第37卷第5期 2016年10月
文章编号：1001-3873(2016)05-0571-04
新疆石油地质
XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY DOI:10.7657/XJPG20160513
Vol. 37,No.5 Oct.2016
塔里木盆地克拉2气田地应力对气田出水的影响
陈胜，张辉，王海应，王益民，刘新字宇，袁芳
（中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆库尔勒841000）
摘要：为探索造成塔里木盐地克拉2气田在开发过程中见水并数增加，不同构造部位气水界面上升不一致的机理，引进了地应力分析方法。通过建立三维动态地应力场模型，提取断层和裂缝面上的剪应力及有效正应力，计算剪应力与有效正应力比值的变化量，评价断层和聚缝在应力场演化过程中的力学活动性能，寻找与开发并出水的对应关系，研究气井出水机理。研究发现，地应力动态变化过程中断层和裂缝力学活动性能增强是导致气田出水主要原因，
另外，不同构造部位断层和裂缝力学活动性能变化不同，遗成气田不同构造部位气水界面上升不一致。关键词：塔里木盆地；克拉2气田；出水；气水界面；动态地应力；断层；力学活动性能
中图分类号：TE37
文献标识码：A
Influenceof In-SituStress onWaterProductioninKela-2GasField,TarimBasin
CHEN Sheng,ZHANG Hui,WANG Haiying,WANG Yimin, LIU Xinyu,YUAN Fang
(Research Institute of Exploration and Development, Tarim Oilfield Company, PetroChina, Korla, Xinjiang 841000, China)
Abstract: An in-situ stress analysis method is introduced to understand the reason for increase of water-breakthrough wells and the mecha-nism of mismatch of gas-water contact rising at different structural positions, Affer the establishment of a 3D dynamic in-situ stress field model, shear stress and effective normal stress on the surfaces of faults and fractures are extracted, variation of shear stress to effective nor mal stress ratio is calculated, mechanical activity performances of faults and fractures during stress field evolution are evaluated, by which the corresponding relation with water-breakthrough in gas production wells could be found and the mechanism of water-breakthrough in them could be clearly understood. , The study shows that the enhancement of fault and fracture activities during the dynamic change pro-cess of in-situ stress is the main reason for water production in the gas field, Additionally, the differences of mechanical activity performanc es of faults and fractures at different structural positions result in the mismatch of gas-water contact rising at different structural positions. Keywords: Tarim basin; Kela-2 gas field; water production; gas-water contact; dynamic in-situ stress; fault; mechanical activity performance
克拉2气田位于塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带东段，为一个近东西向的长轴构造气藏，东西长约 18km、南北宽3km，主力产层为下白垩统巴什基奇克组，储集层平均孔隙度为11.55%，最大为28.40%，多数为8.00%~14.00%；平均渗透率为45.20mD，最大为 461.47mD，多数为10.00~100.00mD克拉2气田投产3年后出现第一口见水井，随地层压力下降，见水并数逐步增加，截至2015年，气田地层压力由75MPa 降低至46MPa，19口生产井中已有5口井见水。根据测井及开发资料，克拉2气田不同构造部位的气水界面上升不一致，西南翼气水界面整体上升约250m，北翼上升120m，南翼上升50m.前人在克拉2气田建模、开发机理等方面做了比较多的研究，而在地质力学方面的研究仍处于空白。在油气田开发中，地层压力下降将导致储集层内部及其周围地应力变化、裂缝和断层变形-"。地应力的变化会诱发储集层中的断层活动，断层活化在储集层中产生的剪切作用将导致
收稿日期：2015-10-14
修订日期：2016-06-15
油气田产能波动和大规模套管损坏。另外，断层和裂缝活化也可能改变井筒、储集层与水体之间的连通关系，从而导致开发井快速见水。本文通过对克拉2 气田地应力动态的研究，分析应力场变化后的断层和裂缝力学特征，确定克拉2气田应力场变化与气田出水之间的关系，厘定气井出水的地质力学机理，旨在为气田开发方案调整提供依据。
地应力动态变化
利用孔隙弹性理论来计算应力随孔隙压力下降的变化。假设在无限边界的各向同性孔隙弹性储集层中，如果水平压缩应力的唯一来源是瞬时施加的重力载荷，且没有侧向应变，那么垂向应力和相应的水平应力可表示为
"0+P,(1-
对(1)式地层压力求导数，化简后得到
(1)
作者筒介：陈胜(1985-），男，潮北孝感人，工程师，硕士，储层地质力学，(Tel)0996-2172142(Email)chenshtlm@petrochina.com.cn 万方数据