有限元数值模拟技术在潜山裂...地惠州凹陷惠州26构造为例_高中亮.pdf

第 6 9 卷第 2 期2 0 2 3 年 3 月地质论评GEOLOGICAL EVIEWVol 69No 2March，2 0 2 3注:本文为中海石油有限公司重大生产科研项目(编号:SCKY-2020-SZ-21)的成果。收稿日期:2021-12-28;改回日期:2022-10-31;网络首发:2022-11-20;责任编辑:刘志强。Doi:1016509/jgeoreview202211001作者简介:高中亮，男，1986 年生，硕士，工程师，主要从事石油地质方向研究;Email:gaozhl3 cnooccomcn。有限元数值模拟技术在潜山裂缝定量预测中的应用 以珠江口盆地惠州凹陷惠州 26 构造为例高中亮，李洪博，张丽丽，陈兆明，吴哲，吴婷婷，马云杰中海石油(中国)有限公司深圳分公司研究院，广东深圳，518054内容提要:潜山储层的裂缝发育预测是勘探开发领域一个技术难题。目前多采用地震刻画、地震属性提取、周边钻井资料揭示以及岩芯观察等方法对地下裂缝的分布情况进行预测，但存在不少问题。笔者等通过有限元数值模拟方法对珠江口盆地惠州 26 构造裂缝发育情况进行预测，并提出预测流程。该方法首先采用断层生长连接分析结合演化史分析建立合适的几何模型和数理模型，通过给定力学参数和边界条件，模拟裂缝主要形成期文昌期、恩平期的古构造应力场，最终通过对张应力和剪应力大小及分布的分析来预测储层构造裂缝的发育程度。模拟结果显示，文昌期裂缝强烈发育区位于 F2 断层西段和 F1 断层西段，在惠州 26 构造处，构造的高部位裂缝发育强度较强，在 4 井位置裂缝发育较弱，在 7 井位置发育较好的裂缝。恩平期受应力方向和大小的改变影响，主要的裂缝发育区集中在 F2 断层下盘惠州 26 构造高部位。将预测结果与钻井结果进行比较，预测结果和钻探结果较一致，印证了该方法在古潜山裂缝预测中的实用性。有限元数值模拟方法不仅能够恢复构造裂缝形成期构造应力场的分布情况，也可以对储层构造裂缝的分布及发育程度进行预测，为裂缝型潜山油气藏勘探开发提供技术支持。关键词:潜山裂缝;有限元数值模拟;断层生长连接;古构造应力场;珠江口盆地惠州凹陷(图 1)位于珠江口盆地珠一拗陷东部，由 4 个复式半地堑组成，可细分为 11 个次级洼陷。凹陷从西到东分别为惠西复式半地堑、惠北复式半地堑，惠南复式半地堑和惠东复式半地堑，控洼断层具有首尾相接的特点。惠州 26 洼位于惠州凹陷的西南部，主要受南部控洼大断裂 F1 控制(图 2)，从下到上发育有文昌组、恩平组、珠海组、珠江组、韩江组、粤海组、万山组及第四系沉积地层。洼陷自晚中生代以来经历了陆缘岩浆弧挤压隆升转换伸展掩埋定型 3 个阶段。在此过程中，惠州 26 洼控洼断裂经历了早期逆冲，晚期伸展活化两个阶段。惠州 26 构造位于控洼断层下降盘，为断层夹持的断背斜构造。基底发育潜山背斜，岩性以闪长岩、变质岩以及变质花岗岩为主。惠州 26 构造目前有 4 口井钻遇基底潜山，并且潜山储层都有大量的油气显示，但在测试产能方面，由于不同井所处构造位置的不同，油气产能测试结果差异较大，1 井优于 3 井优于 4 井。通过钻井揭示，其储层主要是潜山风化壳型和潜山裂缝型，并且不同井的油气成藏能力不同，其裂缝型储层裂缝发育良好，储层性质则好，裂缝不发育，储层物性则差，并且通过对 1 井的裂缝统计得知，发育两个期次的裂缝系统，其中 NENEE 体系切割 EWNWW(早期)体系。由此可见，裂缝发育的规模，方向以及连通性等都影响到裂缝型储层的好坏，正确预测裂缝是进行潜山圈闭勘探的重要环节。笔者等以惠州26 构造为例，在构造演化史分析的基础上进行潜山裂缝预测分析。