81-82
• 5.2.4 模型求解方法82-87
• 5.3 裂縫交互計算分析及可壓性指標建立87-92
• 5.3.1 天然裂縫張開和穿過判斷準則分析88-90
• 5.3.2 逼近角和地應力差異對天然裂縫張開長度的影響90-91
• 5.3.3 建立考慮天然裂縫張開的可壓性指標91-92
• 5.4 本章小結92-93
• 第6章 致密砂巖可壓性綜合評價方法研究93-100
• 6.1 可壓性綜合評價方法的建立93
• 6.2 灰色關聯(lián)法確定權重系數(shù)93-96
• 6.2.1 灰色關聯(lián)法的基本理論和步驟93-95
• 6.2.2 計算權重系數(shù)95-96
• 6.3 礦場驗證分析96-99
• 6.4 本章小結99-100
• 第7章 結論與建議100-102
• 7.1 結論100-101
• 7.2 建議101-102
• 致謝102-103
• 參考文獻103-109
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文及科研成果109

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本文編號：1130199