用岩心滞弹性应变恢复法测非线性流变地层的原地应力

摘要

在石油钻采工程中越来越需要有关原地应力状态的数据, 比如钻井过程中井眼稳定(像盐层进眼缩径)问题的控制;地层破裂压力预测;压裂工程设计;高压注水中的地层破裂压力; 断层滑动及复活;地下管柱的外载计算及抗挤寿命计算…。现有求地应力大小及方向的诸方法中,都有一定的局限性,因此各有利弊,一般难以同时准确地求出地应力的方向及大小。本文介绍一种测量地应力方向及大小的方法,即岩心弹性滞后应变恢复法,并着重针对已知地层蠕变模式较为复杂的(具有最一般意义的)非线性应力应变情况进行分析,利用岩石力学中求总蠕变的卷积原理和公式,推导出用取出岩心即刻测量其各方向应变随时间恢复变化过程来计算水平主应力及主方向的一般计算公式。由于本文针对大多数岩层为非线性流变体情况,所以导出的公式具有普遍意义。而现有的各种算式都可归结为本文公式的特例。本文方法及公式适用于各种复杂地层,特别是深部地层、高地应力地层的各种地应力状态测定。