第五章地應(yīng)力分析有關(guān)地應(yīng)力得內(nèi)容地應(yīng)力得概念地應(yīng)力得來源地應(yīng)力得測量方法地應(yīng)力區(qū)域分布規(guī)律得數(shù)值模擬地應(yīng)力縱向分布規(guī)律地應(yīng)力:地下某深度處巖石受到得周圍巖體對它得擠壓力。一般在深度H處與巖體所受到得地應(yīng)力可用三個主地應(yīng)力來表示,一個為垂直向主地應(yīng)力;另二個為相互垂直得二個水平主地應(yīng)力。大多數(shù)情況下三個主地應(yīng)力值就是不相等得。不同構(gòu)造區(qū)域、不同性質(zhì)地層地應(yīng)力大小不同。地應(yīng)力得概念:

v

hmax

hminH地表地應(yīng)力大小表示方法地應(yīng)力得來源:上覆巖體得自重;地質(zhì)構(gòu)造運動產(chǎn)生得構(gòu)造應(yīng)力;地溫梯度得不均勻性與地層中得水壓梯度。10大家應(yīng)該也有點累了,稍作休息大家有疑問得,可以詢問與交流N1s:1820mN1t:1136m中完位置2442m傾角測井界面1:1960-1980m傾角測井界面2:2240-2290m傾角:1700-1820m,60°傾角:1820-1980m,50-55°傾角:1980-2240m,50°傾角:2240-2390m,40°傾角:2390m以下,30-40°E2-3a:2858mE1-2z:3484mN2d:502m1530-1632m,傾角55゜,傾向南偏東5゜N2d:200mN1t:720mN1s:1398mE2-3a:2837mE1-2z:3876m1632-1642m,傾角54↘4゜,傾向南偏東5゜1676-1900m,傾角56-58゜,傾向南偏東4゜1900-2350m,傾角56゜,傾向南2350-2444m,傾角18-20゜,傾向南偏東45゜2444-2500m,傾角40゜,南偏東25゜2500-2849m,傾角6-8゜,南偏東25゜斷點位置:1632m、2350m、2444m本井1490米以上測量段,地層傾角因井眼等影響因素造成540-1490米層段,基本為空白點,370-540米段也僅有極零星資料點(傾角60度/南傾180度),且可信度很低。K2d:4200mN2d:506mN1t:1250mN1s:1812mE2-3a:3067mE1-2z:4128m1854-2170m傾角50-60゜,南傾2170-2200m傾角40゜,南偏北2200-2440m傾角40-50゜,南傾2440-2470m傾角50-60゜,南傾2470-2636m傾角50-60゜,南傾506-1854m傾角52-55゜,南傾K2d:4360mN1t:1182N1s:1612E2-3a:3127E1-2z:3500N2d:582管理上旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向垂直鉆井–PowerVNDS-PERFORM鉆井系統(tǒng)技術(shù)上全日制日費監(jiān)督制200-3150Φ508mm×150mΦ339、73mm×1650mΦ244、48mm×3180mΦ140mm×3500m地應(yīng)力測定方法應(yīng)用構(gòu)造地質(zhì)力學(xué)方法研究地應(yīng)力得相對大小及大致方位應(yīng)用成像測井確定地應(yīng)力得方位應(yīng)用水力壓裂資料確定地應(yīng)力大小Kaiser效應(yīng)試驗測定地應(yīng)力大小根據(jù)斷層特點及走向確定地應(yīng)力得大小及方向

h

v

H根據(jù)斷層特點確定地應(yīng)力分布規(guī)律及地應(yīng)力方向:

最大水平主地應(yīng)力方向平行斷層延伸方向

上覆地層壓力v>最大水平主地應(yīng)力H>最小水平主地應(yīng)力h最大地應(yīng)力方向橢圓形井眼得長軸方向即為最小水平主地應(yīng)力方向最小水平主地應(yīng)力方向最大水平主地應(yīng)力方向成像測井測定地應(yīng)力方向σHσhσHσh井眼坍塌破壞形狀地應(yīng)力測定方法上覆巖層壓力由密度測井曲線經(jīng)積分求出。水平主地應(yīng)力測定方法主要有:

1、現(xiàn)場水力壓裂試驗法;

2、室內(nèi)凱塞爾效應(yīng)法

3、巖芯差應(yīng)變試驗法;

