【導(dǎo)讀】川東北地區(qū)是我國(guó)目前發(fā)現(xiàn)的含有豐富油氣資源的區(qū)域之一。該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)。復(fù)雜的構(gòu)造條件給油氣資源的勘探、開(kāi)發(fā)帶來(lái)了極大。特別是對(duì)該區(qū)地應(yīng)力大小、方向及橫向展布規(guī)律的認(rèn)識(shí)不清，給油氣建井帶來(lái)。本論文在對(duì)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集分析的基礎(chǔ)上，充分利用測(cè)井資料的連續(xù)性、發(fā)有重要的意義。物成分和含量進(jìn)行了計(jì)算，建立了縱向的巖石體積剖面圖。其次，利用偶極橫波資料，再次，本文根據(jù)實(shí)測(cè)地層壓力分別反算出海陸。兩相的伊頓經(jīng)驗(yàn)系數(shù)并計(jì)算地層壓力，提高了計(jì)算精度，取得了很好的效果。根據(jù)川東北地區(qū)山前高陡構(gòu)造的地質(zhì)特征，采用黃榮樽模型計(jì)算水平主應(yīng)力。個(gè)構(gòu)造應(yīng)力系數(shù)時(shí)，打破傳統(tǒng)認(rèn)為同一區(qū)塊構(gòu)造應(yīng)力系數(shù)不隨深度變化而變化的觀點(diǎn)，結(jié)果與地應(yīng)力實(shí)測(cè)值對(duì)比進(jìn)一步驗(yàn)證了選用該方法的正確性。方法所得的結(jié)果有很好的一致性。析研究，最后得出不同地質(zhì)層位上的規(guī)律分布圖。

　　

【正文】 流相 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 15 三疊系 須家河組 500~655 泥巖，灰色粉砂質(zhì)泥巖，灰黑色碳質(zhì)泥巖夾灰色、深灰色、灰紫色粉砂巖和細(xì)砂巖以及黑色煤線 。 三角洲前緣、辮狀河三角洲與含煤沼澤相 雷口坡組 三段 253~420 灰?guī)r、含泥灰?guī)r、 云巖、灰質(zhì)云巖、含泥云巖、膏質(zhì)云巖為主夾硬石膏 淺海、潮間－潮上相 二段 115~182 深灰色云巖、膏質(zhì)云巖、灰色灰?guī)r、 膏質(zhì)灰?guī)r或與夾硬石膏互層 潮間－潮上膏云坪相 一段 42~220 深灰色、灰白色云巖與灰白、淺灰色 膏巖淺互層。 局限蒸發(fā)臺(tái)地潮上云膏坪相 嘉陵江組 五～ 四段 254~510 深灰色、灰色、淺灰色云巖、灰質(zhì)云巖、膏質(zhì)云巖夾或互層灰白色膏巖。 為潮間膏云灰坪、潮上膏云坪、潮上膏鹽坪 相 三段 149~174 灰色灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r為主夾硬石膏及 膏質(zhì)灰?guī)r。 潮間膏云灰坪相 二段 134~156 膏巖，灰色云巖、灰質(zhì)云巖、含泥云 巖，深灰色泥質(zhì)灰?guī)r，灰白色膏巖。 潮間－潮上膏云坪相 一段 221~256 灰?guī)r、泥灰?guī)r 淺海臺(tái)地 飛仙關(guān)組 四段 57~125 灰色膏質(zhì)灰?guī)r、含泥灰?guī)r，白色膏巖 夾或互層云質(zhì)膏巖。 蒸發(fā)臺(tái)地和局限臺(tái)地瀉湖亞相 三～ 一段 330~493 紫紅色、灰色、褐色泥質(zhì)灰?guī)r，含泥灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r、含云灰?guī)r。 