复杂构造区下古生界海相页岩气“工程甜点”评价及预测——以黔北岑巩区块为例

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作者李昂
来源中国地质大学(北京)
出版年2018
摘要
我国南方地区构造变形强烈、页岩脆性差异较大、地应力状态复杂、天然裂缝分布不清等不利因素严重影响了页岩储层水力压裂的效果,导致页岩气在“地质甜点”中也很难实现商业化的开采。为此,论文以贵州省岑巩区块为例,利用钻井、测井、地震、岩心、薄片、实验分析等资料,依据构造地质学和地质力学为理论基础,对该区下寒武统牛蹄塘组断裂系统、天然裂缝发育特征及主控因素、页岩脆性特征与分布、古今应力场特征与分布、地层压力特征、天然裂缝分布等方面进行深入研究,建立了一套适用于我国南方复杂构造区下古生界海相页岩气“工程甜点”评价的指标体系与预测方法。主要研究成果如下:岑巩区块内高角度逆断层极为发育,以北东向和北北东向展布为主,其中北北东向断裂体系主要形成于燕山运动时期和喜山运动时期,北东向断裂体系为多期形成的复杂断裂系统。褶皱主要为隔槽式褶皱,宽缓背斜两翼常发育背冲式逆断层,紧闭向斜两翼常发育对冲式逆断层。研究区中部和南部构造稳定,断裂和褶皱发育相对较少;牛蹄塘组主要发育构造缝,包括高角度剪切缝、高角度张性缝、高角度扭动性裂缝及低角度滑脱缝。非构造缝主要为层理缝。构造应力、构造部位、岩石力学性质、TOC、矿物组分及成岩作用等因素对页岩裂缝的发育具有较大影响,其中构造作用与岩石力学性质为最主要影响因素;多种方法对比,优选出基质模量法更适用于提取页岩储层的横波时差进行动态岩石力学参数的计算。利用矿物组分、岩石力学参数、测井解释及二维地震资料从不同角度表征页岩脆性,对牛蹄塘组页岩的脆性在纵向和平面上进行综合评价;研究区牛蹄塘组地层压力普遍不高,表现为低压-常压,部分含气层表现为微超压。井壁崩落法和钻井诱导缝法判断研究区现今最大水平主应力为北东-南西向,并采用测井数据计算出现今主应力和水平主应力差异系数;喜山期和现今的构造应力场模拟结果显示,研究区中部的现今水平主应力差要小于东部和西部,构造裂缝的发育程度从东南部向西北部逐渐变高。基于“断裂构造、天然裂缝、页岩脆性、地应力场”四个关键参数,建立了一套适用于我国南方复杂构造区下古生界海相页岩气“工程甜点”的评价方法和指标体系,并优选出研究区牛蹄塘组页岩气“工程甜点”。

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