应力场分析与裂缝预测
《应力场分析与裂缝预测》第5章-2天然裂缝与人工裂缝的识别
天然裂缝
人工裂缝
裂缝面常有矿物充填
裂缝位于岩心内（裂缝终止于岩心 内，不与岩心边缘相交）
形状很不规则或呈贝壳状（细粒岩 石更如此）
在长距离内平行于某一划痕或定向 沟；
具有一个至多个平行组系出现，且 尽管层理倾角随深度变化，但裂缝
分布规则
面始终平行于岩心轴；
具有擦痕面,其指示天然断裂作用 与层面一致； 过程中剪切和最大应力方向
80
16308000
4776000 4775000 4774000
Qd4
Qd8
Qd1
Qd21
Dsh1
Dsh2 Qd7 Qd22
Qd3 Qd25
Qd9
16310000
Qd6
16312000
Qd5
4778000
4777000
4776000
4775000
4774000
柳中示踪迹解释结果
4773000
4772000 16304000
= DI ( 1 + 2 + ⋅ ⋅ ⋅ + 1 + ⋅ ⋅ ⋅ + 1 )
T1 T2
Ti
Tn
(1)
∑ = DI n 1
T i =1 i
其均方差或标准差等43; P2 (1− P2 ) + ⋅⋅⋅ + Pi (1− Pi ) + ⋅⋅⋅ + Pn (1− Pn )
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风化裂缝分布特征： • 发育在风化壳中，常呈蜂窝状，具有含氧化 物的粘土物质（红色）充填
溶蚀裂缝分布特征： • 宽度大，形状不规则，在垂向渗虑带产状近 直立，在横向潜流带呈水平状，常沿构造裂 缝或成岩裂缝进一步溶蚀
构造应力场对裂缝发育与破碎特征的影响研究
构造应力场对裂缝发育与破碎特征的影响研究构造应力场是指地球内部因地壳的构造和运动所产生的应力分布。
裂缝是岩石中由于受到应力作用而产生的断裂带，它对地质工程和地下水资源的开发利用具有重要意义。
本文将探讨构造应力场对裂缝发育与破碎特征的影响，以期增加对岩石力学行为的了解。
首先，构造应力场对裂缝发育的影响主要体现在裂缝的方向和形态上。
岩石中的裂缝往往会沿着最大主应力方向发育，因为在这个方向上受到的最大应力使岩石易于断裂。
而其他两个主应力方向则对裂缝的发育不具有直接影响。
此外，构造应力场的强度也会影响裂缝的数量和密度。
较高的应力强度会导致更多的裂缝产生，从而增加了岩石的破碎程度。
其次，构造应力场对裂缝的形态也会产生重要影响。
在构造应力场的作用下，裂缝的形态可以分为张开式和滑移式两种。
张开式裂缝是指在受到拉应力时，岩石中的裂缝会张开形成一个突出的裂纹。
相反，滑移式裂缝则是在受到剪应力时，岩石中的裂缝会沿着水平面滑移，使岩石产生破碎和位移。
构造应力场的不同会导致不同类型的裂缝形态出现，这对于岩石力学参数的测定和地质灾害的预测都具有重要意义。
另外，构造应力场还对岩石的破碎特征产生影响。
岩石的破碎程度是指岩石内部的颗粒间隙度和岩石碎片的形状。
构造应力场会通过施加应力使岩石发生破碎，形成颗粒间隙。
在强烈的构造应力场作用下，岩石的破碎程度会增加，导致岩石的物理力学性质发生变化。
例如，岩石的孔隙度增加会使其渗透性增大，影响地下水流动和储集。
此外，构造应力场还会导致岩石产生不均匀破碎，破碎程度在空间上有所差异，这对于岩石的力学行为研究具有重要意义。
总结起来，构造应力场对裂缝发育与破碎特征产生较大影响。
它决定了裂缝的形态和方向，影响岩石的破碎程度和力学性质。
了解构造应力场对裂缝发育与破碎特征的影响，有助于地下水资源的开发利用、工程建设的安全设计，以及对地质灾害的预防和治理。
未来的研究可以进一步探究构造应力场的分布规律和作用机制，加深对岩石力学行为的认识，为实际工程和地质学理论的进步提供有力支撑。
四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征
第36卷第1期2024年1月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSV ol.36No.1Jan.2024收稿日期：2023-07-25；修回日期：2023-09-01；网络发表日期：2023-11-13基金项目：中国石油化工股份有限公司科技项目“白马地区常压页岩气富集高产机理与目标评价”（编号：P21087-1）资助。
第一作者：包汉勇（1981—），男，博士，研究员，主要从事油气勘探开发综合研究工作。
地址：（430223）湖北省武汉市东湖高新区大学园路18号勘探开发研究院。
Email ：**********************。
文章编号：1673-8926（2024）01-0014-09DOI ：10.12108/yxyqc.20240102引用：包汉勇，刘超，甘玉青，等.四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征［J ］.岩性油气藏，2024，36（1）：14-22.Cite ：BAO Hanyong ，LIU Chao ，GAN Yuqing ，et al.Paleotectonic stress field and fracture characteristics of shales of OrdovicianWufeng Formation to Silurian Longmaxi Formation in southern Fuling area ，Sichuan Basin ［J ］.Lithologic Reservoirs ，2024，36（1）：14-22.四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征包汉勇1，刘超1，甘玉青1，薛萌2，刘世强2，曾联波2，3，马诗杰2，罗良2（1.中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院，武汉430223；2.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京102249；3.北京大学能源研究院，北京100871）摘要：通过岩石力学实验、声发射实验和地震资料综合解释，利用有限元数值模拟方法，对涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组海相页岩古构造应力场进行了数值模拟，并结合岩心实测结果，预测了构造裂缝的发育特征。
