[发明专利]基于断层带摩擦强度非均质性的断层稳定性评价方法

说明书

本发明涉及的基于断层带摩擦强度非均质性的断层稳定性评价方法，包括以下步骤：基于深度域断层和地层解释数据及泥质含量测井解释数据模拟计算实际断面泥质含量分布，明确断面泥质含量分布范围；挑选岩心样品，使所选样品泥质含量尽可能均匀分布在实际断面泥质含量分布范围内；针对不同泥质含量的岩心样品开展室内摩擦强度测试；建立摩擦系数与泥质含量的函数关系式；利用摩擦系数与泥质含量的关系式将断面泥质含量转化为摩擦系数；利用断面摩擦系数、地应力及断层产状来模拟计算断面活化压力。本发明能够考虑断层摩擦强度非均质性对断层稳定性的影响，使结果更符合实际。

技术领域

本发明涉及油气藏地质勘探与开发技术领域，具体涉及的是一种基于室内摩擦强度实验和断面泥质含量来定量表征断面摩擦强度非均质性并将其应用于断层稳定性评价的方法。

背景技术

断层失稳是储气库气体埋存、油气田开发及诱发地震等领域的一个重要课题，地下流体的注入会降低断层面所受有效正应力，从而诱发断层滑动，造成油气泄露、井眼套损和微地震等一系列危害。断层失稳发生滑动主要受控于地应力特征、压力发育程度、断层产状以及断层摩擦强度和内聚力。因此，断层摩擦强度是影响断层稳定程度的重要参数，尤其是对于具有大量泥质卷入的断层。对于某一特定的碎屑岩地层(温度、压力、含水量和粘土矿物类型等地质条件较为相似)来说，断层泥的含量是影响断层摩擦强度非均质性的主控因素。因此，表征由断面泥质含量变化引起的断面摩擦强度非均质性得尤为重要。

泥质含量对断面摩擦强度的影响虽然在近十年来得到越来越多的关注，但是大多仅局限于室内实验研究，还未形成一套定量表征实际断层面摩擦强度的非均质性的可行方案，在断层稳定性评价的过程中对摩擦强度的考虑仍局限于某一实验值或经验值，未能考虑断层面摩擦强度非均质性对断层稳定性的影响。鉴于此，本发明基于断层泥对摩擦强度的影响提出了一种将室内摩擦强度实验与断层泥含量SGR相结合的方法来表征断层面摩擦强度的非均质性，以提高断层稳定性评价的精度。

发明内容

本发明的目的是建立一种考虑断层面摩擦强度非均质性的断层稳定性评价方法，用于解决目前技术条件下无法表征断面摩擦强度的非均质性，从而造成断层稳定性评价结果精度较低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：这种基于断层带摩擦强度非均质性表征的断层稳定性评价方法包括以下步骤：

步骤一、模拟计算实际断面泥质含量分布，明确断面泥质含量分布范围；挑选岩心样品，使其泥质含量尽量均匀分布在断面泥质含量分布范围内；

步骤二、针对不同泥质含量的岩心样品开展室内摩擦强度实验；建立摩擦系数与泥质含量的函数关系式；

步骤三、利用摩擦系数与泥质含量的关系式将断面泥质含量转化为摩擦系数；

步骤四、利用断面摩擦系数、地应力及断层产状来模拟计算断面不同部位活化压力。

上述方案中步骤一的具体方法：

A、基于深度域断层和地层解释数据通过地质软件建立构造模型，刻画每一套地层在断层两盘的交线，从而得到断层在每一套地层的断距，在此基础之上结合泥质含量测井解释和地层厚度来计算断层面不同部位泥质含量分布SGR，计算公式如下：

式中：SGR为断面泥质含量，％；D为断距，m；V_sh为泥质含量测井解释，％；ΔZ为地层厚度，m；

B、肉眼观察岩心，选择泥质含量有差异的岩心样品进行泥质含量测定，根据测试结果挑选参与后续摩擦实验的岩心样品，使其泥质含量尽量均匀分布在断面泥质含量分布范围内。

上述方案中步骤二的具体方法：

A、对岩心样品进行处理以满足实验要求，并开展不同泥质含量的摩擦强度实验，如直剪、三轴和环剪，得到不同泥质含量所对应的摩擦系数的大小；