第五章地应力分析报告.ppt

准噶尔盆地南缘地应力大小测定结果 准噶尔盆地南缘地应力值为： 最大水平主地应力：2.3-2.85 MPa 最小水平主地应力：1.7-2.10 MPa 上 覆 地 层 压力：2.3-2.45 MPa 地应力分布规律： 最大水平主地应力上覆地层压力最小水平主地应力 区域地应力场横向分布规律计算 板壳法计算地应力场： 板受力— 弯曲变形—曲率变化— 地层受力—地应力 板壳法计算地应力场计算公式： 板壳法预测地应力场横向分布计算实例 板壳法研究区域 板壳法预测地应力场横向分布计算实例 板壳法下第三系底最大地应力分布 板壳法下第三系底最大地应力方位分布 地应力纵向分布规律计算 不同深度，不同性质的地层其地应力大小及非均匀性不同，即地应力不是随井深增加而线性增大，对不同地层要分层计算地应力。 地应力主要来自于上覆岩层的自重及地质构造运动产生的构造应力，用公式表示为： 地应力纵向分布规律计算 由上覆地层产生的水平地应力，可根据弹性变形力学理论，假设在水平方向的变形受到限制，即（εx）V=（εy）V =0，由此可得到： 该部分地应力在水平方向相同，为均匀分布的 地应力纵向分布规律计算模式 由构造运动产生的地应力，由于构造运动的方向性，使得在水平方向产生的地应力不同。假设构造运动可分解为沿相互垂直的两个主方向（H方向和h方向）的向前平推运动，在两个方向的构造运动变形量分别为εH、εh；并假设在构造运动过程中各地层保持连续（不产生相互错动），根据广义虎克定律有： 地应力纵向分布规律计算模式 ?H 水平构造应力 地应力纵向分布规律计算模式 不同深度地层的分层地应力计算模式： εH、εh—表示构造运动激烈程度的构造应力系 数，由实测地应力值反算。 μ---泊松比，E----弹性模量 σH、σh———分别为最大、最小水平主地应力 地应力纵向分布规律计算实例 知识回顾Knowledge Review * ?h ?v ?H 根据断层特点确定地应力分布规律及地应力方向： 最大水平主地应力方向平行断层延伸方向 上覆地层压力?v 最大水平主地应力?H 最小水平主地应力?h 最大地应力方向 椭圆形井眼的长轴方向即为最小水平主地应力方向 最小水平主地应力方向 最大水平主地应力方向 成像测井测定地应力方向 σH σh σH σh 井眼坍塌破坏形状 地应力测定方法 上覆岩层压力由密度测井曲线经积 分求出。 水平主地应力测定方法主要有： 1、现场水力压裂试验法； 2、室内凯塞尔效应法 3、岩芯差应变试验法； 典型的水力压裂试验曲线 出现剪切裂缝 破裂漏失 停泵 裂缝闭合 裂缝重张 时间 井口压力 利用水力压裂试验数据计算地应力： 地层破裂压力（Pf）：地层破裂产生流体漏失时的井底压力 裂缝延伸压力（Pr）：使一个已存在的裂缝延伸扩展时的井底压力 裂缝闭合压力（PFcp）：使一个存在的裂缝保持张开时的最小井底压力， 它等于作用在岩体上垂直裂缝面的法向应力，即最小水平主地应力。 瞬时停泵压力（PISIP）：关泵瞬间的裂缝中的压力。它一般大于PFcp，两 者之间的差别一般在0.1～7MPa之间变化，它取决压裂工艺及岩石性质。 在低渗透性地层，两者近似相等。 水力压裂法测定地应力 裂缝闭合点（B点）确定方法： 利用裂缝闭合前后压力降低速度不同来确定。主要确定方法为：作出曲线的切线，其交点即为裂缝的开始闭合点。此外还有其它方法。 如：（1）最大曲率点法 （2）P---Log（t）图 （3）Log（P）----Log（t）图 凯塞尔效应法测定地应力的原理图 声发射数 压应力 凯塞尔效应点 凯塞尔效应测定地应力取芯方法 岩样尺寸?25?50 mm 试验装置及试验步骤 ～ ～ ～ ～ 6井 B5井 -2100 -2200 -2300 -2400 -2500 -2600 -2700 -2800 -2900 -3000 -3100 F10 F11 F3 F81 F5 海拔（m） W2Ⅳ W2Ⅳ W2Ⅴ W2Ⅵ W3Ⅲ F4 12mm 日产油:175m3 日产气:3039m3 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ？ 图 例 油 层 水 层 干 层 可能油层 ？ (TVD:3120.00m) (TVD:2812.57m) ？ NNW 10mm 日产油:211m3 日产气:28187m3 B5 6 5 剖面位置示意图 T′ T 涠洲12-1油田北块6井~B5井油藏剖面图 W2Ⅴ W2Ⅵ W3Ⅲ 19mm 日产油:675m3 日产气:52722m3 W3Ⅲ ？ ？ 0