应用地应力模拟技术研究断块区剩余油分布

剩余油分布的有利区域 ， 对油 田开发部署及老油 田
注采系统调整具有重大意义。
２ 研究区流体分布特征及应力场模拟研究
２ １ 理 论依 据 ．
１ 研究区构造背景及变形特征
在平面应变 问题 中， 没有法 向上的应 变 ， 同 等
研究区位于大庆油 田萨北开发区北二西 Ｂ — ｌ
Ｄ — ４６到 ４３井 与 Ｂ １ １ ３ ２—３ —２ ５到 ３ ９井之 间 ， 所
向的正应力和在 面上的剪应力 ， ｒ 等于 ｒ ， 且 Ｍ ａＸ和 ’ Ｐ； ， 是该点沿 方 向和沿 ｙ方 向的外力 ， Ｍ ａ Ｐ。
几何 方程 ：
一组平行 、 等距的裂缝而言的 ， 当发育的裂缝组多 于一组时 ， 需要定义综合裂缝指数（ 来表示裂缝 ，） 组的密集程度 ：
１ ， 动力 系统复 杂 。 ７条 水
研究 区所处的松辽盆地位 于古生代天山 一兴 蒙地槽 系东端 ， 为近东西向古亚洲构造域与北东向
一
北北东 向滨太平洋构造域的交汇部位 。它是于
中生代中期发育起来的一个大型裂谷盆地 ， 呈北北
收稿 日期 ￣ ０ — ４ ３ 改回 日期：ｏ６ ７ ８ ２ ６ ０ —１； ０ ２０ —０ —２
大庆
１３０） ６０３
摘要 ： 应力场数值模拟 不仅 能够重塑 出不 同阶段地应 力场 ， 而且还可 以定 量 一半定量地预测 破 裂 的发 生、 裂缝 的方 向和 密度 ， 进一步探讨 时间和空间上油 气运移的规律 ， 为油 田勘探 、 开发提
供必要 的依据 。本 文以大庆 萨北开发 区北二 西断层 区为研 究对 象 ． 过应 力场数 值模 拟研 究 通
的意义 。
度分散 ， 分布状况极其复杂 ， 尤其是在高压 持续 注 水条件下 ， 油层 中渗流场和构造应力场的变化及相
互耦合 和构造裂缝的复活 ， 会明显影响流体的运动
规律…， 强水洗通道 的形成 ， 也会使油层平 面上驱 替程度极不均衡 。为此 ， 对水动力复杂的区块 ， 应 用地应力模拟技术分析和模拟地层构造应 力场和 流场的演化和分布特征 ， 确定断块区油和水在生产 层中的运动轨迹及含油饱和度的演变与分布 ， 指出
Ｖｏ ＿ ３ Ｎｏ ６ Ｉ １ ． Ｄｅ ．２ Ｏ ｃ Ｏ６
应 用 地 应 力模 拟 技 术研 究 断块 区剩 余 油 分 布
殷
（． １ 中国地 质大学 ， 北０３
１０ ８ ； ． ００ ３２ 中油 国际海外研究 中心 ， 北京
３ 中油大庆油 田有 限责任 公司 ， 江 ． 黑龙
式中： ， ￡ ￡ 和 分别是点 （ ｙ 沿 Ｘ方 向、 ， ） Ｙ方 向的正应变和在 Ｘ Ｙ面上的剪应变 ； Ｕ和 是该点
沿 方向和 ｙ方向的位移。 本构方程（ 平面应变问题 ） ：
组 的裂缝指数即为 ， 。各组裂缝指数的大小取决
于形成时的远场张应力大小和岩石力学参数 ， 由 可 下式计算 ：
式中： 、 和 ｒ分别是 （ ｙ沿 Ｘ方向和沿 ｙ ，） 方
作者 简介 ： 殷茵（９９ ， ， １ 一）女 高级工程 师 ，９ 年毕业于大庆石油学院油藏工程专业， ６ １１ ９ 现为中国地质大学能源学 院在读博士研 究牛， 主要从事油田开发工作 。
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第 １ 卷第 ６ ３ 期 ２０ 年 １ ０ ６ ２月
文章编号 ： ０６ ６３ （０６ ０ — ０５ ０ １ — ５ ５２０ ） ０５ — ６ ０ ６
特 种 油 气 藏
Ｓ ｅ ｉｌ ｉ ａ ｄ Ｇａ ｓ ｒｏｒ ｐ ｃａ Ｏ ｌ ｎ ｓ Ｒｅｅ ｖ ｉ ｓ
于无 限三维柱状体 的受力状态＿ ， ３ 能够更好 地近似 ］ 所研究地质体 的受力状态 。二维弹性静力学模型 由平衡方程 、 儿何方程 、 本构方程和边界条件组成 ： 平衡方程 ：
研究的 目的油层为发育较好的萨 Ｉ — ， Ｉ ８沉积相为 ７
高弯曲分流河道砂体。该块断层较发育 ， 共有断层
嗣Ｉ ）葛 ＼
０ ２ ４ ６ ８
５ ６
特 种 油 气 藏
第１ ３卷
富拉尔基 泰康
小林坎
大庆
朝阳沟
图 １ 松辽盆地油气藏 组合剖 面模 式
Ｆｇ． Ｃ ｍｂ ｎ ｔ ｎ ｐｏ ｌ ｏ ｅｅ ｖ ｉ ｎ Ｓ ｎ ｌ ｏ Ｂ ｓｎ ｉ １ ｏ ｉａｉ ｒｆ ｅ ｆｒｓ ｒ ｏｒ ｉ ｏ ｇｉ ａ ｉ ｏ ｉ ｓ ａ
引
言
油 田进入特高含水开发阶段 ， 剩余油的分布高
东向展布 ， 近短轴状 （ １ ， 图 ） 作为早裂谷激 烈期 的 地垒构造 ， 构造两侧是相互平行的北东向大尺度正
断层ｌ。与区域上总体 的近东西 向伸展不协调的 ２ ］
是， 研究区及周边的伸展构造却以发育一组小尺度 北西向断层为特征 ， 所反映出的北东一南西 向伸展 应视为一种局部 的构 造现象 。这些小尺度断层可 能与长垣 隆起两侧 大尺度断层的活动有关 ， 可能是 大尺度断层形成 、 扩展和连接过程中所派生 的次级 断层 ， 小尺度断层的存在具有指示区域应力场构造
了流体运 秽势场与剩余油分布 的关 系、 流体遮移与构造应 力的关 系、 裂缝 形成与剩余 油分布 的
关系， 确定了剩余油分布的有利区域， 为油田注采系统的设计、 部署和油田开发及措施调整提
供 了依 据 。
关键词 ： 应力场数值模拟 ； 剩余 油； 断层 ； 流体运移 ； 裂缝 中图分类号 ：Ｅ １ Ｔ ３９ 文献标识码 ： Ａ
＝
（ 手） １ 一
（） ４
ｄ Ｕ
ｚ
式中 ： 是第 ｉ Ｉ ｉ 个裂缝组 的裂缝指数 ， 是裂缝 组 ｌ ＇ ｔ
Ｌ） （ ｚ ２
３ｖ
＋
ｓ： ｙ
３ｕ
＝
数 目。 从式（） ４ 不难看 出， 实质上 ， 就是把不同方 向 的等距裂缝“ 等价” 于一个同方向的裂缝组 ， 该裂缝