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塔里木盆地深部白云岩,经历了多期构造活动的影响,埋深较深,一般为5000~7000m。白云岩受深部的流体活动影响比较明显,影响白云岩裂缝发育的因素较多且比较复杂。 论文通过结合岩心观察和野外的构造裂缝发育的测量和分析,总结出深部白云岩构造裂缝的特征和影响因素,并对塔中地区深部白云岩层段裂缝发育情况进行三维预测。 深部白云岩构造裂缝的区域特征为,构造裂缝以剪裂缝为主,在多数地方剪裂缝比例高达80%以上;未充填和半充填裂缝优势方向相对以NNW向为主;构造裂缝以低开度和高角度裂缝为主;构造裂缝有效性差,岩心观察的裂缝有效程度低于50%,同时流体性质的差异性,也导致了裂缝有效程度的差异,潜山区构造裂缝的有效程度较高,可达45%,而内幕区构造裂缝的有效程度较低,不高于25%。 影响深部白云岩裂缝发育的因素为,岩性、层厚、风化壳、流体和构造作用。对白云岩而言,晶粒越粗,越易于形成构造裂缝。膏盐层抑制构造裂缝的延伸,使作用力集中在上下白云岩地层中靠近膏盐层的部位。地层曲率和层厚对构造裂缝的影响表现为,随着地层曲率增大或者地层层厚的减薄,构造裂缝的发育程度增高。流体对构造裂缝发育的影响主要通过先存裂缝形态、流体的流速和区域差异应力等因素来影响,其中先存裂缝形态影响比较明显。 结合对裂缝影响因素的分析和相关的地震资料解释,应用三维有限元数值模拟方法和摩尔-库伦准则,预测和分析了塔中地区深部白云岩新近纪形成的构造裂缝的集中发育层位和区域。在寒武系上统(盐上)和寒武系下统(盐下)构造裂缝均相对较为发育,靠近断裂的区域构造裂缝也相对较为发育。模拟结果与实际的相关测井信息具有一定的吻合度。预测的构造裂缝的优势方向和分布状况,可以用于塔中地区油气田的后期开发。 主要创新点:利用力学有限元数值模拟方法研究了膏盐层对深部白云岩构造裂缝发育的影响,并深入分析了流体影响不同形态裂缝扩展的力学机制。