第五章地应力分析ppt课件

.,地应力测量技术及分布规律,.,有关地应力的内容,地应力的概念地应力的来源地应力的测量方法地应力区域分布规律的数值模拟地应力纵向分布规律,.,地应力：地下某深度处岩石受到的周围岩体对它的挤压力。一般在深度H处和岩体所受到的地应力可用三个主地应力来表示，一个为垂直向主地应力；另二个为相互垂直的二个水平主地应力。大多数情况下三个主地应力值是不相等的。不同构造区域、不同性质地层地应力大小不同。,地应力的概念:,.,v,hmax,hmin,H,地表,地应力大小表示方法,.,地应力的来源：,上覆岩体的自重；地质构造运动产生的构造应力；地温梯度的不均匀性和地层中的水压梯度。,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,N1s:1820m,N1t:1136m,中完位置2442m,倾角测井界面1:1960-1980m,倾角测井界面2:2240-2290m,倾角:1700-1820m，60,倾角:1820-1980m,50-55,倾角:1980-2240m,50,倾角:2240-2390m,40,倾角:2390m以下,30-40,E2-3a:2858m,E1-2z:3484m,N2d:502m,.,1530-1632m，倾角55，倾向南偏东5,N2d:200m,N1t:720m,N1s:1398m,E2-3a:2837m,E1-2z:3876m,1632-1642m，倾角544，倾向南偏东5,1676-1900m，倾角56-58，倾向南偏东4,1900-2350m，倾角56，倾向南,2350-2444m，倾角18-20，倾向南偏东45,2444-2500m，倾角40，南偏东25,2500-2849m，倾角6-8，南偏东25,断点位置：1632m、2350m、2444m,本井1490米以上测量段，地层倾角因井眼等影响因素造成540-1490米层段,基本为空白点，370-540米段也仅有极零星资料点（倾角60度/南倾180度），且可信度很低。,K2d:4200m,.,N2d:506m,N1t:1250m,N1s:1812m,E2-3a:3067m,E1-2z:4128m,1854-2170m倾角50-60，南倾,2170-2200m倾角40，南偏北,2200-2440m倾角40-50，南倾,2440-2470m倾角50-60，南倾,2470-2636m倾角50-60，南倾,506-1854m倾角52-55，南倾,K2d:4360m,.,N1t:1182,N1s:1612,E2-3a:3127,E1-2z:3500,N2d：582,管理上,旋转导向垂直钻井PowerV,NDS-PERFORM钻井系统,技术上,全日制日费监督制,200-3150,508mm150m,339.73mm1650m,244.48mm3180m,140mm3500m,.,.,.,.,.,.,.,.,.,地应力测定方法,应用构造地质力学方法研究地应力的相对大小及大致方位应用成像测井确定地应力的方位应用水力压裂资料确定地应力大小Kaiser效应试验测定地应力大小,.,.,根据断层特点及走向确定地应力的大小及方向,.,根据断层特点确定地应力分布规律及地应力方向：最大水平主地应力方向平行断层延伸方向上覆地层压力v最大水平主地应力H最小水平主地应力h,最大地应力方向,.,椭圆形井眼的长轴方向即为最小水平主地应力方向,最小水平主地应力方向,最大水平主地应力方向,成像测井测定地应力方向,.,H,h,H,h,井眼坍塌破坏形状,.,地应力测定方法,上覆岩层压力由密度测井曲线经积分求出。水平主地应力测定方法主要有：1、现场水力压裂试验法；2、室内凯塞尔效应法3、岩芯差应变试验法；,.,典型的水力压裂试验曲线,出现剪切裂缝,破裂漏失,停泵,裂缝闭合,裂缝重张,时间,井口压力,.,利用水力压裂试验数据计算地应力：,地层破裂压力（Pf）：地层破裂产生流体漏失时的井底压力裂缝延伸压力（Pr）：使一个已存在的裂缝延伸扩展时的井底压力裂缝闭合压力（PFcp）：使一个存在的裂缝保持张开时的最小井底压力，它等于作用在岩体上垂直裂缝面的法向应力，即最小水平主地应力。瞬时停泵压力（PISIP）：关泵瞬间的裂缝中的压力。它一般大于PFcp，两者之间的差别一般在0.17MPa之间变化，它取决压裂工艺及岩石性质。在低渗透性地层，两者近似相等。