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摘要
大型古岩溶洞穴是深层碳酸盐岩储层的重要储集空间类型，钻井揭示溶洞大多存在不同程度的垮塌角砾充填，对溶洞垮塌机制、垮塌模式及分布规律的认识直接影响此类油藏的高效开发。依据相似性理论，以塔河油田奥陶系储层大型溶洞为工程背景，利用融蜡成腔方法制作未充填、砂泥充填和水充填3类球型溶洞，开展溶洞垮塌的地质力学物理模型试验，揭示不同充填类型溶洞的垮塌机制，分析垮塌形态及破坏范围，建立溶洞垮塌体模式，根据其地震反射特征，探索不同类型溶洞垮塌体地震预测方法。结果表明：物理模型试验适用于塔河地区深层应力作用下溶洞垮塌研究，弥补了传统方法在直观、真实方面的不足；揭示了溶洞垮塌机制主要为压实破坏和剪切破坏，溶洞顶板及周边原岩垮落，并出现剪切滑移破坏带，范围为2～3倍洞径；砂泥充填溶洞稳定性大于水充填溶洞的稳定性，未充填溶洞稳定性最差；建立了2类溶洞垮塌模式，Ⅰ类垮塌模式主要受上覆重力影响，Ⅱ类垮塌模式主要受剪切应力影响，二者地震反射特征存在局部差异，综合有色反演、分频能量、GR反演及相干能量梯度等地震属性能够实现2类溶洞垮塌体的预测，研究区不同类型垮塌体分布预测结果与油井产能具有较好对应关系。
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单位中国石化石油勘探开发研究院; 山东大学