開(kāi)闊臺(tái)地灘間亞相、鮞粒灘亞相、臺(tái)地前緣上斜坡沉 積亞相 二疊系 長(zhǎng)興組 100~107 （ 未穿 ） 灰色、深灰色灰?guī)r，鹽巖、膏質(zhì)鹽巖，黑灰色泥質(zhì)云巖、膏質(zhì)云巖和硬石膏互層。 臺(tái)地邊緣淺灘－臺(tái)地前緣上斜坡－臺(tái)地邊緣淺灘－局限臺(tái)地潮坪相 川東北地區(qū) 鉆井與測(cè)井 概況 川東北通南巴構(gòu)造帶的油氣地質(zhì)工作開(kāi)始于二十世紀(jì)五十年代， 1958 年完成了地面地質(zhì)調(diào)查；六十年代進(jìn)行了重力、地磁測(cè)量；七十年代開(kāi)展了地震勘察；八十年代至九十年代 完鉆 川巴 88 井 、 川涪 82 井 、 川涪 190 井 。 到目前為止全區(qū)共完成二維地震測(cè)線99 條，一次覆蓋 3143km，滿覆蓋 2839km，測(cè)網(wǎng)基 本達(dá)到 （ 1~2） km2km 的詳查程度，三維地震 884km2。 2020~2020 年 在 鐵山北構(gòu)造、龍崗、元壩 地區(qū) 又發(fā)現(xiàn) 了 飛仙關(guān)組鮞灘復(fù)合圈閉氣藏。至 2020 年，川東北部環(huán)開(kāi)江 — 梁平海槽周緣地區(qū)以飛仙關(guān)組鮞灘和長(zhǎng)興組生物礁氣藏川東北山前高陡構(gòu)造地應(yīng)力計(jì)算與研究 為主要目的層已鉆探井約 80 多口井，獲氣藏 20 多個(gè)，以羅家寨、渡口河、鐵山坡、普光為代表的飛仙關(guān)組鮞灘大氣藏的發(fā)現(xiàn)，以及近來(lái)在龍崗、元壩飛仙關(guān)組鮞灘氣藏的勘探突破，眾多長(zhǎng)興組臺(tái)地邊緣生物礁的進(jìn)一步探明，展現(xiàn)了飛仙關(guān)組鮞灘和長(zhǎng)興組生物礁氣藏良好的勘探勢(shì)頭。 川東北地區(qū)鉆井 概 況 河壩 地區(qū)以區(qū)域性?xún)?chǔ)層下三疊系嘉陵江組、飛仙關(guān)組、中石炭系黃龍組為主要目的層，兼探上三疊系須家河組、上二疊系長(zhǎng)興組及下二疊系茅口組。 元壩地區(qū)以下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組三 — 一段、二疊系長(zhǎng)興組為主要目的層，兼探石炭系黃龍組、二疊系下統(tǒng)茅口組 — 棲霞組、下三疊系嘉陵江組二、四段、上三疊系須家河組、下侏羅系自流井組一段、中侏羅系千佛崖組及沙溪廟組。 馬路背地區(qū)以三疊系飛仙關(guān)組、嘉陵江組為主要目的層，兼探上二疊系大隆組、上三疊系須家河組、下侏羅系自流井組。 川東北地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層巖石物性多變，在鉆井過(guò)程中遇見(jiàn)許多復(fù)雜問(wèn)題，具 體如下： （ 1） 陸相地層復(fù)雜、裂縫發(fā)育，砂、泥 巖 層頻繁交互 , 地層破碎、軟硬交替出現(xiàn)，并存在有礫石和石英團(tuán)塊 ,蹩跳鉆現(xiàn)象嚴(yán)重，無(wú)法正常鉆進(jìn)，鉆具磨損和疲勞損傷嚴(yán)重，易發(fā)生鉆具事故 。 另外地層傾角大，自然造斜能力強(qiáng)，井壁垮塌掉塊嚴(yán)重，鉆進(jìn)時(shí)因?yàn)榭逅魤K較多，經(jīng)常蹩停轉(zhuǎn)盤(pán)而無(wú)法鉆進(jìn)，并且因?yàn)轷刻@嚴(yán)重造成多次鉆具事故，大大降低了生產(chǎn)時(shí)效。防斜、防蹩跳與提高機(jī)械鉆速之間矛盾突出。 （ 2） 大尺寸井段長(zhǎng)，項(xiàng)目施工難度大。