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高台子油田扶余油层现今地应力数值模拟及对水力压裂的影响

伍亚 戴俊生 顾玉超 商琳 刘强

伍亚, 戴俊生, 顾玉超, 等, 2014. 高台子油田扶余油层现今地应力数值模拟及对水力压裂的影响. 地质力学学报, 20 (4): 363-371.
引用本文: 伍亚, 戴俊生, 顾玉超, 等, 2014. 高台子油田扶余油层现今地应力数值模拟及对水力压裂的影响. 地质力学学报, 20 (4): 363-371.
WU Ya, DAI Jun-sheng, GU Yu-chao, et al., 2014. NUMERICAL SIMULATION OF PRESENT GEO-STRESS FIELD AND ITS EFFECT ON HYDRAULIC FRACTURING OF FUYU RESERVOIR IN GAOTAIZI OILFIELD. Journal of Geomechanics, 20 (4): 363-371.
Citation: WU Ya, DAI Jun-sheng, GU Yu-chao, et al., 2014. NUMERICAL SIMULATION OF PRESENT GEO-STRESS FIELD AND ITS EFFECT ON HYDRAULIC FRACTURING OF FUYU RESERVOIR IN GAOTAIZI OILFIELD. Journal of Geomechanics, 20 (4): 363-371.

高台子油田扶余油层现今地应力数值模拟及对水力压裂的影响

基金项目: 

国家重大科技专项课题"深煤层地应力预测及高渗富集规律研究" 2011ZX05042-001-001

详细信息
    作者简介:

    伍亚(1990-), 男, 四川南充人, 硕士研究生, 主要从事石油地质研究工作。E-mail:wuya19900920@163.com

  • 中图分类号: P553

NUMERICAL SIMULATION OF PRESENT GEO-STRESS FIELD AND ITS EFFECT ON HYDRAULIC FRACTURING OF FUYU RESERVOIR IN GAOTAIZI OILFIELD

  • 摘要: 利用微地震资料和岩石波速各向异性实验数据计算统计了高台子油田扶余油层相关井点的现今地应力方向, 并通过水力压裂资料及岩心古地磁定向、差应变、声发射实验得到井点的现今地应力数值; 结合岩石三轴抗压实验确定扶余油层的岩石力学参数, 在此基础上利用ANSYS软件建立研究区的有限元模型, 以井点现今地应力参数为约束条件, 对扶余油层现今地应力场进行数值模拟, 并分析了水力压裂施工时现今应力场及天然裂缝活动性对人工压裂缝的影响。研究结果表明, 高台子油田扶余油层水平最大主应力集中在34 MPa附近, 呈北东东-南西西向, 水平最小主应力为26~30 MPa, 方向北北西-南南东。断层带内有较高的应力值, 研究区西北部的背斜翼部水平主应力值较大, 而东部、南部较为平缓的背斜核部则是水平主应力的低值区。西部的背斜翼部及断裂带是天然裂缝的活跃区域, 天然裂缝对压裂缝的延伸方向影响较大; 东部的背斜核部平缓地带天然裂缝的活动性较低。

     

  • 图  1  高台子油田扶余油层顶面构造图

    Figure  1.  The top structure map of Fuyu reservoir in Gaotaizi oilfield

    图  2  地质模型及现今应力场模拟加载方式

    Figure  2.  Geological model and loading regime of numerical simulation of present geo-stress

    图  3  水平主应力模拟结果

    Figure  3.  Simulation results of principal horizontal stresses

    图  4  水平差应力数值分布

    Figure  4.  Numerical value distribution map of horizontal differential stress

    图  5  天然裂缝临界破裂角数值分布

    Figure  5.  Numerical value distribution map of critical angles of natural fracture

    表  1  微地震监测及波速各向异性测试结果

    Table  1.   The results of microseismic monitoring and velocity anisotropy test

    井号测试方法深度/m水平最大主应力方向模拟结果
    高27-35微地震监测1654.2NE 67.1°NE69.3°
    高45-16微地震监测1844.1NE 69.2°NE65.4°
    高55-36微地震监测1749.3NE 85.2°NE73.1°
    高39-36微地震监测1686.2NE 68.2°NE71.0°
    高111-2微地震监测1776.5NE 70.5°NE72.5°
    高171微地震监测1779.4NE 89.0°NE76.4°
    太10-16微地震监测1739.6NE 66.8°-
    太46-30微地震监测1717.4NE 67.5°-
    高171波速各向异性1766.4NE 87°NE76.4°
    芳122波速各向异性1664.3NE 79°-
    太30-1波速各向异性1699.5NE 33°-
    葡51波速各向异性1693.4NE 37°NE 42.6°
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    表  2  现今地应力数值测试及模拟结果

    Table  2.   The numerical value of the test and simulation results of present geo-sress

    井号测试类型深度/m垂向主应力/MPa水平最大主应力/MPa水平最小主应力/MPa
    测试结果模拟结果测试结果模拟结果测试结果模拟结果
    高12-3水力压裂1775.2--39.135.127.527.9
    高12-斜2水力压裂1710.5--38.034.927.427.3
    高X1水力压裂2032.1--38.5-29.5-
    太21-7水力压裂1553.4--28.0-21.4-
    高171差应变1767.639.842.532.634.130.628.1
    高171声发射1768.138.943.629.834.127.428.1
    高171声发射1768.940.745.732.734.129.828.1
    芳122差应变1649.937.241.930.4-26.5-
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    表  3  地质模型岩石力学参数

    Table  3.   Rock mechanics parameters of geological model

    地层岩性密度/(kg·m-3)弹性模量/GPa泊松比
    扶一上细砂岩244015.570.170
    扶一中细砂岩246015.170.169
    扶一下砂岩251018.810.150
    扶二上砂岩255023.970.204
    扶二下细砂岩255020.910.136
    断层220012.000.250
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  • 收稿日期:  2014-06-09
  • 刊出日期:  2014-12-01

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