1基于断层生长连接技术的构造演化过程分析断层生长连接分析技术是近年来国内外学者在断层剖面形态研究和断层长度和断层位移量研究的基础上(Watterson，1986;Peacock et al，1994;McLeod et al，2000;Walsh et al，2002;Bergen et al，2010;Torabi et al，2011)通过对生长断层的定量研究发展起来的一项技术。该技术通过对不同时期，不同位置断层的断距、断层生长指数、活动速率的统图 1 珠江口盆地凹陷发育图Fig1 Sag development map of the Pearl iver Mouth Basin计，动态、精细的还原断裂带的形成演化过程。大型断裂系统的演化是动态的(王海学等，2014)，一条长期发育断层的发育过程，一方面表现为断层的生长，另一方面表现为相邻断层之间的连接。单条断层的生长除传统的径向生长，还可以是先断层长度的增加，后断层位移量的生长，断层的连接则是独立的断层生长后期发生的相互作用的结果。随着断层长度的增加，重叠部位的应力场开始改变，新的断层产生并形成新的连接断层，断层的生长连接包括 5个阶段，即弱相互作用阶段，中等强度相互作用阶段，强相互作用阶段，连接阶段，合并阶段(阙晓铭，2013)。断层的连接改变了断层的分布格局，同时也控制着凹陷的演化过程。断层生长连接技术是分析断层构造变形、演化过程的有效技术，在区域构造研究、断层生长模型约束以及断裂系统相关油气藏圈闭的演化分析中起着重大作用(Bergenet al，2010)。惠州 26 构造为一滚动背斜构造，该构造在裂陷期受 F1 控洼断裂和 F2 断裂共同控制发育(图 2)，从钻遇岩性看，惠州 26 构造基底岩性为以蚀变闪长岩为主，夹杂蚀变辉绿岩以及蚀变花岗岩，上覆为第三系地层。惠州26 洼主要发育 NE 和 NWW 两个走向的断层，不同方向断层发育的先后顺序决定了洼陷发育的过程，也反映了不同时期区域应力场方向的变化，因此需要对这两条断裂进行生长连接的分析，进而为后续精确的几何建模建立基础。珠江口盆地是在燕山期花岗岩及加里东、海西、燕山期褶皱基底上演化形成的中、新生代含油气盆地，其形成过程受印度板块、欧亚板块接触碰撞以及太平洋板块对欧亚板块北西西向俯冲影响，盆地在不同时期表现出不同的活动性质，主要包括以下几个阶段:燕山期强挤压造山阶段期(约 170 90Ma)，处于挤压增生的大陆边缘，晚侏罗世白垩纪珠江口盆地在构造位置上处于俯冲形成的“弧盆”体系中，主要由陆缘火山弧及弧前盆地两部分组成。燕山末期弱挤压下的弧后周缘前陆造山后塌陷期(约 9080 Ma)，该阶段珠江口盆地整体表现为左行压扭的区域应力环境，在靠近岩浆弧区295地质论评2023 年图 2 珠江口盆地惠州 26 洼陷基底三维立体图Fig2 3D map of the basement in the HZ26 subsag，Pearl iver Mouth Basin域，发育具有挤压特征的周缘前陆盆地;远离岩浆弧区域为应力相对松弛的造山后塌陷构造环境，发育具有走滑拉分性质的断陷盆地。晚白垩世西太平洋型俯冲下古南海弧后扩张的挤压隆升剥蚀期(约8055 Ma)，该时期珠江口盆地该时期以隆升剥蚀为主，局部发育古新世断陷盆地，但分布局限，规模均较小，多表现为山间盆地的充填特征(郑金云等，2021)。在古新世仍处于隆升剥蚀为主的状态，造成古新统普遍缺失，到始新世开始进入裂陷阶段。在新生代经历了早始新世早渐新世时期的断陷、晚渐新世中中新世时期的拗陷(裂后)沉降和晚中新世以后的断块升降 3 个阶段，主要经历了 6次较大的构造运动，其分别为神狐运动、珠琼运动一幕、珠琼运动二幕、南海运动、白云运动以及东沙运动(贾培蒙等，2021;吴哲等，2022)。