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湖北宜昌深層山地頁巖氣地質力學研究及應用
關鍵詞：深層頁巖氣 山地頁巖氣 地質力學 地質工程一體化 孔隙壓力
摘要：湖北宜昌深層山地頁巖氣區塊位于中揚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、地質條件復雜、水平應力差大等特征。開展地質力學研究有助于深化區塊復雜構造、斷層及天然裂縫系統對地應力場影響的認識,為頁巖氣水平井的井壁穩定性分析、鉆進風險預測、壓裂設計優化及壓后評估提供基礎數據。三維地質力學模型的建立依賴于精細化的構造解釋、頁巖氣地質及多尺度天然裂縫模型,針對宜昌探區建立了全區和開發平臺尺度三維地質力學模型,平臺尺度模型具有更精細的分辨率,能精確刻畫井周的地應力場,更好地服務于鉆井與壓裂優化設計。研究表明,宜昌探區應力機制以擠壓走滑型為主,水平兩向應力差值大于四川盆地頁巖氣區,天然裂縫激活風險較大,而且鉆井液安全窗口較窄、井壁穩定性較差,水平井分級壓裂受到水平應力差大、天然裂縫激活風險大等特征影響而出現水力裂縫縫網較簡單的問題。基于平臺模型開展了壓后四維地質力學模擬,分析壓后地應力場變化,研究成果表明,壓裂后縫網周圍的最小主應力明顯增加,應力機制向逆沖型過渡,應力陰影影響范圍在20~40m。充分利用地質力學成果對于提高鉆探工程效率和開發效益有重要作用,該研究是國內首次針對四川盆地外的復雜構造區深層山地頁巖氣建立的精細化三維地質力學模型,研究成果對于深層頁巖氣大規模開發具有重要的示范引領與借鑒意義。
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