桥梁工程裂缝产生的原因分析及防治措施
桥梁工程裂缝产生的原因分析及防治措施摘要：在桥梁的建设和使用过程中，裂缝是一种非常普遍的现象，这不仅对桥梁外观产生较大影响，同时对桥梁的使用功能和耐久性产生影响，严重时对桥梁的安全性构成威胁，甚至于完全丧失其使用功能。
目前，裂缝问题引起了人们的广泛关注。
本文介绍了几种常见的裂缝类型，并对其产生的原因进行了分析，分别提出了不同裂缝的不同防治措施，指出混凝土桥梁裂缝的产生是设计、施工、温度等方面综合作用的结果，所以应从各个阶段对其进行预防控制，以减少裂缝的发生。
关键词：混凝土桥梁，裂缝，防治措施，预应力在桥梁上发生的裂缝事故多为重大事故、并且难以维修，因此，正确分析裂缝产生原因，切实加以防治十分必要，十分迫切。
现根据多年来现场施工实践经验和教训，从设计配筋、商品混凝土选用及施工控制等方面，着重阐述钢筋混凝土裂缝的原因及综合防治措施。
在混凝土桥梁产生的各种裂缝，形成的原因不同，因此其危害性有显著的差异。
一、裂缝类型及其形成原因1、温度裂缝混凝土具有热胀冷缩的属性，周围环境温度或者内部温度变化时，混凝土梁体会发生变形，如果变形受到约束，可能在梁体中产生拉应力，当拉应力超过混凝土本身的抗拉强度时就会发生开裂。
温度应力产生的原因包括：日温差、季节温差、水化热效应等。
（1）日温差裂缝日温差包括日照温差和昼夜温差。
日照温差是由于混凝土梁体各部位受到的太阳辐射不同，因此在梁体中形成一个非线性的梯度温度场，加之各部位的约束亦不同，导致局部拉应力可能超限，出现裂缝；昼夜温差是指在昼夜温差较大的地区，梁体周围环境温度的骤降，而内部温度的变化相对较慢，产生温度梯度导致梁体开裂。
（2）季节温差裂缝季节温差是一种均匀温度作用，对于超静定的结构，将引起次内力，次内力的大小和分布情况与具体的结构体系有关，如果次内力超过梁体强度就会产生裂缝。
（3）水化热效应裂缝对于梁体截面尺寸较大的结构，水泥硬化期间产生大量的水化热不易散失，在板厚中部温度较高，而表面接触空气的部分较低，板中产生外侧受拉内部受压的应力，这种由于水化热引起的梁体表面的拉应力可能大于混凝土的早期强度，导致混凝土梁开裂。
构造裂缝类型划分与预测_秦启荣
作者简介:秦启荣,1964年生,博士、教授、博士生导师;1985年毕业于原成都地质学院地质学专业,西南石油大学优秀中青年骨干教师,四川省学术技术带头人后备人选;主要从事构造地质和油气地质的教学与科研工作,研究方向为构造地质、地应力、裂缝和开发地质。
地址:(610500)四川省成都市新都区。
电话:132********。
E 2mail :qqrong @构造裂缝类型划分与预测秦启荣 苏培东(西南石油大学) 秦启荣等.构造裂缝类型划分与预测.天然气工业,2006,26(10):33236.摘 要 通过对四川盆地东部大量地面裂缝的调查研究,结合川中地下岩心裂缝观测结果的验证,探讨了地面裂缝与地下裂缝的关系,提出了一套以预测为目的的构造成因裂缝类型划分方案。
该分类方案将构造裂缝分为区域型、局部型以及复合型构造裂缝3大类型,其中区域性裂缝可进一步细分为伴生构造缝和派生构造缝,复合裂缝也可分为重张裂缝和追踪张裂缝。
进而阐述了各种裂缝的形成方式、与构造运动的时间关系、空间分布关系及可能的方位和产状等具体特征,可为地下裂缝的预测提供依据。
主题词 构造 裂缝(岩石) 类型 划分 特征 预测 四川盆地 中 在石油勘探开发过程中,迫切需要解决裂缝发育程度及其分布规律的预测问题,由于裂缝发育分布的复杂性和观察手段的局限性,许多学者专家运用不同的手段和技术对其进行了预测研究[125],总体来看,其技术方法仍然需要进一步探索。
笔者通过对四川盆地华蓥山中段西侧侏罗系地层中地面裂缝的调查研究,结合相邻的川中地区深部钻井资料的验证,发现地下裂缝与地表岩体裂缝在发育分布规律上有较大的相似性,由此提出了以地下裂缝预测为目的的构造裂缝分类方案。
一、地面岩体裂缝调查 地面裂缝调查主要选择在露头条件比较好的华蓥山中段的西侧,该区构造上为四川盆地、川中低缓褶皱带与川东高陡构造带的交界地段,即川中油气区的东部边缘的广安龙王塘、合川青林村、北碚凉水桥、大坝沟;调查所选地层以侏罗系的大安寨灰岩为主,同时对其相邻的珍珠冲组砂岩、凉高山组粉沙岩等几套脆性岩层也进行了观测。
阐述裂缝预测技术
阐述裂缝预测技术0引言20世纪60年代，我国陆续在松辽盆地、四川盆地、吐哈盆地等多个地区发现工业性裂缝油气藏，这些油气藏储量巨大，有着很大的开发潜力，有的单井日初产可达上百吨。
该类油气藏的大量发现，使之作为一种新的油气藏类型，成为今后重要的一个勘探新领域，也成为新增油气储量的重要来源。
这种裂缝型油气藏有多种类型，目前常见的有致密砂岩裂缝型、泥岩裂缝型、碳酸盐岩裂缝型、变质岩裂缝型和火山岩裂缝型等。
