我国现今地应力状态及有关问题

本文主要利用应力解除法及水压致裂法原地应力测量资料,对我国现今地应力状态及有关问题进行了分析讨论。原地应力测量资料表明,应力值随深度增加而增加;水平主应力有着很强的方向性,最大水平主应力的方向具有一定的分布规律,与地质构造和现代地壳运动有着一定的关系。      

套芯法、水压致裂法原地应力测量、钻孔崩落及震源机制解分析所得结果的对比

我国已积累了大量震源机制解资料,近年来为各种目的开展了套芯法及水压致裂法原地应力测量,并从一些深钻井的测井资料中获得了一批钻孔崩落数据,为地壳应力状态的研究提供了十分有用的资料.为了进行区域构造应力场的研究,笔者对上述各种方法的测量结果进行了对比研究.在同一个钻孔中用不同的方法进行原地应力测量,如在同一个钻孔中用套芯法及水压致裂法进行观测;用水压致裂法的测量结果与同一钻孔中发现的钻孔崩落资料进行对比.还在相距不远的钻孔中用同样的或不同的方法进行原地应力测量;还将同一地区各种方法所得的资料进行了对比,发现其差异并不很大.这就使我们有可能利用上述各种方法提供的资料来进行区域构造应力场及地壳应力状态的研究.      

套芯法、水压致裂法原地应力测量、钻孔崩落及震源机制解分析所得结果的对比

我国已积累了大量震源机制解资料,近年来为各种目的开展了套芯法及水压致裂法原地应力测量,并从一些深钻井的测井资料中获得了一批钻孔崩落数据,为地壳应力状态的研究提供了十分有用的资料.为了进行区域构造应力场的研究,笔者对上述各种方法的测量结果进行了对比研究.在同一个钻孔中用不同的方法进行原地应力测量,如在同一个钻孔中用套芯法及水压致裂法进行观测;用水压致裂法的测量结果与同一钻孔中发现的钻孔崩落资料进行对比.还在相距不远的钻孔中用同样的或不同的方法进行原地应力测量;还将同一地区各种方法所得的资料进行了对比,发现其差异并不很大.这就使我们有可能利用上述各种方法提供的资料来进行区域构造应力场及地壳应力状态的研究.     

龙门山断裂带东北段现今地应力环境研究

2008年5月12日汶川Ms8.0级地震后,为了解发震断裂附近地应力分布特征,于2009年10月-12月期间,在龙门山断裂带东北段江油、北川地区3个200 m钻孔中开展水压致裂地应力测量工作;本文首先依据研究区域内3个200m钻孔的水压致裂地应力测量结果,分析了汶川8.0级地震发生1年后,龙门山断裂带东北段附近现今地应力状态分布特征;其次,基于龙门山断裂带基础地质、地球物理等研究资料,采用线弹性有限元模拟方法,运用ANSYS有限元模拟软件,模拟得到了地震后研究区内现今地应力状态;再次,综合研究区内地应力测量结果和应力场的三维有限元数值模拟结果,揭示了断裂带附近江油～北川剖面现今应力场的变化规律;文章最后探讨了龙门山断裂带东北段江油和北川地区的地震危险性.     

在同一钻孔中水压致裂法地应力测量与套钻孔应力解除法测量成果的比较

本文叙述了在同一钻孔中水压致裂法地应力测量和套钻孔应力解除法进行对比测量，获得基本一致实测成果的两个实例。     

水压致裂法地应力测量若干问题的探讨

在深层地应力测量中,水压致裂法是最有效的测量方法。本探讨了该方法的几个关键性问题,例如压裂特征参数的取值,三维地应力测量,压裂缝的方向,破裂准则和钻孔轴向秒是主应力的一个方向等问题。     

联邦德国等国利用水压致裂和钻孔崩落研究地应力的近况

本文以笔者所了解的情况,介绍了联邦德国等国利用水压致裂和钻孔崩落研究地应力的近况。水压致裂应力测量目前值得注意的动态是:①世界上拥有小型轻便的软管水压致裂设备的研究小组愈来愈多;②联邦德国鲁尔大学地球物理研究所计划研制可用于更深的钻孔(6公里),并将井下超声电视、测震计与水压致裂封隔器装在一起的新设备;③利用一孔多段以至地点相近的多个钻孔的水压致裂数据,只用封闭压力和张开裂缝方位的观测值反推地应力大小和方向的参数;④破裂力学理论的初步应用。此外,在用钻孔崩落研究地应力方面的主要成就是,对有孔岩石标本所作的单轴压缩试验以及理论分析表明,崩落机制主要由岩壁张破裂(而不是剪切破裂)引起。     