典型得水力壓裂試驗曲線出現(xiàn)剪切裂縫破裂漏失停泵裂縫閉合裂縫重張時間井口壓力利用水力壓裂試驗數(shù)據(jù)計算地應(yīng)力:地層破裂壓力(Pf):地層破裂產(chǎn)生流體漏失時得井底壓力裂縫延伸壓力(Pr):使一個已存在得裂縫延伸擴展時得井底壓力裂縫閉合壓力(PFcp):使一個存在得裂縫保持張開時得最小井底壓力,它等于作用在巖體上垂直裂縫面得法向應(yīng)力,即最小水平主地應(yīng)力。瞬時停泵壓力(PISIP):關(guān)泵瞬間得裂縫中得壓力。它一般大于PFcp,兩者之間得差別一般在0、1～7MPa之間變化,它取決壓裂工藝及巖石性質(zhì)。在低滲透性地層,兩者近似相等。水力壓裂法測定地應(yīng)力裂縫閉合點(B點)確定方法:利用裂縫閉合前后壓力降低速度不同來確定。主要確定方法為:作出曲線得切線,其交點即為裂縫得開始閉合點。此外還有其它方法。如:(1)最大曲率點法(2)P---Log(t)圖(3)Log(P)----Log(t)圖凱塞爾效應(yīng)法測定地應(yīng)力得原理圖聲發(fā)射數(shù)壓應(yīng)力凱塞爾效應(yīng)點凱塞爾效應(yīng)測定地應(yīng)力取芯方法巖樣尺寸

25

50mm試驗裝置及試驗步驟～～～～6井B5井-2100-2200-2300-2400-2500-2600-2700-2800-2900-3000-3100F10F11F3F81F5海拔(m)W2ⅣW2ⅣW2ⅤW2ⅥW3ⅢF412mm日產(chǎn)油:175m3日產(chǎn)氣:3039m3～～～～～～～～～～～～～？圖例油層水層干層可能油層？(TVD:3120、00m)(TVD:2812、57m)？NNW10mm日產(chǎn)油:211m3日產(chǎn)氣:28187m3B565剖面位置示意圖T′T

潿洲12-1油田北塊6井~B5井油藏剖面圖W2ⅤW2ⅥW3Ⅲ19mm日產(chǎn)油:675m3日產(chǎn)氣:52722m3W3Ⅲ？？05001000m正斷層潿洲12-1油田北塊B5井~5井油藏剖面圖-2200-2300-2400-2500-2600-2700-2800-2900-3000海拔（m）B5井5井SSEW2ⅣW2ⅣW2ⅤW2ⅤW2ⅥW2ⅥW3ⅢW3ⅢW2ⅣW2ⅤW2ⅥW2ⅣW2ⅤW2ⅥF4F9F82F3F210mm日產(chǎn)油:211m3日產(chǎn)氣:28187m314mm日產(chǎn)油:328m3日產(chǎn)氣:43166m3～～～～～～～～圖例油層水層干層～～～～～～～（TVD:3031.10m）（TVD:2812.57m）16mm日產(chǎn)油:557m3日產(chǎn)氣:91347m36mm日產(chǎn)油:26m3日產(chǎn)氣:少量12mm日產(chǎn)油:94m3日產(chǎn)氣:少量B565剖面位置示意圖T′T0500m250正斷層潿洲12-1油田區(qū)塊劃分位置圖00.51.0km278000280000282000284000286000108°56′108°52′108°53′108°54′108°55′20°51′20°49′20°50′20°51′20°49′20°50′108°52′108°53′108°54′108°56′278000280000282000284000286000108°55′WZ12-1-6WZ12-1-5中塊3井區(qū)南塊中塊4井區(qū)北ILN2490XLN1955F2F82F4F5F1F3N3N1NN2F9F81F10塊F11F2AFAWZ12-1-B5N1aN1b最大水平主地應(yīng)力方向N100

E左右

h

v

H最大水平主地應(yīng)力WZ12-1-6井壁崩落橢圓長軸方位WZ12－1北油田地應(yīng)力方向分析非均勻地應(yīng)力作用下井壁坍塌將形成橢圓形井眼,橢圓井眼長軸為最小水平主地應(yīng)力方向雙井徑測井數(shù)據(jù):