从早到晚沉积有文昌组、恩平组、珠海组、珠江组、韩江组、粤海组、万山组和第四系地层。在晚侏罗到白垩纪，惠州 26 构造及周边侵入了大量的火成岩，主要为花岗岩及花岗闪长岩，后期经历了长期的风化剥蚀夷平，侵入形成的花岗岩逐渐剥蚀裸露，构成该区域下层基底。惠州 26 洼在裂陷期的构造演化如图 3(g，h)，该时期处于南海扩张前的陆内裂陷阶段，惠州凹陷所在的珠一拗陷经历了两幕裂陷作用，第一裂陷幕为文昌组沉积时期，受太平洋板块俯冲后撤退的影响，区域应力场为 NNW向拉张，惠州 26 洼开始在前期挤压构造基础上形成断陷湖盆，该时期构造活动强烈，在控洼断层的控制下在湖盆中央形成了巨厚的中深湖相沉积，第二裂陷幕为恩平组沉积时期，区域应力场方向转为近 SN向拉张，在该时期断裂活动性较文昌期稍微减弱，湖水变浅，主要沉积中浅湖相沉积。伴随着裂陷的拉张，惠州 26 构造底部的火成岩在恩平组又遭受剥蚀，位于断层下降盘的惠州 26 构造，滚动形成背斜构造。由于前古近系地层在隆升过程中多被剥蚀，残存的裂缝较少，笔者等认为现今钻遇的潜山裂缝多形成于强烈裂陷期或者是早期裂缝的活化。因此笔者等主要以古近纪洼陷裂陷期的演化来约束该地区的应力应变过程。395第 2 期高中亮等:有限元数值模拟技术在潜山裂缝定量预测中的应用 以珠江口盆地惠州凹陷惠州26 构造为例通过分析惠州 26 洼控洼断裂 F1、F2 两条断裂在裂陷期的生长连接过程，明确了控洼断裂在该时期的发育演化过程，应力方向及裂缝发育活化的主要时期，明确了洼陷的演化过程，为有限元数值模拟中边界条件的选择以及模型的建立奠定基础。惠州26 洼控洼断裂的演化如下:(1)文六段沉积时期:惠州 26 洼控洼断裂文六段沉积时期，受 NNW 向区域应力场的影响，控洼断裂 F1 断层主要发育 NE 走向的西支断裂，F2 断裂发育部位也主要在 NE 走向一段，其中，F1 断裂有两个沉积中心，分别对应图中 A、B，F2 断裂沉积中心在 C 处(图 3a)。(2)文五段沉积时期:文五段沉积时期，F1 断层开始发育 NW 走向的一段，但活动强度较 NE 走向的一段微弱，此时的沉积中心几乎和文六段一致。此时的惠州 26 构造开始形成(图 3b)。(3)文四段沉积时期:文四段沉积时期，F1 断裂的东段完全发育，并且与 F2 断裂相连，此时，断裂主要的活动发生在 F2 转折部位和 F1 断层的转折部位，向两端活动性减弱(图 3c)。(4)上文昌期:该时期受惠州运动影响，惠州凹陷构造活动中心向北部迁移，惠州 26 洼控洼断裂的活动强度明显减小，在惠州 26 构造附近沉积厚度较小，F1 断裂几乎不活动，仅在 F2 断裂的西段有所活动，并沉积了较薄的文昌组沉积(图 3d)。(5)恩平期:恩平期，区域应力场转变为 NS 向拉张，在此区域应力场影响下，断裂主要的活动发生在 F2 转折部位和 F1 断层的转折部位，向两端活动性减弱(图 3e)。(6)东沙期:该时期受东沙运动影响，区域应力场转为 NE 向拉张，此时的控洼断裂部分活化，继续向上生长，形成长期活动断层(图 3f)。2构造应力场模拟有限元法是应用于构造应力场模拟的最广泛的数学模拟方法。其基本思想是将所研究的地质体以一定的方式(单元形状和节点个数)简化为有限个单元组成的离散化模型，再用相应的计算程序求出数值解答。利用有限元法数值模拟，可以反演区域内各点的应力状态，从而获得区域的构造应力场特征，加深认识区域内的构造演化。