上覆地层压力v >最大水平主地应力H> 最小水平主地应力h
BZ25-1构造地震剖面图
BZ25-1构造断层特征：重力正断层
BZ25-1构造油藏预测剖面图
BZ25-1构造断层特征：重力正断层
地 质 力 学 方 法 研 究 结 果
地应力相对大小：
h
v H h
最大水平地应力大致方位：N600-750E
2440-2470m倾角50-60゜，南倾
2470-2636m倾角50-60゜，南倾
Φ508mm ×150 m
N2d：582
N1t:1182
2 0 0 -
管理上
全日制日费监督制
Φ339.73mm ×1650m
N1s:1612
3
Φ244.48mm ×3180m
1 5 0
E2-3a:3127
技术上
旋转导向垂直钻 井 – PowerV
F11
20°51′ 20°50′ 20°49′
F4
N3 N1
WZ12-1-6
F10
N2 F82 N1b
WZ12-1-B5
F9
F5
F81 F3
2307000 2306000 2305000 2304000 2303000 2302000
2307000
20°51′
最大水平 主地应力
2306000
N1a
WZ12-1-5
中完位置2442m
本井1490米以上测量段，地层倾角因井眼等影响因素造成 5401490米 层段,基本为空白点， 370-540米段也仅有极零星资料点 （倾角60度/南倾180度），且可信度很低。
N2d:200m N1t:720m N1s:1398m E2-3a:2837m E1-2z:3876m K2d:4200m
v
H h
108°52′
278000
F2 中块3井区 F1
FA 中块4井区
F2A
20°50′ 20°49′
2305000 2304000 2303000
南
108°53′
280000
块
108°55′
282000 284000
0
0.5
1.0 km
最大水平主地应力方向N100E左右
108°54′ 108°56′
地应力测量技术及分布规律
有关地应力的内容

地应力的概念
地应力的来源
地应力的测量方法
地应力区域分布规律的数值模拟

地应力纵向分布规律
地应力的概念:

地应力：地下某深度处岩石受到的周围岩体对它的 挤压力。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

一般在深度H处和岩体所受到的地应力可用三个主地
应力来表示，一个为垂直向主地应力；另二个为相
2580
2680
2780
2880
2980
9
8.8
井径（英寸）
8.6
8.4
8.2
8 2380
2480
2580
2680
2780
2880
2980
斜深（米）
C2-4臂井径>钻头直径
C1-3臂井径<钻头直径
椭圆井眼短轴方位（C1-3臂）：N30°E
键槽
C2-4 C1-3
井眼
井眼椭圆长轴方位 N120°E，与井眼 方位（N118°E） 一致，且短轴小于 钻头直径，键槽。
NDS-PERFORM钻井 系统
Φ140mm ×3500m
E1-2z:3500
地应力测定方法
应用构造地质力学方法研究地应力的相对
大小及大致方位
应用成像测井确定地应力的方位 应用水力压裂资料确定地应力大小 Kaiser 效应试验测定地应力大小
根据断层特点及走向确定地应力的大小及方向
是由非均匀地应力造成的井壁 坍塌而形成的椭圆井眼吗？
W 1 2 - 1 - 6 井双井径测井C 1 - 3 臂井径方位
100 90 80
C1-3臂井径方位角
70 60 50 40 30 20 10 0 2380
2480
W Z 1 2 - 1 - 6 井双井径测井曲线
斜深（米）
C1-3臂井径 C2-4臂井径 钻头直径
FCP
H max 3 H min Pp Pf St
St Pf Pr
地层破裂压力（Pf）：地层破裂产生流体漏失时的井底压力 裂缝延伸压力（Pr）：使一个已存在的裂缝延伸扩展时的井底压力 裂缝闭合压力（PFcp）：使一个存在的裂缝保持张开时的最小井底压力， 它等于作用在岩体上垂直裂缝面的法向应力，即最小水平主地应力。 瞬时停泵压力（PISIP）：关泵瞬间的裂缝中的压力。它一般大于PFcp，两 者之间的差别一般在 0.1～7MPa之间变化，它取决压裂工艺及岩石性质。 在低渗透性地层，两者近似相等。
T
剖面位置示意图
-2900
图
-3000
例
正断层
0 250 500 m
6
B5 5
T′
油 层
水 层
干 层
涠洲12-1油田区块划分位置图
278000 280000 282000 284000 286000
108°52′
108°53′
108°54′
108°55′
108°56′
N
2308000 2308000
σ
h
σ
H
σ
H
σ
h
地应力测定方法