過(guò)去川東北地區(qū)大尺寸井段 （ ≥）長(zhǎng)度一般不超過(guò) 2020m，而現(xiàn)在超出了將近一倍，施工難 度相應(yīng)增加， 大尺寸井眼鉆頭選擇范圍小，很難選擇適應(yīng)該地區(qū)的鉆頭，加之巖石破碎量大，鉆井液上返速度低，井眼凈化效率低，造成巖屑重復(fù)切削，機(jī)械鉆速普遍較低， 出現(xiàn)了許多新的鉆井工藝問(wèn)題。 （ 3） 海相 地層成巖性好，可鉆性差，研磨性強(qiáng)，可選鉆頭有限，加之高陡構(gòu)造的地層傾角大， 易井斜，井身質(zhì)量難以控制 。 目前缺少先進(jìn)成熟的防斜打快技術(shù)，采用小鉆壓吊打防斜的方式鉆進(jìn)限制了機(jī)械鉆速， 并且易出現(xiàn)鉆頭事故 。 （ 4） 裸眼段長(zhǎng)，施工周期長(zhǎng)，鉆井 液浸泡時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)油氣層污染嚴(yán)重，長(zhǎng)時(shí)間裸眼段施工易發(fā)生井下復(fù)雜 事故。 （ 5） 三疊系 雷口坡組 和嘉陵江組有石膏層和鹽膏層， 易使 井眼縮小，擠壞套管和發(fā)生卡鉆事故。 （ 6） 海相地層普遍含硫化氫，同時(shí)，雷口坡和嘉陵江段地層含有大段膏鹽層，鉆井液性能較難控制，并且還存在井眼縮徑的可能性，增加了施工的風(fēng)險(xiǎn)性。 （ 7） 縱向上存在多個(gè) 壓力體系，鉆井液密度較難控制，易出現(xiàn)井漏，并且鉆開(kāi)氣層之后易發(fā)生下噴上漏的情況。 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 17 （ 8） 地層壓力大，海相碳酸鹽巖裂縫性?xún)?chǔ)層普遍呈超高壓狀態(tài)，部分井段壓力系數(shù)達(dá)到 以上。 （ 9） 高溫高壓條件下鉆井液性能難以控制。 （ 10） 地層出水嚴(yán)重。地層出水一直是川東北地區(qū)采用空氣泡沫鉆井的最大 障礙，是導(dǎo)致鉆頭泥包和卡鉆事故的關(guān)鍵因素。 川東北地區(qū)測(cè)井 概 況 河壩和元壩地區(qū)使用 ECLIPS5700 型成像測(cè)井系統(tǒng)，依據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《 SY/T 202001 石油天然氣測(cè)井技術(shù)規(guī)范》，采集了原始測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)兩個(gè)地區(qū)測(cè)井資料的收集整理和分析，統(tǒng)計(jì)出河壩和元壩地區(qū)的測(cè)井系列 。 選擇雙側(cè)向、微球型聚焦、補(bǔ)償中子、巖性密度、補(bǔ)償聲波、自然電位、自然伽馬、井徑、地層傾角、自然伽馬能譜、正交偶極子陣列聲波、井斜角、井眼方位角、井溫、井筒鉆井液電阻率、聲幅、聲波變密度等，能夠滿足對(duì)復(fù)雜巖性地層展開(kāi)測(cè) 井評(píng)價(jià)的基本要求。表 25 為研究工區(qū)測(cè)井系列統(tǒng)計(jì)。根據(jù)《 SY/T202001 石油天然氣測(cè)井技術(shù)規(guī)范》，研究過(guò)程中認(rèn)真檢查了測(cè)井原圖上的測(cè)井刻度、測(cè)前測(cè)后校驗(yàn)、測(cè)速、曲線深度誤差、接圖誤差、重復(fù)誤差，檢查兩次測(cè)井曲線的重復(fù)性、曲線的一致性及曲線是否符合一般規(guī)律和地區(qū)特點(diǎn)。 為了更好地利用測(cè)井資料對(duì)地層進(jìn)行評(píng)價(jià)，提高儲(chǔ)層參數(shù)的計(jì)算精度，就必須消除非地層因素造成的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)偏差，對(duì)原始測(cè)井資料進(jìn)行合理的校正 （ 這里就不再冗述 ） 。 