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水平主应力下矿山巷道围岩稳定性分析

黄金 2015年第2期36卷 43-48页

作者：郑恒威杨安国广东肇庆广地爆破工程公司

在数值模拟的基础上,结合武钢某铁矿阶段大巷工程实例,对巷道轴向与水平主应力呈不同方向时分别进行了模拟,分析了开挖后巷道围岩应力、位移变化规律以及塑性区的分布情况,并提出相应的支护方案。研究结果表明:在最大水平主应力的大小... 详细信息

在数值模拟的基础上,结合武钢某铁矿阶段大巷工程实例,对巷道轴向与水平主应力呈不同方向时分别进行了模拟,分析了开挖后巷道围岩应力、位移变化规律以及塑性区的分布情况,并提出相应的支护方案。研究结果表明:在最大水平主应力的大小一定时,其方向是影响巷道围岩稳定性和支护设计的关键因素之一,最大水平主应力与巷道轴线的夹角越小越有利于巷道围岩的稳定;随着夹角的变大,顶板的应力和变形一直维持在较高的水平,两帮的受力和变形受到的影响较顶底板要大,支护时应该特别注意;喷锚支护可以改善围岩的塑性区,控制顶板沉降和两帮位移,确保巷道的安全。研究结果为采矿巷道稳定性分析和支护设计提供了重要的理论依据。

关键词：水平主应力巷道围岩稳定性支护方法数值分析

应用Weibull理论估算水压致裂测试的原地最大水平主应力

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地壳构造与地壳应力 2003年第2期 11-19页

作者： K．shin 郭启良日本电子工业部中央研究所不详

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地应力对页岩储层开发的影响与对策

石油与天然气地质 2020年第4期41卷 776-783,799页

作者：张金才亓原昌中国石化休斯顿研究开发中心美国休斯顿TX 77056

油气富集程度和页岩脆性在北美页岩油气开发中是地质条件方面成功与效益的关注重点,但对于中国四川盆地海相页岩储层,除上述因素外,复杂地质构造下高地应力条件成为阻碍效益开发的主要因素之一。重点阐述了复杂地应力下水力压裂裂缝扩... 详细信息

油气富集程度和页岩脆性在北美页岩油气开发中是地质条件方面成功与效益的关注重点,但对于中国四川盆地海相页岩储层,除上述因素外,复杂地质构造下高地应力条件成为阻碍效益开发的主要因素之一。重点阐述了复杂地应力下水力压裂裂缝扩展机理,展示了复杂构造下不利地应力条件对钻井压裂效果的重要影响;四川盆地页岩气储层的最小水平主应力较高,因此具有较高的破裂压力。通过理论分析和案例应用,提出钻井和完井的优化设计,包括水平井钻井方向、井筒轨迹以及完井压裂层段的选取。根据四川盆地不同地区地应力状况,提出涪陵、威荣和威远页岩气田的钻完井建议。

关键词：方位井水平主应力地应力破裂压力水力压裂页岩储层

滇中引水工程香炉山隧洞地应力特征及其活动构造响应

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岩土工程学报 2021年第1期43卷 130-139,I0006页

作者：张新辉付平尹健民刘元坤长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010

滇中引水工程香炉山隧洞埋深大、距离长且处于复杂的构造地质环境中。为查明其地应力分布特征,统计分析了隧洞沿线10个钻孔的水压致裂法地应力测试成果。3个主应力关系主要表现为SH>SV>Sh,反映了隧洞沿线以走滑性质为主的构造特征。工... 详细信息

滇中引水工程香炉山隧洞埋深大、距离长且处于复杂的构造地质环境中。为查明其地应力分布特征,统计分析了隧洞沿线10个钻孔的水压致裂法地应力测试成果。3个主应力关系主要表现为SH>SV>Sh,反映了隧洞沿线以走滑性质为主的构造特征。工程区浅部地层的应力大小主要受地层岩性与断裂带影响。一方面坚硬岩体的水平主应力明显大于软质岩体;另一方面断裂带的发育致使隧洞沿线的应力水平相对较低,同时断裂带局部区间力学性质的差异导致浅部地层水平主应力呈现出较大离散性。香炉山隧洞最大水平主应力的测试方向主要分布在NNE-NEE向,与隧洞沿线一系列全新世活动断裂走向及区域构造主压应力方向趋于一致,响应了研究区震源机制解特征和楔形块体的运动特征。基于实测应力数据和断层滑动理论,隧洞沿线活动断裂目前处于相对稳定状态,而鹤庆-洱源断裂更为接近断层滑动的临界条件,随着应力的不断积累其稳定性情况值得进一步关注。

