【正文】 的鉆井、測井 和 錄井等資料 ，開展以下研究工作： （ 1） 整理 對方提供的 鉆井、測井 和 錄井 等 資料，對川東 北地區(qū)基本地質(zhì)特征和工程狀況有所了解；搜集 川東北地區(qū)巖石力學參數(shù)和地應力數(shù)據(jù)， 查 閱關(guān)于高陡構(gòu)造地應力計算的 文獻 ，熟悉其計算方法。 （ 3） 開展河壩和元壩地區(qū)的巖石力學參數(shù)測定實驗，實驗項目包括：抗壓強度、川東北山前高陡構(gòu)造地應力計算與研究 楊氏模量、泊松比、內(nèi)摩擦角、內(nèi)聚力等。 （ 5） 優(yōu)選地應力計算模型并利用測井資料計算地應力的大小和方向， 最終 得出工區(qū) 水平主應力大小和方向 的橫向 展布 規(guī)律。 （ 1） 地層壓力是計算地應力的重要參數(shù)。 （ 2） 打破傳統(tǒng)認為在同一區(qū)塊構(gòu)造應力系數(shù) 1? 、 2? 為常數(shù) （ 即構(gòu)造應力與垂向有效應力成正比 ） 的觀念，根據(jù)多口井處理的結(jié)果， 確定了該區(qū) 不同地質(zhì)層位兩個系數(shù)的取 值區(qū)間 ，其計算結(jié)果比與采用固定值時精度更高。該區(qū)塊指的是四川盆地東北部大巴山褶皺帶西南側(cè)前沿區(qū)域?？?勘探面積為 4210? Km2， 川東區(qū)塊地表出露侏羅系，保存條件十分優(yōu)越。 2020 年以前通南巴構(gòu)造帶已完鉆 13 口井。大地構(gòu)造位置屬于上揚子地臺的北東部 ,挾持在印支晚期秦嶺造山帶盆緣推覆山系與四川前陸盆地之間的構(gòu)造交接帶部位 ,現(xiàn)今構(gòu)造格局主要受北西向的米倉山 — 大巴山巨型構(gòu)造山系逆沖推覆作用控制 ,于中、新生代經(jīng)歷了性質(zhì)多 變的構(gòu)造演化過程 ,具有十分復雜的區(qū)域構(gòu)造輪廓 [52]。總體來看，川東北地區(qū)主要有北東向和北西向兩大類主體構(gòu)造的疊加。兩類構(gòu)造疊加對川東北地區(qū)的構(gòu)造格局，以及對川東北地區(qū) 油氣藏的聚集、調(diào)整 和 改造有著重要 的影響 [51]。其主要特征是： 第一， 地面正向構(gòu)造多為高聳的大山，溝深坡陡，相對高差400~1300m。 第三， 淺層 — 中層受力作用強烈，斷層、裂縫發(fā)育，破碎地層較多。通南巴地區(qū)橫跨四川省通江、南江、巴中三縣區(qū)，基本位于東經(jīng)/ //1063300 ~ / //107 22 00 ，北緯 / // / //3 1 5 4 0 0 ~ 3 2 2 0 0 0范圍內(nèi)，面積約 3000km2。常有春雨、夏旱、秋澇、冬干的氣候特征。 從傳統(tǒng)大地構(gòu)造觀點來看，通南巴構(gòu)造位于 “揚子準地臺 ”的西北邊緣，與華北板塊邊緣相鄰。 在構(gòu)造格局上既 受四川盆地基底構(gòu)造變形的控制 ，又在一定程度上受米倉山、大巴山逆沖斷裂 構(gòu)造變形的影響。 構(gòu)造長軸 80余公里，閉合面積 738~937 平方公里，閉合幅度 1435~1800m，總體為北翼緩，南翼陡，總體上為北翼緩，南翼陡。構(gòu)造帶為多期次、多方向構(gòu)造疊加而成，被 NW 向斷裂分割為多個高點 （ 圖2 24） ，主要包括南陽場鼻狀構(gòu)造，涪陽壩斷塊構(gòu)造和黑池梁鼻狀構(gòu) 造 （ 圖 22，表 21） 。上形變層總體為 NE向隆起，有南陽場斷鼻、涪陽壩斷塊和黑池梁鼻三個 Ⅳ 級構(gòu)造， 11個高點，構(gòu)造形變主要是同心褶皺 。該形變層下部 NW向斷裂發(fā)育，主要分布在涪陽壩斷塊上，其中極少數(shù) NW向斷裂斷至近地表 （ 地表為陡帶 ） ，并在構(gòu)造帶上發(fā)育少量的小型 NE向斷裂。構(gòu)造帶兩翼發(fā)育 NE向斷裂，斷距和規(guī)模均較大，未上延至上形變層，但被后期 NW向斷裂錯斷，可作為天然氣向上運移的通道。通南巴構(gòu)造帶的三個子構(gòu)造為 [53]： （ 1） 黑池梁構(gòu)造 黑池梁構(gòu)造南陡北緩，總體為軸向北東向的背斜構(gòu)造。