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滩坝砂岩储层是典型的致密砂岩储层,滨浅湖地带最为常见。滩坝砂岩中发育着大小不等、随机分布的微孔隙,在这些微孔隙的影响下,岩石的强度特征、变形特征等力学特性变得更加复杂。对于致密砂岩油藏的开发而言,储层岩石的力学特性直接影响着水力压裂方案的参数设计和现场压裂施工的油气采收率,对精细分层压裂技术和注水技术的研究也起着很大的制约作用,如何准确标定储层岩石的力学参数显得尤为重要。本文以东营某油井凹陷滩坝砂岩储层水力压裂改造工程为典型依托,基于现场取心岩样的物理力学试验数据和地质测井资料,从物理力学试验和数值模拟试验两个角度,分别研究了致密砂岩储层力学参数与微孔隙结构的关系及变化规律,并运用统计学方法将物理力学试验数据和数值试验数据进行整体回归分析,得到以孔隙度为主变量的致密砂岩储层力学参数预测模型,再由该预测模型反演目标油井不同埋深储层岩石的力学参数,建立三维地层水力压裂模型进行数值试验来验证该预测模型的合理性。具体内容可分为以下四个方面:(1)从不同埋深储层钻孔采样所获取的实际岩心入手,整理归纳出物理岩心的力学试验数据和地质测井资料,并进行初步探究性分析,尝试寻求不同埋深储层岩石力学参数与孔隙度之间的内在关系。(2)以物理岩心为标准,基于有限元分析软件RFPA 2D,充分考虑岩石介质的非均匀性和微孔隙空间分布的随机性,建立不同孔隙含量、不同孔径大小的微孔隙结构数值岩心,探讨了单轴压缩条件下数值岩心中微孔隙含量、孔径大小对致密砂岩力学参数的影响及变化规律。(3)应用数值模拟方法,结合物理力学试验结果以及测井资料中不同埋深储层岩石的孔隙度,用RFPA 2D软件建立与物理岩心相对应的数值岩心,对不同微孔隙结构数值岩心的弹性模量、应力峰值强度、残余应力强度及泊松比等力学参数进行数值分析,并将物理力学试验结果与数值模拟结果进行整体回归分析,得到以孔隙度为主变量的致密砂岩储层力学参数预测模型。(4)基于砂岩储层力学参数预测模型和地质测井资料,建立目标油田的三维水力压裂模型,探讨三维水力压裂裂缝的扩展形态,并将数值模拟试验与现场施工2种压裂曲线进行效果分析,发现二者的压裂压力在变化趋势上基本一致,且压裂段的起裂压力与延伸压力相差也较小,验证了该研究成果及方法的合理性和适用性。