关键词：香炉山隧洞水平主应力应力方向活动断裂构造运动断层稳定性

基于叠前岩石力学参数反演的三维地应力预测研究——以长宁区块页岩气为例

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物探化探计算技术 2024年第1期46卷 11-25页

作者：金文辉井翠文冉宋修艳陈珂磷李雪松张奎四川长宁天然气开发有限责任公司成都610051 北京普瑞斯安能源科技有限公司北京100085

与常规油气藏相比,页岩气藏的物性条件极差,孔渗性超低,其实现大规模开采的关键在于水平井体积压裂改造技术的应用。近年来,大量页岩气开发实践证明,水平井压裂效果受地应力作用较为明显。研究表明:当水平井沿着最大水平主应力近垂直的... 详细信息

与常规油气藏相比,页岩气藏的物性条件极差,孔渗性超低,其实现大规模开采的关键在于水平井体积压裂改造技术的应用。近年来,大量页岩气开发实践证明,水平井压裂效果受地应力作用较为明显。研究表明:当水平井沿着最大水平主应力近垂直的方向钻进,且应力差异系数较小时,有利于形成网状压裂缝。笔者选择长宁页岩气区块,对基于地震方法的三维地应力预测技术在水平井开发中的应用进行研究。利用一系列地震方法,诸如地震构造解释得到的构造信息(地震解释层位与断层)、叠前统计学反演得到的地层信息(速度与密度)、地质力学信息(杨氏模量与泊松比),优选适当的模型方法,并刻度模型参数(比奥特系数、构造应力系数a和b、局部应变系数A和B等),对三维最大和最小水平主应力大小、应力差异系数及地应力方向进行预测;研究了长宁区块页岩气的区域应力机制以及对3口水平井的微地震监测结果进行分析,验证了本文三维地应力预测结果的可靠性。在水平井设计时应综合考虑地应力方向、非均质性和应力差异系数,以获得良好的压裂效果。

关键词：页岩气地应力长宁区块水平主应力

多裂缝应力阴影效应模型及水平井分段压裂优化设计

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天然气工业 2015年第3期35卷 55-59页

作者：曾顺鹏张国强韩家新袁彬王彦鹏冀政重庆科技学院中石化江汉石油工程有限公司西南石油大学石油与天然气工程学院

针对页岩气藏水平井分段压裂中应力阴影的表征方法及影响因素不明确的问题,基于水平井分段压裂理论,借鉴水力压裂裂缝诱导应力产生机理,从单一垂直裂缝入手,利用应力叠加原理得出了多条裂缝应力阴影效应的数学模型。应用该模型分析了应... 详细信息

针对页岩气藏水平井分段压裂中应力阴影的表征方法及影响因素不明确的问题,基于水平井分段压裂理论,借鉴水力压裂裂缝诱导应力产生机理,从单一垂直裂缝入手,利用应力叠加原理得出了多条裂缝应力阴影效应的数学模型。应用该模型分析了应力阴影的影响因素,结果表明:①泊松比与水平主应力方向的应力阴影呈线性关系,当泊松比为0.20.4时,最小水平主应力方向的诱导应力为0.360.72 MPa;②裂缝数量越多间距越小,应力阴影效应作用越强;③裂缝数量增加的同时也增大了施工难度,5条裂缝比3条裂缝的净压力增加了41.46%;④当裂缝间距小于100 m时,裂缝容易转向形成缝网;⑤裂缝间距是缝高的1.5倍时,应力阴影效应非常小,超过2倍后可以忽略不计。上述结论对合理利用应力阴影效应进行水平井分段压裂优化设计具有指导意义。

关键词：页岩气分段压裂应力阴影诱导应力净压力泊松比水平主应力裂缝数量裂缝间距

四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组储层各向异性地应力评价方法

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石油与天然气地质 2021年第4期42卷 963-972页

作者：张金才范鑫黄志文刘忠群亓原昌中国石化休斯顿研究开发中心美国休斯顿TX 77056 中国石化石油勘探开发研究院北京100083

尽管四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组砂岩是非常致密的气藏,但是其中一些储层天然裂缝发育,尤其是须二段的优质储层,垂直裂缝或高角度裂缝发育。这导致了岩层和水平主应力的各向异性。对于这类储层如果采用常规的各向同性地应力评价方... 详细信息