油气藏的构造裂缝不仅是储层的主要储集空间，也是形成油气藏的主要动力学诱因，但裂缝型油气藏具有储层岩性复杂、非均质性严重、低渗透、储集空间复杂多变等特点，加大了裂缝性油气藏的勘探技术方法识别和评价难度。
对于储层评价的前提条件是对裂缝发育带的准确预测，这对识别裂缝型油气藏具有重要作用，开展裂缝预测评价技术研究也具有重要的现实意义。
1裂缝的测井技术方法评价通过测井技术资料分析进行裂缝评价，开展裂缝型油气藏的识别，是当前油气藏勘探工作中广泛采用的方法。
油气藏中裂缝的存在，会使勘探中常规测井曲线等资料出现异常响应，产生一些数据的变化，通过对这些变化的分析就可识别裂缝的相关特征。
具体裂缝预测评价时，通过获取的岩心资料标定不同地层结构的测井响应，对测井曲线上的不同响应特征进行分析，计算每种测井响应形成的模糊概率，从而对裂缝发育段的具体情况用不同响应的联合模糊概率来进行预测和评价。
裂缝的长宽度、产状、密度、泥浆侵入深度、充填性状及地层流体类型等多种因素，决定了裂缝发育段在电阻率曲线上的特征。
低角度裂缝会使曲线形状尖锐，深浅侧向读数降低，显示准“负差异”现象；垂直裂缝及高角度裂缝会使深浅侧向之间相对增大，显示准“正差异”现象。
当滑行波沿岩石骨架传播时，裂缝的存在会导致纵波首波出现变化，时差变大；当裂缝出现进一步发育时，变化会出现更大的变化，首波能量会出现严重衰减，从而引起周波跳跃。
密度补偿曲线能够体现地层密度的不同变化，从而反映裂缝造成井壁不规则的程度。
川西坳陷孝泉_新场地区须家河组二_四段构造应力场模拟及裂缝发育区带预测
第一作者简介:张守仁,男,31岁,博士,煤田油气地质及构造地质 收稿日期:2003-12-02文章编号:0253-9985(2004)01-0070-05川西坳陷孝泉-新场地区须家河组二—四段构造应力场模拟及裂缝发育区带预测张守仁1,万天丰1,陈建平2(1.中国地质大学地球科学与资源学院,北京100083; 2.辽宁工程技术大学资源环境学院,辽宁阜新123000)摘要:弹-塑性增量法应力场模拟,就是用若干个直线段去逼近抛物线型应力2应变曲线,在每个直线段中按有限元法进行弹性模拟计算。
运用该方法对孝泉-新场地区须家河组二—四段构造应力场进行了精细数值模拟。
结果显示孝泉-新场地区为一构造裂缝不发育地区,仅断裂带附近区域构造裂缝较发育。
经地震剖面解释及构造演化分析,该区主要断裂带是油气运移的良好通道,且不存在油气的严重漏失。
因此,断裂带附近区域是天然气勘探最有利区域,特别是近东西向断裂与现今主应力方向平行,表现为开启性,对天然气的导通作用更为明显。
关键词:构造应力场;弹塑性增量法;构造裂缝;油气勘探中图分类号:TE122.1 文献标识码:ATectonic stress field modeling and fracture prediction in T 3x 224stratain Xiaoquan 2Xinchang area ,w estern Sichuan depressionZhang Shouren 1 Wan T ianfeng 1 Chen Jianping 2(1.China Univer sity o f G eosciences ,Beijing ;2.College o f Resources and Environment ,Liaoning Engneering and Tchnology Univer sity ,Fuxin ,Liaoning )Abstract :E lastic 2plastic incremental m odeling of tectonic stress field is to approximate parabolic stress 2strain curves with several linear portions and perform elastic m odeling with finite element method in each linear portion.It is ap 2plied to perform numerical simulation of the tectonic stress field in T 3x 224strata in X iaoquan 2X inchang area.M odeling results show that structural fractures are poorly developed in this area ,except in the near 2fault regions where regional structural fractures are relatively well developed.Seismic section interpretation and structural ev olution analysis reveal that the main fractured zones are g ood hydrocarbon migration pathways and no serious leakage of hydrocarbons exists.Therefore ,fav orable regions for gas exploration are those neighboring faults ,especially the near E 2W trending faults which are parallel with the current major stress and in open state can m ore effectively conduct gas.K ey w ords :tectonic stress field ;elastic 2plastic incremental method ;structural fracture ;petroleum exploration 孝泉-新场地区须家河组二—四段(以下简称须二—四段)为典型的致密性砂岩储层,对该层段天然气勘探取得突破的关键是构造裂缝发育区带的预测[1]。
