【摘要】：油氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,特別是頁(yè)巖氣革命改變了世界能源的基本格局。與之對(duì)應(yīng),裂縫性油氣藏的勘探開發(fā)對(duì)地質(zhì)學(xué)的傳統(tǒng)領(lǐng)域提出了新的課題,如:巖石變形中裂縫的發(fā)育序次以及控制裂縫發(fā)育的力學(xué)系統(tǒng)的演化進(jìn)程,這是裂縫性油氣藏勘探開發(fā)關(guān)注的焦點(diǎn),也是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)長(zhǎng)期探索的難點(diǎn)問(wèn)題。然而,由于探測(cè)手段的限制,傳統(tǒng)的裂縫調(diào)查和研究無(wú)法清楚揭示巖石內(nèi)部裂縫的分布與相互關(guān)系,對(duì)裂縫交切關(guān)系的提取也不充分。無(wú)法滿足裂縫分布的定量描述及裂縫連通性評(píng)價(jià)這一裂縫性油氣藏勘探開發(fā)領(lǐng)域中面臨的新要求。結(jié)合新興的激光雷達(dá)技術(shù),快速獲取區(qū)域中裂縫組構(gòu)及發(fā)育密度,并直接應(yīng)用于裂縫連通性和儲(chǔ)層滲透率評(píng)價(jià),是裂縫研究的重要發(fā)展趨勢(shì),但該方法的精度分析和定量評(píng)價(jià)尚未很好的建立。本研究針對(duì)此問(wèn)題提出了基于定量裂縫組構(gòu)的精度評(píng)價(jià)方法。采用裂縫極密平均中心、發(fā)散度和極密內(nèi)極點(diǎn)數(shù)量三個(gè)參數(shù)定量評(píng)價(jià)激光雷達(dá)裂縫調(diào)查結(jié)果與野外裂縫調(diào)查結(jié)果的差異。進(jìn)而分析不同的地質(zhì)因素和裂縫特征,如層厚、巖性、露頭風(fēng)化程度、裂縫粗糙度、面積和形狀等對(duì)于激光雷達(dá)裂縫調(diào)查精度的影響,并給出優(yōu)化的激光雷達(dá)掃描工作流程和人工點(diǎn)云裂縫提取方法。伴隨褶皺過(guò)程中多變的力學(xué)系統(tǒng),裂縫的分期、配套和相關(guān)的動(dòng)力學(xué)解釋也是裂縫研究必須要回答的問(wèn)題。本研究在分析川西前陸盆地褶皺相關(guān)裂縫的類型、交切關(guān)系、發(fā)育次序以及成因的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了研究區(qū)褶皺裂縫演化模型。認(rèn)為巖層在水平擠壓階段早期依次發(fā)育了早期平面共軛裂縫、橫張裂縫和層間小規(guī)模逆沖斷層;在水平擠壓階段晚期,巖層褶皺開始階段,晚期的平面共軛裂縫開始出現(xiàn),低傾角巖層受切向線應(yīng)變作用控制發(fā)育了縱張裂縫;隨后的褶皺變形階段,彎流作用下的層間剪切作用導(dǎo)致了層間共軛的里德爾裂縫的發(fā)育。巖層在褶皺過(guò)程中產(chǎn)生的不同力學(xué)系統(tǒng)相互獨(dú)立的控制裂縫發(fā)育,形成具有規(guī)律性交切關(guān)系的裂縫網(wǎng)絡(luò)。同一力學(xué)系統(tǒng)形成的剪切裂縫,按照發(fā)育次序,早期剪切裂縫限制晚期剪切裂縫;不同力學(xué)系統(tǒng)間形成的剪切裂縫則以晚期裂縫切穿早期裂縫為主。張裂縫系統(tǒng)與剪裂縫系統(tǒng)以張裂縫追蹤早期剪裂縫為特征的限制關(guān)系和張裂縫被后期剪裂縫切穿為主要特征。結(jié)合激光雷達(dá)和野外裂縫調(diào)查,以研究區(qū)褶皺裂縫演化為基礎(chǔ),構(gòu)建露頭尺度的裂縫分布模型,發(fā)現(xiàn)裂縫的數(shù)量和方向直接影響巖層滲透率大小和各向異性,而隨著裂縫發(fā)散度和裂縫被限制百分比的增加,巖層滲透率先增加后降低,在裂縫發(fā)散度Fisher常數(shù)為70時(shí)或裂縫終止百分比為10%時(shí)達(dá)到最大。裂縫分布模型構(gòu)建為定量化分析裂縫組構(gòu)特征和交切關(guān)系提取誤差對(duì)于巖層滲透率的影響提供了有力依據(jù),為滿足裂縫的連通性和定量評(píng)價(jià)這一裂縫性油氣藏勘探的新要求提供了有力支撐。
【圖文】：

隨著褶皺的形成而發(fā)育不同的組合類型，，在野外往往形成具縫網(wǎng)絡(luò)(Mynatt et al., 2009b)。這些裂縫網(wǎng)絡(luò)中不同類型的、不互切穿或限制，在褶皺巖層中形成復(fù)雜的裂縫連通網(wǎng)絡(luò)。厘定和交切關(guān)系，并探究不同種類裂縫的成因?qū)τ谖覀兝斫獬练e巖裂縫網(wǎng)絡(luò)模型和模擬儲(chǔ)層的油氣運(yùn)移規(guī)律具有至關(guān)重要的作., 2005; Cooper et al., 2006; Casini et al., 2011; Awdal et al., 205; Awdal et al., 2016; Ukar et al., 2016)。褶皺及相關(guān)裂縫的研究一直是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題之量的研究成果。如早期的 Price(1966) 指出背斜褶皺中相關(guān)裂，分別是垂直于褶皺軸面的和巖層面的橫張裂縫、平行于褶皺面的縱張裂縫以及和褶皺軸面斜交且垂直于層面的平面共軛裂縫多對(duì)稱分布于褶皺兩翼。定義水平擠壓方向?yàn)?a 軸、平行 b 軸，垂直于 ab 平面方向?yàn)?c 軸。

研究區(qū)數(shù)字高程圖及地質(zhì)圖
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P618.13

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本文編號(hào)：2651577