汶川M_S8.0地震对龙门山断裂带附近地应力环境影响初探——以北川、江油地区为例

为探讨汶川MS8.0地震对龙门山断裂带现今地应力环境的影响,2009年10—12月,在龙门山断裂带的北川、江油地区开展了3个200m深度钻孔水压致裂地应力测量,获得了汶川MS8.0地震发生1年多以后断裂带附近地壳浅表层地应力环境.根据研究区内的原地应力测量结果及汶川MS8.0地震引起的断层错动等资料,运用线弹性有限元数值模拟方法,计算得到了由断层错动位移所产生的附加应力,并推算了ZK02和ZK03位置震前应力分布特征.通过对比分析,揭示了断裂带附近地应力场的变化规律,探讨了汶川MS8.0地震对龙门山断裂带附近地应力环境的影响.     

中尺度地壳岩体中人工力源应力场的实验研究

利用人工力源进行中等尺度地壳岩体中的应力场实验研究的首次实验,于1982年10月至11月在唐山古冶进行。 一、实验原理、场地和设备 此次实验以水压致裂法应力测量中的注水压力作为人工力源,在水压致裂孔（简称实验孔）的附近布设装有地应力传感器的观测孔,用地应力测量系统进行现场实测。 这类实验在国内外未见报道。它不仅能够通过实验检验地应力相对测量方法的效     

水压致裂沙三维地应力测量方法的研究

在不同方向的３个钻孔内进行常规水压致裂试验测量三维地应力的基础上,引入原生裂隙重水试验测量,提出了３种三维地应力测量的原理和方法,这些测量方法能适用于各咱布置形式的单孔,双孔和多孔的测量,其中的两种方法也适用于深钻孔的三维地应力测量。     

A new technique for moment tensor inversion with applications to the 2008 Wen-chuan M_s8.0 earthquake sequence

A MS8.0 earthquake occurred in Wenchuan County, Sichuan Province, China, on May 12, 2008, and subsequently, numerous aftershocks followed. We obtained the moment tensor solutions and source time functions (STFs) for the Wenchuan earthquake and its seven larger aftershocks (MS5.0~6.0) by a new technique of moment tensor inversion using the broadband and long-period seismic waveform data from the Global Seismic Network (GSN). Firstly, the theoretical background and technical flow of the new technique was brie...     

原地应力、岩层原地强度及中国大陆之应力场

本文根据中国8个油田中150个井段的水压致裂资料,研究了各地区的水平应力随深度的变化,发现平均水平应力和垂直应力的比值在4000m深处大体上在0.8至1.2范围内,高值对应逆断层,低值对应正断层,实测结果与各地区断层活动特征相互一致.将各区实测最大水平主应力值均归算到海平面以下4000m深处.可以看出,最大水平主应力是随着对印度板块一欧亚板块间的缝合线的距离增加而减小,这与用震源机制作出的中国大陆主应力方向的辐射状分布所暗示的力源中心之推断相互印证.本文还利用压裂曲线试验求取岩层之原地抗张强度,实际结果表现出一定的规律性,强度随岩层之埋深而增加,也随埋藏年代之对数而线性增加,这些强度数据也与实验室结果大体相符.      

福建沿海全新世地壳垂直运动速率

本文以78个古海面遗迹为根据,运用线性相关的计算方法讨论了:(1)闽东沿海(福鼎、宁德、罗源、连江等地);(2)福州盆地与长乐海岸平原;(3)福清龙高半岛与平潭岛;(4)莆田沿海。(5)九龙江平原;(6)漳浦、云霄、东山、诏安等地的全新世地壳垂直运动速率。在全新世时本区大部分地区以上升运动为主、平均速率一般为0.8—2.8毫米/年,在时空上略呈规律性变化,结果与形变测量资料可以对比     

