《致密砂巖儲層裂縫評價方法及其應用》一書系統解決了致密砂巖儲層裂縫評價與開發的關鍵難題，提出三大創新突破。首創"儲層地質力學非均質建模方法"，實現從二維到三維的建模跨越，配套研發的軟件系統獲30余項國家發明專利；建立涵蓋薄片至盆地尺度的全維度裂縫表征技術，攻克裂縫開度、粗糙度等參數精準量化難題，并創新構建動態預測模型，首次實現開發過程中裂縫參數變化的動態模擬；在鄂爾多斯盆地華慶地區的元284先導試驗區實際應用中，使井位部署準確率提升30%，壓裂作業效率提高40%，形成了從理論創新到現場應用的完整技術鏈條。通過地質學、力學與計算機科學的深度交叉融合，為非常規油氣高效開發提供了創新的解決思路。

前 言

伴隨全球油氣勘探逐漸從常規走向非常規，致密砂巖儲層研究受到普遍關注并不斷取得突破。致密砂巖儲層是我國陸相沉積盆地中重要的油氣儲集層類型，同時也是我國石油工業的發展趨勢，目前已成為油氣勘探開發的新熱點。鄂爾多斯盆地是該類儲層的重要分布區，盆地致密油探明資源量達20億t，為長慶油田年產油氣當量突破6 000萬t夯實了資源基礎，將是“十四五”及中長期油氣上產穩產的重要領域。與傳統中高滲儲層相比，鄂爾多斯盆地三疊系延長組致密砂巖儲層具有典型的“三低”特征，且儲層非均質性強，盆地中廣泛發育的不同尺度構造裂縫決定了致密砂巖儲層的滲流能力，并影響油氣藏開發方案部署。

本書的研究對象是致密砂巖儲層中的天然構造裂縫。以鄂爾多斯盆地華慶地區元284先導試驗區為例，基于野外露頭、測井、鉆井、實驗、微地震監測及生產動態資料，本書運用地質學、力學、數學及計算機科學理論，提出儲層地質力學非均質建模方法，并研制相應的軟件系統，研究鄂爾多斯盆地華慶地區元284先導試驗區長6層組的地應力系統和裂縫系統，預測低滲透儲層裂縫的靜態與動態參數，并提出儲層的開發建議。

裂縫的表征和預測是一項世界級難題，本書基于已掌握資料對鄂爾多斯盆地延長組儲層裂縫開展初步研究，尚有很多問題有待進一步研究和探索，筆者希望可以通過本書與同行學者進行深入交流，豐富、完善儲層裂縫成因理論、預測方法。

本書主要內容

第1章綜述地應力、儲層裂縫表征和預測方面的研究進展。

第2章概述研究區延長組地層發育和地質概況。

第3章通過對野外露頭、巖心、成像測井、薄片及掃描電鏡的觀察描述，依據成像測井與陣列聲波測井資料，分析多個尺度力學參數與裂縫密度的相關性，通過野外觀測建立三維裂縫網絡模型，采用有限元與離散元相結合的方法分析裂縫性儲層的多尺度力學行為，確定地質力學建模中表征單元體的大小。

第4章通過采用多種方法綜合研究確定現今水平最大主應力方向，利用提出的儲層地質力學非均質建模方法，研發相應的軟件系統，模擬不同時期的應力場分布。

第5章依據建立的裂縫密度計算模型，結合古應力場模擬結果，得到燕山期、喜馬拉雅期裂縫線密度；在考慮裂縫面粗糙度的基礎上，建立裂縫面有限元地質力學模型，提出多因素約束下的油藏裂縫開度數值模擬方法。

第6章綜合裂縫開度理論預測模型和三維裂縫滲透率張量計算模型，實現裂縫性儲層雙孔雙滲建模。

第7章采用儲層裂縫數值模擬的方法，分析儲層裂縫孔滲參數在開發過程中的動態變化規律，確定裂縫孔滲參數的應力敏感性指數；在裂縫孔滲參數及地應力場數值模擬的基礎上，求得儲層破裂壓力、裂縫開啟壓力及井口注水壓力；利用水平井微地震監測結果，分析壓裂改造效果的影響因素。

作者介紹

劉敬壽男，山東濰坊人，博士（后），中國地質大學（武漢）教授，博士生導師，入選湖北省高層次人才計劃、校青年拔尖人才（A類），2019年獲李四光優秀博士研究生獎。主要從事儲層地質力學、非常規儲層裂縫形成機制與建模、地應力評價與應用及油區構造解析方面的教學、科研工作，形成了“石油構造分析與控油氣作用、非常規油氣儲層不同尺度裂縫表征與工程甜點預測的地質力學基礎研究”等穩定學科方向。目前主持國家自然科學基金、湖北省自然科學基金、中國博士后科學基金項目及校企合作課題20余項；以第一作者在GSA Bulletin、Tectonics、SPE Journal、International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences、Rock Mechanics and Rock Engineering、Engineering Geology、Geophysics及《石油學報》等期刊上發表論文30余篇；近十年來，以第一發明人授權國家發明專利30余項，登記軟件著作權10余項，獲教育部科技進步二等獎等省部級獎勵4項。此外，受邀擔任Frontiers in Earth Science期刊《非常規儲層地質力學》專刊客座主編，Journal of Marine Science and Engineering期刊《盆地分析與建模》專刊編輯，Applied Sciences期刊《地質力學與儲層模擬》專刊客座主編，Academic Editor of International Journal of Energy Research、《地質通報》青年副主編，《石油學報》、Petroleum Science、《地球科學》青年編委，GSA Bulletin、AAPG Bulletin、《中國科學: 地球科學》、《石油勘探與開發》、《石油學報》等多個期刊的審稿人。

具體研究方向包括：

（1）非常規儲層裂縫形成機制、定量預測及建模；

（2）四維應力場預測與應用；

（3）含油氣盆地構造解析；

（4）深層-超深層儲層地質力學實驗；

（5）潛山儲層古今應力場模擬與多期裂縫預測；

（6）儲層工程甜點評價的地質力學基礎理論。