该方法是 20 世纪50 年代中期发展起来的一种数值计算方法，最初用于结构和应力分析，60 年代后期被引入地质构造分析中(Davis et al，1983;Higgins et al，1997)，我国495地质论评2023 年图 4 经格式转换后的基底层面及基底模型Fig4 The basement strata and basement model after format conversion从 20 世纪 70 年代中期开始将有限元数值模拟技术应用到地学领域(汪素云等，1980;王仁，1989;曾海容等，1996;谭成轩等，1997;梁海华等，1997;陈波等，1998;陈连旺等，1999，2001，2005;张贵宾等，2000)。通过有限元建模，研究人员可以比较直观的认识和理解构造应力场的特征和演化历史，并可以对其演化趋势做出预测(罗晓容，2000;陈祖安等，2004;王洪亮等，2011;唐永等，2012，2015;白玉柱等，2013;王月蕾等，2018)。三维构造应力场有限元模拟的过程包括构建几何模型，建立数理模型、确定力学参数、确定边界条件与模拟求解、模拟结果验证 5 个步骤。21构建几何模型三维有限元分析能够考虑层面形态及各层不同岩石物理属性受力差异之间的相互影响。本次研究充分考虑惠州 26 洼各个变形层之间相互影响，建立基于研究区域的三维有限单元模型，模型范围如图2 黑色边框所示。通过前面章节断层生长连接研究，研究区文昌期受到 NNW 方向的拉张作用。文昌期晚期和恩平期受 SN 方向区域拉张应力作用。为了使模型受力状态更接近实际，将整个研究区的模拟对象设计为矩形体，为了保持应力方向与矩形体边界垂直，确定文昌期矩形体为北东走向，文昌晚期及恩平期矩形体为近东西走向，同时为了便于应力加载，将不同时期的坐标系统调整为与矩形模型的边界垂直(图 6)。综合考虑岩性特征及层面资料限制，将整个模拟层进行粗化合并，结果如表 1。因本文主要模拟的是裂陷期文昌期和恩平期的裂缝发育情况，因此文昌期的模型中主要为基底地层和文昌组地层，中间用基底层面将地层分割，恩平期的模拟中主要为基底地层、文昌组地层和恩平组地层，用基底面和文昌组顶面分割，因本次主要研究对象为基底面，因此在图 4 中展示了基底面的几何模型(图 4a)和模型建好后的基底部分的模型，并赋予不同的部件相应的力学参数进而模拟对应的地层(图4b)。层位 C1 为恩平组地层，除了断陷边缘和部分古隆起外，一般地层厚度都大于 1000 m。恩平组地层下部为大套砂岩夹泥岩，上部为黑灰色泥岩与灰色砂岩不等厚间互层夹煤层。C2 为文昌组地层，厚度最大达 2000 m，底部为砂岩夹薄层泥岩或砂泥互层;向上主体部位以泥岩为主，深灰色泥岩厚度可达120 m 左右，为浅湖中深湖相沉积;上部由泥岩夹薄层粉砂岩组成。C3 为前古近系地质体，为一套花岗岩夹杂喷发岩体，设计厚度 2000 m。表 1 珠江口盆地惠州 26 洼陷力学层划分Table 1 Division of mechanical layer in theHZ26 subsag，Pearl iver Mouth Basin地层界面岩石力学层厚度岩性概述恩平组C11000含煤层系，砂泥互层文昌组C22000泥岩为主，砂泥互层基底C32000花岗岩夹喷发岩体22建立数理模型221材料属性的确定几何模型仅仅展示了研究区地层格架的空间形态，真正能够参与计算的是数理结构模型。笔者等595第 2 期高中亮等:有限元数值模拟技术在潜山裂缝定量预测中的应用 以珠江口盆地惠州凹陷惠州26 构造为例图 5 基底及整体模型网格单元划分Fig5 The grid element divison of the basement and the whole model模拟对象为珠江口盆地惠州 26 洼基底裂陷期基底潜山，其各层段岩石力学参数根据测井数据反推获得(表 2)。根据不同层段的岩性，设计了分层的几何模型，每层赋予相应的力学参数，并给断层赋予相应参数。