尽管四川盆地川西坳陷上三叠统须家河组砂岩是非常致密的气藏,但是其中一些储层天然裂缝发育,尤其是须二段的优质储层,垂直裂缝或高角度裂缝发育。这导致了岩层和水平主应力的各向异性。对于这类储层如果采用常规的各向同性地应力评价方法,则会高估岩层的实际水平主应力。根据钻井中的溢流、井涌和测试压裂,以及井壁崩落等数据研究了这类储层地应力的新的评价方法,得到了新场气田和合兴场气田的地层压力与地应力实测结果。这些结果表明岩层的天然裂缝对地应力有较大的影响。采用各向异性理论建立了须家河组储层地应力的VTI和HTI模型。含天然裂缝储层的实测数据表明,随着裂缝密度、裂缝倾角和裂缝指示因子的增大,水平主应力和破裂压力减小,这与HTI模型相吻合。结合各向异性模型与天然裂缝、水平主应力和破裂压力的实测数据,得出了适合于须家河组储层特点的地应力预测公式及其对压裂影响的评价方法。

关键词：裂隙岩层水平主应力地应力各向异性水力压裂须家河组三叠系四川盆地

叠前反演在龙虎泡致密油“工程甜点”预测中的应用

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石油物探 2020年第1期59卷 114-121页

作者：王勇龙凡杨建礼张可铭王焕弟大庆油田有限责任公司井下作业分公司黑龙江大庆163712 上海波睿能源科技有限公司上海201913 Elsiwave Reservoir 北京100083 石油工业出版社北京100011

在松辽盆地北部高台子组致密油开发中实施水平井水力压裂是提高油井产量不可或缺的措施之一。通过水力压裂产生更多、更复杂的裂缝从而提高油井产量。产层脆性指数越大、水平应力差越小,越容易产生更多、更复杂的裂缝系统。利用全部叠前... 详细信息

在松辽盆地北部高台子组致密油开发中实施水平井水力压裂是提高油井产量不可或缺的措施之一。通过水力压裂产生更多、更复杂的裂缝从而提高油井产量。产层脆性指数越大、水平应力差越小,越容易产生更多、更复杂的裂缝系统。利用全部叠前CRP道集数据开展叠前反演得到纵波速度、密度、杨氏模量和泊松比4个关键的弹性参数数据体,采用龙虎泡地区脆性计算公式由杨氏模量和泊松比计算了目的层高台子组岩石脆性指数;使用经过优化的龙虎泡地区水平主应力计算公式由纵波速度、密度和泊松比计算并预测了主要目的层高台子组水平主应力以及水平应力差。预测的研究区高三段脆性指数和水平应力差与井数据的误差较小,并应用于水平井压裂设计,3口生产井压裂后增产效果明显。

关键词：致密油水力压裂工程甜点叠前反演脆性水平主应力应力差

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东海低渗储层压裂高起裂压力规律分析

应用力学学报 2022年第2期39卷 403-408页

作者：张滨海张朝举陈峥嵘孔祥伟中海油研究总院有限责任公司北京100028 中石化西南石油工程有限公司成都610000 长江大学石油工程学院武汉430000

东海HY-A1井H8b气藏为异常高温、高压地层,压裂设计的预测起裂压力与压裂施工不一致,作业中出现高起裂现象;考虑裂缝内流体压力、主应力、井壁渗透率、裂缝倾角等因素,建立了东海低渗储层压裂高起裂压力数学模型;通过现场验证,起裂压力... 详细信息

东海HY-A1井H8b气藏为异常高温、高压地层,压裂设计的预测起裂压力与压裂施工不一致,作业中出现高起裂现象;考虑裂缝内流体压力、主应力、井壁渗透率、裂缝倾角等因素,建立了东海低渗储层压裂高起裂压力数学模型;通过现场验证,起裂压力计算误差为4.9%,具有一致性。借助二分法对模型求解,结果表明,随井斜角度的增大,当方位角应力差值大、泊松比小、异常高压是高起裂压力的关键因素;在压裂设计中,满足施工需求同时,尽可能设计方位角及井斜角靠近起裂压力最小区域。

关键词：东海低渗储层起裂压力起裂角弹性模量水平主应力压裂