致密油储层裂缝成因机理及分布模式

第一章绪言·第一节研究背景第二节研究概况第二章致密油储层裂缝类型及成因机理第一节不同尺度不同成因类型致密油储层裂缝特征与识别第二节 芦草沟组储层成因类型与基本特征第三节裂缝的参数特征第四节 致密油储层裂缝成因机理第三章致密油储层裂缝发育与地应力演化耦合关系第一节致密油储层裂缝分组分期及其基本特征第二节地应力特征及其演化史恢复第三节地应力特征与对应期的裂缝特征映射规律第四章致密油储层裂缝发育主控因素及分布规律第一节致密油储层裂缝发育特征剖析第二节构造缝发育特征与主控因素…第三节 鄂尔多斯盆地张家滩露头裂缝成因类型与裂缝网络系统第四节不同成因、不同尺度裂缝的耦合类型第五节 页岩（致密）油储层层理缝的渗吸作用…第五章 致密油储层裂缝参数表征及评价第一节不同成因、多尺度裂缝参数表征第二节 裂缝表征的新型玫瑰花图第三节裂缝甜点预测…主要参考文献

第一章 绪 言第一节研究背景常规储层的油气主要赋存于孔隙之中，孔喉是流体流动的主要通道。然而，对于致密储层来说，油气主要富集于裂缝及其周边的基质孔隙系统中，裂缝是油气流动的主要通道，并且油气的富集高产明显受裂缝的控制。也就是说，对于致密油而言，裂缝是致密油气重要的赋存空间和渗流通道。研究表明，美国有一半储量以上的油气赋存于致密的裂缝性储层中；我国的松辽、渤海湾、鄂尔多斯、四川、准噶尔等主要含油气盆地中，均赋存有丰富的致密油资源，且致密油资源均富集于裂缝发育的致密储层中。目前，致密油已成为世界非常规油气勘探开发的一个亮点，北美致密油的产量增长迅速，正在改变世界油气分布的格局。我国致密油的勘探开发始于20世纪60年代四川、鄂尔多斯等盆地低渗透油气的生产，但由于我国独特而复杂的地质条件，致密油的开发十分艰难，有关致密油开发的许多基础性问题还未开展针对性的研究，问题之一就是致密油储层中裂缝的成因机理与分布规律。裂缝成因机理与分布规律是制约致密油高效开发的重要应用基础理论问题，其科学问题具体表现为，裂缝类型及其形成机理、裂缝发育主控因素及其分布规律、裂缝精细表征及其定量评价3个方面，类型众多、成因多变、机理复杂、分布不明，研究难度极大，目前尚没有一套有效的理论和技术来刻画与描述致密储层的裂缝形成及分布，而致密储层的裂缝分布与特征是制约致密油高效开发的最重要的因素针对我国陆相致密油储层多成因、多尺度天然裂缝共存的特点和目前尚无致密油储层裂缝及其甜之一。点表征与评价特色方法的现状，拟采用先进的理论与技术手段，基于翔实的基础资料和扎实的基础工作，通过多学科基础理论研究与方法创新，明确陆相致密油储层裂缝成因类型，揭示裂缝成因机制，建立裂缝对应的空间分布模式，并形成以裂缝表征及其甜点识别评价为核心的陆相致密油储层裂缝精细表征与评价方法，为我国陆相致密油规模效益开发提供理论和方法支撑。一、国内外研究进展与科学问题（一）国内外研究进展致密储层裂缝性油气藏所蕴含的资源量占世界剩余油气资源量的一半以上，而致密油藏的开发是一个世界级的难题。尽管国内外学者在理论与技术方面，针对裂缝性油气藏的勘探开发取得了许多重要的研究成果，但远远没有达到有效开发致密储层裂缝性油气藏这一目标，尤其是在致密油开发方面。究其原因，主要是对致密油藏裂缝的成因机理与分布规律的认识及其预测技术仍然远远落后于致密油藏的开发实践。因此，迫切需要深化对致密储层裂缝的形成机理和分布规律的认识，加强对裂缝参数的精细表征与评价研究，为致密油储层裂缝性油气藏的开发提供科学依据。1.致密油储层裂缝成因机理与分布规律的研究起步较早但不系统国外对天然裂缝的研究起步较早。从20世纪初就有学者开始对岩石中的天然裂缝进行研究，并建立了“岩石力学”理论，之后相继提出“岩体力学”和“断裂力学”理论。1968年，以Murray等为代表的研究者从构造本身的结构特征出发，探讨了构造形变主曲率与裂缝分布的定量关系(简称曲率法），将构造横剖面看作弯曲的“梁”，用几何方法导出了剖面曲率值与裂缝孔隙度之间的计算公式，并提出了裂缝岩体的力学模型。20世纪70年代以来，以苏联、美国等相关裂缝研究的认识为代表成果，总体侧重碳酸盐储层裂缝的研究。苏联学者斯麦霍夫（1977）、法国学者van Golf-Racht(1982）、美国学者Nelson(1975，1977，1991)等专家总结形成了裂缝型储层研究的理论和方法，对裂缝的类型及其成因机制进行论述和总结。1984年Narr和Lerche提出在一定层厚范围内，单组裂缝的平均间距与裂缝发育的岩层厚度比值呈函数关系，开始了对裂缝分布规律的定量研究。国内对致密储层裂缝研究的工作也开展得较早，技术手段处于相对先进的水平，较早地认识到构造应力作用是裂缝形成的根本原因，并通过对构造应力研究来预测裂缝的发育和分布。1979年到1982年，以王仁、曾锦光等为代表的学者从构造应力场入手，根据岩石破裂准则开展了定量预测裂缝分布规律数值模拟方法（简称“岩石破裂法”）的探讨（王仁等，1979；曾锦光等，1982）。1982年和1988年，成都理工大学曾锦光教授先后提出了“应用构造面主曲率研究油气藏裂缝问题”和“用屈曲薄板模拟纵弯褶皱的力学模型”，1994年建立了断层古应力场解析计算方法，为用力学理论来解决裂缝成因与预测问题奠定了坚实的基础。20世纪90年代以来，以文世鹏、丁中一、宋慧珍等为代表的学者们，将二维、三维构造应力场数值模拟和地质基础工作紧密结合，初步形成和发展了一套以有限元数值模拟方法为基础的裂缝分布规律预测研究方法。随着21世纪计算机技术的发展，构造应力的研究和数值模拟计算取得了重大进展，推动了裂缝形成机理研究的发展。由于岩石的天然破裂过程及其裂缝分布的复杂性、无规律性，并受观察、探测手段以及研究方法的限制，人们对致密储层破裂作用及裂缝的成因与分布规律的认识还显得十分有限，尤其对多成因叠合多尺度共存的致密油层裂缝成因认识更为薄弱，这极不利于致密储层中致密油的开发。

本书以973项目“陆相致密油高效开发基础研究”、自然科学基金项目等研究成果为基础，针对我国陆相致密油储层发育的独特地质条件，以准葛尔盆地、鄂尔多斯盆地典型致密油藏为研究对象，围绕致致密(页岩)油储层裂缝类型及成因机理、地应力演化与裂缝耦合关系、裂缝发育主控因素及控缝模式、裂缝参数表征及评价等科学问题，取得的理论认识进行进一步凝炼、提升的知识体系。主要包括4个方面内容：致密油储层裂缝类型及成因机理，致密油储层裂缝发育与地应力演化耦合关系，致密油储层裂缝发育主控因素及分布规律，致密油储层裂缝参数表征及评价。