表 2 珠江口盆地惠州 26 洼陷各个力学层力学物理参数Table 2Mechanicalandphysicalparametersofeachmechanical layer in the HZ26 subsag，Pearl iver MouthBasin弹性模量(GPa)泊松比地层密度(kg/m3)基底490252800文昌组450282500恩平组38032500断层25031600表 3 珠江口盆地惠州 26 洼陷物理模型边界条件Table 3 Boundary conditions of physical model of the HZ26 subsag，Pearl iver Mouth Basin时期模型垂直 X 轴方向垂直 Y 轴方向垂直 Z 轴方向X 方向X 负方向Y 方向Y 负方向Z 方向Z 负方向文昌期I约束 X 方向自由度约束 X 负方向自由度全约束施加 Y 负方向均值应力全约束施加重力恩平期II约束 X 方向自由度约束 X 负方向自由度全约束施加 Y 负方向均值应力全约束施加重力222网格单元划分惠州 26 地区自晚中生代以来，经历陆缘岩浆弧挤压隆升转换伸展掩埋定型 3 个阶段。构造形态较为复杂，为了突显重点部位的应力特征以及减少人为误差，采用人工控制与自动划分相结合的方法，对研究区进行了网格化。依据 C3D10M 单元，兼顾计算机容量和复杂程度，从地质模型中抽象出力学模型，划分出 44572 个单元和 54683 个节点，为了便于展示在图 5 中展示了本次裂缝模拟的基底部分的网格单元划分结果(图 5a)和整体的网格单元划分结果(图 5b)。223边界条件确定及应力大小断层生长连接分析及洼陷演化史分析表明，裂陷期是裂缝活化发育的关键时期，惠州 26 洼在裂陷期主要受两期构造作用，在上文昌时期区域应力场方向为 NNW 向，下文昌组时期区域应力场方向发生了改变，从北北西向转变为近南北向。同时，每个时期区域应力场都为拉张应力(图 4)。在地质分析的基础上，对模型进行了大量的试算。结合前面断层生长连接确定的区域应力场方向以及洼陷的发育拉张史，在文昌早期，拉应力方向为 NNW 向，为水平应力，垂直方向上受上覆地层的重力作用，在与拉张方向垂直的方向上受到围岩施加的束缚作用力，前文提到，在此时期为了保证力的方向与模型边界垂直，改变了模型的坐标系统，确定在文昌期的模型I，矩形体为北北东走向，晚文昌期和恩平期的模型II，矩形体为近东西走向，因此在模型 I 的 X 轴正负方向，Y 轴的正方向施加约束，代表隆起及转换带的约束作用，在 Y 轴负方向施加拉张作用力，代表区域应力的方向以及在该方向上裂陷的拉张，Z 轴负695地质论评2023 年图 6 边界条件示意图Fig6 Schematic diagram of boundary conditions方向为自由面，施加重力，Z 轴正方向施加约束，代图 7 应力场模拟结果:(a1)早文昌期拉张应力分布图;(a2)早文昌期剪应力分布图;(b1)晚文昌期、恩平期拉张应力分布图;(b2)晚文昌期、恩平期剪应力分布图Fig7 Simulation results of stress field:(a1)tensile stress distribution in early wenchang;(a2)shear stress distribution in earlywenchang;(b1)tensile stress distributionof in late，wenchang and Enping periods;(b2)shear stress distributionof in latewenchang and Enping periods表基底支撑作用，在晚文昌期和恩平期拉应力方向为近南北向，在模型 II 的的 X 轴正负方向，Y 轴正方向施加约束，代表隆起及转换带的约束作用，在 Y轴负方向施加拉张作用力，代表区域应力的方向以及在该方向上裂陷的拉张，在 Z 轴负方向为自由面，施加重力，Z 轴正方向施加全约束，代表基底支撑作用，约束条件见表 3。