蓬莱镇组气藏现今地应力场的确定

根据各施工井层对应的特征参数，计算地应力值。计算地应力的公式涉及各井层的孔隙压力(即地层压力)。由于部分井层数据不匹配，为了补充各井层的地层压力数据，采用邻井压力系数平均值计算(表3-11)，计算了31口井的地应力值(表3-12)

表3-11洛带气藏蓬莱镇组各井压力系数表

注:*井是借用邻井平均压力系数计算的。

表3-12洛带气藏蓬莱镇组部分井压裂数据及应力估算结果

根据压裂资料确定的井点地应力值分析(表3-12)，得到以下认识:①最大主应力σ1一般在33 ~ 68 MPa之间，中间应力σ2一般在15 ~ 28 MPa之间，最小主应力σ3一般在8.4 ~ 12.4 MPa之间；②将密度测井资料逐层计算的岩石平均密度计算出的垂直应力σv与三个应力值进行对比，σ2≈σv反映出中间主应力与垂直应力相当，说明中间应力应该是垂直的。符合这一条件的井有29口，约占统计井总数的93.55%。σ1和σ3是这种应力状态下的两个水平应力。③对于σ3 < σv，反映出σ3是水平主应力之一。这时应该确定剩下的两个主应力方向，然后将σ1和σ2进行比较，得到σ1≈σv，说明研究区的垂直应力应该是σ1，所以σ2和σ 3是两个水平应力。这类井约占统计井的6.5%；④从三个主应力的关系(图3-17)可以看出，构造的三个主应力之间有很好的相关性。

图3-17洛带构造蓬莱镇组三个主应力之间的关系

(2)岩石声发射数据

根据10井10组岩心的声发射实验结果，可以得出以下主要认识:①蓬莱镇组所有地层样品和AE曲线上都存在三个Kaiser效应点，可能表明蓬莱镇组地层自沉积以来经历了约三个构造期的地应力作用历史。相关构造研究成果表明，蓬莱镇组地层沉积后，存在燕山晚期、喜马拉雅期1、4幕等构造活动。因此，实验结果与地质应力历史高度一致，获得的数据是可用的。②根据凯泽效应点的应力记录规律，第三期最新应力场应与现今地应力场相近，该期构造作用最强，对现今地应力场影响最大。因此，将第三期Kaiser效应点对应的地应力值近似视为当前地应力值，计算每个Kaiser效应期的两个水平主应力值(表3-13)。

表3-13声发射实验获得的两个水平主应力数据

(3)利用测井资料估算现今地应力值。

对研究区近30口井的测井资料进行了系统处理，利用压裂资料校正后得到每口井的应力剖面值，并编制了相关的应力剖面图。根据地应力剖面分析，蓬莱组地应力的垂直分布还具有以下特点:①地应力随埋深的增加而增大；②砂岩地层的地应力值小于泥岩地层，但在某些井段两者相差不大。

(4)地应力计算结果的对比、分析和评价

压裂法(HPF)与声发射法(AES)的比较

根据13井样品的声发射数据，发现7口井在相应井段有压裂数据。编制了最大水平主应力对比图(3-18)，显示声发射资料确定的最大水平主应力普遍小于压裂法确定的最大水平主应力，趋势线偏离直线约15MPa。造成这种现象的原因有两个:①研究区存在较大的构造残余应力；②在确定声发射数据的Kaeser效应点等级时存在系统偏差。

图3-18岩石声发射确定的最大水平主应力与压裂法计算的最大水平主应力压力的关系

另外，从图中可以看出，两者之间存在正相关关系，说明声发射数据确定的地应力是类比的。

HPF压裂法与ADS测井法的对比

将21井压裂法(HPF)确定的两个水平应力与同一井段的测井资料计算结果进行对比(附图3-19和附图3-20)，二者存在一定的正相关性。上述方程可用于校正测井计算结果。

图3-19压裂水平最大主应力与测井方法的关系

图3-20压裂水平最小主应力与测井方法关系图

从上述关系和图中可以看出，由于测井数据不能正确反映残余构造应力，因此计算的水平主应力值要小得多。虽然影响压裂法结果的因素很多，但它仍然是目前研究区最直接的地应力测量方法，其结果仍然可用。