煤层地应力预测方法研究

【摘要】地应力对于油气资源的形成、运移及储集有至关重要的控制作用，准确掌握储层地应力的分布情况对于勘探开发有重要的知道意义。煤岩低杨氏模量、高泊松比的特点，使常规地应力预测手段无法直接应用。针对该问题，本文基于三轴压缩和凯撒实验，利用水力压裂和测井数据，建立了一套煤层地应力预测方法，并以郑庄研究区为例，进行了验证和相关分析。通过对阵列声波和常规测井数据进行的逐步回归分析，分别建立了以纵波时差、自然伽马、深侧向电阻率、密度和中子测井为自变量的砂岩和煤岩的横波时差测井预测模型，用实际值验证结果拟合度达到了0.816和0.723，新模型考虑到了矿物含量、含氢指数及压实作用的影响，为地应力预测工作提供了数据基础。通过实验，引入了形变系数，在假设煤岩的应力分布与其应变程度成线性关系前提下，对垂向应力的重新分布进行了修正，考虑到孔隙压力和构造对于地应力的影响，建立了郑庄地区砂泥岩和煤岩的地应力预测模型。形变系数能够解释相同地质背景下，不同岩性表现出不同应力的现象，并考虑到形变导致的应力消耗，能够更好地适用于煤岩的地应力预测。水力压裂数据的使用实现了对不同构造单元进行分区处理，便于对复杂构造带及同种地质背景下不同岩性地应力分布的预测。利用该方法对郑庄煤层气区块地应力特征进行了预测，发现煤岩与顶底板相比，存在明显的低弹性模量、高泊松比及低应力值；垂向地应力分布在10.61~22.38MPa之间，最小水平地应力分布在7.27~23.3MPa之间，最大水平地应力分布在9.08~29.12MPa之间。经计算将研究区分为了三个构造单元：①远离寺头断层的薄弱构造带，残余构造应力为3.62MPa，应力状态为σv>σH>σh，临界深度在650m左右；②临近寺头断层的较强构造带，残余构造应力为7.13MPa，应力状态为σH>σv≧σh，临界深度在800m左右；③寺头断层所在的强烈构造带，残余构造应力为10.35MPa，应力状态为σH>σh≧σv，临界深度在1150~1400m之间。基于计算结果，综合考虑地质和工程因素，认为较强构造带为开发最优区，薄弱构造带其次，强烈构造带最不利于煤层气的开采。
【作者】刘志强；
【导师】刘大锰；姚艳斌；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地质工程，2014，硕士
【副题名】以郑庄煤层气区块为例
【关键词】地应力；横波时差；测井；水力压裂；

【参考文献】
[1]高菲丹.BiOCl/石墨烯纳米复合材料的制备及其光催化性能研究[D].华中科技大学,材料学,2013,硕士.
[2]王驿锋.金纳米颗粒对两种植物的生物学效应研究[D].西南大学,生态学,2014,硕士.
[3]李晋玲.聚羧酸减水剂机理分析及竞聚率的测定[D].中北大学,材料工程,2014,硕士.
[4]张彤.数据挖掘在客户关系管理中的应用[J].管理现代化,2003,04:25-28.
[5]吕慧.同轴同驱几何要素非对称双螺杆泵采油技术研究[D].沈阳工业大学,机械设计及理论,2012,硕士.
[6]贺仲金.仿生功能性纳米通道分子模拟设计[D].华南理工大学,2014.
[7]项雪琴.ZH商业项目进度成本管理研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[8]徐宁.莫言在瑞典学院演讲的口译实践报告[D].河北大学,英语口译,2014,硕士.
[9]滕飞宇.管束间气液两相绕流流型及流动特性研究[D].东北电力大学,动力工程及工程热物理,2013,硕士.
[10]吴燕.家庭运动疗法联合非甾体抗炎药治疗老年膝关节骨性关节炎的疗效观察[D].浙江中医药大学,康复医学与理疗学,2014,硕士.
[11]吴京兵.专家系统在LD转炉生产过程中的应用[J].冶金自动化,1991,04:55-56.
[12]李克.共轨式发动机控制单元（ECU）的研究[D].天津大学,2010.
[13]余作岳,周国逸,彭少麟.小良试验站三种地表径流效应的对比研究[J].植物生态学报,1996,04:355-362.
[14]宾彬.郴州市北湖区电子政务建设研究[D].湖南大学,公共管理,2014,硕士.
[15]高婷.不同糖代谢状态血清25-(OH)VitD_3、Betatrophin水平及相关研究[D].苏州大学,内科学（专业学位）,2014,硕士.
[16]刘盾,施祖麟,林玳玳.对欧债危机的根源和治理的另一种解读与反思——工资政策转变的视角[J].欧洲研究,2014,05:106-127+7-8.
