断层对地应力场影响的有限元研究.pdfVIP

维普资讯 · 34· 第26卷 第2期 大庆石油地质与开发 G．O．D．D． 2007年4月 文章编号 ：1000-3754 (2007J02-0034-04 断层对地应力场影响的有限元研究 沈海超 ，程远方 ，王京印，赵益忠 (中国石油大学 石油工程学院，山东 东营 257061) 摘要：断层应力场研究是油气田开发等工程领域的难题之一。应用有限元方法研究了断层对地应力场 的影响规律，考虑的因素包括断层两侧 围岩的力学性质 (弹性模量、泊松 比等)、断层介质的力学性 质、断层的几何形态及边界条件。研究表明，这些因素对断层附近的地应力场分布有不同程度的影响， 其改变均能使地应力大小和方向发生变化，研究结果为油田断层发育区地应力的研究提供了参考依据。 关 键 词：地应力场；断层；岩石力学性质；有限元法；油气田开发 中图分类号：IE121 文献标识码 ：A Studyoffiniteelementoneffectsoffaults ongroundstressfield SHEN Hai—chao，CHENGYuan—fang，WANGJing—yin，ZHAO Yi—zhong (PetroleumEngineeringInstituteofChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061，China) Abstract：Faultstressfield studyisoneofproblemsin oiland gasfield development．Theeffectrulesoffaultson groundstressfieldarestudiedbyusingfiniteelementmethod，and severalfactorsareconsideredincludingmechanical propertyofsurroundingrockofbothsideoffaults(elasticmodelingquantity，Poissonratio，etc、)，mechanicalproperty offaultedmedium，faultgeometryandedgeconditions．Theresultsindicatethat，thesefactorshavedifferentinfluences onstressfielddistributionnearfaults．Theirchangesallmakergoundstressdergeeanddirectionvaried．Thisstudyre— suhprovidesreferenceforrgoundstressanalysisinfaultdevelopmentzoneofoilfield． Keywords：rgoundstressfield；fault；rockmechanical property；finiteelement；oil／gasfielddevelopment 地应力是油气资源评价、油田开发、油气井工程 料；④边界应力为区域应力，作用方向垂直于边界。 设计的重要基础资料之一，对于低渗油田的开发尤为 1．2 参数定义与取值 重要…。国内外大量的地应力测量结果表 明，不论 为便于分析，在此定义3个参数：①边界应力比 断层构造规模大小，都能对其附近的应力状态产生一 K=or。／ro ；②断层介质与周围岩石的弹性模量比K。 定的影响，且这种影响十分复杂 J。文献表 明。断 =el／e；③断层介质与周围岩石的泊松 比 = ／ 层规模是影响断层附近应力场的重要因素，规模越 。 其中，ro 为区域最大水平主应力；ro 为区域最 大，其对地应力大小和方向影响越大，应力场 的扰动 小水平主应力；e为周 围岩石弹性模量 ；e为