地应力测量及应用-中石化江汉油田测录井公司

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Well Logging Engineering Company Jianghan Petroleum Administration SINOPEC
面古3井钻井诱导缝发育特征图（2630-2633m 面古3井钻井诱导缝发育特征图（2630-2633m）
井段2630-2633m： 井段2630-2633m：钻井 2630 诱导缝主要倾向345 °，走 诱导缝主要倾向345 34 向为75° 255 向为75°-255°。最大水平 75 主应力方向7 主应力方向75°-255° 。 255
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水力压裂法
σ h = ps
σH = 3σh − pf − pp + St = 3ps − pp − pr
St = p f − pr
1、侧压力系数λ随深度增加而减小。100/H＋0.3 ≤ λ ≤ 1500/H+0.5 侧压力系数λ随深度增加而减小。100/H＋ 两个水平主应力差异较大。 0.22、两个水平主应力差异较大。 σh / σH = 0.2-0.8
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利用成像测井资料地应力分析
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钻井井壁诱导缝法（应力释放缝） 钻井井壁诱导缝法（应力释放缝）
钻井诱导缝系钻井过程中地层应力释放而产生的裂缝。 钻井诱导缝系钻井过程中地层应力释放而产生的裂缝。诱导缝的最 大特点是沿井壁的对称方向出现，呈羽状或雁列状。 大特点是沿井壁的对称方向出现，呈羽状或雁列状。 钻井诱导缝在成像图上为一组平行且呈180°对称的高角度裂缝。 钻井诱导缝在成像图上为一组平行且呈180°对称的高角度裂缝。这 180 组裂缝的走向即为现今最大水平主应力的方向。 组裂缝的走向即为现今最大水平主应力的方向。
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井壁崩落法
在不同地质时期形成的各种岩石，都具有一定的强度，根据脆性破裂理 在不同地质时期形成的各种岩石，都具有一定的强度， 论，当作用应力差超过该处岩石的破裂强度时，就会产生井壁崩落现象，形成 当作用应力差超过该处岩石的破裂强度时，就会产生井壁崩落现象， 井壁崩落椭圆，其长轴方向与最小水平主应力平行。 井壁崩落椭圆，其长轴方向与最小水平主应力平行。 确定井壁崩落的基本准则： 确定井壁崩落的基本准则： a）井眼崩落井段必须超过一定长度； ）井眼崩落井段必须超过一定长度； b）两条井径中，其中较小的井径数值必须接近钻井的钻头尺寸； ）两条井径中，其中较小的井径数值必须接近钻井的钻头尺寸； C）当井斜时，扩径的长轴方向不能与井眼的高边方位一致。 ）当井斜时，扩径的长轴方向不能与井眼的高边方位一致。
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地应力测量及应用
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以东经100 105°为界， 以东经100-105°为界，分东西两区 100原地应力强度： 原地应力强度：西强东弱 最大水平主应力方向： 最大水平主应力方向： 西区以NNE SSW为主 NNE－ 西区以NNE－SSW为主 东区以E 东区以E－W为主
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一般情况下，深度H处的地层所受到的地应力，可以用三个方向上 一般情况下，深度H处的地层所受到的地应力， 的地应力表示。一个是垂直方向上的应力， 的地应力表示。一个是垂直方向上的应力，两个水平方向上互相垂直 的应力。 的应力。
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主要内容
一、概述 二、原地应力分布的基本规律 三、原地应力的测量及计算 四、地应力研究在油田开发中的应用
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基本概念
天然应力：在天然状态下，岩体内部存在的应力，又称初始地应力、 天然应力：在天然状态下，岩体内部存在的应力，又称初始地应力、原 地应力。 地应力。 次生应力： 次生应力：人类进行工程建设将会在一定范围内引起岩体初始应力的改 变，工程建设扰动后的岩体应力称为次生应力、二次分布应力。 工程建设扰动后的岩体应力称为次生应力、二次分布应力。 古地应力：指某一地质时期或某一重要地质事件之前的地应力。 古地应力：指某一地质时期或某一重要地质事件之前的地应力。 现今地应力：指目前存着的、正在活动的地应力。 现今地应力：指目前存着的、正在活动的地应力。 分析构造形态形成机理主要涉及古地应力。 分析构造形态形成机理主要涉及古地应力。石油工程主要关心现今地 应力。 应力。
