【正文】 所以我們在模擬這兩期構(gòu)造應(yīng)力場時(shí)主要考慮 晚期南北向構(gòu)造作用力。由于黃龍場構(gòu)造位于 雙石廟構(gòu)造群 南部，受晚期南北向作用力的影響較大，在褶皺形跡上就有明顯的體現(xiàn)，早期南東作用力對黃龍場構(gòu)造的影響主要表現(xiàn)在構(gòu)造上發(fā)育了北東向的褶皺和一定規(guī)模的北東向斷層。在黃龍場構(gòu)造上由于北西向的構(gòu)造主體，所以北西向的構(gòu)造形跡占優(yōu)勢。因此，要準(zhǔn)確獲得構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期研究區(qū)目的層位的構(gòu)造應(yīng)力場和應(yīng)變場特征，從而準(zhǔn)確地預(yù)測巖體破壞及裂縫發(fā)育特征，首先 就 要正確地認(rèn)識地質(zhì)原型，掌握研究區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的發(fā)生、發(fā)展及其特征等規(guī)律。 數(shù)值模擬預(yù)測 裂縫 的原理方法 裂縫預(yù)測主要以古構(gòu)造應(yīng)力模擬的結(jié)果和巖石破壞接近度的計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，以巖石力學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的構(gòu)造力學(xué)分析理論為基礎(chǔ)，同時(shí) 結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際資料進(jìn)行綜合考慮而進(jìn)行的。 而當(dāng)η≥ 1 時(shí)，巖體所受的應(yīng)力狀態(tài)已 處于或超過 Mohrcoulomb 應(yīng)力圓破裂包絡(luò)線，巖體將失穩(wěn)產(chǎn)生較明顯的破裂（應(yīng)力摩爾圓處于屈服曲面外）。 在巖石力學(xué)的應(yīng)力～應(yīng)變分析中，常常用量值η表示巖石的破壞接近程度，該值是基于巖石強(qiáng)度理論而得出的一個(gè)量值，是巖體受力變形的綜合體現(xiàn)。其方法 就 是首先根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，建立研究區(qū)的地質(zhì)力學(xué)模型；然后通過不斷改變邊界力 的 作用方式和大小量值 (包括大小和方向 )與已有地應(yīng)力實(shí)測結(jié)果和地震震源機(jī)制 解釋 (最大主應(yīng)力大小和方向 )達(dá)到最佳擬合。 rfKa ?? (65) 另外，可將單元相互間的分布作用力、反作用力用等價(jià)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行置換，這一方法對現(xiàn)場技術(shù)人員來說是很容易理解的。則必須有： 0?????????? Xzyx zxxyx ??? (63) 同樣可以得到 Y 和 Z 方向上力的平衡方程式： ???????????????????????????????????????000ZzyxYzyxXzzxyxyxzyzzxyzyxyx????????? (64) 對于 實(shí)際 工程問題 來說 ，最關(guān)心的是在給定某些邊界條件下某個(gè)空間內(nèi)各種成分 (變形、應(yīng)力、應(yīng)變等 )的具體量值。受外力作用的靜止物體中的微小單元，不僅受外力的作用，而且也可能受其內(nèi)部體積力的作用，這些 力保持著平衡狀態(tài)。 有限單元法（簡稱有限元法）是 一種對地質(zhì) 體內(nèi)部應(yīng)力求解有效的數(shù)值求解法，它對于求解地質(zhì)體等 受復(fù)雜因素影響的復(fù)雜介質(zhì)內(nèi)部應(yīng)力 — 應(yīng)變問題有明顯的優(yōu)勢，因?yàn)橛邢拊梢蕴幚韼缀涡螒B(tài)復(fù) 雜，材料不均勻、邊界條件復(fù)雜、多種類型構(gòu)件（如桿、板、殼、管道、平面、墻體等）的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，目前已經(jīng)廣泛用于巖體力學(xué)，巖土力學(xué)和眾多工程領(lǐng)域。一般認(rèn)為，隨著巖石的脆性成分增加會(huì)使裂縫頻率增加；隨著粒度的增加，會(huì)降低裂縫發(fā)育程度。 