砂泥岩地层破裂准则与裂缝穿透性评估

"砂泥岩间互地层破裂准则选取及在裂缝穿透性评价中的应用 (2012年)" 本文是一篇自然科学领域的论文，主要探讨了如何选择合适的岩石破裂准则来评估砂泥岩储层中裂缝的形成和穿透性。作者以特定油气田的裂缝性砂泥岩地层为研究对象，通过对岩心裂缝的观察和岩石力学实验，采用数理统计和公式推导的方法，建立了一个适用于地下低渗透砂岩和泥岩间互层的破裂判断准则。 在分析中，研究人员发现，在压缩应力状态下的砂泥岩间互地层，两段式莫尔-库仑准则可以作为有效的破裂判据。然而，在拉张应力状态下，莫尔-库仑准则不再适用，而应当采用格里菲斯准则。这是因为砂岩和泥岩的力学特性存在显著差异，使得在同等条件下，裂缝首先在砂岩中形成，然后沿着垂直方向延伸到泥岩中，并可能改变其产状。 进一步的研究指出，泥岩的厚度对于裂缝是否能穿透砂泥岩界面具有决定性作用。5米被认为是决定裂缝能否穿透的关键阈值，大多数裂缝会在界面处停止发展。同时，砂岩的厚度也影响裂缝的生成，更薄的砂岩在相同应力条件下更容易产生裂缝。然而，当泥岩厚度达到20米时，砂岩厚度的变化对砂岩裂缝进入泥岩的深度和密度影响较小。 该论文还建立了构造应力场与裂缝参数之间的定量关系模型，这使得能够对砂泥互层时裂缝的穿透程度进行定量评价。这一模型的应用对于理解和预测裂缝性储层的油气流动特性、优化开采策略以及提高油气田的经济效益具有重要意义。 关键词涉及砂泥岩间互层、构造应力、裂缝密度和破裂准则，这些关键概念是地质力学和油气田开发中的核心问题。通过本研究，读者可以了解到如何根据地层特性和应力状态选择适当的破裂准则，并理解这些准则如何影响裂缝的形成和传播，从而为实际的油气田开发提供理论支持。