根据区域应力资料，结合现今测井所获得的地应力值，并且对比了古构造活动强度的差异，确定文昌期最大主应力值为 32 MPa，恩平期最大古应力值为 28 MPa。23古构造应力场模拟结果利用有限元模拟软件对惠州 26 地区构造应力进行裂陷期三维有限元计算分析，结果显示，应力大小和方向在不同时期变化明显，主要集中在洼陷内部(图 7)。下面针对惠州 26 地区裂陷期的应力大小进行详细讨论。模拟结果显示，早文昌期(a1、a2)，在 F1 断层西段以及 F2 断层下降盘为应力高值区，惠州 26 构造处应力处于中值地带，构造带之间由低应力值区分割开，古隆起上应力偏低。整体表现为 NWW 向条带状分布，与构造位置，区域应力场方向有较好的对应关系，说明应力大小的不同导致了地层变形的不同，高应力值区致使岩层发生较为强烈的变形。晚文昌期至恩平期(b1、b2)，由于区域应力场795第 2 期高中亮等:有限元数值模拟技术在潜山裂缝定量预测中的应用 以珠江口盆地惠州凹陷惠州26 构造为例的方向和大小发生了变化，导致惠州 26 地区应力值的大小和方向也相应发生了改变，并且高值应力的区域发生了变化。高值应力主要发生在 F2 断裂的下降盘，F1 断裂下降盘的高值区逐渐变小，推测与应力场的方向发生变化有关系。同时在这一时期由于区域应力值大小的下降，模拟的应力值大小也相应降低。这一时期拉张应力场的方向主要为 SN 方向，在断裂的局部位置张应力场方向会产生变化。通过反复的设置边界参数以及应力方向和大小，发现在岩性确定的情况下应力值分布的区域差异主要受应力方向以及断裂发育的影响，在断层裂开强烈处下降盘应力强于上升盘，在隆起及断层发育微弱处，应力相应较小。而局部应力场方向的变化主要受地形及断层共同控制。图 8 珠江口盆地惠州 26 洼陷惠州 26 构造裂缝发育强度图Fig8 Fracture development intensity diagram of the HZ26 structure in the HZ26 subsag，Pearl iver Mouth Basin3惠州 26 构造潜山裂缝预测31岩石破裂系数以古应力场模拟结果为基础，进行裂缝研究，岩石破裂强度的确定至关重要。在应力作用下，岩石内部的破裂形式主要有两种:一种是张破裂，一种是剪破裂。其中，剪破裂根据库伦摩尔剪切破裂准则来进行判别，张破裂根据格里菲斯破裂准则来判别。由研究区目的层的已钻井测井裂缝识别成果，分析研究区目的层在裂陷期的裂缝发育特征可知，目的层在该时期的裂缝以共轭剪切缝为主，伴有局部张裂缝的发育，因此，需要同时给出岩石的抗张强度和抗剪强度，根据选择的岩石强度准则，需要确定岩石的内聚力，内摩擦角和岩石的抗张强度等岩石力学参数。根据测井资料得到的断层纵波波速 Vp、纵波时差、横波波速、横波时差等物理量，分别利用经验公式计算岩石的内聚力、内摩擦系数和内摩擦角等系数。再根据计算得出的岩石力学参数，计算得出基底岩石裂陷期发生剪破裂的临界值为 22MPa，张破裂的临界值为 10 MPa。32裂缝发育预测根据成像测井资料以及演化史综合分析，基底裂缝主要有两组走向分别是 NE 向和 NWW 向，裂缝发育活化的主要时期发生在裂陷期，晚期裂缝不发育。因此在应力预测的基础上，提取基底层中模拟出的张应力和剪应力，并对图 2 红色边框范围内的惠州 26 构造进行了文昌期和恩平期的裂缝密度预测。