深层页岩储层现今地应力场特征及其对页岩储层改造的影响——以川南永川页岩气区块五峰—龙马溪组为例

作者

李勇何建华邓虎成魏力民王园园李瑞雪曹峰尹帅
单位

成都理工大学能源学院成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室中国石化西南油气分公司勘探开发研究院中海石油（中国）有限公司海南分公司西安石油大学地球科学与工程学院
摘要

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水力压裂影响尚不明确.以川东南永川页岩气区块为例，综合水压致裂法、岩石声发射试验、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改造的影响.研究表明：川东南深层页岩储层现今地应力场主要为拉张走滑和走滑态，部分地区属于挤压走滑态，两向应力差主要介于10～30 MPa[0.05～0.3 Sv(Sv:垂向主应力)],最大主应力方向总体以近EW向(92°～105°)为主，应力分布受断层和褶皱扰动明显；侧向应力系数(K)受埋深影响小，主要介于0.9～1.1,平均K值接近1.0.深层页岩的裂缝面摩擦系数较低(普遍小于0.2),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；偏方位井导致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；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科学依据.
关键词

深层页岩川南五峰—龙马溪组地应力特征储层工程品质裂缝力学有效性水力压裂
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金面上项目(42072182)；四川省科技厅重点苗子项目(2022JDRC0103)；四川省杰出青年科技人才项目"页岩气储层天然裂缝评价"(2020JDJQ0058)；
文章目录

1 地质背景
2 现今地应力场特征
2.1 试验测试确定地应力大小
2.1.1 水压致裂法
2.1.2 声发射试验
2.2 单井地应力测井解释
2.3 现今地应力场数值模拟
2.4 现今地应力特征
3 地应力场对页岩储层品质和改造效果的影响分析
3.1 现今地应力场内天然裂缝有效性分析
3.2 现今地应力对页岩储层体积造缝的影响分析
3.2.1 两向应力差的影响
3.2.2 最小水平主应力的影响
3.3 应力状态对储层产能的影响
4 结论