WZ12-1-6井下部8、5"井眼段(MD:2380～2980m)井眼橢圓長軸方位N120°E就是由非均勻地應(yīng)力造成得井壁坍塌而形成得橢圓井眼嗎？C2-4臂井徑>鉆頭直徑C1-3臂井徑<鉆頭直徑橢圓井眼短軸方位(C1-3臂):N30°E井眼橢圓長軸方位N120°E,與井眼方位(N118°E)一致,且短軸小于鉆頭直徑,鍵槽。C1-3C2-4鍵槽井眼潿洲12－1－1井地層傾角測井數(shù)據(jù)統(tǒng)計表WZ12-1-1井1400－1800米井段水平主地應(yīng)力方位圖(N50E)WZ12-1-1井1800－2890米井段水平主地應(yīng)力方位圖(N140E)WZ12-1-6井雙井徑確定得最大地應(yīng)力方向:N30EWZ12-1-1井1800米以上井段最大地應(yīng)力方向:N50E1800米以下井段最大地應(yīng)力方向:N140E根據(jù)斷層走向確定得最大地應(yīng)力方向:N100E左右W12-1-1井地層傾角測井數(shù)據(jù)確定得主地應(yīng)力方位,數(shù)據(jù)比較完整、可靠。在本階段得潿二段坍塌壓力分析中,我們采用了W12-1-1井1800米以上得最大水平地應(yīng)力方向N50E:W12-1-1北油田地應(yīng)力方位得初步確定Kaiser效應(yīng)法測定W12-1油田地應(yīng)力結(jié)果上覆地層壓力v>最大水平主地應(yīng)力H>最小水平主地應(yīng)力hBZ25-1構(gòu)造地震剖面圖BZ25-1構(gòu)造斷層特征:重力正斷層BZ25-1構(gòu)造油藏預(yù)測剖面圖BZ25-1構(gòu)造斷層特征:重力正斷層地質(zhì)力學(xué)方法研究結(jié)果地應(yīng)力相對大小:最大水平地應(yīng)力大致方位:N600-750E

BZ25-1-2井地應(yīng)力方位頻率圖最大水平主地應(yīng)力方位N65-70ENE最大水平主應(yīng)力方位橢圓長軸方位BZ25-1-5井地應(yīng)力頻率圖最大水平主地應(yīng)力方位N70E

N橢圓長軸方位E最大水平主應(yīng)力方位BZ25-1構(gòu)造地應(yīng)力方位與臨近區(qū)域比較結(jié)果BZ25-1構(gòu)造地應(yīng)力大小與臨近區(qū)域比較結(jié)果準噶爾盆地區(qū)域應(yīng)力場示意圖井眼形狀法確定地應(yīng)力方向

------水平主應(yīng)力方向得玫瑰圖井眼形狀法確定南緣地區(qū)主地應(yīng)力方向第三系底最大地應(yīng)力方位分布聲發(fā)射Kaisir效應(yīng)法測定地應(yīng)力實驗結(jié)果準噶爾盆地南緣地應(yīng)力大小測定結(jié)果準噶爾盆地南緣地應(yīng)力值為:最大水平主地應(yīng)力:2、3-2、85MPa最小水平主地應(yīng)力:1、7-2、10MPa上覆地層壓力:2、3-2、45MPa地應(yīng)力分布規(guī)律:最大水平主地應(yīng)力>上覆地層壓力>最小水平主地應(yīng)力區(qū)域地應(yīng)力場橫向分布規(guī)律計算板殼法計算地應(yīng)力場:板受力—>彎曲變形—>曲率變化—>地層受力—>地應(yīng)力板殼法計算地應(yīng)力場計算公式:板殼法預(yù)測地應(yīng)力場橫向分布計算實例板殼法研究區(qū)域板殼法預(yù)測地應(yīng)力場橫向分布計算實例板殼法下第三系底最大地應(yīng)力分布板殼法下第三系底最大地應(yīng)力方位分布地應(yīng)力縱向分布規(guī)律計算不同深度,不同性質(zhì)得地層其地應(yīng)力大小及非均勻性不同,即地應(yīng)力不就是隨井深增加而線性增大,對不同地層要分層計算地應(yīng)力。地應(yīng)力主要來自于上覆巖層得自重及地質(zhì)構(gòu)造運動產(chǎn)生得構(gòu)造應(yīng)力,用公式表示為:地應(yīng)力縱向分