地应力及岩石强度VIP专享VIP免费

地应力和岩石强度地应力是指存在于地壳岩体中的内应力。它是由地壳内部垂直运动和水平运动的力及其它因素的力引起的介质内部单位面积上的作用力。垂向应力最大水平主应力最小水平主应力由于岩石的变形和破坏取决于其所受到的有效应力的大小，因此，常常也把地层孔隙压力作为地应力的一个重要组成部分。v1H2H地应力和岩石强度对于实际地层来说，垂向应力与两个水平主应力随深度的关系如下：v1H2H埋深<几百米时：>>v1H2H几百米<埋深<2000米时：>>v1H2H埋深>2000米时：>>地应力的获取方法一、成像测井资料研究地应力大小及方向岩石力学的研究表明，钻井过程中，井壁出现的应力崩落和应力垮塌都是由于井壁附近应力集中产生剪切破坏的结果，应力崩落和应力垮塌的方向与区域最小水平主应力方向一致。1、基于井壁应力崩落和应力垮塌确定地应力大小及方向井壁应力崩落、应力垮塌的方位、形状、宽度都可以从地层倾角测井及各种成像测井图上观察到。如右图的声波成像测井图所示，井壁应力崩落区域和应力垮塌区域都具有明显的对称性。一、成像测井资料研究地应力大小及方向一、成像测井资料研究地应力大小及方向2、利用钻井诱导缝确定地应力方向钻井过程中在井壁地层中诱发的裂缝主要有钻具震动裂缝、热差诱导缝、重泥浆压裂缝和应力释放缝4种不同类型，这些不同类型的裂缝具有以下特点：（1)钻具震动裂缝宽度十分微小，且径向延伸很短，在FMI等探测深度浅的电阻率图像上有高电导异常，但在方位电阻率成像(ARI)等探测深度大的电阻率图像上却没有显示。(2)热差诱导缝是因为钻井液温度低于地层温度，使地层因收缩而产生的细微裂隙和裂纹。一、成像测井资料研究地应力大小及方向2、利用钻井诱导缝确定地应力方向一、成像测井资料研究地应力大小及方向2、利用钻井诱导缝确定地应力方向(3)应力释放缝是在现今地应力相对集中的致密岩层段，当地层被钻开，随着应力释放而产生的，其特征是一组接近平行的裂缝。其裂缝的倾角与地下三轴应力的相对大小有关：①当垂直应力为中间主应力和最大主应力时，裂缝为垂直缝和高角度缝；②当垂直应力为最小主应力时，裂缝为低角度缝；(4)重泥浆压裂缝是由于钻井液密度过大造成的。当垂向应力为原地最大主应力或原地中间主应力时，重泥浆压裂缝一般以高角度张性缝为主，且张开度和延伸都可能很大。一、成像测井资料研究地应力大小及方向2、利用钻井诱导缝确定地应力方向①在FMI图像上，它们总是以180°或接近180°对称分布在图像上，往往以一条高角度缝为主，两侧伴生有羽状微缝；②在双侧向曲线上出现“双轨”，具正差异特征，且电阻率较高。一、成像测井资料研究地应力大小及方向2、利用钻井诱导缝确定地应力方向重泥浆压裂缝和应力释放缝与地应力分布密切相关，对直井来说，裂缝出现方位对应于原地最大水平主应力方向，因此，通过对这两种类型裂缝的研究可以确定地应力的方向。一、成像测井资料研究地应力大小及方向2、利用钻井诱导缝确定地应力方向与天然裂缝相比，与应力相关的钻井诱导缝在成像图上具有如下显著特点：（1）呈180。对称出现，天然裂缝根据产状不同，在成像图上的表现特征不同，但出现方位不对称是天然裂缝最显著的特点。垂直的天然裂缝通常单个出现，而斜切井眼的天然裂缝在图像上一般为完整的正弦线，随裂缝倾角降低，正弦线逐渐变得平缓;（2）开度较稳定，缝面较平直；天然裂缝的开度不稳定，缝宽变化较大；（3）重泥浆压裂缝能够直接切穿不同岩石，在砾石层中可以直接切穿砾石；天然开启缝一般则绕砾石而过。（4）诱导缝的延伸都不大，深侧向电阻率值下降不很明显。二、利用双井径测井资料确定地应力方向1、井壁垮塌的双井径曲线特征（1）溶蚀型椭圆井眼：常常发生在膏盐地层，它是因盐岩、石膏等岩层被钻井液溶蚀而形成，双井径曲线均大于钻头直径；二、利用双井径测井资料确定地应力方向1、井壁垮塌的双井径曲线特征（2）冲蚀型椭圆井眼：常发生于泥页岩等软岩层，这类地层受到钻井液浸泡，体积将发生膨胀，导致坍塌。由于岩石本身结构的各向异性，这种垮塌通常形成椭圆形井眼，在双井径曲线上表现为井径不等，且...