下構(gòu)造層南部圈閉和涪陽壩構(gòu)造呈對鞍相接關(guān)系。 （ 2） 涪陽壩構(gòu)造 涪陽壩構(gòu)造分布于河壩場、新場壩、馬路背一帶，軸向北東向，南陡北緩，其上分布有數(shù)量較多的北東向斷層，將構(gòu)造切割為斷塊，從西到東分布有母家梁、新場、邱家坪、馬路背高點，高點多為斷層遮擋，少數(shù)自成圈閉。 （ 3） 南陽場構(gòu)造 南陽場構(gòu)造為軸向北東，向南西傾伏的鼻狀構(gòu)造，南陡北緩，除分布北東向斷層外，尚有元覃、仁和、獅子坪、河壩場四個高點。 中石化勘探南方分公司在巴中區(qū)塊 持證勘探面積為 3230km2（ 圖 21） 。 巴中區(qū)塊東鄰 通南巴 背斜構(gòu)造帶， 通南巴構(gòu)造帶的西 南翼傾 末 端已伸入元壩地區(qū) ，其南地層緩慢抬起，直至川中平緩構(gòu)造帶 。元壩地區(qū)總體為一簡單凹陷 ,并為兩頭高、中間低 ,南部發(fā)育幾組南北向構(gòu)造跡象 ,應為大巴山后期擠壓所致。 北為發(fā)育于米倉山前緣的九龍山背斜構(gòu)造帶，南為閬中凸起 ,從地震資料及區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)特征分析，巴中區(qū)塊位于三個大型正向構(gòu)造的銜接部位，受三個構(gòu)造的遮擋，構(gòu)造形變?nèi)?、斷裂不發(fā)育。 構(gòu)造展布： 在 EW 向地震剖面上，總體為一簡單凹陷，并為兩頭高、中間低，南部發(fā)育幾組南北向構(gòu)造跡象，應為大巴山后期擠壓所致。 斷層特征： 該區(qū)斷層不發(fā)育，只在上變形層陸相地層中見零星小斷層。 構(gòu)造樣式分析：巴中區(qū)塊挾持在米倉、大巴兩大應力體系之間，但由于受九龍山、通南巴等大型背斜構(gòu)造的遮擋影響，使 得區(qū)內(nèi)受力較弱，只造成地層的輕微起伏，形成小規(guī)模的低幅 鼻狀 構(gòu)造 ，如圖 2 26。 根據(jù)地表露頭及鉆井揭示，川東北地區(qū)下古生界地層較為完整，僅缺失志留系上統(tǒng)；上古生 界缺失了泥盆系全部及石炭系大部，僅殘留中石炭統(tǒng)黃龍組；二疊系齊全 ；中生界三疊系、侏羅系保留較全，下白堊統(tǒng)保留較好，上白堊統(tǒng)缺失 ； 新生界幾乎沒有沉積地層保留。 受構(gòu)造運 動的影響，地層間發(fā)育較多不整合面，在海相地層中，志留系與石炭系 ，石炭系與二疊 系 ， 上、下二疊統(tǒng)之間皆為平行不整合接觸關(guān)系，它們分別是加里東運動、云南運動和東吳運動等影響的結(jié)果。 根據(jù)河壩地區(qū)目前勘探開發(fā)現(xiàn)狀，飛三氣藏為該區(qū)埋藏最深的獲工業(yè)氣流的氣藏，以飛三為目的層的井鉆遇地層及巖性組合具有如下特征。 （ 1） 侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組 巖性為暗紫紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。 與下伏 遂寧組西南石油大學碩士研究生學位論文 13 呈整合接觸關(guān)系。河壩地區(qū)實鉆 0~650m。 （ 3） 侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組 上部為綠灰 —淺灰色細砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與棕 紅 —暗紫紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖互層；中部為棕 —暗棕紅色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖與灰 —綠灰色細砂巖、粉砂巖不等厚互層；下部為棕 —暗棕色泥巖與灰 —綠灰色粉砂巖、細砂巖呈不等 —略等厚互層，底部為 厚層綠灰色細砂巖夾暗棕色泥巖。與下伏下沙溪廟組呈整合接觸關(guān)系。河壩區(qū)塊厚度 400~600m。 （ 5） 侏羅系中統(tǒng)千佛崖組 巖性組合：黑色頁巖、灰 —深灰色泥巖與淺灰色細砂巖呈不等厚互層，間夾薄層淺灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。與下伏自流井組呈整合接觸關(guān)系。河壩構(gòu)造厚 度約360~450m。 （ 7） 三疊系上統(tǒng)須家河組 本組可分為五段 ,河壩構(gòu)造厚度約 300~6400m，其中須一、三、五段巖性以泥頁巖為主，須二、四段巖性以砂巖為主。與下伏中三疊統(tǒng)雷口坡組呈不整合接觸關(guān)系。雷四段為深灰色灰質(zhì)白云巖夾淺灰色白云質(zhì)灰?guī)r；雷三段為深灰色微晶灰?guī)r間夾灰白色硬石膏巖、深灰色白云巖；雷二段為灰白色硬石膏巖間夾薄層深灰色白云巖；雷一段為灰白色硬石膏巖間夾薄層深灰色微晶白云巖，以及深灰色微晶白云巖與深灰色微晶灰?guī)r略等厚互層。 （ 9） 三疊系下統(tǒng)嘉陵江組 本組地層可分為五段，河壩構(gòu)造厚度約 760~1300m。嘉五段上部灰白色硬石膏巖夾 鹽 巖及白云質(zhì)，下部 深灰色微晶砂屑白云巖夾薄層石膏巖；嘉四段為灰、深灰色微晶灰?guī)r，中部為微晶含灰質(zhì)白云巖、灰質(zhì)白云巖互層，見硬石膏巖。嘉二段可分為三個亞段，上亞段上部灰白色硬石膏巖夾灰色云巖，下部為灰色含泥白云巖；中亞段上部灰白色硬石膏巖夾灰色白云質(zhì)硬石膏巖，下部為灰色含云灰?guī)r、砂屑白云巖；下亞段上部灰白色硬石膏巖夾灰色云巖 、灰白色白云質(zhì)硬石膏巖，下部為灰、深灰色砂屑云巖和含灰白云巖。與下伏下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組呈整合接觸關(guān)系。飛四段上部為灰白色硬石膏巖 與灰色灰?guī)r互層 ； 下部為綠灰色、紫紅色白云巖和灰白色硬石膏巖互層 。 飛二段為灰 —局部灰紫色灰?guī)r、灰 —局部灰紫綠灰色含泥 —泥質(zhì)灰?guī)r、灰色含云灰?guī)r。 河流相 遂寧組 462~640 棕紅色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾灰褐色、 細粒巖屑砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。 河流相 下沙溪廟組 219~429 泥巖、粉砂質(zhì)泥巖與灰色、褐灰色粉 砂巖、泥質(zhì)粉砂巖不等厚互層。 淺湖與濱湖相 自流井組 333~542 灰色、紫 色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，與棕紫色、灰色巖屑粉砂巖、細砂巖互層。 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。 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－潮上膏云坪相 一段 221~256 灰?guī)r、泥灰?guī)r 淺海臺地 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。 開闊臺地灘間亞相、鮞粒灘亞相、臺地前緣上斜坡沉 積亞相 二疊系 長興組 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。 到目前為止全區(qū)共完成二維地震測線99 條，一次覆蓋 3143km，滿覆蓋 2839km，測網(wǎng)基 本達到 （ 1~2） km2km 的詳查程度，三維地震 884km2。至 2020 年，川東北部環(huán)開江 — 梁平海槽周緣地區(qū)以飛仙關(guān)組鮞灘和長興組生物礁氣藏川東北山前高陡構(gòu)造地應力計算與研究 為主要目的層已鉆探井約 80 多口井，獲氣藏 20 多個，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)，以及近來在龍崗、元壩飛仙關(guān)組鮞灘氣藏的勘探突破，眾多長興組臺地邊緣生物礁的進一步探明，展現(xiàn)了飛仙關(guān)組鮞灘和長興組生物礁氣藏良好的勘探勢頭。 