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原地应力的确定
室内岩芯分析法，需要定向取芯，难度大、成本高。 室内岩芯分析法，需要定向取芯，难度大、成本高。 水力压裂法，优点是设备简单、操作方便、测值直观， 水力压裂法，优点是设备简单、操作方便、测值直观， 缺点是只能单层测量，地应力方向测不准 缺点是只能单层测量， 测井资料评价法，连续测量，成本低， 测井资料评价法，连续测量，成本低，可分析地应力大小 和方向。 和方向。
主要内容
一、概述 二、原地应力分布的基本规律 三、原地应力的测量及计算 四、地应力研究在油田开发中的应用
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原地应力的分布基本规律
主要内容
一、概述 二、原地应力分布的基本规律 三、原地应力的测量及计算 四、地应力研究在油田开发中的应用
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原地应力的测量及计算
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地应力分类
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面14-12-斜35地层倾角资料地应力分析 斜 地层倾角资料地应力分析
井段788 806米 788井段788-806米，椭圆井眼长 轴方向170-350° 轴方向170-350°，最小水平主 170 应力方向170 350° 170应力方向170-350°。
Baidu Nhomakorabea
井段826 839米 826井段826-839米，椭圆井眼长 轴方向15-195° 轴方向15-195°，最小水平主 15 应力方向15-195° 应力方向15-195°。 15
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原地应力的来源
• • • • 上覆岩体的自重压力 地层构造运动产生的构造应力 地层中的孔隙流体压力 地温梯度引起的地温应力
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地应力分类
总分类依据 分类 古地应力 地质年代 现地应力 重力 成 因 原 地 应 力 构造应力 热应力 扰动应力 垂向主应力 应力 方向 水平主应力 目前变化或正在变化的应力 上覆岩层重力引起的地应力分量（或产生）的应力 由构造运动产生的变形形成的各种构造行迹等 由温度变化在岩体内部引起的内应力增量 由于地表地下开采引起原地应力改变所产生的应力 由重力应力构成、基本上呈垂直向的主应力 由地壳中岩石侧向应力和水平构造应力构成、基本上呈水平向的 主应力 定义 泛指燕山运动前，或某一地质时期以前的地应力
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面古3井钻井诱导缝发育特征图（2544-2550m 面古3井钻井诱导缝发育特征图（2544-2550m）
井段2544-2550m： 井段2544-2550m：钻井 2544 诱导缝主要倾向5°，走向 诱导缝主要倾向5 为95°-275°。最大水平主 95° 275° 应力方向95° 275° 应力方向95°-275°。 95
原地应力在时间、空间上是一个相对稳定的非稳定场。 原地应力在时间、空间上是一个相对稳定的非稳定场。 在浅层地层，最大水平主应力σ 普遍大于垂直应力σ 在浅层地层，最大水平主应力σH普遍大于垂直应力σv 。
即，侧压力系数λ= σH/ σv＞1 侧压力系数λ=
原地应力的三个方向的主应力σ 原地应力的三个方向的主应力σv、 σH、σh均随深度的增加而增大。 均随深度的增加而增大。
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地应力方向的测井研究
1. 利用地层倾角双井径测井资料 2. 利用成像测井资料 3. 利用偶极声波测井资料
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中国原地应力的分区性
西南面受印度洋板块向NNE挤压 西南面受印度洋板块向NNE挤压 NNE 东面受太平洋板块向W 东面受太平洋板块向W俯冲 南面受菲律宾板块向N 南面受菲律宾板块向N俯冲 北面受西伯利亚板块阻挡
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