石油开发中地应力监测技术探究

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1、石油开发中地应力监测技术探究摘要：地应力监测是油田开发过程中一项十分重要的工作。传统的方法主要是采用声波信息、井径信息、工程信息等加以判断，这些信息所包含的地应力信息非常有限，而且提取难度大，误差较大。有些方法是在地应力发生改变,造成重大经济损失以后才能进行。本研究所采用的分布式光纤地应力传感系统，随完井套管一起下入井内，并固化到水泥当中，将能够实时监测地应力的变化，对地应力发生明显改变的井区，采取相应的调整措施，减少套损的发生。主题词：地应力；套损；分布式光纤；油水井1引言地应力［1-3］是存在于地壳中

2、的未受工程扰动的天然应力，也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力，广义上也指地球体内的应力。在油田开发过程中，尤其是注水开发的油田，由于注入水的温度与地层温度明显不同，造成吸水储集层与围岩的温度产生明显差异，导致岩体发生膨胀或收缩现象，产生地应力异常［4-6］；其次，注入水的矿化度与原始水的矿化度差异较大，地层原有的应力平衡也会发生改变；第三，由于在开发过程中，井间泄压不平衡也会造成地应力的变化等等。当地应力变化较大时，油水井套管将会产生变形或错断，形成套损，严重影响油田生产的正常进行，造成巨大的经济损失。

3、因此，地应力监测对于油田开发而言，至关重要。采用上诉各种方法虽然在一定意义上能够实现对地应力的测量，但这些方法多数都是点测，并且只是瞬时测量,而且测量成本较高。而采用光纤应力传感器技术，能够很好地解决上述问题。不但实现沿井轴剖面的地应力连续测量，而且可以实时测量，时刻监测地层应力变化，以减少套损的发生，为油田开发方案调整提供指导意见，并且监测成本很低。随着油田开发的不断进行，地层中的流体不断被采出，储层的物理性质在不断地发生变化，导致地层的原有地应力场被破坏，地层发生错动，造成套管损坏。套损影响了油田的正

4、常开发，造成了严重的损失。在套损防治中，能及时地发现潜在的套管损坏-套损预测，并采取有效的预防措施，对油田的可持续开发具有重大的工程和经济意义。2分布式光纤应力传感器监测地应力为了减少由于地应力的变化造成油水井套损，给油田带来的巨大损失，需要实时连续监测钻井剖面中任一深度处地层地应力的大小，在地应力达到或接近套管发生变形或错断之前，采取措施，减小地应力进一步增大。目前所用的地应力测量方法，绝大多数都是定点测量，并且是瞬时测量，无法做到沿钻井剖面任一深度处的实时测量。而分布式光纤地应力传感器，则能够很较好地

5、解决这一问题。2.1地应力定位让线偏振光进入单模保偏光纤的HE模式中，经深度L后将存在群时延差：(1)式中？茁X、？茁y分别为HEII.HEH■的传播常数,当？子1>?子c(?子c为光源的相干时间)时，两模将不能干涉，若使两模的光经迈克尔逊干涉仪产生一个新的时延：(2)式中为迈克尔逊两臂程差，c为真空中光速，则当两模的总时延？子二？子1-?子1=(■-■)L-2(■)