笔者等采用多参数多方法综合进行裂缝预测，首先求取地层综合破裂值 Fv(公式 1)和地层形变能值 Eg(公式 2)，然后将二者结合成像测井数据进行多元线性回归分析，并进行了地层裂缝密度 Fd的综合判断(公式 3)，结果如图 8、图 9。地层综合破裂值 Fv:Fv=1T+2F;(1)T=tT;F=nN;式中:T 张破裂系数;F 剪破裂系数;t 破裂面张应力;T 岩石抗张强度;n 破裂面剪应力;895地质论评2023 年T 岩石抗剪强度;1 张裂缝在本区所占比例;2 剪裂缝在本区所占比例，根据岩芯观察统计，本文中 1值为 02，2值为 08。地层形变能力值 Eg:Eg=12+22+322E2(12+23+31)2E(2)1、2、3为主应力;E 为杨氏模量;为泊松比;地层裂缝密度 Fd:Fd=a1Fv+a2Eg+a3Fv Eg(3)a1=7083;a2=186;a3=1394。根据上述公式，将计算结果成图，预测结果如下:文昌期:裂缝强烈发育区位于 F2 西段和 F1 西段，在洼陷中部发育中等发育区，在古隆起上裂缝发育强度稍弱，在惠州 26 构造处，受构造滚动影响，构造的高部位 1 井位置裂缝发育强度较强，在 4 井位置，由于裂开晚，断距小，裂缝发育不如其他几口井，在 7 井位置，主要受 F2 断裂影响，断裂周边裂缝较发育，因此也发育较好的裂缝。恩平期:主要受应力方向和大小的改变影响，主要的裂缝发育区集中在 F2 断层下降盘处，在 F1 断层下降盘也发育较好的裂缝，在其它地区裂缝发育程度呈现不同程度的下降，惠州 26 构造位置，裂缝发育程度稍弱于洼陷内部其他地方，强于隆起区基底裂缝发育强度，其裂缝模拟结果与文昌组具有相似性，在 1 井位置的构造高部位受断块滚动的影响，裂缝最发育，其次是 3 和 7 井位置。整个裂陷期裂缝发育整体效果如图 9，整体上看，受滚动背斜影响，1 井处于背斜高部位，裂缝发育最强，3 井和4 井都位于背斜边部，但 3 井位置断距更大，断裂活动更强烈，因此裂缝发育强度较 4 井位置强，7 井靠近 F2 断层，受该断层影响，裂缝也较发育。笔者等将预测的结果与钻井结果进行了对比，钻井结果显示如表 4，根据对比，可以看出预测结果和钻探结果趋势上较一致，其差异变化主要是由于钻井位置的不同以及古应力场模拟的准确程度的影响，印证了该方法在古潜山裂缝预测中的实用性。4结论(1)控洼断裂发育方向及先后顺序的不同决定了建模时应力加载方向的变化以及裂陷模型的建图 9 裂陷期裂缝发育强度图Fig9 Fracture development intensity diagramduring rift period立，笔者等通过测试得出，应力场大小和方向的在裂表 4 珠江口盆地惠州 26 洼陷惠州 26 构造裂缝预测与实钻结果对比表Table 4 Comparison of fracture prediction and actualdrilling results in the HZ26 structure，HZ26 subsag，Pearliver Mouth Basin井名钻井裂缝条数(条/m)预测裂缝密度惠州 26-158427惠州 26-328253惠州 26-4不发育081惠州 26-739258缝发育的过程中起着主要作用，因此笔者等采用断裂生长连接分析方法结合有限元数值模拟技术有效的证明了上下文昌期区域应力场方向的变化及断层发育过程。在上文昌期，局部应力场分布方向为北西向，主要分布在北西走向的断裂周围，反映的区域应力场为北北西向，在下文昌晚期转为南北向，局部应力高值区出现在近东西走向的 F2 附近，反映在晚文昌期，应力场方向转变为南北向。(2)通过局部应力场的分布预测已钻井周边构造裂缝发育相对程度，笔者等运用了地层综合破裂值 Fv，地层变形能力 Eg 和地层裂缝密度共同表征裂缝发育强度 Fd，有效避免了单一方法预测的片面性。