松辽盆地油井水压致裂应力测量研究

一、引言松辽盆地毗邻华北断块区,但这两大构造单元的现今地震活动却截然不同。由于后者现代强震活动频繁,使得地震工作者有可能对华北断块区的地壳应力场进行略为详细的研究。与之相比,松辽盆地的现今地震活动十分微弱,地壳应力场的测量与研究近乎空白。因此,开展松辽盆地深部地壳应力场的测量与研究,揭示这两大构造单元在地壳应力场方面的差异,进行对比分析,具有重要意义。在文献中,已经报道了松辽盆地最大水平主应力方向的测量结果,本文将对主应力大小进行研究,并对松辽盆地的深部地壳应力场进行初步分析。     

水压致裂应力测量在隧道工程中的应用

通过钻孔内的水压致裂方法直接测量原地应力,获得隧道区地应力的各种力学参数,根据各种地应力测量结果进行综合研究对比,提出深埋隧道围岩的稳定性程度,并判断和推测隧道施工期间发生岩爆的可能性,为隧道设计提供重要依据,方法直观,效果良好.     

水压致裂应力测量系统柔性分析及其对深孔测量的影响

在中国大陆范围内广泛使用的钻杆式水压致裂测试系统由6个部分组成,分别为压力流体控制系统、高压水泵、动力系统、数据记录系统、跨接式封隔器和钻杆系统。该套测试系统又可以分为两类,一种是针对孔深<100 m的浅孔测试系统,一种是针对孔深>100 m的深孔测试系统。对于钻杆式水压致裂系统,钻杆、连接管线以及钻孔变形对系统柔性影响均极微小,封隔器变形和压裂液压缩性是主要影响因素。当测试深度小于100 m时,测试系统柔性主要受封隔器变形和系统压裂液压缩性控制;而当测试深度大于100 m时,测试系统柔性主要受系统压裂液压缩性控制。对于深孔测试,钻杆式水压致裂测试系统柔性过大,会影响重张压力Pr0的准确确定。为了消除系统柔性对深孔测试的影响,可以通过其他方法来确定实验段岩体抗拉强度Tfh,进而确定最大水平主应力SH,或者通过其他方法来直接估算SH。在未来的研究工作中,开发井下传感器和井下流量计将是从根本上消除测试系统柔性影响的一条可靠途径。     

花岗岩抗拉强度试验和在水压致裂应力测量中的应用

一、引言在采矿、岩石钻进、顶板和底板的破坏等方面及水压致裂试验中,拉伸破坏都是一种重要的现象。在传统的水压致裂原地应力测量中,最大和最小的水平主应力的确定由下列式子给出:     

煤层水压致裂后煤岩应力解析

水压致裂后煤岩应力分布规律对水压致裂防冲效果起关键性作用。采用理论研究方法得出高压注水压致裂后及卸水后水区和气区的孔隙、瓦斯压力和煤体应力解析解。结果表明,致裂后水区孔隙压力沿径向变化不大,与注水压力接近;气区瓦斯压力沿径向呈递减趋势;在水区外围一定范围内形成瓦斯压力升高区;水区煤体环向应力将会减小,直到变为拉应力;气区煤体径向应力沿径向递减。卸水后水区孔隙压力、煤体径向应力沿径向呈递增趋势;气区煤体径向应力沿径向呈递增趋势,趋近于原始煤体应力;气区煤体环向应力沿径向呈递减趋势;气区孔隙压力沿径向呈递减趋势。这为煤层水压致裂预防冲击地压提供理论基础。     

水压致裂原位应力测量的特征值参数的计算机辅助确定

水压致裂原地应力测试曲线特征值判定对于提高原地应力测量精度具有十分重要的意义。为了避免人工判读的个体误差和手动数据处理的重复劳动,本文针对水压致裂原地应力测量曲线的特征值判读这一关键技术难点进行软件开发以实现数据处理的自动化。该交互式软件包括数据采集、数据分析和数据库管理等3个主要模块。其中核心模块-数据分析模块包括了水压致裂原地应力测量中特征值Pr和Ps判读的全部方法。软件使用VB语言实现,界面友好,使用可靠方便。通过该软件在山东潍坊市红河镇某钻孔中的应用证明了软件的可靠性和便捷性。     

