為研究油氣儲(chǔ)層注采不平衡引起的孔隙壓力變化對(duì)地質(zhì)力學(xué)造成的影響,通過建立含密閉斷層的多孔介質(zhì)彈性儲(chǔ)層地質(zhì)力學(xué)模型,分析正應(yīng)力與剪應(yīng)力的相關(guān)關(guān)系,研究了儲(chǔ)層壓力變化對(duì)斷層附近水平地應(yīng)力場(chǎng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:孔隙壓力變化使得密閉斷層附近產(chǎn)生剪應(yīng)力,并造成儲(chǔ)層地應(yīng)力場(chǎng)大小和方向均發(fā)生變化,受剪應(yīng)力出現(xiàn)的影響,地應(yīng)力大小發(fā)生更大程度的線性降低;地應(yīng)力方向也可能發(fā)生偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)角度是孔隙壓力變化、斷層夾角、巖石泊松比的函數(shù);在考慮脫水作用與頂板效應(yīng)后,儲(chǔ)層壓力變化對(duì)上覆蓋層的地應(yīng)力也會(huì)造成一定范圍的影響,以渤海岐口18-1油田為例,評(píng)估了儲(chǔ)層壓力衰竭對(duì)蓋層地應(yīng)力場(chǎng)的影響范圍不超過20 m。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(18)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

地質(zhì)力學(xué)模型示意圖

根據(jù)式(8)～式(10),以夾角θ=30°為例,計(jì)算斷層附近不同壓力變化程度下地下應(yīng)力分量,并繪制水平地應(yīng)力莫爾圓,結(jié)果如圖2所示。由圖2(b)可知,隨著壓力衰竭加劇,地應(yīng)力莫爾圓逐漸向左移動(dòng),且莫爾圓半徑有逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì)。根據(jù)應(yīng)力莫爾圓[圖2(b)]可以看出,剪應(yīng)力的存在使得x、y方向不再是水平主應(yīng)力的方向,斷層附近的水平主應(yīng)力方向發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。將應(yīng)力張量由x-y坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到新的主應(yīng)力坐標(biāo)系,分別推導(dǎo)求得A、B兩區(qū)斷層附近新的水平主應(yīng)力σ″H、σ″h大小,以及主應(yīng)力旋轉(zhuǎn)的角度γ。

根據(jù)式(13)計(jì)算不同壓力衰竭程度下(ΔPp為-0.6～-0.1 g/cm3)斷層附近水平最大、最小地應(yīng)力隨夾角θ的變化規(guī)律,結(jié)果如圖3所示。由圖3可知,在壓力衰竭程度ΔPp一定的情況下,斷層附近水平最大地應(yīng)力隨夾角θ增大而逐漸降低,水平最小地應(yīng)力隨夾角θ增大而逐漸增加;在ΔPp=0.6、θ=90°的特殊情況下,水平最大地應(yīng)力降為32 MPa,小于水平最小地應(yīng)力34 MPa,此時(shí)主地應(yīng)力的方向?qū)l(fā)生90°的逆轉(zhuǎn)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3563576