应力场分析在碳酸盐岩构造裂缝预测中的应用
方 法 原 理 及 技 术 流程
构造 运动 ，往 往伴 生大 量构 造缝 ，并且 由于 地质 演化 史 的大致相 同 ，同一 地 区内在某 一地 质 时期所
受 的应力 场具 有一 定规 律性 ，这 为利用 构造 应力 场分 析 的方法 预测构 造缝 的分 布特征 提供 了依 据 。 为了进行 与 构 造 缝 相 关 的应 力 场 分 析 ，该 次研 究 选 用
研 究 区 内 的成 像 测 井 资 料 为 验 证 ，预 测 的 构 造 裂 缝 发 育 情 况 在 单 井 裂 缝 方 向 以及 裂 缝 平 面 规 律 上 ， 均 具
有 令 人 满 意 的效 果 。
［ 关键 词 ］ 碳 酸 盐 岩 ；构 造 缝 ；弯 曲薄 板 ； 应 力 场分 析 ； 裂缝 预测
石油天然气学报 （ 江汉石油学院学报）２ ０ １ ３ 年１ 月第３ ５ 卷 第１ 期
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｏｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｊ ． Ｊ Ｐ Ｉ ）Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． １
笔者 探讨 了应 力场数 值模 拟 的技术 原理 和思 路流程 ，并 以某 地 区碳 酸盐 岩裂 缝型 储层 的构 造缝 预测
研究 为 实例 ，进行 了该方 法 的应用 实践 。通 过预 测结果 与 地质 认识 及 Ｆ ＭＩ（ 全 井 眼微 电 阻率 扫描 成像 ）
储层古构造应力场模拟预测裂缝技术及其应用
储层古构造应力场模拟预测裂缝技术及其应用蔡泽训【摘要】According to the area structural evolution from geologic and seismic data analysis, the numerical simulation conversion outcome for palaeotectonic stress field is presented, further it is restored, thus the formation fracture prediction can be obtained, on basis of the systematic core observation and fracture discrimination by well logging. In terms of origin, the fracture prediction has been undertaken by means of establishing geological model for palaeotectonic stress calculation, taking the Dayi structure in Chuanxi sag and the Xinchang tectonics Xuer section for example. The comprehensive analysis indicates that this method is quite effective after the forecast results are compared with the actual data.%根据地质及地震资料分析区域构造演化,在系统的野外岩心观测及测井裂缝识别的基础上,通过古构造应力场数值模拟反演,恢复古构造应力场,从而进行储层裂缝预测.以川西坳陷大邑构造、新场构造须二段为例,通过建立地质模型进行古构造应力计算,从裂缝的成因着手进行裂缝预测.将预测结果与实际资料进行对比,综合分析认为,这是一套行之有效的裂缝预测方法.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)002【总页数】5页(P446-449,456)【关键词】古构造应力场;裂缝预测;储层;川西坳陷【作者】蔡泽训【作者单位】中石化西南石油局地质录井公司,绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】TE122.23近年来，在石油地质领域，碎屑岩储层中寻找裂缝发育规律，碳酸盐岩中识别裂缝、孔洞是目前攻关的难题和重点。
《应力场分析与裂缝预测》第3章-1古构造应力场的主应力方向分析
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（2）求σ1-σ3 所在平面的产状 设σ2 的方位为ωσ2 ∠ δσ2 , σ1-σ3 所在平 面的产状为 Φ13 ∠θ13 , 则: Φ13 = arctg ( -ｍ/-ｌ) θ13 = arcos [ｎ/ (12 + m2 + n2 )1/2 ] 其中 (ｌ,ｍ,ｎ) 为σ1-σ3 所在平面的空间坐标： l = - cosδσ2· cosωσ2 ｍ= - cosδσ2 · sinωσ2 ｎ= sinδσ2
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4．根据磁组构分析