元壩地區(qū)以下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組三 — 一段、二疊系長興組為主要目的層，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。 川東北地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復雜，地層巖石物性多變，在鉆井過程中遇見許多復雜問題，具 體如下： （ 1） 陸相地層復雜、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塊 ,蹩跳鉆現(xiàn)象嚴重，無法正常鉆進，鉆具磨損和疲勞損傷嚴重，易發(fā)生鉆具事故 。防斜、防蹩跳與提高機械鉆速之間矛盾突出。過去川東北地區(qū)大尺寸井段 （ ≥）長度一般不超過 2020m，而現(xiàn)在超出了將近一倍，施工難 度相應增加， 大尺寸井眼鉆頭選擇范圍小，很難選擇適應該地區(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，造成巖屑重復切削，機械鉆速普遍較低， 出現(xiàn)了許多新的鉆井工藝問題。 目前缺少先進成熟的防斜打快技術(shù)，采用小鉆壓吊打防斜的方式鉆進限制了機械鉆速， 并且易出現(xiàn)鉆頭事故 。 （ 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。 （ 7） 縱向上存在多個 壓力體系，鉆井液密度較難控制，易出現(xiàn)井漏，并且鉆開氣層之后易發(fā)生下噴上漏的情況。 （ 9） 高溫高壓條件下鉆井液性能難以控制。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，是導致鉆頭泥包和卡鉆事故的關(guān)鍵因素。通過對兩個地區(qū)測井資料的收集整理和分析，統(tǒng)計出河壩和元壩地區(qū)的測井系列 。表 25 為研究工區(qū)測井系列統(tǒng)計。 為了更好地利用測井資料對地層進行評價，提高儲層參數(shù)的計算精度，就必須消除非地層因素造成的測井數(shù)據(jù)偏差，對原始測井資料進行合理的校正 （ 這里就不再冗述 ） 。 利用 復雜巖性分析程序計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)巖性解釋的復雜巖性分析程序。 采用 編寫的復雜巖性分析程序，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)測井資料，得到了縱向巖性體積剖面。 其巖性 礦物成分與孔隙度曲線主要是通過 AC、CNL、 DEN、 GR 四條曲線 交會 得到，處理結(jié)果與實際地層剖面的巖性特點較為一致。這表明 用復雜巖性分析程序處理的巖性剖面是可靠的，這為下一步計算巖石力學參數(shù)、 地應力、鉆頭選型 等提供了可靠的基礎數(shù)據(jù)。把所選擇的巖性骨架參數(shù)輸入程序，水點的參數(shù)按理論值輸入 。如果輸入的巖性多于兩種，則將骨架點與水點連線，計算資料點與各巖性線的距離。在這個巖性三角形里，按骨架點的孔隙度為 0%、水點的孔隙度為 100%做出等孔隙度線，根據(jù)資料點的位置計算孔隙度，同時計算數(shù)據(jù)點與兩條巖性線的距離之比得出相對巖性體積。 按其在交會圖上的位置 （ 如圖 31） ，可與水點構(gòu)成三角形，由 上往下順序稱為第一、第二、第三個三角形。礦物對可能是石英、方解石、白云石和硬石膏中的 任意 兩種，即 采用標準的四礦物選擇法。 川東北山前高陡構(gòu)造地應力計算與研究 圖 31 DEN、 CNL 交會三角形示意圖 復雜巖性分析程序計算孔隙度采用的是雙孔隙度測井系列交會法。在補償中子和補償密度曲線經(jīng)過環(huán)境校正、補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。 下面以第一個三角形為例，說明計算孔隙度和巖性成分