表 25 川東北地區(qū) 河壩 11D 部分井段 測(cè)井項(xiàng)目總結(jié) 測(cè)井任務(wù) 曲線 測(cè)量井段 （ m） 儀器類(lèi)型 綜合 GR ～ ELIPS5700 AC ～ ELIPS5700 CNL ～ ELIPS5700 DEN ～ ELIPS5700 PE ～ ELIPS5700 RD ～ ELIPS5700 RS ～ ELIPS5700 RMSF ～ ELIPS5700 SP ～ ELIPS5700 工程 CAL1 ～ ELIPS5700 CAL2 ～ ELIPS5700 DEV ～ ELIPS5700 川東北山前高陡構(gòu)造地應(yīng)力計(jì)算與研究 DAZ ～ ELIPS5700 RMUD ～ ELIPS5700 TEMP ～ ELIPS5700 特殊項(xiàng)目 KTH ～ ELIPS5700 TH ～ ELIPS5700 U ～ ELIPS5700 K ～ ELIPS5700 XMAC ～ ELIPS5700 DIP ～ ELIPS5700 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 19 第 3 章 川東北地區(qū)地層巖性剖面的建立 鑒于所鉆地層剖面為陸相和海 相兩種不同地層，工區(qū)巖性剖面的建立，采用復(fù)雜巖性分析法計(jì)算出其地層巖性體積剖面。 利用 復(fù)雜巖性分析程序計(jì)算孔隙度和巖性體積剖面 根據(jù)川東北河壩 和元壩地區(qū) 的 地層特征 ， 建立了適用于該區(qū)巖性解釋的復(fù)雜巖性分析程序。該程序 用 Fortran 語(yǔ)言編寫(xiě)，解釋以石灰?guī)r、白云巖、石膏、泥質(zhì)、孔隙等組分組成的巖石體積模型。 采用 編寫(xiě)的復(fù)雜巖性分析程序，并與川東北地區(qū) SWPU9PCDB 程序相結(jié)合，解釋處理了川東北地區(qū)多口井的常規(guī)測(cè)井資料，得到了縱向巖性體積剖面。在此主要計(jì)算其巖性 （ 礦物 ） 成分、孔隙度和泥質(zhì)含量 。 其巖性 礦物成分與孔隙度曲線主要是通過(guò) AC、CNL、 DEN、 GR 四條曲線 交會(huì) 得到，處理結(jié)果與實(shí)際地層剖面的巖性特點(diǎn)較為一致?？紫抖?、泥質(zhì)含量與致密層和儲(chǔ)層段的物性變化特征相符。這表明 用復(fù)雜巖性分析程序處理的巖性剖面是可靠的，這為下一步計(jì)算巖石力學(xué)參數(shù)、 地應(yīng)力、鉆頭選型 等提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 復(fù)雜巖性分析程序設(shè)計(jì) 的基本思想及原理 復(fù)雜巖性分析程序根據(jù)由巖屑錄井和地區(qū)規(guī)律得到的巖性特征，在解釋井段內(nèi)利用中子 —密度、中子 —聲波交會(huì)圖選取主要巖性的骨架參數(shù)。把所選擇的巖性骨架參數(shù)輸入程序，水點(diǎn)的參數(shù)按理論值輸入 。如果輸入的巖性為兩種，與水點(diǎn)構(gòu)成巖性三角形。如果輸入的巖性多于兩種，則將骨架點(diǎn)與水點(diǎn)連線，計(jì)算資料點(diǎn)與各巖性線的距離。選擇資料點(diǎn)兩側(cè)的最近巖性線作為參與計(jì)算的巖性對(duì)，與水點(diǎn)一起構(gòu)成一個(gè)巖性三角形。在這個(gè)巖性三角形里，按骨架點(diǎn)的孔隙度為 0%、水點(diǎn)的孔隙度為 100%做出等孔隙度線，根據(jù)資料點(diǎn)的位置計(jì)算孔隙度，同時(shí)計(jì)算數(shù)據(jù)點(diǎn)與兩條巖性線的距離之比得出相對(duì)巖性體積。 