原 理： 岩石 磁化率椭球 形状与应力 作 用方 式有 关 ，从而使磁化率椭球可以成为应力作用的指示器。 主磁化率方向与主应力方向关系： K1∥（1+e1） K2∥（1+e2） K3∥（1+e3） K1 ， K2 ， K3 为 主 磁化率 （ K1 ＞ K2 ＞ K3 ），主应 变(1+e1) ＞(1+e2)＞ (1+e3)，e1，e2，e3是主伸长。 反映岩石 磁组构的最小磁化率主轴方向与构造应力 场的最大主压应力方向一致。
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数学算法
（1）求中间应力σ2 设 断 层 面 产 状 为 Φt ∠θt , 断面 上擦痕侧 伏角为βt , σ2 的产状为ωσ2∠δσ2 , 则: δσ2 = arcsin ( sinβt · sinθt ) ωσ2 = Фt - arcsin ( cosβt / cosδσ2 )
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地下室施工中裂缝的预防及处(三篇)
地下室施工中裂缝的预防及处地下室施工中，混凝土裂缝是普遍存在的问题，本文对地下室混凝土施工中常见的一些裂缝问题进行分析，并提出预防处理措施。
一、地下室常见施工裂缝1、地下室底板裂缝高层建筑地下室的底板一般较厚，属属大体积混凝土施工。
发生裂缝的主要原因是水化热高，与环境气温温差大，或养护不当，裂缝严重的可导致底板渗漏。
若混凝土温度较高时，突然浇冷水养护，也会产生无规则的多条微裂缝。
2、地下室外挡土墙裂缝由于墙体混凝土强度等级普遍较高，采用C40、C45，甚至C50、C60，这样水泥用量多达500～550公斤/立方米，势必造成混凝土收缩量大，不易养护，地下室外挡土墙又很长，因此往往形成多条较有规律的竖向裂缝，肉眼可明显地看到收缩裂缝形状。
3、地下室阴角裂缝在地下室施工完后，通常在外墙截面刚度变化处，平面形状转折处的阴角存在结构竖向裂缝，由顶部向下开裂，上宽下窄，这是由于收缩应力和沉降、温度应力等共同作用，在角部形成集中应力超过混凝土抗拉强度所造成的。
二、施工裂缝的预防1、对于大体积混凝土底板施工，可采取下列措施：选用低水化热的矿渣水泥掺加高效减水剂，以减少用水量；掺加粉煤灰，以减少水泥用量；掺加UEA微膨胀剂，以补偿收缩；分层分段浇筑混凝土，并加强养护，严格控制混凝土内外温差（中心与表面、表面与外界），使温差25℃。
采取这些相应的措施后，完全可以控制裂缝的发生。
2、对地下室外挡土墙裂缝的预防，可采取的措施主要是调整混凝土配合比，通过加外加剂（减水剂、高效泵送剂、UEA微膨胀剂、粉煤灰等），力求减水、减少水泥用量来防止裂缝，注意加强养护，及时覆盖、淋水，或喷洒养护剂，墙体模板尽可能晚拆一些。
3、为了防止阴角部位混凝土产生裂缝，除从设计方面尽量少用凹凸的平面形式，并且在阴角处采用附加钢筋等构造措施外，在施工方面还必须保证阴角部位的混凝土施工质量，及时覆盖、淋水，或喷洒养护剂进行养护，控制拆模时间，不宜过早。
裂缝储层预测技术及应用
作者简介:季玉新,高级工程师,1967年生;1988年毕业于青岛海洋大学海洋石油物探专业;长期从事物探方法研究及软件开发工作,发表过多篇学术论文。
地址:(100083)北京市学院路31号。
电话:(010)82312643。
E 2mail :jiyx @裂缝储层预测技术及应用季玉新(中国石化石油勘探开发研究院处理解释中心) 季玉新.裂缝储层预测技术及应用.天然气工业,2007,27(增刊A ):4202423. 摘 要 裂缝性油气藏有着巨大的勘探潜力,在实际生产中发现了不少裂缝性的油气藏,且都有高产井发现。
裂缝性储层,各向异性复杂,勘探开发难度大。
为此,在研究和开发这些先进的裂缝预测技术的基础上,选择了两个典型裂缝性油藏为研究区,根据研究区的裂缝储层的特点,选择了不同的技术,预测了目的层的裂缝方位和分布密度,圈出了目标储层的最有利区域,取得了较好的效果,为将来裂缝性储层的勘探工作提供了可以借鉴的技术应用思路,将会带来重大的经济和社会效益。
主题词 裂缝方位 构造应力 方位角 地震勘探 反演一、裂缝储层的特点及技术思路 地壳中所有大小不同的断裂,可以广义地归结到裂缝的概念,包括伴有岩层位移的宏观裂缝,如巨大的断裂,逆掩断层和小型断裂(一般正断层和逆断层),以及地层没有明显位移的岩石小裂缝(微裂缝)。
地层中裂缝发育与否的信息,无非从岩石力学特征、应力应变特征、地震测井等观测数据中表现出来,根据目前的技术现状和目标区的储层裂缝特征,利用综合裂缝储层预测技术来进行裂缝储层的预测才能取得良好的效果。
新老探区往往首先具有大量翔实而准确的构造信息资料,从地质力学的角度入手,研究地质构造运动过程和对裂缝形成的作用,对于油田在裂缝性油藏尤其是构造裂缝为主的油区来说,这将是最快速、直接和有效的技术。
然后,从含有丰富地下地质信息的地震资料研究入手,在进行岩石物理特征分析和正演模拟的基础上,结合地震属性的优势,得到裂缝储层的地震属性特征,用高质量地震资料做好多方位角地震信息处理,用研究的多方位地震定量计算目的层的裂缝方位和分布密度,圈出目标储层的最有利区域。
超长结构温度应力的计算和裂缝控制措施
超长结构温度应力的计算和裂缝控制措施摘要：温度的变化会严重影响超长混凝土结构的变形及内力。
以某高铁站北站站前广场项目为例，阐述阶段温度应力的等效温差计算方法在超长混凝土结构中的应用价值。
以有限元软件为基础，分析降温温差的情况中超长结构内力，探究温度的变化对超长混凝土结构的影响。
经过对结构特点的分析及结果得出，缓粘结预应力技术能够控制温度裂缝。
