06地应力测量及计算2.ppt

第6章

地应力测量及计算围压下声发射法测量地应力流程图6.3地应力的测量方法图6-17声发射实验6.3地应力的测量方法6.3地应力的测量方法濮1井2724.45米45度岩样声发射示意图实例---濮1井岩芯试验6.3地应力的测量方法地应力计算模型4、波速各向异性当岩心从地下取出时，应力释放会在岩石中产生许多微小的裂隙，由于在最大水平地应力方向上岩心的松弛变形最大，因此，这些小裂隙将趋向于垂直最大水平主应力方向。微小裂隙的存在使得声波在岩心的不同方向上传播的速度不同，有明显的各向异性特征。岩石在原地层中所受应力大的方向上声波传播速度慢，反之在所受应力较小的方向上，声波传播速度则较快，据此判定地应力方向。6.3地应力的测量方法用测井资料解释地层地应力1、测井资料解释地应力模型一对于构造平缓地区，其水平主地应力主要来自于上覆地层压力，另一部分来源于地质构造力，此时分层地应力计算模型为：6.3地应力的测量方法2、测井资料解释地应力模型二对于构造运动比较剧烈地区，水平主地应力的很大部分来源于地质构造运动产生的构造地应力，不同性质的地层由于其抵抗外力的变形特点不同，因而其承受的构造力也是不同的，根据组合弹簧的构造运动模型推导出的分层地应力计算模型为：6.3地应力的测量方法3、测井资料解释地应力模型三对于大多数地层均为倾斜地层，其地层具有一定倾角和方位角。此时，考虑地层倾角和上倾方位角的地应力计算模型为：6.3地应力的测量方法最大主地应力方向的确定目前确定构造水平主地应力方向的方法，主要是油田四臂井径测井得到的大量测井曲线，解释井壁崩落形成的椭圆井眼是目前常用且较准确的一种方法。1、井壁崩落椭圆法确定地应力方向的基本原理6.3地应力的测量方法6.3地应力的测量方法**岩石力学基础6.1概述地壳的构造运动常使岩层产生褶皱、断裂和错动，这些现象的出现都是岩层或岩体受力的结果。构造应力自重应力温度应力其他应力一、基本概念原地应力(in-situstress)：指钻井（drilling）、油气开采（oilandgasproduction）等活动进行之前，地层中地应力的原始大小。研究的目的意义6.1概述二、地应力的分类6.1概述6.1概述地层地应力状态存在三种类型：(1)、垂向应力为最大主应力，即：(2)、垂向应力为最小主应力，即：(3)、垂向应力为中间主应力，即：地应力的成因6.2地应力的成因及分布特点产生地应力的原因是十分复杂的，也是至今尚不十分清楚的问题。30多年来的实例和理论分析表明，地应力形成主要与地球的各种动力运动过程有关，其中包括：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。另外，温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其它物理化学变化等也可引起相应的应力场。其中，构造应力场和重力应力场是现今地应力场的主要组成部分。6.2地应力的成因及分布特点6.2地应力的成因及分布特点6.2地应力的成因及分布特点地应力的成因6.2地应力的成因及分布特点产生地应力的原因是十分复杂的，也是至今尚不十分清楚的问题。30多年来的实例和理论分析表明，地应力形成主要与地球的各种动力运动过程有关，其中包括：板块边界受压、地幔热对流、地球内应力、地心引力、地球旋转、岩浆侵入和地壳非均匀扩容等。另外，温度不均、水压梯度、地表剥蚀或其它物理化学变化等也可引起相应的应力场。其中，构造应力场和重力应力场是现今地应力场的主要组成部分。6.2地应力的成因及分布特点地应力的分布规律通过理论研究，地质调查和大量的地应力测量资料的分析研究，已初步认识到浅部地壳应力分布的一些基本规律：1、地应力是一个具有相对稳定性的非稳定应力场，它是时间和空间的函数。2、实测垂直应力基本等于上覆岩层的重量。3、水平应力普遍大于垂直应力。4、平均水平应力与垂直应力的比值随深度增加而减小。5、最大水平主应力和最小水平主应力也随深度呈线性增长关系。6、最大水平主应力和最小水平主应力之值一般相差较大，显示出很强的方向性。6.2地应力的成因及分布特点地应力是在漫长的地质历史时期形成的，其影响因素较多，分布规律比较复杂。在我国，依据已积累的资料，对油田地应力的分布规律有以下认识。一）地质构造对地应力的影响二）断层对地应力的影响断层的形成是地层在地应力作用