考虑页岩纹层与裂缝网络的延长组页岩多尺度三维地质结构模型

摘要

现场调查表明,砂质纹层、凝灰质纹层和天然裂缝广泛地存在于陆相页岩储层中.本文对鄂尔多斯盆地页岩储层中的纹层和天然裂缝进行了多尺度研究,并构建了三维地质结构模型.首先,基于二维裂缝现场调查,利用蒙特卡罗模拟方法建立了研究区域的三维裂缝网络模型.然后通过多种观测手段获得由宏观尺度到微观尺度的纹层结构特征.对多尺度纹层厚度的统计分析表明,米级、分米级、厘米级、毫米级和10微米级等不同研究尺度下的纹层平均厚度分别为2.26m,2.09dm,1.70cm,1.48mm和11.7μm,呈现出分形特征,分形维数为1.06;不同研究尺度下的单层厚度均服从负指数分布规律,即各研究尺度下厚度越大的纹层,其层数越少,反之越薄的纹层其数量越多.最后,根据上述纹层平均厚度及概率分布函数特征,建立了页岩的多尺度纹层结构模型,并将其叠加在裂缝网络模型上,生成不同尺度下的页岩三维地质结构模型.模型输出的裂缝、纹层参数与研究区域的真实地质参数有着较好的对比验证.这项研究工作可为页岩气储层的水力压裂数值模拟和物理模型试验提供更可靠的地质模型.