在使用阶段，随着结构降温温差的增大，超长结构最大温度应力呈线性增长。
控制后浇带闭合时间和施加预应力是有效控制温度应力的方法。
关键词：超长结构；温度应力；缓粘结预应力；裂缝控制《预应力混凝土结构设计规范》[1]规定，当钢筋混凝土结构的平面长度大于《混凝土结构设计规范》中规定的最大伸缩缝间距时，定义为超长结构。
我国的经济发展推动了工程建设的发展，为保障建筑工程结构与功能的完整性，多数工程都不采用超长结构或不设置结构缝。
在施工过程中，混凝土结构会受到温度等非荷载因素的影响而出现变形，结构受约束作用产生约束内力，其出现温度效应。
而温度效应对于混凝土超长结构的梁、板裂缝的影响巨大。
故此，本文以鲁南高铁临沂北站站前广场项目为例，通过采用缓粘结预应力等措施，缓解温度效应产生的影响，以实现裂缝控制。
1 工程概述某高铁站北站站前广场项目，项目总建筑面积20.46万m²。
包括广场地下两层建筑面积19.65万m²，主要为地下停车场、出租车蓄车场及设备管理用房；广场东侧建设一级长途客运站一座，站房、辅助及设备用房建筑面积约7100m²；广场西侧建设公交调度中心一座，建筑面积1000m²；建设高架落客平台匝道4条，宽15m，总长约1400m（如图1所示）。
工程建设的结构体系为：框架—剪力墙，筏板基础作为地基基础。
地下一层及二层的梁、板、框架柱结构的混凝土强度为C40，地上梁、板、框架柱混凝土强度为C30，选用HRB400级钢筋。
北站站前广场平面总尺寸为483.7m×224.1m，沿纵向设两道结构缝，分为136.5m×224.1m，201.7m×224.1m和136.5m×224.1m三个结构单元。
《地应力与裂缝预测》PPT课件
地 应 力 场 有 限 元 数 值 模 拟
地应力测井解释
计算模式的选择
垂向应力： 单轴应变：
V
H
(h)gdh
0
H
h
1
V
黄氏模式：
h
PP
1
(V
PP )
1(V
PP )
H
PP
1
(V
PP ) 2 (V
PP )
2. 储层裂缝预测
•微裂纹、裂隙、裂缝、断层 •裂缝普遍存在
V 0.021 D
地
H 0.7 0.023 D
应 大港油田( 0─4000m) h 0.5 0.018 D
力
V 0.021D
随
H 10.5 0.03D
深 华北油田(1500─3200m) h 5.87 0.021 D
度
V 0.021 D
的 变 化
胜利油田(1300─3300m)
构造变形对裂缝形成的主导作用
构造变形的大小＋岩石塑脆性
•岩性 •构造曲率大的部位（背斜轴部） •埋深增大，裂缝密度减小 •岩层厚度越大、裂缝密度越小 •断层附近裂缝发育较强
（拌生缝、应力集中区、断层上盘比下盘发育）
储层裂缝探测方法
•野外露头观测 •岩心观测 •测井（FMS、FMI、BHTV） •试井 •注采试验 •S波分裂
H h
22.58 0.034 D 11.65 0.022 D
V (0.021 - - - 0.022 )D
H 27.1 0.036 D 中原油田(1830─3881m) h 16.6 0.024 D
V 0.022 0.026 D
区域构造应力的作用
断层的作用
– 构造应力较弱时，软地层中水平应力大 – – 构造应力较强时，硬地层中水平应力大
《应力场分析与裂缝预测》第5章-4、构造曲率预测方法
第四节储层裂缝的定量预测方法一、构造曲率预测方法二、有限元预测方法三、其它预测方法构造主曲率法的基本思路：把在一定地质时期内的古构造应力场看作是稳定应力场，于是，可根据目的层的古构造形态，用一确定的曲面z＝ｕ(x，y)来计算其构造挠度。
由微分几何得，曲面上每点的最大和最小主曲率半径ｒ１和ｒ２满足方程：(ab－c)２r２＋[2dec－(１＋d２)b－(１＋e２)a]tr＋ｔ４＝0其中：ａ＝, ｂ＝, ｃ＝, ｄ＝, ｅ＝，ｔ＝对于某一油层，通常平面上的尺寸大于垂向上的尺寸，因此，可以将目的层当作薄板型，视为虎克弹性体处理。
在求出上述方程根ｒ１和ｒ２以后，可按平面应力问题计算出各处的主应力分布：)11()1(22121r r Eh µµσ+−=)11()1(21222r r Eh µµσ+−=其中，ｈ为目的层作为板模型的厚度，Ｅ为岩石弹性模量，μ为岩石泊松比。
在求出各点主应力在平面上的以后，根据应力可分析其裂缝分布。
王场油田构造图某层顶面应变和曲率对比图曲率法预测的裂缝密度分布用去褶皱恢复的应变预测裂缝分布图地震相干属性预测裂缝分布图构造主曲率法的应用前提条件是：假设裂缝的发育程度与构造主曲率成正比关系。
因此，它主要适用于由于岩层弯曲变形派生的拉张应力所形成的张性裂缝，即与褶皱构造派生的纵张裂缝。
这种方法的优点是计算简便，人为干扰少，不需考虑岩石物性变化及地质体的边界条件，但其使用范围非常局限，不适应于断块油藏和其它成因的构造裂缝预测。
对于单个背斜构造，可用趋势面法；对于多个构造，可用差分法效果比较好。
第四章储层裂缝的定量预测方法一、构造曲率预测方法二、有限元预测方法1、基本原理与岩石破裂准则2、模型建立3、实例三、其它预测方法P）t t1、格里菲斯准则：这种准则适合于脆性材料的张破裂，准则的基础是认为脆性物体的破坏是由于存在随机分布的微裂缝，当外载增加时，在裂缝的末端会产生应力集中而导致裂缝的扩展。
传统荷载状态下钢筋混凝土结构裂缝的数值和实验预测
传统荷载状态下钢筋混凝土结构裂缝的数值和实验预测传统荷载状态下的钢筋混凝土结构裂缝预测简介人们都知道，在建筑寿命期间（从第一次施工到最后完工），在受到超强负荷或使用寿命期间，建筑会出现各种裂缝模式。
裂缝的产生是由于应力超过了允许的强度，无论在哪里发生在建筑部件上。
本研究工作使用有限元方法作为一个强大的工具来模拟具有混凝土系统和砖承重墙的完整建筑行为。
