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[摘 要]地应力场的研究对于储层改造及后期的开发有着很重要的作用，而对于水平地应力方向的研究，通常可以使用地层倾角测井、声电成像测井、偶极横波等资料来分析研究。本文则主要利用成像测井资料来分析现今最大地应力方向，提出一种归一化的方法，使得井径曲线统计方位能较集中的指向最大地应力方向。
[关键词]井径曲线 地应力 归一化
中图分类号：P315.72+7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0394-01
地应力是存在于地壳中的一种内应力，它既有大小，又有方向，有垂向地应力，也有水平地应力。对于水平地应力方向，常用最大水平主应力方向与最小水平主应力方向两个概念来进行描述。
对地应力的研究，对于整个勘探开发都有很重要的作用，首先，对地应力的研究可以指导钻井，了解井壁稳定性；其次，可以在勘探过程中指示裂缝发育规律，从而指导油气运移方向及储层发育位置；最后，在油气开发后期，指导酸化压裂，注水层段及方位，提高开采效果[1]。
1 井径曲线计算地应力方向的原理
通过三井径曲线计算地应力方位主要是利用了井眼垮塌造成的椭圆井眼，从而使得三条井径曲线不相等，通过判断椭圆井眼的长短轴方向来反映地应力方位。经验表明，井眼垮塌所造成的椭圆井眼的原因有很多种，当我们利用该方法计算地应力方位的时候要排除非应力原因造成的井眼垮塌。一般来讲，造成椭圆井眼的原因有以下几种：
1）钻井诱导，在钻井的过程中，由于地应力的释放，导致井眼周围出现诱导缝，从而造成井眼垮塌。
2）泥浆压裂，钻井的过程中，由于泥浆比重较大，造成地应力不平衡，使得井眼周围泥浆压裂缝的产生，从而引起的井眼垮塌。
3）钻具震动，在钻井的过程中由于钻具不停震动，引起了井壁岩石的微小脱落。
4）天然裂缝，在天然裂缝发育的层段，特别是网状裂缝发育的层段，井眼垮塌严重。
5）泥岩层的脱落，在有泥岩层或者泥质含量较高的层段，会有泥岩的脱落。
通常第一种和第二种情况引起的椭圆井眼，是由于地应力原因导致的，可以指示地应力的方位，而同时我们也要排除第三种、第四种情况和第五种的干扰。
2 诱导缝方位统计法计算地应力方位
在钻井的过程中，由于现今地应力的释放，会使得井壁周围产生诱导缝，一般诱导缝有两种表现形式：（1）应力释放缝，在电成像图上是一组倾角和方向相似的裂缝群，且裂缝面较为完整，而该种裂缝的走向就对应于最大地应力的方向；（2）泥浆压力缝，这种裂缝在电成像测井图上表现为180o或者近似180o对称的垂直黑色条带，在两侧有微小的羽毛状裂缝，而该种裂缝在图像上表现的方位为最小地应力方位，与最大地应力方位垂直。
3 三井径曲线统计法计算地应力方位
一般来说，利用三井径曲线计算地应力方位主要是利用以下方法，将井眼垮塌部位的井眼形状抽象为一个椭圆（如图1所示），由几何知识可知，1、2、3号极板井径中较短井径方位必将会落在椭圆短轴两边的30o范围内。而椭圆的短轴方向则是指向最大地应力方位，故常用的是统计出椭圆井眼中短井径方位，并结合1号极板的相对方位，同时利用截止条件来排除非应力原因引起的井眼垮塌从而大致估算出地应力的方向。
4 三井径曲线归一化方法计算地应力方位
在上述统计方法中，只是粗略的统计出了较短井径的相对方位来判断地应力方位，虽然测井时，井径曲线采样间隔较短，仪器旋转提升，采样点多，由于最短井径分布在椭圆短轴两边的30o范围内，所以统计后指示范围较大，不精确。
联立方程组（1）-（3），通过三个方程可以解出三个未知数a、b、。同时，观察图一可以发现，假设仪器在井筒中是顺时针旋转，则有以下几种情况：
1）当1号极板在Y轴的不同位置对应着不同的校正量，即方程组中是正值还是负值。经过分析，1号极板在不同的位置时，对应的三个极板的长度顺序也不一样，若1号极板在Y轴的左边，那么r1 2）若2号极板在Y轴的左边，那么r2 3）若3号极板在Y轴的左边，那么r3 利用上述原理，编写简易程序，即可实现全井段的地应力方位计算[3]。
5 小结
以上介绍了三种地应力方位计算方法，诱导缝方位统计法和三井径曲线统计法能够快速较准确的统计出地应力放位，但相对于归一化的三井径曲线计算法精度稍低。针对不同方法的利弊，我们在合理选择方法的基础上，进一步对相应的参数进行适当的调节，从而计算出较为准确的地应力方位。
参考文献
[1] 张志刚.利用六臂电成像测井资料确定地层水平应力方向的方法[J].科技风，2012，8.
