【摘要】：鹽間云質(zhì)頁巖油儲(chǔ)層由于分布廣泛、保存完好、含油量高、地層能量充足等優(yōu)點(diǎn),極有可能成為我國云質(zhì)頁巖油實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的突破點(diǎn),但是鹽間儲(chǔ)層巖性波動(dòng)大、地層縱向非均質(zhì)性極強(qiáng),嚴(yán)重影響儲(chǔ)層壓裂改造效果。以潛江凹陷潛江組為例,潛江組共發(fā)育193個(gè)Ⅲ級(jí)鹽韻律層,累積厚度達(dá)2000m以上,上、下鹽巖之間夾持著一套泥巖、云質(zhì)頁巖、鈣芒硝巖地層,最厚達(dá)20m,一般厚度5-12m。該套地層既是烴源層又是儲(chǔ)集層,上下鹽巖封堵,形成鹽間云質(zhì)頁巖油。因此,準(zhǔn)確掌握鹽間云質(zhì)頁巖油儲(chǔ)層的巖石物理力學(xué)特性,建立鹽間云質(zhì)頁巖油儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)模型,對(duì)于云質(zhì)頁巖油水力壓裂設(shè)計(jì)具有重要指導(dǎo)價(jià)值。本研究以潛江凹陷潛江組地層為研究對(duì)象,通過開展云質(zhì)頁巖油儲(chǔ)層巖石物理特性測試,分析云質(zhì)頁巖油儲(chǔ)層流體、礦物組分對(duì)其力學(xué)特性的影響,結(jié)合室內(nèi)水力壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn),研究云質(zhì)頁巖油水壓裂縫擴(kuò)展形態(tài)及關(guān)鍵影響因素,并在此基礎(chǔ)上篩選可壓性評(píng)價(jià)指標(biāo),建立了鹽間云質(zhì)頁巖油可壓性評(píng)價(jià)模型,取得如下主要結(jié)論:(1)通過分析鹽間云質(zhì)頁巖油儲(chǔ)層礦物組成及微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征,結(jié)果表明鹽間云質(zhì)頁巖油儲(chǔ)層礦物以泥質(zhì)白云巖為主,其中白云石含量最高達(dá)到42.23%-67.64%,石英含量7.71%-10.14%,儲(chǔ)層總體上呈現(xiàn)出“高碳酸鹽、低石英、低黏土礦物”的特點(diǎn);鹽間儲(chǔ)集層的孔隙度為10%-16%,且以粒間孔為主;(2)通過飽和原油狀態(tài)下,巖石高溫三軸力學(xué)實(shí)驗(yàn),得知隨著圍壓增大,鹽間頁巖油儲(chǔ)層巖石均呈現(xiàn)出一定程度的脆-延轉(zhuǎn)化,峰后以單一剪切破裂面為主。鹽間泥質(zhì)白云巖彈性模量和峰值強(qiáng)度均高于云質(zhì)頁巖。此外,含雜質(zhì)鹽巖、鹽巖呈現(xiàn)出明顯的塑性變形特征;通過鹽-泥界面直剪試驗(yàn),結(jié)果表明鹽-泥界面可以承受一定的抗剪強(qiáng)度,同時(shí)結(jié)合界面SEM掃描可以看出,界面位置處鹽-泥顆粒相互嵌入,膠結(jié)良好;(3)通過室內(nèi)壓裂物理模擬實(shí)驗(yàn),得出與鹽間頁巖油儲(chǔ)層巖性類似的巖石強(qiáng)度較低,水力壓裂過程中泵壓曲線無明顯的破裂特征,且裂縫面以單一簡單裂縫為主;(4)結(jié)合上述試驗(yàn)結(jié)果,綜合利用巖石脆性指數(shù)、斷裂韌性、水平應(yīng)力差建立了鹽間頁巖油儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)模型,并利用該模型對(duì)某井可壓性進(jìn)行了分析,得到鹽間頁巖油儲(chǔ)層可壓性在0.4-0.6之間,屬于中等可壓,裂縫形態(tài)以多縫為主,局部可能出現(xiàn)復(fù)雜縫網(wǎng);鹽間頁巖油儲(chǔ)層可壓性縱向波動(dòng)較大,其中潛四下表現(xiàn)出較高的可壓性,隨著井深增加,可壓性逐漸降低。
【圖文】：

圖 1.1 世界主要國家頁巖油資源量（3995.31）Fig. 1.1 Shale oil resources in the world's major countries由于我國對(duì)頁巖油的開發(fā)利用比較晚，雖然已經(jīng)取得了一些產(chǎn)能，，但仍然低于技術(shù)成熟國家的產(chǎn)能，針對(duì)當(dāng)前產(chǎn)能遠(yuǎn)低于歐美國家的平均產(chǎn)能的現(xiàn)狀，我們要加大研究步伐，從頁巖油儲(chǔ)層的基本的物理力學(xué)性質(zhì)、礦物含量、微觀結(jié)構(gòu)和可壓性等基礎(chǔ)研究入手，研究出適用于我國儲(chǔ)層條件的儲(chǔ)層壓裂技術(shù)，改變頁巖油儲(chǔ)層低孔、低滲，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頁巖油產(chǎn)量的大幅提升，滿足國家能源需求。1.1.2 研究意義鹽間頁巖油儲(chǔ)層由于有分布廣泛、保存完好、含油量高、地層能量充足等優(yōu)點(diǎn)，極有可能成為頁巖油大規(guī)模工業(yè)開發(fā)的突破點(diǎn)，同時(shí)由于蒸發(fā)鹽類礦物（鹽巖、石膏、鈣芒硝）的存在，鹽間頁巖油儲(chǔ)層的物理力學(xué)特性將有別于常規(guī)含氣頁巖儲(chǔ)層，呈現(xiàn)出其特殊性，影響儲(chǔ)層的壓裂改造效果。目前，關(guān)于含氣頁巖儲(chǔ)層開發(fā)取得了大量的研究成果，但專門針對(duì)頁巖油開

1 緒 論射，掃描電鏡等測試手段，表征頁巖油儲(chǔ)層礦物成分、微觀結(jié)構(gòu)等特征；將巖心在原油中強(qiáng)制飽和，恢復(fù)其原始流體飽和狀態(tài)，在模擬儲(chǔ)層溫度壓力條件下，開展頁巖油儲(chǔ)層巖石物理力學(xué)特性測試，獲得儲(chǔ)層的基本力學(xué)參數(shù)，揭示流體對(duì)儲(chǔ)層力學(xué)特性和破壞模式的影響。通過室內(nèi)水力壓裂模擬試驗(yàn)，對(duì)頁巖油水壓裂縫擴(kuò)展形態(tài)有初步認(rèn)識(shí)，找出影響裂縫擴(kuò)展的關(guān)鍵因素；分析當(dāng)前的可壓性模型，建立適用于頁巖油儲(chǔ)層可壓性評(píng)價(jià)的模型，為后續(xù)頁巖油壓裂方案設(shè)計(jì)提供理論支撐。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE31

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2669846