摘要:
地质力学分析在油气藏勘探开发过程中发挥着重要作用，顺北油气田中—下奥陶统一间房组—鹰山组储层地应力研究相对滞后。对比分析了顺北4号带下古生界中—下奥陶统一间房组—鹰山组碳酸盐岩不同类型储层的岩石力学和地应力特征，同时探讨了微观颗粒结构对碳酸盐岩储层地应力和岩石力学参数的控制作用，为顺北地区超深层碳酸盐岩储层评价提供了基础地质依据。基于弹簧组合模型，通过岩石力学实验和阵列声波测井确定了岩石力学和地应力特征，通过铸体薄片和X射线CT扫描表征碳酸盐岩的微观孔隙结构。研究结果表明：顺北4号带一间房组—鹰山组杨氏模量分布在50～89 GPa，抗压强度在99～136 MPa，泊松比在0.25～0.32；地层最大水平主应力为200～225 MPa，最小水平主应力为125～160 MPa。一间房组—鹰山组碳酸盐岩不同类型储层的岩石力学参数和地应力存在明显差异，从I类、II类、III类到非储层段碳酸盐岩的杨氏模量、抗压强度和最大水平主应力明显增大，而泊松比和最小水平主应力变化不大。相比于一间房组—鹰山组泥晶灰岩，砂屑−生屑灰岩方解石颗粒较大，颗粒黏结程度降低，导致岩石抗压强度和杨氏模量减小；砂屑−生屑灰岩部分方解石颗粒呈次圆状或圆状，颗粒三维空间球度较大，颗粒之间咬合作用减弱，使得岩石的抗压强度和杨氏模量减小；砂屑−生屑灰岩存在大量的孔隙和裂缝，灰岩易沿着潜在的微裂缝面或者颗粒接触面摩擦滑动甚至破裂，同样导致岩石抗压强度和杨氏模量减小。此外，一间房组—鹰山组泥晶灰岩受热液作用影响，部分白云石交代为石英，导致泥晶灰岩的抗压强度和杨氏模量增加。岩石的宏观力学特征和岩石力学参数受岩石微观颗粒结构的制约，一间房组—鹰山组杨氏模量、抗压强度和最大水平主应力低值区即为顺北4号带优势储层发育区带。
刘军，黄超，周磊，等，2024. 基于阵列声波测井估算碳酸盐岩储层岩石力学和地应力参数：以顺北4号带为例[J]. 地质力学学报，30（3）：394−407. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023110.