[2] X.C.Wang，C.Huang.Method of Stress Direction Determing by Three Calipers[M].77thEAGE Conference & Exhibition 2015.
[3] 赵永强.成像测井综合分析地应力方向的方法[J].石油钻探技术，2008.
[关键词]井径曲线 地应力 归一化
中图分类号：P315.72+7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0394-01
地应力是存在于地壳中的一种内应力，它既有大小，又有方向，有垂向地应力，也有水平地应力。对于水平地应力方向，常用最大水平主应力方向与最小水平主应力方向两个概念来进行描述。
对地应力的研究，对于整个勘探开发都有很重要的作用，首先，对地应力的研究可以指导钻井，了解井壁稳定性；其次，可以在勘探过程中指示裂缝发育规律，从而指导油气运移方向及储层发育位置；最后，在油气开发后期，指导酸化压裂，注水层段及方位，提高开采效果[1]。
1 井径曲线计算地应力方向的原理
通过三井径曲线计算地应力方位主要是利用了井眼垮塌造成的椭圆井眼，从而使得三条井径曲线不相等，通过判断椭圆井眼的长短轴方向来反映地应力方位。经验表明，井眼垮塌所造成的椭圆井眼的原因有很多种，当我们利用该方法计算地应力方位的时候要排除非应力原因造成的井眼垮塌。一般来讲，造成椭圆井眼的原因有以下几种：
1）钻井诱导，在钻井的过程中，由于地应力的释放，导致井眼周围出现诱导缝，从而造成井眼垮塌。
2）泥浆压裂，钻井的过程中，由于泥浆比重较大，造成地应力不平衡，使得井眼周围泥浆压裂缝的产生，从而引起的井眼垮塌。
3）钻具震动，在钻井的过程中由于钻具不停震动，引起了井壁岩石的微小脱落。
4）天然裂缝，在天然裂缝发育的层段，特别是网状裂缝发育的层段，井眼垮塌严重。
5）泥岩层的脱落，在有泥岩层或者泥质含量较高的层段，会有泥岩的脱落。
通常第一种和第二种情况引起的椭圆井眼，是由于地应力原因导致的，可以指示地应力的方位，而同时我们也要排除第三种、第四种情况和第五种的干扰。
2 诱导缝方位统计法计算地应力方位
在钻井的过程中，由于现今地应力的释放，会使得井壁周围产生诱导缝，一般诱导缝有两种表现形式：（1）应力释放缝，在电成像图上是一组倾角和方向相似的裂缝群，且裂缝面较为完整，而该种裂缝的走向就对应于最大地应力的方向；（2）泥浆压力缝，这种裂缝在电成像测井图上表现为180o或者近似180o对称的垂直黑色条带，在两侧有微小的羽毛状裂缝，而该种裂缝在图像上表现的方位为最小地应力方位，与最大地应力方位垂直。
3 三井径曲线统计法计算地应力方位
一般来说，利用三井径曲线计算地应力方位主要是利用以下方法，将井眼垮塌部位的井眼形状抽象为一个椭圆（如图1所示），由几何知识可知，1、2、3号极板井径中较短井径方位必将会落在椭圆短轴两边的30o范围内。而椭圆的短轴方向则是指向最大地应力方位，故常用的是统计出椭圆井眼中短井径方位，并结合1号极板的相对方位，同时利用截止条件来排除非应力原因引起的井眼垮塌从而大致估算出地应力的方向。
4 三井径曲线归一化方法计算地应力方位
在上述统计方法中，只是粗略的统计出了较短井径的相对方位来判断地应力方位，虽然测井时，井径曲线采样间隔较短，仪器旋转提升，采样点多，由于最短井径分布在椭圆短轴两边的30o范围内，所以统计后指示范围较大，不精确。
联立方程组（1）-（3），通过三个方程可以解出三个未知数a、b、。同时，观察图一可以发现，假设仪器在井筒中是顺时针旋转，则有以下几种情况：
1）当1号极板在Y轴的不同位置对应着不同的校正量，即方程组中是正值还是负值。经过分析，1号极板在不同的位置时，对应的三个极板的长度顺序也不一样，若1号极板在Y轴的左边，那么r1
5 小结
以上介绍了三种地应力方位计算方法，诱导缝方位统计法和三井径曲线统计法能够快速较准确的统计出地应力放位，但相对于归一化的三井径曲线计算法精度稍低。针对不同方法的利弊，我们在合理选择方法的基础上，进一步对相应的参数进行适当的调节，从而计算出较为准确的地应力方位。
参考文献
[1] 张志刚.利用六臂电成像测井资料确定地层水平应力方向的方法[J].科技风，2012，8.
[2] X.C.Wang，C.Huang.Method of Stress Direction Determing by Three Calipers[M].77thEAGE Conference & Exhibition 2015.
[3] 赵永强.成像测井综合分析地应力方向的方法[J].石油钻探技术，2008.