上覆岩层压力由密度测井曲线经积 分求出。

水平主地应力测定方法主要有：
1、现场水力压裂试验法；
2、室内凯塞尔效应法
3、岩芯差应变试验法；
典型的水力压裂试验曲线
井 口 压 力
破裂漏失 出现剪切 裂缝
停泵
裂缝重张
裂缝闭合
时间
利用水力压裂试验数据计算地应力：

P
H min
F3
F4
W 3Ⅲ
-2700
F11
-2800
W 3Ⅲ
-2900
(TVD:2812.57m)
正断层
剖面位置示意图
T′
W 3Ⅲ
-3000
(TVD:3120.00m)
图
-3100
例
？
0 500 1000 m
T
6
B5
5
油 层
水 层
干 层
可能油层
涠洲12-1油田北块B5井~5井油藏剖面图
B5井
海拔（m）
5井
SSE
根据断层特点确定地应力分布规律及地应力方向： 最大水平主地应力方向平行断层延伸方向 上覆地层压力v >最大水平主地应力H> 最小水平主地应力h
v
最大地应力方向
H
h
成像测井测定地应力方向

椭圆形井眼的长轴方向即为最小水平主地应力方向
最小水平主 地应力方向
最大水平主地应力方向
井眼坍塌破坏形状
286000
2302000
WZ12－1北油田地应力方向分析
非均匀地应力作用下井壁坍塌 WZ12-1-6井壁崩落椭 圆长轴方位 将形成椭圆形井眼，椭圆井眼 长轴为最小水平主地应力方向 双井径测井数据: WZ12-1-6井下部8.5"井 眼段(MD:2380～2980m)
井眼椭圆长轴方位 N120°E
海拔（m）
NNW -2100
B5井 F5 F81
F10
-2200
-2300
12mm 日产油:175m3 日产气:3039m3 W 2Ⅳ
10mm 日产油:211m3 日产气:28187m3
W 2Ⅳ
？
？ ？ ？
W 2Ⅴ
-2400
W 2Ⅴ
-2500
W 2Ⅵ
-2600
19mm 日产油:675m3 日产气:52722m3 W 2Ⅵ
水力压裂法测定地应力

裂缝闭合点（B点）确定方法： 利用裂缝闭合前后压力降低速度不同来确 定。主要确定方法为：作出曲线的切线， 其交点即为裂缝的开始闭合点。此外还 有其它方法。
如：（1）最大曲率点法 （2）P---Log（t）图 （3）Log（P）----Log（t）图
凯塞尔效应法测定地应力的原理图
WZ12-1-1井 1800－2890米 井段水平主地应力方位图 （N140E）
H
H
WZ12-1-1 井1400－1800米井段 水平主地应力方位图（N50E）
W12-1-1北油田地应力方位的初步确定
WZ12-1-6井双井径确定的最大地应力方向：N30E
WZ12-1-1井1800米以上井段最大地应力方向：N50E 1800米以下井段最大地应力方向：N140E 根据断层走向确定的最大地应力方向：N100E左右 W12-1-1井地层倾角测井数据确定的主地应力方位， 数据比较完整、可靠。 在本阶段的涠二段坍塌压力分析中，我们采用了 W12-1-1井1800米以上的最大水平地应力方向N50E：
互垂直的二个水平主地应力。大多数情况下三个主
地应力值是不相等的。

不同构造区域、不同性质地层地应力大小不同。
地应力大小表示方法
地表
H
v hmax
hmin
地应力的来源：
上覆岩体的自重；
地质构造运动产生的构造应力；
地温梯度的不均匀性和地层中的水压梯
度。
N2d:502m N1t:1136m
H
N
最大水平主应 力方位
E
椭圆长轴方位 BZ25-1-2井地应力方位频率图 最大水平主地应力方位N65-70E
N
最大水平主应 力方位