库车拗陷A气田砂泥岩互层构造裂缝发育规律* (2013年)

从构造裂缝的形成机制出发，对库车拗陷A气田砂泥岩互层中构造裂缝的发育规律进行了探讨，分析了其影响因素，并建立了砂泥岩互层构造裂缝发育模型。分析认为，受砂岩脆性特征和泥岩韧塑性特征的影响，砂泥岩互层中的构造裂缝首先在砂岩层中产生，并逐渐向泥岩层扩展形成裂缝网络。脆性岩层较塑性岩层更易产生大量裂缝，因此，在砂泥岩互层中砂岩层的裂缝密度大于泥岩层，同时，由于砂岩和泥岩内摩擦角的差异，裂缝在砂岩层中的平均倾角也大于泥岩层。单个砂岩层或泥岩层的厚度越小，对裂缝的发育越有利。强非均质性地层较均质地层裂缝更为发育，但共 ### 构造裂缝在库车拗陷A气田砂泥岩互层中的发育规律 #### 摘要 本文从构造裂缝形成的机理入手，详细探讨了库车拗陷A气田砂泥岩互层中构造裂缝的发展规律，并对其影响因素进行深入分析，最终建立了一套适用于砂泥岩互层的构造裂缝发展模型。研究发现，砂泥岩互层中的构造裂缝最初出现在砂岩层中，随后逐渐扩展到泥岩层，形成了一个复杂的裂缝网络。此外，砂岩层的裂缝密度高于泥岩层，且砂岩层中的裂缝平均倾角也大于泥岩层。砂岩和泥岩层的厚度越小，越有利于裂缝的形成和发展。非均质性强的地层比均质地层更能促进裂缝的形成，但在某些情况下，一组剪切裂缝的发展可能会受到抑制，而另一组则成为主导。值得注意的是，在库车拗陷A气田中，泥岩层的厚度通常小于4.0米的裂缝穿透极限值，这意味着裂缝能够穿透泥岩层，将砂岩层连接起来，形成大范围的连续油气储集空间。 #### 关键词解析 - **砂泥岩互层**：指砂岩与泥岩交替出现的地层结构。 - **构造裂缝**：由构造运动引起的岩石断裂。 - **发育规律**：描述构造裂缝如何随着地质条件变化而发展的模式。 - **影响因素**：包括岩石物理性质、地应力状态等，这些因素会影响构造裂缝的形成和发展。 - **发育模型**：用于预测和模拟构造裂缝在特定条件下如何形成的数学或物理模型。 - **库车拗陷**：位于塔里木盆地北部的一个地质构造单元。 #### 构造裂缝的形成机制 构造裂缝的形成主要受地壳运动控制，特别是在板块边缘、断层带以及构造应力集中区域。砂泥岩互层中构造裂缝的形成与发展受到砂岩和泥岩不同物理性质的影响： 1. **砂岩脆性特征**：砂岩由于其较高的脆性，易于在构造应力作用下产生裂缝。脆性材料在承受应力时更容易发生断裂而不是变形。 2. **泥岩韧塑性特征**：相比之下，泥岩具有较好的韧性，能够在较大范围内发生塑性变形而不立即断裂。这种特性使得泥岩层中的裂缝形成相对较慢，且裂缝密度较低。 #### 构造裂缝的发展过程 - 在砂泥岩互层中，裂缝首先在砂岩层形成。 - 随着构造应力的持续作用，裂缝逐渐扩展至相邻的泥岩层。 - 裂缝网络形成后，能够显著增加地层的渗透性和储集能力。 #### 影响因素 - **砂岩和泥岩的物理性质**：如弹性模量、泊松比等，决定了岩石抵抗断裂的能力。 - **地层厚度**：薄层砂岩或泥岩更容易形成裂缝。 - **非均质性**：地层内部的不均匀分布会促进裂缝的形成。 - **构造应力场**：地应力的方向和大小直接影响裂缝的发展趋势。 #### 发育模型的建立 基于上述分析，可以通过建立数学模型来模拟构造裂缝在砂泥岩互层中的发育过程。这包括但不限于： - **力学模型**：考虑岩石的物理性质和地应力状态，预测裂缝的形成位置和方向。 - **统计模型**：利用大量的观测数据，通过统计方法预测裂缝的分布特征。 - **数值模拟**：采用有限元或离散元等方法，模拟实际地质条件下裂缝的形成和发展。 库车拗陷A气田砂泥岩互层中构造裂缝的发育规律研究为油气资源的勘探开发提供了重要的理论依据和技术支持。通过对构造裂缝形成机制的深入理解，可以更加准确地预测裂缝的分布情况，从而提高油气藏的开采效率。