復(fù)雜巖性分析程序設(shè)有 C C C3 和 C4 四種礦物成分， 分別對(duì)應(yīng)于砂巖、灰?guī)r、云巖、膏巖。 按其在交會(huì)圖上的位置 （ 如圖 31） ，可與水點(diǎn)構(gòu)成三角形，由 上往下順序稱(chēng)為第一、第二、第三個(gè)三角形。資料點(diǎn)落入某個(gè)三角形內(nèi)，就認(rèn)為它是哪兩種礦物組成的巖石。礦物對(duì)可能是石英、方解石、白云石和硬石膏中的 任意 兩種，即 采用標(biāo)準(zhǔn)的四礦物選擇法。解釋人員可根據(jù)地質(zhì)情況指定礦物成分的個(gè)數(shù)和屬性，但最多不超過(guò)四個(gè)礦物；除了常用的 DEN— CNL 交會(huì)圖，也可根據(jù)測(cè)井資料選擇 DEN— AC 或 AC—CNL 交會(huì)圖進(jìn)行解釋。 川東北山前高陡構(gòu)造地應(yīng)力計(jì)算與研究 圖 31 DEN、 CNL 交會(huì)三角形示意圖 復(fù)雜巖性分析程序計(jì)算孔隙度采用的是雙孔隙度測(cè)井系列交會(huì)法。川東北地區(qū)最常用的是補(bǔ)償中子 —補(bǔ)償聲波和補(bǔ)償中子 —補(bǔ)償密度交會(huì)法計(jì) 算孔隙度和礦物含量。在補(bǔ)償中子和補(bǔ)償密度曲線經(jīng)過(guò)環(huán)境校正、補(bǔ)償中子曲線已做氣影響校正的情況下，兩種方法解釋的結(jié)果相近。其響應(yīng)方程分別為： 雙礦物交會(huì)計(jì)算孔隙度及礦物含量方程： c 1 21 1 2 21 1 2 21 1 2 21 cb f c c c cn nf c n c nf c m c mVVVVVVAC T V T V T?? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ? ??? ? ? ???? ? ??? ? ? ?? （ 31） 其中： f? 、 nf? 、 fT —分別為密度、中子、聲波的流體值 ,g/cm %、 μs/ft； 1c? 、 1n? 、 1mT —分別為第一礦物的密度、中子、聲波骨架值 ,g/cm %、 μs/ft； 2c? 、 2n? 、 2mT —分別為第二礦物的密度、中子、聲波骨架值 ,g/cm %、 μs/ft； b? 、 n? 、 AC —分別為密度、中子、聲波測(cè)井值 ,g/cm %、 μs/ft； c1V 、 2cV —分別為兩種礦物的相對(duì)體積； ? —計(jì)算孔隙度 ,%。 下面以第一個(gè)三角形為例，說(shuō)明計(jì)算孔隙度和巖性成分的原理。設(shè)巖石孔隙度為 ? ，礦物 1C 和 2C 的相對(duì)體積為 1cV 和 2cV ，其骨架參數(shù)為 1 2 1 2c c n n? ? ? ?、 、 、 ，則按含水純巖石模型可以寫(xiě)出： 121 1 2 21 1 2 21 ccb f c c c cN N f c N c NVVVVVV?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ??? ? ? ?? （ 32） 為了把上式寫(xiě)成數(shù)學(xué)上的規(guī)格化 形式，令 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 21 1 2 1 21 2 1 3 21 2 1 3 2, , 3, , , , ,ccb f c cN N f N NV V V V Vy y y yx x x x?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ??? ? ? ? ?? （ 33） 則方程 （ 32） 變成： 1 1