[17]汤小晗.肝素结合表皮生长因子与卵巢癌细胞化疗敏感性[D].哈尔滨医科大学,妇产科学,2012,硕士.
[18]曹治锦.基于视频的车辆检测和车型识别[D].浙江大学,信号与信息处理,2004,硕士.
[19]熊高君,贺振华,张琳,阎贫,张毅祥,姜绍仁,桌碧华.多次反射可控制的波动方程共炮记录正演模拟[J].石油地球物理勘探,1998,05:583-590+706.
[20]李荣有,郝赫.“蔡元培梁启超美育艺术教育思想与当代文化建设”全国学术研讨会综述[J].艺术百家,2013,02:252-253.
[21]陈静.成本管理在火电厂中的应用研究[D].天津大学,工商管理,2004,硕士.
[22]杨晓东.紫外光固化有机硅/SiO_2杂化涂层的制备及性能研究[D].南昌航空大学,材料工程（专业学位）,2012,硕士.
[23]刘腊.生源地信用助学贷款研究[D].湖南师范大学,高等教育学,2014,硕士.
[24]温俊林.抗乙型流感病毒卵黄抗体的制备及其生物活性鉴定研究[D].广东工业大学,生物化工,2012,硕士.
[25]王丽娟.多孔径成像目标测距及高分辨率图像重构方法研究[D].西安电子科技大学,物理电子学,2012,硕士.
[26]周鑫瑶.基于ESR技术建立农产品辐照检测方法的研究[D].浙江大学,生物物理学,2013,硕士.
[27]李见.慢病毒载体介导的IDO基因在人脐带间充质干细胞表达的实验研究[D].蚌埠医学院,临床检验诊断学,2013,硕士.
[28]宋雨,赵建利,王保义.关联规则挖掘中最大频繁集的双向查找算法[J].华北电力大学学报,2005,02:67-70.
[29]秦葳.苏教版语文教材中外国作品的生命教育研究[D].山西师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[30]王微宏.固体酸催化剂在酯合成中的应用与研究[D].中南大学,应用化学,2004,硕士.
[31]崔栋.基于GPU高性能计算平台的纵横波联合反演[D].中国石油大学（华东）,地球探测与信息技术,2012,硕士.
[32]安海英.论学习性评价在本科口译教学中应用的可能性[D].辽宁师范大学,英语语言文学,2011,硕士.
[33]丁爽.教育硕士培养案例资源库的资源跟踪评价研究[D].沈阳师范大学,教育技术学,2013,硕士.
[34]黄映霄.量刑建议制度在我国施行的现状及完善[D].暨南大学,法学,2013,硕士.
[35]沈仁大,杨蒙斯.多功能电机动态参数微机监测系统[J].冶金自动化,1990,06:37-41.
[36]秦飞鹏.川航顾客关系营销研究[D].四川大学,2003.
[37]陈都.知识经济背景下中国价值观的构建[D].安徽大学,公共管理,2012,硕士.
[38]丁坤.韩国留学生常用汉语范围副词习得情况考察[D].吉林大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[39]张潜,李钟慎,胡祥培.基于模糊优化的物流配送路径(MLRP)问题研究[J].控制与决策,2006,06:689-692.
[40]茅洁,梅焰.灰色ART聚类分析法在竞技体育生化指标监控中的应用[J].武汉体育学院学报,2005,10:56-58.
[41]刘佳.温拌塑料复合改性沥青混合料性能及应用研究[D].广东工业大学,结构工程,2013,硕士.
[42]凌万春.爆磁压缩发生器作为激光器驱动能源结构的研究[D].中北大学,火炮、自动武器与弹药工程,2014,硕士.
[43]任哲.射频辐照细胞实验系统研制[D].西安电子科技大学,生物医学工程,2012,硕士.
[44]崔志明,谢春丽.基于Web的文本挖掘研究[J].微电子学与计算机,2002,10:51-53.
[45]田珂.MiR-148a在非小细胞肺癌中功能的研究[D].上海大学,生物化学与分子生物学,2014,硕士.
[46]钱文群.企业合并会计准则研究[D].江西财经大学,会计学,2004,硕士.
[47]韩志刚.动态系统时变参数的辨识[J].自动化学报,1984,04:330-337.
[48]刘骁.一款DSP硬核中加法器的全定制设计[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[49]范冬梅.阿卡波糖提高2型糖尿病患者血清硫化氢水平[D].河北医科大学,内科学,2014,硕士.
[50]应霞.桃红岭梅花鹿国家级自然保护区建设与周边社区关系研究[D].江西农业大学,农村区域发展,2011,硕士.