(3)模拟结果显示，惠州 26 洼文昌期裂缝强烈发育区位于 F2 断层西段和 F1 断层西段，在惠州 26构造处，构造的高部位裂缝发育强度较强，在 4 井位995第 2 期高中亮等:有限元数值模拟技术在潜山裂缝定量预测中的应用 以珠江口盆地惠州凹陷惠州26 构造为例置裂缝发育较弱，在 7 井位置发育较好的裂缝。恩平期受应力方向和大小的改变影响，主要的裂缝发育区集中在 F2 断层下盘惠州 26 构造高部位，裂缝发育程度稍弱于洼陷当中其它地方。(4)惠州 26 洼断裂发育的先后顺序以及不同位置活动强度的差异及岩性的不同导致了惠州 26构造不同部位的裂缝发育程度的好坏，进而影响到储层物性和油气成藏。通过有限元数值模拟技术预测的裂缝发育程度与实际钻探结果较为吻合，印证了该方法在珠江口盆地其它地区推广的可行性。参考文献/eferences(The literature whose publishing year followed by a“”is in Chinesewith English abstract;The literature whose publishing year followed by a“#”is in Chinese without English abstract)白玉柱，周庆 2013 逆冲断层错动形成变形场及应力场的有限元模型 以映秀青川断层为例 地震地质，35(4):721730陈波，田崇鲁 1998 储层构造裂缝数值模拟技术的应用实例 石油学报，19(4):5154陈连旺，陆远忠，郭若眉，许桂林，张杰 2001 华北地区断层运动与三维构造应力场的演化 地震学报，(4):349361陈连旺，陆远忠，张杰，许桂林，郭若眉 1999 华北地区三维构造应力场 地震学报，(2):2837陈连旺，杨树新，谢富仁，陆远忠，郭若眉 2005 中国大陆构造应力应变场现今年变化特征的数值模拟 中国地震，(3):341349陈祖安，白武明，林邦慧，王新华，许国凯 2004 1966 年以来华北地区一系列七级大震破裂过程的数值模拟 地球物理学报，47(6)贾培蒙，张向涛，陈维涛，刘培，罗明，王文勇 2021 珠江口盆地惠州凹陷惠州 21 古潜山的形成演化及其对深层油气成藏的控制海洋地质前沿，37(12):2837李岩峰 2004 岩石圈根拖曳作用在青藏高原西部和东部造山中的比较研究 地球物理学报，47(6):10531060梁海华，丁中一，潘懋，侯建军，郑文涛，刘锡大 1997 吐鲁番哈密盆地中新生代构造变形的数值模拟分析 地震地质，19(4):370378罗晓容 2000 数值盆地模拟方法在地质研究中的应用 石油勘探与开发，(2):610+137阙晓铭 2013 断层的生长连接研究进展 岩性油气藏，2(1):1115谭成轩，王连捷，孙宝珊，徐守礼，胡道功 1997 含油气盆地三维构造应力场数值模拟 地质力学学报，3(1):7180唐永，刘怀庆，黎清华，沈传波，陈友智 2015 广西灵山断裂带构造应力场地质分析及活动性预测 大地构造与成矿学，39(1):6275唐永，梅廉夫，陈友智，唐文军，肖安成 2012 川东北宣汉达县地区构造应力场对裂缝的控制 地质力学学报，18(2):120139汪素云，陈培善 1980 中国及邻区现代构造应力场的数值模拟 地球物理学报，(1):3545王海学，李明辉，沈忠山，付晓飞，程志远，王彪 2014 断层分段生长定量判别标准的建立及其地质意义以松辽盆地杏北开发区萨尔图油层为例 地质论评，60(6):12601264王洪亮，白武明，王青平 2011 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