地层压力应力耦合效应及其在油气勘探开发中的应用

作     者：杨栋 丁康乐 徐尚 刘秉昌 王宇帆 郭蕴萱 

作者机构：中国石油大学(华东)地球科学与技术学院 中国石油大学(华东)深层油气国家重点实验室 长江大学化学与环境工程学院 

出 版 物：《世界石油工业》 (World Petroleum Industry)

年 卷 期：2024年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家自然科学基金优秀青年科学基金“油气成藏机理”(42122017) 国家自然科学基金创新群体(41821002) 中国石油大学(华东)自主创新研究计划(21CX06001A) 

主　　题：地层压力 地应力 压力应力耦合 油气勘探开发 

摘      要：压力和应力对油气生成、运移和聚集具有重要的控制作用，决定着油气藏的形成和分布。综述了地层压力和地应力的预测方法、对油气成藏的影响及压力应力耦合效应在油气勘探开发中的应用。地层压力预测包括等效深度法、Bowers法、Eaton法和体积模量法等。等效深度法适用于欠压实泥页岩地层，Bowers法可用于流体膨胀型超压预测，Eaton法和体积模量法适用于多种超压成因地层。超压在源岩中抑制有机质生烃，对储层孔隙度起建设性作用。油气在超压驱动下运移，在超压封闭层下形成油气聚集。地应力预测包括经验关系法、地应力模型法和数值模拟法等。地应力在不考虑裂缝发育时对砂岩储层物性起到的破坏性作用，会驱使油气在弱应力带中聚集。地应力控制裂缝的形成和启闭，影响油气保存。压力应力耦合效应控制着裂缝的形成与分布，影响着断层的封堵能力和盖层完整性。基于孔隙弹性理论的压力应力耦合，弥补了传统模型的不足，能解释油气田开发压降中的微地震活动。在水力压裂中，压力应力耦合效应影响压裂裂缝网的轨迹、模式、扩展范围和导流能力，在预测油田开发中的微地震活动中也有应用。