川东南地区作为中国页岩气资源富集的重要区域，其深层页岩气资源潜力巨大，但勘探开发面临诸多挑战。随着页岩气开发由中浅层向深层（埋深3500～4500m）和超深层（埋深＞4500m）推进，复杂构造区的地应力场扰动问题日益凸显。深层页岩气藏的地应力大小、方向及结构分布规律不清晰，导致水平井产能差异大、压裂改造效果不稳定，甚至诱发工程问题如频发突变和诱导地震。川东南地区受多期构造运动影响，褶皱和断裂发育，地应力场扰动复杂，表现为最大水平主应力方位偏转、应力值异常变化等。此外，岩性非均质性和孔隙压力变化进一步加剧了地应力场的复杂性。这些因素严重制约了页岩气的规模效益开发，亟需明确地应力场扰动的主控因素及其对页岩气富集与开发的影响，为勘探部署和工程实施提供科学依据。相关研究认识刊登在《石油学报》第46卷第4期。

（1）创新提出了川东南地区按现今的地应力方位可划分为5个区域，整体的地应力方位以EW向（95°±5°）为主，盆内的应力机制以走滑状态为主，侧向压力系数犓受埋深影响弱，K值主要集中分布在0.90～1.12，泸州区块的页岩相较于永川、丁山等区块的页岩K值更接近于１，接近静岩应力状态，应力集中程度更高。

（2）揭示了褶皱与断裂对地应力场扰动的力学机制。川东南地区页岩变形地质体的中和面位于龙一段1小层—2小层附近，以NE向褶皱的现今地应力方位偏转最大。在褶皱中和面之上的张性应力扰动区，地应力方位顺着褶皱方向逆时针偏转，偏转角度受岩石力学层的强度影响，且应力规模变小，而在中和面之下和翼部的应力状态则相反。NE向或NW向的三级以上断裂对川东南地区地应力扰动的影响最大，越靠近断裂，地应力越沿着断裂走向偏转，使得最小水平地应力减小15～20MPa，差应力增大10～21MPa。断裂带内的地应力扰动强度由中部向端部变强，由下盘向上盘变强，且扰动范围变宽。

（3）创新阐明了岩性非均质性与孔隙压力对中深层地应力的扰动规律。富硅质页岩岩相相比富黏土质页岩岩相的地应力值低。在高陡地层的岩性界面处，地应力方位发生偏转的角度小于12°。页岩生烃增压对最小水平主应力的影响大，且泸州区块页岩的生烃增压相对于其他页岩气区块所造成的地应力变化更大。开采过程中的孔隙压力衰减会使得地应力变小，地应力方位顺断裂裂缝走向发生偏转，最大偏转角度可达35°。

（4）首次建立了地应力场扰动对页岩气富集高产的评价模型。在褶皱区中和面之下、向斜区或四级以下的NE断裂附近，裂缝的封闭系数在1.6以上，保存条件好，含气量较高。纵向上的岩性非均质性使得五峰组—龙一段存在3套强应力隔档层，限制了水力压裂裂缝的缝高，其中，在龙一段3小层1亚小层的薄弱层内，水力压裂缝的扩展程度大，改造效果更好。平面上，川东南地区拉张应力扰动区内的应力状态以弱—强拉张走滑为主，应力规模小，水平两向应力差小，易于形成复杂缝网，且产量较高，是下一步勘探开发的重点区。

论文链接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202504006