An Analytical Model for Hydraulic Fracturing in Shallow Bedrock Formations

A theoretical method is proposed to estimate post‐fracturing fracture size and transmissivity, and as a test of the methodology, data collected from two wells were used for verification. This method can be employed before hydrofracturing in order to obtain estimates of the potential hydraulic benefits of hydraulic fracturing. Five different pumping test analysis methods were used to evaluate the well hydraulic data. The most effective methods were the Papadopulos‐Cooper model (1967), which includes wellbore storage effects, and the Gringarten‐Ramey model (1974), known as the single horizontal fracture model. The hydraulic parameters resulting from fitting these models to the field data revealed that as a result of hydraulic fracturing, the transmissivity increased more than 46 times in one well and increased 285 times in the other well. The model developed by dos Santos (2008) , which considers horizontal radial fracture propagation from the hydraulically fractured well, was used to estimate potential fracture geometry after hydrofracturing. For the two studied wells, their fractures could have propagated to distances of almost 175 m or more and developed maximum apertures of about 2.20 mm and hydraulic apertures close to 0.30 mm. Fracturing at this site appears to have expanded and propagated existing fractures and not created new fractures. Hydraulic apertures calculated from pumping test analyses closely matched the results obtained from the hydraulic fracturing model. As a result of this model, post‐fracturing geometry and resulting post‐fracturing well yield can be estimated before the actual hydrofracturing.     

缝长,尺度对水压致裂应力测量结果的影响规律

本文从弹性力学、断裂力学的基本理论出发,结合室内实验和野外观测结果研究了尺度、缝长对水压致裂应力测量结果的影响规律。研究结果表明,室内实验样品的孔径比不应大于四分之一,最好小于十分之一,较大的绝对尺度可以使实验结果变得稳定。野外实际测量除了满足上述要求外,裂缝单翼长度不应小于十倍的钻孔半径,否则测不到可靠的封闭压力。据此,进行大尺度水压致裂室内模拟实验对于提高压裂技术,完善水压致裂应力测量理论是非常必要的。     

唐山地震前后的应力变化

在距唐山地震震源约百公里的大港油田,以水压致裂法,在深度1000——4000米之间,测定了69次地应力值,对比了1973——1980年大地震前后八年内的应力值变化.在主震前,构造应力场出现明显变化:(1)水平应力梯度降低,即在最大与最小水平主应力方向呈现应力松弛;(2)水平应力与深度的相关系数降低,即构造应力场受到扰动;(3)断层滑动系数增高,断层出现无震蠕动.此外,结合地质构造与应力测量结果,对唐山地震发生过程中的一些异常现象,如无震蠕动、地下水位变化、浅层和外围地区的应力松弛,以及应力沿断层面向深层和闭锁区的转移等,进行了分析和讨论.      

2013年芦山MS7.0地震的震前及临震应变异常

距离芦山地震震中70 km的姑咱地震台YRY四分量钻孔应变仪2013年4月16—19日记录到8次幅度达到十倍固体潮幅的张性应变阶跃, 这在该仪器6年多运行期间尚属首次. 这些应变异常与芦山地震在时间、 空间上相关; 应变异常的主压应力方向与震前宝兴水压致裂地应力测量主压应力方向相近, 并与震前5个月中长达3个月的应变异常主压应力方向一致; 应变阶跃起始与远震震波同时到达. 综上认为, 4月16—19日的应变异常有可能是芦山地震发震断裂在破裂错动前地层蠕滑的反映.      

冀东地区深孔地应力测量及其意义

为获得矿山深部开采和设计所需要的地应力基础资料,中国地质科学院地质力学研究所于2012—2013年在冀东地区滦县—乐亭大断裂附近开展了3个钻孔水压致裂的应力测量工作,钻孔孔深为500—1 000 m.地应力测量结果初步揭示了研究区地壳浅表层现今地应力的分布规律.实测结果表明:现今研究区域应力场优势方向为NW70°;3个测点的最大剪切应力与平均应力的比值um范围为0.24—0.48,平均值分别为0.30,0.40和0.30,均未达到地壳应力摩擦极限状态(um=0.6)的水平,而唐山大地震后不久研究区浅层获得的um则较大,个别点大于0.6,平均值为0.44,表明唐山大地震后研究区应力积累程度较低,应力释放较为充分;依据断层摩擦准则及拜尔利定律可知,研究区发生较大地震活动的危险性较低.      

Soil organic carbon and nitrogen content of density fractions and effect of meadow degradation to soil carbon and nitrogen of fractions in alpine Kobresia meadow

This research was conducted on the non-disturbed native alpine Kobresia meadow(YF) and the severely degraded meadow(SDL) of Dari County of Qinghai Province.By a density fractionation approach,each soil sample was divided into two fractions:light fraction(LF) and heavy fraction(HF).The obtained fractions were analyzed for organic carbon(OC) and nitrogen(N) concentrations.The results showed:(1) the OC concentration in HF and LF was 3.84% and 28.63% respectively while the nitrogen concentration in HF and LF wa...