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水压致裂原地应力测量过程中,地质钻孔中的粘稠钻井液会对应力测量产生明显的干扰,影响实测应力数据的精确度。本文根据不同的流体力学影响因素设计并开展空心岩柱液压致裂试验,同时结合整理相关实验数据,以寻求探索流体力学因素对岩石液压破裂的影响结果,进而应用于原地应力测量,提高测量精度。在研究水压致裂过程中,主要从以下几方面展开:整理水压致裂原地应力测量的影响因素,并着重讨论流体力学因素对岩石破裂压力的影响;引入KGD和PKN两种水压致裂经典破裂力学模型,为本文的研究提供理论依据;整理水力摩阻相关计算公式,引入实例分析水力摩阻的影响因素;统计注液速率相关试验数据,并建立拟合关系式;根据不同粘度和密度分别设计并开展空心岩柱液压致裂试验,分析数据拟合关系曲线;将试验结果应用于现场原地应力测量数据,利用修正公式对原地应力数据进行修正。根据以上方面的研究,初步成果如下:(1)流体力学因素包括水力摩阻、注液速率、粘度、密度、压缩性等。根据KGD和PKN水压致裂经典破裂力学模型,钻孔内压力值会受到流体力学因素的影响:压裂液粘度越高,孔内压力值越高;注液速率快,孔内压力值越高。(2)水力摩阻包括沿程水头损失和局部水头损失,通过实例分析发现送水软管中的沿程水头损失很大,水压致裂原地应力测量过程中应注意控制送水软管中的沿程水头损失;钻杆中的沿程水头损失较小,随深度增加而增大,建议压力采集设备安装在地下压裂段中,以减小水力摩阻造成的压力损失,提高测量精确度;注液速率根据计量单位的不同,分为压力加载速率q和流量速率Q两种表现形式,通过对相关文献中速率与破裂压力数据的统计,分别得到破裂压力Pb与两种注液速率的拟合关系:Pb=3.2894ln(q)+22.374和Pb=3.2894ln[QK/(V+Q·Δt)]+22.374。(3)高粘水溶液的粘度参数与岩石破裂压力关系较明显,得到破裂压力比与粘度比拟合关系:Pbi/Pb1=7E-06(μi/μ1)2-0.0018(μi/μ1)+0.9988。根据不同密度的泥浆介质进行压裂试验,得到破裂压力比与密度比的拟合关系:Pbi/Pb1=0.6095(ρi/ρ1)2-1.5331(ρi/ρ1)+2.2503;可据此公式用于修正原地应力测量数据。液压油和水的压缩性差距较大,引入系统柔性系数C为压缩性对岩石破裂压力的影响提供了参考;液压油组的岩石平均破裂压力是注水组的1.261.82倍,通过实例计算得到液压油的系统柔性是水的1.24倍;在上述范围之内,说明结论相对可靠,对岩石液压致裂试验提供了参考。(4)针对钻井液流体力学因素,利用试验得到的密度和粘度相关拟合曲线对原地应力测量数据进行修正。通过密度因素修正后,破裂值Pb和最大水平主应力SH偏差降低到71.2%和43.5%;通过粘度因素修正后,Pb和SH偏差降低到49.2%和25.5%;通过密度和粘度两种因素综合修正后,Pb和SH偏差降低到16.8%和1.13%。表明通过综合密度和粘度综合修正后,得到了较好的修正结果,对原地应力测量进一步精确数据计算,提供了一种可借鉴的方法,具有一定的积极意义。