我国某地下油库预可行性研究地应力测量及其应用分析

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1、第12卷第2期地质力学学报.12No.22006年6月JOURNALOFGEOMECHANICSJVaonl2006文章编号:1006-6616(2006)02-0197-06我国某地下油库预可行性研究地应力测量及其应用分析侯砚和’，孙炜锋2，陈群策’，王宝君，，陈少楠，(I.中国地震局地壳应力研究所，北京100085;2.中国地质科学院地质力学研究所，北京100081;3.黑龙江煤田地质108勘探队，黑龙江鸡西158100)摘要:本文运用水压致裂地应力测量方法，对我国某地下油库预可行性研究工程场区两个钻孔进行了地应力测量。测量结果表明:最大和最

2、小水平主应力(SN,Sh)都远大于对应深度处的垂向应力(Sn，三向主应力的关系为:S=>Sh>Su,应力大小在该深度范围属中等偏大级别;工程场区最大水平主应力方向近EW方向，与测点外围确定的区域最大水平主应力总体方向较为一致;建议未来地下桐库长轴按近EW分布，地应力状态、岩体结构构造、岩石强度等基本保证了其岩体稳定性。关键词:地下油库;水压致裂地应力测量;地应力状态中图分类号:TU457文献标识码:A0前言随着我国国民经济的快速发展，石油消费量快速增长，对国外石油资源的依赖度日益提高。为提高对国际突发事件的应变能力、保障国家经济安全，我国应及早建

3、立安全稳定的国家石油储备体系。为此，我国地下油库建设已提到议事日程，为确保未来地下嗣室岩体稳定性，对预选库址进行地应力测量及其应用分析是十分必要的。1工程场区地质条件概况1.1地形地貌研究地区属于低山风化剥蚀丘陵地貌，地表为第四系覆盖，局部基岩出露，场区内有高程分别为34.1m和32m的两个小山包连成NE向的脊部。工程场区面积约为1k时。1.2地质构造研究区大地构造位于东亚濒太平洋大型多字型构造体系第二沉降带的松辽平原。根据收集到的场区1:5万地质图、1:20万水文地质图、1.50万地质图、1:100万构造图、1:100万收稿日期:2006-03

4、-28作者简介:侯砚和(1961-)，男，工程师，从事原地应力测试及应力场研究通讯地址:中国地震局地壳应力研究所，北京2855信箱，邮编100085198地质力学学报2006岩浆岩图等资料，其中只有1:50万地质图中有一条推测断层穿过场区，经野外实地核查，发现地表断层迹象出露不明显，仅在局部见到节理密集带，经物探和钻探证实该断层不存在。发育两组构造节理，即NNW和NE走向，倾角较大。1.3地层岩性(1)燕山早期花岗岩(Y梦，)场区基岩主要为早白里世的中粗粒碱长花岗岩，呈NW-SE椭圆形。岩石呈浅肉红色，风化层为黄褐色，粗粒结构，块状构造。主要矿物

5、成分为斜长石、钾长石、石英等。地表岩石风化强烈，呈砂土状。根据钻探资料，本区全风化和强风化层厚度大于15m.(2)燕山晚期岩脉以岩脉形式侵人于燕山早期花岗岩中，主要有细晶花岗岩脉、闪长岩脉和辉绿岩脉、石英斑岩脉、伟晶岩脉等，沿构造节理方向展布。Z水压致裂法地应力测试及应用分析工程场区进行了2个钻孔(ZK-1和ZK-3)水压致裂地应力测试(测试原理及方法见文献[’一’〕)，ZK-1和ZK-3钻探深度分别为135.95m和130.28m。下面以ZK-3为重点对地应力测试结果及其应用进行分析和讨论。2.1ZK一钻孔地应力测试结果及分析根据测试要求以及岩

6、芯情况，选取了6个深度段作为水压致裂应力测量的试验段，其中心深度分别为:28.00m,41.00m,71.00m,85.00m,101.00m,115.00m。现场测试记录曲线如图1所示。对上述6个测段曲线进行分析可以发现，本次试验获得的6个测段的压裂曲线形态完整，各压裂参数点(破裂压力、重张压力和关闭压力)比较明确。测试结果分别见表1和图2。根据对压裂测试曲线的综合分析，选定了测段中心深度分别为41.00m,85.00m,115.00m的3个试验段进行印模定向试验，据此获得最大水平主压应力方向分别为N730E,N790E,N860E(表1和图3

7、)a表1ZK-3钻孔水压致裂应力测f结果TabletResultsofhydrofracturinginsitustressmeasurementsatholeZK-3测段深度测试参数应力测试结果(m)P=P=P6PrP.TS,,S=S应力方向28.000.280.2819.658.216.2311.446.2310.200.7641.000.410.4114.896.365.578.535.579.941.IIN730E71.000.710.7110.716.664.684.054.686.671.9285.000.850.8511.256.2

8、14.625.044.626.802.30N790E101.的】.011.0115.307.566.377.746.3710.542.7