鄂西渝東地區(qū)蓋層泥巖抬升破裂試驗研究.pdf

1、鄂西渝東區(qū)域富含頁巖氣資源，是南方重點勘探區(qū)域。由于該區(qū)域經(jīng)歷的復雜地質(zhì)構(gòu)造運動，尤其是氣藏形成之后的抬升剝蝕運動，導致蓋層泥巖破壞，封閉失效，油氣勘探工作經(jīng)歷過多失利。因此，充分認識抬升剝蝕導致區(qū)域構(gòu)造變形模式，掌握抬升剝蝕導致蓋層泥巖破裂失效機理，揭示蓋層泥巖裂紋起裂擴展規(guī)律，對加快我國復雜區(qū)域的油氣勘探開發(fā)步伐具有重要意義。針對鄂西渝東區(qū)域泥巖蓋層抬升破裂的原因及泥巖裂紋起裂擴展問題，開展野外地質(zhì)勘查、室內(nèi)試驗模擬、理論分析以及數(shù)

2、值模擬研究。
　　通過分析區(qū)域構(gòu)造剖面，區(qū)域在經(jīng)歷擠壓構(gòu)造運動后產(chǎn)生不協(xié)調(diào)變形，不同構(gòu)造及同一構(gòu)造不同部位的變形強度均不相同。巖層變形的不協(xié)調(diào)導致區(qū)域產(chǎn)生差異抬升。沉積于不同地質(zhì)年代的巖層是產(chǎn)生變形不協(xié)調(diào)的物質(zhì)基礎，運用單軸壓縮、直接剪切試驗、巴西劈裂試驗得到不同地質(zhì)組別巖石的基本力學性質(zhì)。不同地質(zhì)組別巖石力學性質(zhì)的差異來源于礦物成分、結(jié)構(gòu)不同，通過 X射線衍射和SEM電鏡掃描技術分析不同沉積年代泥巖的礦物組分、微裂縫發(fā)育狀況以及

3、孔隙結(jié)構(gòu)特征。巖石的力學性質(zhì)反映巖層的力學性質(zhì)，運用巖石單軸抗壓強度參數(shù)及埋深下剪切強度參數(shù)反映巖層能干性差異，找到擠壓構(gòu)造運動發(fā)生時，控制區(qū)域產(chǎn)生差異抬升的關鍵滑脫層，進而提出鄂西渝東區(qū)域東西差異抬升模型。
　　區(qū)域中的蓋層泥巖，經(jīng)歷漫長的沉積埋藏成為有效蓋層，其后的抬升剝蝕卻有可能造成蓋層失效。采用卸荷試驗模擬蓋層泥巖可能經(jīng)歷的抬升剝蝕過程，得到不同初始圍壓下不同沉積年代泥巖的變形、破裂、強度特征。采用單軸應變試驗模擬蓋層的沉

4、積埋藏過程，得到蓋層泥巖經(jīng)歷的名義前期固結(jié)壓力，結(jié)合不同溫壓下的三軸壓縮試驗模擬蓋層泥巖在當前不同埋深環(huán)境下的巖石力學性質(zhì)，綜合得到蓋層泥巖抬升剝蝕幅度與巖石脆性間的相互關系。
　　油氣藏的保存關鍵在于蓋層的封閉有效性，鄂西渝東區(qū)域蘊含大量的頁巖氣對蓋層泥巖的封閉性要求更苛刻，因此研究蓋層泥巖中裂紋起裂擴展規(guī)律具有重要意義。采用聲發(fā)射及CT技術研究監(jiān)測泥巖在壓縮荷載作用下裂紋演化過程，得到不同沉積年代泥巖裂紋起裂擴展規(guī)律。運用 R