湖北宜昌深層山地頁巖氣地質(zhì)力學研究及應用
關(guān)鍵詞：深層頁巖氣 山地頁巖氣 地質(zhì)力學 地質(zhì)工程一體化 孔隙壓力
摘要：湖北宜昌深層山地頁巖氣區(qū)塊位于中揚子地塊的江漢盆地北緣,具有龍馬溪組頁巖氣目的層埋深大、地質(zhì)條件復雜、水平應力差大等特征。開展地質(zhì)力學研究有助于深化區(qū)塊復雜構(gòu)造、斷層及天然裂縫系統(tǒng)對地應力場影響的認識,為頁巖氣水平井的井壁穩(wěn)定性分析、鉆進風險預測、壓裂設(shè)計優(yōu)化及壓后評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。三維地質(zhì)力學模型的建立依賴于精細化的構(gòu)造解釋、頁巖氣地質(zhì)及多尺度天然裂縫模型,針對宜昌探區(qū)建立了全區(qū)和開發(fā)平臺尺度三維地質(zhì)力學模型,平臺尺度模型具有更精細的分辨率,能精確刻畫井周的地應力場,更好地服務于鉆井與壓裂優(yōu)化設(shè)計。研究表明,宜昌探區(qū)應力機制以擠壓走滑型為主,水平兩向應力差值大于四川盆地頁巖氣區(qū),天然裂縫激活風險較大,而且鉆井液安全窗口較窄、井壁穩(wěn)定性較差,水平井分級壓裂受到水平應力差大、天然裂縫激活風險大等特征影響而出現(xiàn)水力裂縫縫網(wǎng)較簡單的問題。基于平臺模型開展了壓后四維地質(zhì)力學模擬,分析壓后地應力場變化,研究成果表明,壓裂后縫網(wǎng)周圍的最小主應力明顯增加,應力機制向逆沖型過渡,應力陰影影響范圍在20~40m。充分利用地質(zhì)力學成果對于提高鉆探工程效率和開發(fā)效益有重要作用,該研究是國內(nèi)首次針對四川盆地外的復雜構(gòu)造區(qū)深層山地頁巖氣建立的精細化三維地質(zhì)力學模型,研究成果對于深層頁巖氣大規(guī)模開發(fā)具有重要的示范引領(lǐng)與借鑒意義。
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