圖 51 各種應(yīng)力組合下巖石的破裂方式 a 巖體受較大壓應(yīng)力和較小張應(yīng)力的破裂情 形 ； b 巖體受較大張應(yīng)力和較小壓應(yīng)力的破裂情形 c 巖體受兩組不同大小張應(yīng)力的破裂情形 ； d 巖體受兩組不同大小壓應(yīng)力的破裂情形 構(gòu)造位置 研究認(rèn)為構(gòu)造裂縫與構(gòu)造部位有很好的對應(yīng)關(guān)系，即地應(yīng)力集中的地方，往往都是裂縫較發(fā)育的地方，比如褶皺彎曲的軸部、斷層的交匯部位、構(gòu)造高點(diǎn)等構(gòu)造部位都是裂縫發(fā)育的地區(qū)。在以前對碳酸鹽巖所做的破壞實(shí)驗(yàn)中，我們根據(jù)破壞特征曾經(jīng)得出結(jié)論，認(rèn)為：巖石在無圍壓或當(dāng)圍壓較小時(shí)，受力后將以張性破裂為主；當(dāng)圍壓較大時(shí)，則以剪切破裂為主。 圖 46 黃龍場 3 井常規(guī)測井的裂縫響應(yīng)特征與巖心對照 (36903700m) 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 19 圖 47 黃龍場 5 井常規(guī)測井的裂縫響應(yīng)特征與巖心對照 (39103930m) 圖 48 黃龍場 8 井常規(guī)測井的裂縫響應(yīng)特征與巖心對照 (31803200m) 通過 對 黃龍場 地區(qū)常規(guī)測井 識別裂縫的 識別特征 資料 解釋 分析 ， 該地 區(qū)的生物礁儲(chǔ)層 裂縫發(fā)育厚度不均一，并且規(guī)律性也不強(qiáng)， 解釋 結(jié)果見表 43 和圖 49。另外，獨(dú)立斜交縫在本地區(qū)長興組生物礁儲(chǔ)層發(fā)育段也比較發(fā)育，獨(dú)立斜交縫往往是指密度較小的發(fā)育井段，裂縫在井壁上單獨(dú)孤立存在的裂縫，與其他裂縫彼此沒有交切關(guān)系（圖 45b）。 （圖 44b） ，本區(qū)中低角度裂縫是剪切應(yīng)力作用下的產(chǎn)物； a 黃龍 2 井（ ）高角度縫 b 黃龍 5 井（ ）中低角度縫 圖 44 黃龍場長興組巖心裂縫產(chǎn)狀特征 裂縫 的 組合形態(tài)特征 一般來說，裂縫的組合形態(tài)大體上主要分為兩種 ：網(wǎng)狀裂縫和獨(dú)立斜交裂縫。根據(jù)現(xiàn)場取芯、巖心觀察及試油結(jié)果判斷，本區(qū)裂縫 比較 發(fā)育，由于裂縫發(fā)育的影響因素較復(fù)雜，裂縫的分布具有非常明顯的非均勻性，這給我們的研究帶來了很大的難度。 其次， 本地區(qū)的非構(gòu)造成因裂縫也比較發(fā)育，在研究區(qū)這種非構(gòu)造裂縫主要表現(xiàn)為成巖縫，成巖裂縫是指在非構(gòu)造應(yīng)力場的作用下產(chǎn)生的裂縫 （圖 43b）。 裂縫 的 類型特征 由于黃龍場構(gòu)造目前取心井?dāng)?shù)量有限，巖心裂縫方面的資料也甚少，但是通過對黃龍 4 井巖心觀察、錄井等資料統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，黃龍 4 井的長興組生物礁儲(chǔ)層裂縫非常發(fā)育，在 的巖心上共發(fā)育 1450 條裂縫，其中直立縫 525 條，斜交縫 706 條，水平縫 219條，其具體裂縫類型發(fā)育情況見表 41 和圖 41。產(chǎn)生裂縫的根本原因是應(yīng)力作用，而引起地下應(yīng)力變化的因素主要有三個(gè)方面：一是地殼運(yùn)動(dòng)，使地層產(chǎn)生形變，形成褶皺和斷層，由此派生出大量裂縫；二是巖層出露地表遭受風(fēng)化剝蝕產(chǎn)生裂隙和裂縫；三是由于成巖作用，如沉積物的差異壓實(shí)和失水收縮等形成的各種裂縫 [46]。所以，這個(gè)時(shí)期所形成的構(gòu)造主要是被北東 南西向擠壓力所改造 形 成，并隨著與大巴山弧形構(gòu)造帶距離的加近，這種改造作用越明顯。與此同時(shí)，黃龍場構(gòu)造形成了一系列北東向的斷裂 ， 形成模式與整個(gè)四川盆地 圖 32 喜山早 期 黃龍場構(gòu)造 形成模式圖 圖 33 喜山晚期 黃龍場構(gòu)造 形成模式圖 西南石油大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 13 的形成模式 大體 一致。 