石油工程岩石力学_地应力.ppt

第一节概述一般情况下主地应力表示方法地应力是场函数
地应力又称为地应力场
有大小和方向
1.构成：
岩体自重→自重应力
构造运动→构造应力
流体作用→渗流应力
其它（地温、地球化学作用等）自重引起的天然应力场2.起源（主要指构造运动的起源）：
板块运动
地幔热对流
地球自转速度变化1.研究历史
1878年海姆提出天然应力
1932年，在美国胡佛水坝下的隧道中，首次成功地测定了岩体中的天然应力
到目前天然应力测点遍布全球，有几十万个测点。大部分是浅部，最深5108米（美国密执安水压致裂法）。我国从50年代末开始天然应力量测西南：印度板块向NNE挤压Anderson理论——断层类型与主应力关系正断层与地应力走滑断层（拗断层）与地应力逆掩断层与地应力四、进行地应力研究的意义：第二节地应力的测量方法水平主应力的求取：凯塞尔效应试验法测定地应力的原理室内岩心试验法：室内岩心试验法：试验步骤：现场水压致裂法：
根据多孔弹性介质力学理论，从井壁受力状态出发，通过测出地层破裂压力，裂隙重张压力，裂隙闭合压力，可求出最大、最小水平主地应力。
水力压裂试验可以比较精确地测定最小水平主地应力。测量最大水平主地应力的精度受地层孔隙度、渗透率、孔隙连通性影响较大。
(afterGaarenstroometal.,1993)典型的水力压裂试验曲线利用水力压裂试验数据计算地应力：利用水力压裂试验数据计算地应力：构造应力场导致井壁崩落椭圆具有明显的长轴方位。在地层倾角测井记录上，一条井径曲线比较平直或等于钻头直径，而另一条井径曲线则比钻头直径大得多，而非应力孔眼井径曲线上表现为，钻头孔截面没有明显的长轴方向。地层倾角测井确定地应力方位坍塌破碎性地层井壁坍塌破坏规律地应力纵向分布规律计算地应力纵向分布规律计算地应力纵向分布规律计算模式地应力纵向分布规律计算模式地应力纵向分布规律计算模式地应力横向分布规律研究区域地应力场横向分布规律计算板壳法预测地应力场横向分布计算实例井眼周围地层应力状态井眼周围地层应力状态假设条件：
地层均质各向同性
线形弹性，小变形
轴向——平面应力或平面应变直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围地层应力状态由钻井液柱压力P引起的应力直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围地层应力状态直井井眼周围地层应力状态(afterGaarenstroometal.,1993)典型的水力压裂试验曲线利用水力压裂试验数据计算地应力：利用水力压裂试验数据计算地应力：地层倾角测井确定地应力方位坍塌压力、破裂压力定向井井周地层应力状态