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湖北宜昌深層山地頁巖氣地質(zhì)力學(xué)研究及應(yīng)用
關(guān)鍵詞：深層頁巖氣 山地頁巖氣 地質(zhì)力學(xué) 地質(zhì)工程一體化 孔隙壓力
摘要：湖北宜昌深層山地頁巖氣區(qū)塊位于中揚(yáng)子地塊的江漢盆地北緣,具有龍馬溪組頁巖氣目的層埋深大、地質(zhì)條件復(fù)雜、水平應(yīng)力差大等特征。開展地質(zhì)力學(xué)研究有助于深化區(qū)塊復(fù)雜構(gòu)造、斷層及天然裂縫系統(tǒng)對(duì)地應(yīng)力場(chǎng)影響的認(rèn)識(shí),為頁巖氣水平井的井壁穩(wěn)定性分析、鉆進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、壓裂設(shè)計(jì)優(yōu)化及壓后評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。三維地質(zhì)力學(xué)模型的建立依賴于精細(xì)化的構(gòu)造解釋、頁巖氣地質(zhì)及多尺度天然裂縫模型,針對(duì)宜昌探區(qū)建立了全區(qū)和開發(fā)平臺(tái)尺度三維地質(zhì)力學(xué)模型,平臺(tái)尺度模型具有更精細(xì)的分辨率,能精確刻畫井周的地應(yīng)力場(chǎng),更好地服務(wù)于鉆井與壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究表明,宜昌探區(qū)應(yīng)力機(jī)制以擠壓走滑型為主,水平兩向應(yīng)力差值大于四川盆地頁巖氣區(qū),天然裂縫激活風(fēng)險(xiǎn)較大,而且鉆井液安全窗口較窄、井壁穩(wěn)定性較差,水平井分級(jí)壓裂受到水平應(yīng)力差大、天然裂縫激活風(fēng)險(xiǎn)大等特征影響而出現(xiàn)水力裂縫縫網(wǎng)較簡(jiǎn)單的問題。基于平臺(tái)模型開展了壓后四維地質(zhì)力學(xué)模擬,分析壓后地應(yīng)力場(chǎng)變化,研究成果表明,壓裂后縫網(wǎng)周圍的最小主應(yīng)力明顯增加,應(yīng)力機(jī)制向逆沖型過渡,應(yīng)力陰影影響范圍在20~40m。充分利用地質(zhì)力學(xué)成果對(duì)于提高鉆探工程效率和開發(fā)效益有重要作用,該研究是國(guó)內(nèi)首次針對(duì)四川盆地外的復(fù)雜構(gòu)造區(qū)深層山地頁巖氣建立的精細(xì)化三維地質(zhì)力學(xué)模型,研究成果對(duì)于深層頁巖氣大規(guī)模開發(fā)具有重要的示范引領(lǐng)與借鑒意義。
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