總體來看，黃龍場構(gòu)造是多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相互疊加 ，相互影響的結(jié)果，其形成的主要時(shí)期為燕山晚期、喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)早 期和晚期。這個(gè)擠壓力由北東向南西傳遞并逐漸遞減，在川東北形成了一系列的北西向構(gòu)造。 （ 4）喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)早 期，由于受太平洋板塊 NNW 向俯沖的影響，四川盆地受來自濱太平洋構(gòu)造 區(qū) 域應(yīng)力場南東 (SE)向構(gòu)造擠壓力作用（圖 32），在川東北地區(qū)形成了一系列 NE 向的構(gòu)造體系。 黃龍場 構(gòu)造 主要 期次 黃龍場構(gòu)造形成 的主要期次 有： （ 1）石炭紀(jì)末 早二疊世末，與川東地區(qū)應(yīng)力場一致，黃龍場構(gòu)造地 區(qū)也主要處于拉張應(yīng)力狀態(tài)。而地塊東側(cè)，由于受漢南剛性基底梗阻，則剪切斷裂發(fā)育，形成由南北向構(gòu)造 北西 向構(gòu)造 東西向構(gòu)造過渡的大巴山弧形構(gòu)造。所以，要明確黃龍場構(gòu)造的成因，就必須要分析川東高陡構(gòu)造帶和大巴山弧形構(gòu)造帶的成因。 本區(qū)的地震勘探工作從 1984 年開始，四川石油管理局地調(diào)處用 DFSV48 道數(shù)字地震儀，采用多次覆蓋觀測方法對黃龍場構(gòu)造、溫泉井構(gòu)造西段進(jìn)行地震詳查，編制了溫泉井、黃龍場及渡口河構(gòu)造各層構(gòu)造圖，反映了區(qū)域地腹構(gòu)造概貌。據(jù)取心觀察和統(tǒng)計(jì)，黃龍 5 井儲(chǔ)層段裂縫較發(fā)育，巖芯統(tǒng)計(jì)裂縫密度為 條 /m；黃龍 1 井和 4 井共發(fā)育各類縫 894 條（表 23），其中無效縫 522 條，有效縫 372 條，有效縫密度為 條 /m；黃龍 1 井的有效裂縫密度為 條 /m，是黃龍 4 井的 4 倍。 據(jù)黃龍 5 井長興組生物礁巖心樣品分析資料 [ 4245]統(tǒng)計(jì) 表明 （表 2圖23），生物礁儲(chǔ)層主要分布于白云巖中，孔隙度在 %～ %之間， 而 滲透率分布范圍在 106μm2～ 1101μm2 之間，（表 2圖 24）。 長三段為深灰?guī)Ш谏規(guī)r，含燧石結(jié)核，長二段為深灰、灰褐色灰?guī)r為主，長一段為深灰色灰?guī)r夾燧石結(jié)核灰?guī)r。上二疊統(tǒng)長興期 為開闊海臺地相碳酸鹽巖與濱海沼澤相頁巖、凝灰質(zhì)砂巖、鋁土質(zhì)泥巖等組合而成，巖性主要為灰?guī)r、云巖夾頁巖。 圖 21 黃龍場地理位置圖 研究區(qū) 地質(zhì) 概況 構(gòu)造 特征 黃龍場 構(gòu)造 區(qū) 位于 四川盆地 東 北 部 高陡構(gòu)造區(qū) 的 雙石廟構(gòu)造群 南部，其地面形態(tài) 比較 簡單，為溫泉井構(gòu)造西北翼上往西北方向伸出的一個(gè)北東向 的 鼻突，地形起伏不大 。 （ 7） 依據(jù) 計(jì)算得到的 古 構(gòu)造應(yīng)力場和應(yīng)變場為基礎(chǔ)， 依照巖石 破裂的判斷準(zhǔn)則 莫爾強(qiáng)度理論 ，計(jì)算了黃龍場地區(qū)長興組生物 礁儲(chǔ)層的巖體破壞程度系數(shù)。 （ 3） 在巖心觀察的基礎(chǔ)上 ，按照不同標(biāo)準(zhǔn)對裂縫進(jìn)行了分類研究（包括裂縫規(guī)模、組合 形態(tài)以及成因特征） 等 。 （ 6）根據(jù)黃龍場地區(qū)長興組生物礁 儲(chǔ)層 油藏地質(zhì)環(huán)境 分析 ，選擇適合于油氣儲(chǔ)層巖體破壞變形的破壞準(zhǔn)則，結(jié)合前面模擬計(jì)算的古構(gòu)造應(yīng)力場特征，計(jì)算巖體的破壞接近程度系數(shù)，得到儲(chǔ)層巖體破壞程度分布特征。 前人研究成果 巖心觀察 薄片鑒定 常規(guī)測井 裂 縫 研 究 裂 縫 特 征 研 究 發(fā)育分布的控制因素 分布特征 裂縫寬度 組合形態(tài) 裂縫類型 裂縫產(chǎn)狀 裂縫成因 儲(chǔ)層裂縫綜合預(yù)測發(fā)育分布情況 區(qū)域地質(zhì)資料 構(gòu)造特征 及演化 地質(zhì)建模 構(gòu)造應(yīng)力場及巖石破壞程度 裂縫發(fā)育程度與 η的關(guān)系 川東北黃龍場長興組生物礁儲(chǔ)層裂縫預(yù)測 6 （ 2）根據(jù)現(xiàn)場取得的 實(shí)際 資料，對 7 口井的巖心資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對裂縫的基本特征進(jìn)行了描述 。