深层页岩储层现今地应力场评价及其对页岩储层品质影响——以川东南永川五峰-龙马溪组为例

【作者】 李勇； 何建华； 邓虎成；

【机构】 成都理工大学能源学院； 油气藏地质与开发工程全国重点实验室；

【摘要】 川南深层五峰-龙马溪页岩受多期构造叠加影响,现今地应力场频繁变化,目前缺乏针对深层页岩储层地应力场的系统评价,深层页岩储层现今地应力特征及其控制下的裂缝有效性和对储层品质影响尚不明确。以川东南永川页岩气区块为例,综合水压致裂法、岩石声发射实验、微地震监测、波速各向异性实验、测井资料以及数值模拟明确深层页岩储层应力特征及其对页岩储层品质的影响。研究表明:川东南深层页岩储层现今地应力场为走滑状态,北部和南部向斜区最大主应力方向分布相对稳定(为近EW向,方向偏差<13°),背斜和断块区方向发生了较大方向的偏移(方向偏差最大为70°±5°),两向应力差主要介于10～30MPa。地应力受断层和褶皱影响:五峰—龙马溪组中和面应位于龙一段(1)—(2)小层,褶皱派生应力介于10～30MPa使得中和面上下地应力方向变化呈相反趋势;随着距断层距离的减少,泊松比(ν)呈增大趋势并使得最大主应力方向偏转。深层页岩的裂缝摩擦系数较低(普遍小于0.2),裂缝有效性差且均处于封闭状态,倾角为中高角度(>45°±10°)以及与最大主应力走向介于15°～65°的天然裂缝在改造后具有较好的开启性;现今地应力对渗透率起到了一定的控制作用。随着水平应力差增大,裂缝网络复杂程度逐步降低,压裂效果较差;偏方位井产生的剪应力会诱导水力裂缝产生较大的扭转角(>40°)。深层页岩因岩相差异会在纵向上形成应力屏障,拉张走滑态地区的改造效果相对更好,应根据应力特征及页岩岩相的分析结果,采用分层布井以提高有利层位的压裂效果。结果可为深层页岩储层地应力研究和深层页岩气的高效勘探开发提供参考。更多还原