蓬莱镇组气藏现今地应力场的确定

如题所述

(1)酸化压裂资料法

根据各施工井层对应的特征参数对地应力值进行计算。在计算地应力的公式中涉及各井层的孔隙压力(即地层压力)值,由于部分井层资料不配套,为补齐各井层的地层压力资料,采用相邻井的压力系数平均值来求取(表3-11),计算出了31个井层地应力值(表3-12)。

表3-11 洛带气藏蓬莱镇组各井压力系数表

注:*井为借用邻井压力系数平均值计算的。

表3-12 洛带气藏蓬莱镇组部分井压裂资料及应力值估算结果

根据压裂资料确定出的井点处地应力值结果分析(表3-12),有如下认识:①最大主应力σ1一般在33~68MPa之间,中间应力σ2一般在15~28MPa之间,最小主应力σ3一般在8.4~12.4MPa之间;②通过用密度测井资料逐层计算得到的岩石平均密度计算出垂直应力σv值与三个应力值进行对比分析σ2≈σv,即反映出中间主应力与垂直应力相当的情况,说明中间应力应为垂直应力。符合该条件的井层有29个,占总统计井数的约93.55%,该应力状态下σ1和σ3为两个水平应力;③对于σ3<σv的情况,反映σ3为水平主应力之一,这时要确定余下的两个主应力方向,再通过σv与σ1和σ2对比,得到σ1≈σv,说明研究区垂直应力应为σ1,那么σ2和σ3为两个水平应力。该类型的井约占统计井的6.5%左右;④由三个主应力关系(图3-17)可以看出,该构造三个主应力之间有较好的相关性。

图3-17 洛带构造蓬莱镇组三个主应力之间关系

(2)岩石声发射资料

通过10口井10组岩心的声发射实验成果,可以得出如下主要认识:①所有的蓬莱镇组地层岩样、声发射AE曲线上均存在有三期Kaiser效应点,这可能说明蓬莱镇组地层沉积后至今经历了大约三个构造期次的地应力作用历史。有关构造研究成果表明,蓬莱镇组地层沉积以后,有燕山期晚幕、喜马拉雅期1和4幕等构造活动。因而实验成果与地质应力历史有较高吻合性,所得资料是可用的。②据Kaiser效应点的应力记录规律,最晚的第三期应力场应与现今地应力场有相似性,而且这期构造作用最强,对现今地应力场影响最大,所以将第三期Kaiser效应点对应的地应力值近似看作现今地应力值,计算得到各Kaiser效应期的两个水平主应力值(表3-13)。

表3-13 声发射实验得到的两个水平主应力资料

(3)测井资料估算现今地应力值

对研究区近30口井的测井资料进行了系统处理,通过利用压裂资料进行校正后,得到了各井的应力剖面值,并编制出相关的应力剖面图。由地应力剖面分析,蓬莱镇组地层地应力纵向分布也具有如下特征:①埋深增加地应力增大;②砂岩地层地应力值小于泥岩地层,而某些层段两者相差不大。

(4)地应力计算结果对比及分析评价

压裂法(HPF)与声发射法(AES)对比

根据所测13组井样的声发射资料,找出对应井段有压裂资料的井共7口。编制出二者最大水平主应相关图(3-18),该图反映出声发射资料所确定的最大水平主应力普遍比压裂法所确定最大水平主应力小,趋势线偏离线约15MPa左右。造成这一现象的原因有两点:①研究区构造残余应力大造成;②声发射资料的Kaeser效点的等级确定存在系统偏差造成。

图3-18 岩石声发射确定的最大水平主应力与压裂法计算最大水平主应力压关系

此外,从该图也可看出二者的正相关性是存在的,说明声发射资料确定出的地应力有类比性。

压裂法(HPF)与测井法(ADS)对比

根据21个井层压裂法(HPF)确定出的两个水平应力与同井段测井资料计算结果对比(图3-19、3-20),二者存在一定的正相关性。利用上述方程可以对测井计算成果进行校正。

图3-19 压裂、测井法水平最大主应力关系

图3-20 压裂、测井法水平最小主应力关系图

从上述关系式及图中可以看出,测井资料因无法正确地反映残余构造应力而使得计算出的水平主应力值大大偏小。压裂法结果虽然存在众多影响因素,但还是目前研究区最直接的地应力测量方法,所得结果还是可用的。

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