29 / 2023-06-12 16:23:47

丁山-东溪地区页岩储层现今地应力场扰动特征及其对页岩气开发的影响研究

丁山-东溪，龙一段，现今地应力场，应力扰动，应力状态，开发方式

       丁山-东溪地区龙马溪组页岩储层经历了多期构造叠加，使得区内构造复杂、微幅构造及小断层发育，呈现“多压力系统、地应力频繁扰动、破裂压力大”等特征，井位部署与工程施工难度大，且目前缺乏针对深层页岩储层地应力状态的准确评价方法，局部构造对地应力状态的扰动特征及其力学机制尚不明确，严重制约了深层页岩气的高效勘探开发。

       以川东南盆缘过渡带丁山-东溪地区龙马溪组页岩储层为研究对象，充分利用钻井资料、测井资料、地震资料及压裂监测等资料，并结合古地磁、波速各向异性测试、差应变及声发射等实验测试，采用等效介质各向异性理论与有限元数值模拟相结合的方法。明确了丁山-东溪现今地应力场的分布特征，揭示了现今地应力场受局部构造影响的力学机制，在此基础上，分析了地应力大小、方向及结构对井位部署及开发效果的影响。

       首先针对深层地应力状态难以准确评价的问题，形成了一套“岩芯测试-井筒结构恢复-井旁波速各向异性提取-井间微地震监测-井区地质力学分析” 多源多维互动的单井地应力方向判定技术，构建了考虑页岩各向异性和温度效应的深层页岩储层地应力大小的解释技术，大幅提升了复杂构造区单井地应力状态解释精度及纵向识别能力。褶皱带通过变形派生应力场对区域现今地应力扰动；扰动特征受变形方向与区域应力方向组合关系、变形体位与中和面的位置关系控制。NE、SN向褶皱中和面以上地应力方向沿褶皱长轴偏转，最大主应力梯度减小，地应力规模较小，以强拉伸走滑态-弱拉伸走滑态为主，而EW褶皱变形对地应力影响不明显；断裂带通过应力释放对区域现今地应力产生扰动，靠近断裂带泊松比（ν）呈增大趋势并使得最大主应力方向偏转，且NE向三级以上断层对地应力影响最大，扰动范围约800m、应力方向最大偏转约70°、最小主应力降低约22Mpa。并提出了考虑断裂和褶皱变形扰动力学本构模型约束下的复杂构造区地应力预测技术，查明了丁山-东溪地区龙一段各开发小层地应力场的分布特征。并认为基于纵向上3、6、9三套高应力隔档层与应力方向的逆时针方向偏转，需采用三套开发井网进行部署，平面上，分7个开发单元进行差异化布井，且强-弱拉张走滑态较挤压应力更有利于提高人工缝网延伸能力与改造均质性，改造效果更好，为优先开发部署区域。