,.,水力压裂法测定地应力,裂缝闭合点（B点）确定方法：利用裂缝闭合前后压力降低速度不同来确定。主要确定方法为：作出曲线的切线，其交点即为裂缝的开始闭合点。此外还有其它方法。如：（1）最大曲率点法（2）P-Log（t）图（3）Log（P）-Log（t）图,.,凯塞尔效应法测定地应力的原理图,声发射数,压应力,凯塞尔效应点,.,凯塞尔效应测定地应力取芯方法,岩样尺寸2550mm,.,试验装置及试验步骤,.,6井,B5井,F10,F11,F3,F81,F5,海拔（m）,W2,W2,W2,W2,W3,F4,12mm日产油:175m3日产气:3039m3,？,(TVD:3120.00m),(TVD:2812.57m),？,NNW,10mm日产油:211m3日产气:28187m3,T,T,涠洲12-1油田北块6井B5井油藏剖面图,W2,W2,W3,19mm日产油:675m3日产气:52722m3,W3,？,？,正断层,.,涠洲12-1油田北块B5井5井油藏剖面图,正断层,.,涠洲12-1油田区块划分位置图,2051,2049,2050,2304000,2306000,2308000,2302000,2303000,2305000,2307000,2051,2049,2050,2304000,2306000,2308000,2302000,2303000,2305000,2307000,WZ12-1-6,WZ12-1-5,中块3井区,南块,中块4井区,北,ILN2490,XLN1955,F2,F82,F4,F5,F1,F3,N3,N1,N,N2,F9,F81,F10,块,F11,F2A,FA,WZ12-1-B5,N1a,N1b,最大水平主地应力方向N100E左右,最大水平主地应力,.,WZ12-1-6井壁崩落椭圆长轴方位,WZ121北油田地应力方向分析,非均匀地应力作用下井壁坍塌将形成椭圆形井眼，椭圆井眼长轴为最小水平主地应力方向双井径测井数据:WZ12-1-6井下部8.5井眼段(MD:23802980m)井眼椭圆长轴方位N120E是由非均匀地应力造成的井壁坍塌而形成的椭圆井眼吗？,.,C2-4臂井径钻头直径C1-3臂井径最大水平主地应力H最小水平主地应力h,.,BZ25-1构造地震剖面图,BZ25-1构造断层特征：重力正断层,.,BZ25-1构造油藏预测剖面图,BZ25-1构造断层特征：重力正断层,.,地质力学方法研究结果,地应力相对大小：最大水平地应力大致方位：N600-750E,.,BZ25-1-2井地应力方位频率图最大水平主地应力方位N65-70E,N,E,最大水平主应力方位,椭圆长轴方位,.,BZ25-1-5井地应力频率图最大水平主地应力方位N70E,N,椭圆长轴方位,E,最大水平主应力方位,.,BZ25-1构造地应力方位与临近区域比较结果,.,BZ25-1构造地应力大小与临近区域比较结果,.,准噶尔盆地区域应力场示意图,.,井眼形状法确定地应力方向-水平主应力方向的玫瑰图,.,井眼形状法确定南缘地区主地应力方向,.,第三系底最大地应力方位分布,.,声发射Kaisir效应法测定地应力实验结果,.,准噶尔盆地南缘地应力大小测定结果,准噶尔盆地南缘地应力值为：最大水平主地应力：2.3-2.85MPa最小水平主地应力：1.7-2.10MPa上覆地层压力：2.3-2.45MPa地应力分布规律：最大水平主地应力上覆地层压力最小水平主地应力,.,区域地应力场横向分布规律计算,板壳法计算地应力场：板受力弯曲变形曲率变化地层受力地应力,.,板壳法计算地应力场计算公式：,.,板壳法预测地应力场横向分布计算实例,板壳法研究区域,.,板壳法预测地应力场横向分布计算实例,板壳法下第三系底最大地应力分布,.,板壳法下第三系底最大地应力方位分布,.,地应力纵向分布规律计算,不同深度，不同性质的地层其地应力大小及非均匀性不同，即地应力不是随井深增加而线性增大，对不同地层要分层计算地应力。地应力主要来自于上覆岩层的自重及地质构造运动产生的构造应力，用公式表示为：,.,地应力纵向分布规律计算,由上覆地层产生的水平地应力，可根据弹性变形力学理论，假设在水平方向的变形受到限制，即（x）V=（y）V=0，由此可得到：,该部分地应力在水平方向相同，为均匀分布的,.,地应力纵向分布规律计算模式,由构造运动产生的地应力，由于构造运动的方向性，使得在水平方向产生的地应力不同。假设构造运动可分解为沿相互垂直的两个主方向（H方向和h方向）的向前平推运动