其中最重要的反应特征之一是开裂现象，数值模型显示，它有能力预测从第一次开始的开裂顺序。
对每个构件及其连接的全部响应和行为的预测表明，设计者使用的安全系数是精确的，分析证明设计荷载约为开裂荷载的67%，极限荷载约为设计荷载的260%。
这将使长期变形的可持续性和稳定性得到加强。
除了数值解决方案，还有一个实验部分的研究，现场调查显示，所有记录的数据都是恒定值，建筑是稳定的。
实际上，在没有增加荷载的情况下，建筑达到了稳定状态，并且不会出现缺陷。
这基本上是由于在常规荷载状态下的良好设计。
1. 简介民用建筑必须根据居民的文化、社会和自然要求进行准确设计，并提供一个安全的结构来保护他们免受环境行为可能带来的危险。
一个安全的结构必须建立在一个坚固的基础上。
由于不合适的设计，地基的结构性破坏将导致不均匀的沉降，墙壁和地板的裂缝，以及结构的薄弱。
方法和技术的发展指向民用结构的分析和设计方法的改进。
因此，分析的阶段发展简单，并多次保护，以确定结构的弹性和塑性性能[1，2]。
建筑结构体系的选择是建筑结构设计中的一个重要阶段。
有几种混凝土结构体系被用于建筑物的建造中。
建筑结构系统适用于事实载荷，它们应被调查以确定内部力量，如轴向载荷、剪切载荷、应力、力矩、扭转和挠度。
因此，由六层楼组成的建筑可以通过采用计算机工程软件作为空间框架进行分析。
一般来说，建筑结构可以满足稳定性、平衡性、强度、美学和经济性等条件。
建筑物的设计者必须在施工中尽可能地考虑到经济状况。
根据以上所述，重要的是要提到经济原则是建筑施工中的重要因素[3, 4]。
渗流-应力耦合作用对储层裂缝发育的影响研究
渗流-应力耦合作用对储层裂缝发育的影响研究宋子怡;王昊;李静;孙鲁宁;张加太;刘晨【摘要】裂缝是影响储层高产、稳产的重要因素,而储层处在复杂的地质环境中,裂缝的形成和发育受众多因素的影响,研究各因素间的耦合作用对储层裂缝发育的影响,对指导油气勘探开发具有重要意义.为此,针对任丘油田任11井区雾迷山组碳酸盐岩储层进行了渗流-应力耦合作用对储层裂缝发育的影响研究.研究结果表明:未考虑渗流-应力耦合作用时,研究区最大水平主应力范围为82～100 MPa,从西南到东北逐渐增大;最小水平主应力范围为72～88 MPa,从研究区中心向西南、东北两侧逐渐递增;考虑耦合作用后,研究区最大水平主应力范围为84～102 MPa,最小水平主应力范围为76～91 MPa,最大及最小水平主应力增加.渗流-应力耦合作用后,研究区裂缝发育指数分布在0.027～1.156之间,山头顶部和近东西向断层的内部区域裂缝发育指数在0.7左右,为裂缝较发育区域;而研究区西南和东北边缘区域裂缝发育指数在0.2以下,为裂缝欠发育区域.随着耦合作用时间的增长,储层裂缝发育指数逐渐增大,在注入井和产油井附近区域的裂缝发育指数增大幅度尤为明显;储层裂缝线密度也呈增大趋势,仅产油井周围的裂缝线密度呈现为先减小后增大的趋势;未考虑耦合作用时的储层裂缝参数小于考虑耦合作用后的裂缝参数,说明仅考虑应力场进行储层裂缝预测所得结果偏小.【期刊名称】《地质力学学报》【年(卷),期】2019(025)004【总页数】9页(P483-491)【关键词】储层裂缝;渗流;应力;耦合作用【作者】宋子怡;王昊;李静;孙鲁宁;张加太;刘晨【作者单位】中海油研究总院有限责任公司, 北京100028;中国石油大学 (华东) 地质力学与工程研究所, 山东青岛266580;中国石油大学 (华东) 地质力学与工程研究所, 山东青岛266580;中国石油大学 (华东) 地质力学与工程研究所, 山东青岛266580;中国石油大学 (华东) 地质力学与工程研究所, 山东青岛266580;中国石油大学 (华东) 地质力学与工程研究所, 山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TE3190 引言储层裂缝是影响储层获得高产和稳产的重要因素，储层裂缝评价是油气勘探、开采的重要工作，也是油气地质学研究的重点和难点。
大体积混凝土裂缝控制研究
大体积混凝土裂缝控制研究一、本文概述随着现代建筑技术的不断发展，大体积混凝土在各类大型工程项目中的应用越来越广泛，如高层建筑、桥梁、水库大坝等。
然而，大体积混凝土在施工过程中往往面临着裂缝产生的风险，这不仅影响了混凝土结构的外观，更对其耐久性、安全性和使用寿命构成了严重威胁。
因此，对大体积混凝土裂缝的控制研究具有重大的工程实践意义和理论价值。
本文旨在深入研究大体积混凝土裂缝的形成机理、影响因素及其控制方法。
通过对现有文献的综述和案例的分析，探讨裂缝产生的主要原因，如温度变化、干缩、材料性质、施工工艺等。
结合具体的工程项目，评估各种裂缝控制措施的实际效果，提出针对性的优化建议。
本文还将关注新型材料和技术在大体积混凝土裂缝控制中的应用，以期为未来相关工程实践提供有益的参考。
本文将对大体积混凝土裂缝控制进行全面系统的研究，旨在为工程实践提供有效的理论指导和技术支持，推动大体积混凝土施工技术的不断进步。
二、大体积混凝土裂缝控制的理论基础大体积混凝土裂缝控制的研究与实践，离不开对混凝土材料性质、裂缝产生机理以及裂缝控制策略等理论基础的深入理解。
大体积混凝土由于其尺寸大、水泥水化热高、结构复杂等特点，使得混凝土内部温度与外部环境温度之间存在显著的温差，这是导致裂缝产生的主要原因。
温差产生的热应力，当超过混凝土的抗拉强度时，就会在混凝土中产生裂缝。
因此，对大体积混凝土的温度场和应力场进行准确的分析和预测，是裂缝控制的基础。
混凝土的裂缝控制理论还涉及到材料的力学性能、热学性能、变形性能等多方面的因素。
