商741火成岩区构造应力场模拟及裂缝预测

成 岩识 别 的难度 。利用声 波 时差一 度交会 图 、 密 补偿 中 子一 波 时差 交 会 图和 补 偿 中子 一 度 交 会 图识 别 火 声 密 成岩 。 弥补 了单 条测 井 曲线识 别火成 岩 岩性 的局 限性 ， 其 中声 波 时差一 度交 会 图的效果 最 好 （ 图 １ 。 密 见 ）
式 中 ： 分 别 为地 震纵 、横 波速 度 ， Ｓ ； 为 岩层 ， ｍ・～Ｊ ９
密 度 。 ・ｌ 。 ｇｅ ｎ
在 回归火 成岩 横纵 波速度 关 系的基 础上 ，采 用 岩 石力 学参 数 的经典公 式 ， 利用 密度测 井数 据 、 声波 时 差
测井 数据 等计 算 了取心 层段 的岩石 力学 参数 ，与三 轴
３ 构 造 应 力 场 模 拟
３ １ 网格 划分 ．
近 ， 力值 明显 大 于其他 部位 。 应 断层 走 向大体 为垂 直 的
２组 。 向近似 为北东 和北 北西 向。 走
东西 向定 为模 型 的 向 ， 北 向定 为模 型 的 Ｙ向 。 南
将研 究 区 中控 制 和影 响构 造格 局 、裂缝 发育 的不 同规
２８ ７
断
块
油
气
田
和凝灰 岩 。 研究 区岩石力 学参 数存 在较 大变 化 ， 在岩 心 观察 、岩石 三轴 压缩 力学 试验 、声 波测试 试 验 等基础 上， 根据 常 规测井 资 料识别 火成 岩岩 性 ， 计算 了同岩性
火 成 岩力 学 参数 ，进 而利 用有 限元数值模 拟技 术研究 了× 层段 的构造 应力 场 ， × 并进行 了裂缝 预测 。
一
．
（） ２
、
凝灰 岩 ：
ｚ＝１７ ６ ３ ＋ ．２ ￣１ － ） ．９ ３ ４２ ９ ８ ０５ ％２ （） ３
ｂ 泊 松 比等 值 线
图 ２ 商 ７ １区× 层 段 岩 石 力 学 参数 ４ ×
第 １ 第 ３期 ８卷
杨少春 ， 商 ７ １火成岩区构造应力场模拟及裂缝预测 等． ４
商 ７ １区Ｘ×层 段 弹性 模量 值在 ２ ６Ｇ ａ研究 ４ ８ ６ Ｐ 。 区西 北部 弹性 模 量值 较高 ，东 南低 ，最 低值 分 布在 商
７ ６井 周 围 。研 究 区 中部等 值 线较 密 集 ，向边 部 变稀 ４ 疏 。 由于断 层影 响 ， 两盘 的 弹性模 量等 值线 错 断 ， 明 有 显差 异 。 泊松 比的数 值 以商 ７ ３井 为 中心 。 ４ 呈环 形对 称 分布 。商 ７ ３井 附近 的值 最小 ， ０１ ， ４ 为 ．５ 向边 缘 泊松 比
限制 在 １ 个单 位 以 内。
３５ 结 果 ．
在 划 分 网格 、 取计 算模 型 的参数 、 加载 荷及 确 求 施
定边 界等 工作 完成 后 ， 算输 出了等效 应力 、 变 等 图 计 应 件 （ 图 ３ 。图 中色标 表示 等 效 应力 的大小 。断裂 附 见 ）
大可 达纵 向应 变 的 ３ ％， 体有 较好 的 弹性 （ 图 ２ 。 ０ 岩 见 ）
模 、 同产状 的断 层分 为三 级 ， 不 分别 为控 制研 究 区 的边
界 断层 （ 二级 断层 ） 区 内的 主要 断 层 （ 级 断 层 ） 所 、 三 及
派生 的次级 断层 （ 四级 断层 ）共 １ ， ９条 。
３２ 有 限 元 模 型 ．
因垂 向应 力相 对 于水平 应力 较 小 ，研 究 忽 略它 对 应力 场 的影 响 ， 型选 择薄 板 型 。 元 网络 划分 主要 采 模 单 用 ４节 点等矩 形 单元 。 部分 区域 使用 三 角形 单元 ， 分 划 时针 对底 层 断裂 带 、关 键 井点 处及 模 型边界 等 位置 进 行人 工 干预 划分 ， 其他 部位 采 用 自由划 分 的方 式 。 立 建 的有 限元 模 型 ， ７２ ５个 单元 ， ８ 共 ５ ７３ ５个 节 点 。
压 缩 试 验 的 结果 进 行 对 照 ， 差 在 １ ％以 内 ， 而 逐 误 ０ 进
１ 火 成 岩岩 性 识 别
火 成 岩储层 物性 通 常劣 于砂岩 、 岩储层 ， 多 项 灰 其
测 井 曲线值 介 于砂 岩 、 岩 和生物灰 岩 之 间 ， 加 了火 泥 增
点求 取 了取心 井非 取心 层段 的岩石 力学 参数 ，绘 制 了 岩石 力学 参数 的平 面等 值线 图 （ 图 ２ 。 见 ）
暑
曾 假
图 １ 声 波 时 差 一 度 交 会 图 密
２ 火 成 岩 岩 石 力 学 参 数
以常 规资料 识别 火成 岩 岩性 为依 据 ．在 研 究 区进 行 了岩石 力 学三 轴压 缩试 验 ｌ、 波测 试试 验 等 研究 。 ３声 ］
参 考 了前 人在其 他 研究 区总 结 的碎 屑 岩横纵 波 速度 经
３３ 计算 模型 参数 ．
图 ３ 商 ７ １区× 层 段 等 效 应 力 ４ ×
对 于构造 应 力场模 拟 ．弹性 模 量 和泊松 比是最 主
要 的 ２个 岩石 力学 参数 ［。研究 中考 虑 到不 同 的岩 性 ５ ］
前 人采 用差 应 变分 析 、成像测 井诱 导 裂缝 分析 等
ａ 弹性 模 量 等 值 线
验 公 式 ． 岩性 回 归 了 ３类 火 成 岩 的横 纵 声 波 速 度 ］分
的经验 公 式 ， 合度 皆达 ０８以上 。 拟 ． 辉绿岩 ：
｛× Ｉ ㈩
玄武 岩 ：
＝
１３ ０ ３１ ＿一 ０ ０ ４ ％ ２ ０．０１ ２２ Ｐ ．５ ＿ｖ ０ ０ ３ ＋ ０ ２ｖ￣ ｖ
逐渐 增 大 ， 大 可 达 ０３ 反 映受 压情 况 下 横 向应 变 最 最 －。
层 段局 部受 力 主要 为水 平挤 压 ，南北 向压 应力 大 约为
３ ａ 东 西 向大 约为 １０ＭＰ 。 了使 地质体 不Βιβλιοθήκη Baidu发生 ０ＭＰ ， ０ ａ 为 大 幅度 的漂移 。 设研 究 区西 边界 为约束 端 ， 位移 和转 动