一般来讲,断层带是一个破裂带,但不同的断层其形成时应力状态有区别,即使是同一条断层,其不同部位的应力状态也有区别,因此断裂带的裂缝发育程度对于不同的断层或同条断层不同的部位均是有别的。为了定量评价断裂带破裂,特别是张性破裂发育程度,本次研究计算了断裂带应力强度因子。由强度因子分布来评价断裂带的破裂发育情况。
对于断层上的断裂因子计算,采用下列方法:
基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法
式中:KⅠ———断裂带张应力强度因子,m(MPa)0.5;KⅡ———断裂带剪应力强度因子,m m(MPa)0.5;a———计算单元的裂缝半长,m;P(x)———断裂带的正应力分量,MPa;q(x)———断裂带的剪应力分量,MPa。
图3-34 埕北20断块偏应力分区评价图
这里主要计算KⅠ值。KⅠ值越大,说明断裂带张裂缝越发育,当KⅠ<0时,说明断层裂缝受压闭合,张破裂不发育。
输出结果,即将KⅠ值按照其值相对大小绘于断层面上(正断层标注方向为上升盘),用于对断裂带的裂缝分布评价。
除计算KⅠ、KⅡ外,还可以计算出断层带上能量释放率G*用于裂缝评价,其定义如下:
基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法
式中:G*——能量释放率,m2/MPa;E——断裂岩石的弹性模量,MPa。
采用上述方法对研究区埕北20和埕北30两个断块的断层应力场强度因子进行了计算,并输出了沿各条断层分布的KⅠ强度因子图(图3-35、3-36)。
从两图中KⅠ 值的分布可以看出,部分断层或一条断层的某一段KⅠ值大,说明这些区域断裂带的裂缝发育。而KⅠ 值较小(负值以零值绘出)区,断裂带的裂缝不发育。
图3-35 埕北30断块区断裂因子(KⅠ)分布图
图3-36 埕北20断块区断裂因子(KⅠ)分布图