例如，混凝土的弹性模量、泊松比、热膨胀系数等参数，都会对裂缝的产生和发展产生影响。
因此，对大体积混凝土的材料性能进行深入的研究，是裂缝控制的关键。
裂缝控制的理论基础还包括一系列的裂缝控制策略和技术。
例如，通过优化混凝土配合比、降低水泥用量、使用高效减水剂等方法，可以减少混凝土的水化热，从而降低温度应力，减少裂缝的产生。
储层古构造应力场模拟预测裂缝技术及其应用
都具 有 密 切 的 关 系 ， 这 也 是 当 前 裂 缝 研 究 的 方
向 Ｊ 。结合构造地质学理论 ， 笔者对裂缝在不 同
２ ０ １ ２ ８月 ２ ２日收到 ， ９月 １ ４日修改 作１ Ｉ 子 简介 ： 蔡泽 训（ １ ９ ６ ２ 一） ， ， 汉族 ， 研究力 向： 录＿ 井科 研牛产锊理
第１ ３卷
第 ２期
２ ０ １ ３年 １ 月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ １ ． １ ３ Ｎｏ ． ２ Ｊ ａ ｎ ．２ ０ １ ３
１ ６ ７ １ ～ １ ８１ ５（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ４ ４ ６ — ０ ５
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
关键词 古构造 应力场
裂缝预测
储层
川西坳 陷
中图法 分类号
Ｔ Ｅ ｌ ２ ２ ． ２ ３ ；
文献标志码
Ａ
近年来 ， 在石油地质领域 ， 碎 屑 岩 储 层 中 寻 找 裂缝 发育规 律 ， 碳 酸 盐 岩 中识 别 裂 缝 、 孑 Ｌ 洞 是 目前 攻 关 的难题 和 重点 。对 于致 密性 裂缝 油 气 藏 而 言 ， 裂缝 既是储 集 空问也 是运 移 通 道 ， 裂 缝 的发 育 与否 直接 控制着 油气 井 的 产能 ， 同 时 由于 裂缝 产 生 规 律 复杂 ， 且早 期形 成 的裂 缝 受 到后 期 多 个 构造 运 动 的
Ｌ ｊ 技 术 发 。
主要形 成两 组 伴 生 剪 裂 缝 ， 一组 断层 平 行 ， 一 组 与断 层面斜 交 ， 两 组裂 缝 的锐 角平 分 线 代 表 最大
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《应力场分析与裂缝预测》教学大纲
（2004年制定，2012年第二次修改）
课程名称：应力场分析与裂缝预测
课程英文名称：Stress Field Analysis and Fracture Prediction
课内学时：32 课程学分：2
课程性质：学位课开课学期：每学年第一学期
教学方式：课堂讲授考核方式（考试/考查）：考试
大纲执笔人：曾联波主讲教师：曾联波
师资队伍：曾联波、童亨茂、陈书平
一、课程内容简介
《应力场分析与裂缝预测》是地质学专业和资源勘探与地质工程专业硕士研究生的一门专门课程。
讲授古、现应力场和储层裂缝的研究方法及其在油气勘探与开发中的应用，包括应力与应力场的基础概念、古构造应力场分析方法、现今地应力测量方法、裂缝的基础知识，裂缝定量预测方法、古应力场在油气勘探中的应用、现今地应力和裂缝在低渗透油气田开发中的应用。
本门课程为32学时，2学分。
二、课程目的和基本要求
课程的目的是培养学生掌握古、今应力场分析与储层裂缝预测的基本理论和方法分析油田应力场分布及进行储层裂缝预测的基本能力。
《应力场分析与裂缝预测》课程涉及构造地质学、地质力学、储层地质学、岩石力学、石油地质学和油气藏工程等多方面的基本知识，要求学生系统学习了大学本科地质类专业的构造地质学、固体力学、石油地质学和储层地质学等课程。
学完本课程后，应达到以下基本要求：
1．了解应力、应力场和裂缝的基本概念及基本分布特征；
2．掌握古应力场研究方法及进展，并能运用这些基本方法分析油田古应力场分布和指导油气勘探；
3．掌握现今地应力测量方法，并能运用这些方法分析低渗透油气田的地应力分布和指导油气田开发。
4. 掌握储层裂缝的研究和预测方法，并能运用这些方法研究和预测低渗透储层裂缝的分布规律。
三、课程主要内容
§1. 应力场分析和裂缝预测的基础知识（4学时）
§1.1应力、应力场和裂缝的基本概念。
§1.2应力场和裂缝研究的基本内容与方法。
§1.3应力场分析和裂缝预测的研究现状与发展趋势。
§1.4应力场分析和裂缝预测的研究意义。
§2. 现今地应力测量方法（4学时）
§2.1现场地应力测量方法。
§2.2岩心地应力测量方法。
§2.3测井地应力分析方法。
§2.4地应力的分布规律及影响因素
§3. 古构造应力场分析方法（6学时）
§3.1古构造应力方向分析方法。
§3.2古构造应力大小分析方法。
§3.3构造应力场的物理模拟方法。
§3.4构造应力场的数值模拟方法。
§4. 应力场在油气勘探中应用（4学时）
§4.1应力场在油气运移及聚集中的应用。
§4.2应力场在断层封闭性定量评价中的应用。
§5. 储层裂缝预测方法（8学时）
§5.1储层裂缝的识别方法。
§5.2储层裂缝的地质研究方法、控制因素、发育模式。
§5.3储层裂缝的测井研究方法。
§5.4储层裂缝的地震研究方法。
§5.5储层裂缝的定量预测方法。
§6. 地应力与裂缝在低渗透油田开发中应用（4学时）
§6.1低渗透油田地质特征与开发原则。
§6.2地应力与裂缝在井网部署中的应用。
§6.3地应力与裂缝在注水管理中的应用。
§6.4地应力与裂缝在压裂改造中的应用。
§6.4地应力与裂缝的其它应用。
§7. 课程总结与讨论（2学时）
四、推荐教材及主要参考书
主要参考书：
1．李志明,张金珠.地应力与油气勘探开发.北京:石油工业出版社,1997.。