具體敘述如下： （ 1） 我們以 黃龍場地區(qū)的區(qū)域構(gòu)造資料 為基礎(chǔ) ，總結(jié) 了 該 地區(qū)的構(gòu)造 演化 特征。 研究思路及成果 技術(shù)路線 裂縫研究迄今為止仍 然是一個(gè)世界性的難題， 對于裂縫的特征研究及其預(yù)測評價(jià)，在國內(nèi)外 雖然 有各種 不同的技術(shù)手段，但迄今 還 沒有一個(gè)完整、有效、固定的預(yù)測手段。應(yīng)變量分 析是在三維構(gòu)造精細(xì)解釋的基礎(chǔ)上，采用應(yīng)變量定量分析程序，定量分析各部位應(yīng)變量的分布 情況 來預(yù)測裂縫的發(fā)育程度。這是通過斷裂分析預(yù)測裂縫的理論依據(jù)，通過分析斷層的分形特征和斷裂強(qiáng)度，可以定性 地 預(yù)測裂縫的發(fā)育程度。但 是 總體來說，目前儲(chǔ)層裂縫 的 預(yù)測研究方法主要有： （ 1）定性預(yù)測法 [2428] 1） 根據(jù)裂縫的發(fā)育程度與斷層的 力學(xué)性質(zhì) 關(guān)系 來 預(yù)測 根據(jù) 野外 實(shí)地觀察測量得出 ， 分布 在斷層 周圍 的 裂縫密度 要比分布在其 它地方的密度要大的多 ， 顯然， 斷層對裂縫 有著 較大 的影響， 裂縫 的發(fā)育 程度 不僅 取決于 斷層 斷距大小，還 與斷層的力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，其影響大小次序?yàn)椋簤号鄬?；逆沖斷層；走滑斷層；正斷層。曹毅民等 [21]把電成像測井資料與常規(guī)測井資料相結(jié)合，充分發(fā)揮常規(guī)測井探測深度深、電成像測井分辨率高的特點(diǎn)對裂縫性儲(chǔ)層進(jìn)行了定量 識別及 評價(jià)。 在裂縫識別評價(jià)方面，成像測井識別裂縫技術(shù) [1216]實(shí)現(xiàn)了對裂縫性儲(chǔ)層的識別和定量描述，可有效識別儲(chǔ)層裂縫的類型、裂縫的有效性、裂縫的分布及儲(chǔ)層裂縫參 數(shù)的平面 分布 變化。 雖然 裂縫研究 有著悠久的歷史，但儲(chǔ)層裂縫研究是 從 上世紀(jì)中葉開始的，至今形成了許多富有特色的研究方法。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及裂縫研究的主要方法 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 近些年，隨著裂縫性油藏在油氣藏勘探發(fā)現(xiàn)中所占的比例逐年 增大，儲(chǔ)量和產(chǎn)量 的比重 也逐漸上升，裂縫性儲(chǔ)層 的 油氣產(chǎn)量占整個(gè)石油天然氣產(chǎn)量的一半以上，是 21 世紀(jì)石油增儲(chǔ) 增產(chǎn) 的重要領(lǐng)域之一，儲(chǔ)層裂縫的研究日 益受到 人們的 重視 [1]。 針對上述 出現(xiàn)的 問題， 我們 運(yùn)用 了 地質(zhì)、鉆井、測井、試油 、試采 等 基礎(chǔ) 資料對該區(qū)上二疊統(tǒng)長興組生物礁儲(chǔ)層的裂縫 特征進(jìn)行了 初步 分析 ，對裂縫發(fā)育分布的影響因素進(jìn)行了 研究 ，并利用 古構(gòu)造應(yīng)力場 數(shù)值模擬 和 巖石 破裂程度 ，對 研究 區(qū)域的裂縫發(fā)育分布 的大致情況 進(jìn)行 了 預(yù)測。 隨著 科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展， 社會(huì)對能源的需求不斷攀升，尤其是對 油氣 的 需求 ，更是與日俱增 ， 這對于石油工作者來說，絕對是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因此，怎樣加大對油氣 勘探 的力度，提高油氣的產(chǎn)量， 滿足社會(huì)對油氣日益增長的需求 ， 成了石油地質(zhì)工作者的當(dāng)前最主要的任務(wù)。 本文以構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)、地質(zhì)力學(xué)等理