丁山五峰-龍馬溪組頁巖儲層物質點法地應力差預測

趙 爽,高博樂,范宏娟

(中國石化西南油氣分公司勘探開發研究院,四川成都610000)

地應力預測是長期以來困擾頁巖氣勘探工作的難題之一。由于頁巖儲層是低孔低滲巖石,因此需要經過大規模的人工壓裂改造才能夠獲得工業氣流,而地應力是決定壓裂改造效果的關鍵因素之一。在頁巖氣層的改造過程中,地層的地應力狀態直接決定了人工壓裂造縫的效果,選擇地應力適當的區域進行水平井軌跡設計和壓裂施工方案設計,能夠有效提高頁巖氣水平井單井產能。

在地應力預測方面,研究者通常采用成像測井統計分析或數值模擬等方法。成像測井統計分析法是收集鉆井井眼變化[1-3]、區域應力場[4]和成像測井顯示發育情況[5-6]等信息開展統計分析,對區域的地應力場進行間接分析[7],但是將這類方法應用于勘探程度較低、構造應力場復雜的區域時,存在穩定性差、預測精度低的問題;數值模擬法則是采用有限元法數值模擬地層在背景應力邊界條件下的各地質單元的應變和應力分量,求取單個單元的三向應力分布和應力方向。BEAUMONT等[8]和KCKERT[9]將數值模擬法應用于構建俯沖—碰撞構造的力學模型以及模擬地殼的剪切應力狀態;PARSONS[10]使用GPS觀測加利福尼亞地區地形變化,以有限元法模擬分析了該地區構造應力分布;劉雄[11]則在東營原油開采區開展了有限元法地應力預測。這些研究結果表明,有限元法預測準確度相對較高,但十分依賴數據樣本的數量和基礎地質資料,在勘探程度較低和構造變化復雜的地區,其預測準確度嚴重下降。……