水压致裂应力测量系统柔性分析及其对深孔测量的影响.PDF

第２６卷　第４期 现　代　地　质 Ｖｏｌ２６　Ｎｏ４ ２０１２年８月 ＧＥＯＳＣＩＥＮＣＥ Ａｕｇ２０１２  水压致裂应力测量系统柔性分析及其对 深孔测量的影响 １ １ １，２ 王成虎 ，宋成科 ，邢博瑞 （１中国地震局 地壳应力研究所，北京　１０００８５；２中国地质大学 工程技术学院，北京　１０００８３） 摘要：在中国大陆范围内广泛使用的钻杆式水压致裂测试系统由６个部分组成，分别为压力流体控制系统、高压水泵、 动力系统、数据记录系统、跨接式封隔器和钻杆系统。该套测试系统又可以分为两类，一种是针对孔深＜１００ｍ的浅孔 测试系统，一种是针对孔深＞１００ｍ的深孔测试系统。对于钻杆式水压致裂系统，钻杆、连接管线以及钻孔变形对系统 柔性影响均极微小，封隔器变形和压裂液压缩性是主要影响因素。当测试深度小于１００ｍ时，测试系统柔性主要受封 隔器变形和系统压裂液压缩性控制；而当测试深度大于１００ｍ时，测试系统柔性主要受系统压裂液压缩性控制。对于 深孔测试，钻杆式水压致裂测试系统柔性过大，会影响重张压力Ｐ 的准确确定。为了消除系统柔性对深孔测试的影 ｒ０ 响，可以通过其他方法来确定实验段岩体抗拉强度 Ｔ，进而确定最大水平主应力Ｓ，或者通过其他方法来直接估算 ｆｈ Ｈ Ｓ。在未来的研究工作中，开发井下传感器和井下流量计将是从根本上消除测试系统柔性影响的一条可靠途径。 Ｈ 关键词：水压致裂；测量系统柔性；重张压力；钻杆式；流量 中图分类号：Ｐ６３４　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　文章编号：１０００－８５２７（２０１２）０４－０８０８－０９ ＣｏｍｐｌｉａｎｃｅｏｆＤｒｉｌｌｉｎｇｒｏｄＳｙｓｔｅｍｆｏｒＨｙｄｒｏｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｉｎＳｉｔｕＳｔｒｅｓｓ ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＩｔｓＥｆｆｅｃｔｏｎＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓａｔＧｒｅａｔＤｅｐｔｈ １ １ １，２ ＷＡＮＧＣｈｅｎｇｈｕ，ＳＯＮＧＣｈｅｎｇｋｅ，ＸＩＮＧＢｏｒｕｉ （１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｒｕｓｔａｌＤｙｎａｍｉｃｓ，ＣｈｉｎａＥａｒｔｈｑｕａｋｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８５，Ｃｈｉｎａ； ２ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｗｉｄｅｌｙａｃｃｅｐｔｅｄｈｙｄｒｏｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎＣｈｉｎａｍａｉｎｌａｎｄｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｓｉｘｐａｒｔｓ，ｉｅｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍｆｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｆｌｕｉｄ，ｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｍｐ，ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ，ｄａｔａｒｅｃｏｒｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｓｔｒａｄｄｌｅｐａｃｋｅｒｓ， ａｎｄｗａｔｅｒｔｉｇｈｔｄｒｉｌｌｉｎｇｒｏｄｓ．Ｔｈｉｓｗｈｏｌｅｔｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｔｗｏｋｉｎｄｓ：ｏｎｅｉｓｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｔｅｓｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｆｏｒｂｏｒｅｈｏｌｅｓｗｉｔｈｄｅｐｔｈｌｅｓｓｔｈａｎ１００ｍ，ｔｈｅｏｔｈｅｒｉｓｔｈｅｄｅｅｐｔｅｓｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｂｏｒｅｈｏｌｅｓｗｉｔｈｄ