水压致裂测量地应力的断裂力学方法

本文提出了一个水压致裂测量地应力的新的断裂力学方法.该方法改进了 Abou-Sayed 等人（1 978）提出的断裂力学方法.因为当裂隙长度小于某一临界值时,岩石的断裂韧度 K1 c与裂隙长度相关.另外,精确地确定岩石中原生裂隙长度 L 是非常困难的。因此,在计算最大水平主应力时,用一个新参数 U(U=K1 cπ1/2L)代替 K1 c和 L,将显著地提高最大水平主应力的精确度.此外,这个参数可以通过一个简单的空心圆柱破裂实验直接来测定.基于岩石断裂韧度最近的实验结果,当裂隙长度小于某一临界值时,新参数 U 近似为岩石材料常量.同时,参量21/2U 可以取做为含有随机分布较小裂隙的岩石抗拉强度.     

青藏高原东北缘水压致裂地应力测量

在青藏高原东北缘首次采用水压致裂法进行了地应力测量,结果显示：在测量深度域内,青藏高原东北缘三个主应力之间的关系表现为σＨｍａｘ〉σＨｍｉｎ〉σｖ,水平主应力占主导地位,现今地壳应力场的主压应力方向为ＮＥ－ＮＥＥ,测量结果与地质事实较吻合。     

应力各向异性对水压致裂破坏的统计影响及其在应力测量中的应用

对水压致裂坏进行了统计研究,基于最弱耦合理论的数值分析表明,Ｐｂ及破裂方位的变化受应力差σＨ－σｈ的影响,这一关系常用来计算σＨ而不用Ｐｂ及Ｐｔ。     

水压致裂法三维地应力测量的实用性研究

采用最小主应力破坏准则,建立理论模型,是利用水压致裂方法进行三维地应力测量的新的研究思路和方法。本文在此理论研究的基础上,侧重于实际测试,并详细研究了岩石泊松比以及观测数据的误差对计算结果的影响,据此论证了该方法用于三维地应力测量的可靠性和实用性。      

水压致裂法三维地应力测量的理论探讨

本文对现有的水压致裂三维地应力测量方法进行了深入的力学分析,在此基础上提出了新的理论模型。新的理论模型采用了最小主应力破坏准则,与现有方法采用的最小切向应力破坏准则相比,更客观的表述了水压致裂过程中的力学机制。为说明该方法的工作步骤及其可行性,文中利用遗传算法反演技术,对假设的地应力状态进行了试算。试算结果表明该方法是可行的。      

水压致裂法测量裂隙岩体的地应力研究

通过对水压致裂法形成的钻孔印模分析,运用Taylor公式和最小二乘法迭代算法,计算纵向和横向裂隙岩体地应力大小及其误差。首先确定大地、裂隙和钻孔坐标系,根据印模曲线确定裂隙方位;然后用Taylor公式和最小二乘法迭代算法,计算应力分量;最后计算出主应力大小及其误差。将此方法应用于雪峰山隧址区ZK6钻孔的地应力场计算,得出其最大水平应力为13 MPa,方位113°左右,这与地质构造法实测的应力场相吻合,说明这一方法合理可行,具有较好的实用价值。     

甘肃某水电站的水压致裂三维地应力测量

本文详细介绍了常规水压致裂方法的测量程序以及三孔交汇法三维地应力测量的原理。同时为查明某水电站的三维地应力状态,在厂房附近的交通洞内开展了两个测点的三维地应力测量。测量结果表明:三个主应力的大小表现为S_HS_hS_v,有利于逆断层的活动,这与测孔附近发育的逆断层相符合。最大水平主应力S_H方向为NE31°和NE33°,这与区域应力场NE向或NNE向相一致;三维应力计算结果显示,两向水平主应力接近水平,垂直应力倾角大于70°。虽然洞轴线的布线方向与最大主应力夹角过大,由于工程区为非高应力区,因此不影响洞室的稳定性。