通过建立符合柿庄北3~#煤层实际构造及地貌形态的地质模型,在实测数据基础上,采用有限元法对现今地应力场进行了高精度数值模拟。综合分析各典型构造区的地应力特征,形成了构造特征对研究区地应力大小及方向影响规律的新认识,从而为柿庄北地区煤层气开发提供理论依据。 本次试验采用HF-G型智能超声多分量综合测试仪，在全直径岩心中以标志线为基准每隔15°测量1个数据构造部位的地应力特征-电动折弯机数控钢管弯管机滚弧机张家港弯管机。以其中的1个样品为例，岩心不同方向上的声速表现出明显的差异，并且具有较好的对称性，呈椭圆分布，椭圆长轴方向对应于最小主应力方向（见图2）。本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com通过古地磁测试将其恢复至井下原始方位，结合声速法测定的水平主应力与岩心基准线的相对角度，确定研究区内最大水平主应力方向介于NE40°~NE65°，平均NE55°。图2全直径岩心中声速分布图2柿庄北地区现今应力场数值模拟2.1地质模型的建立及边界条件选取为得到研究区整体地应力场分布情况，本次研究采用有限单元法，利用ANSYS软件对地应力场进行数值模拟。主要考虑构造起伏形态及研究区内2条延伸较长、规模较大的断层，以3#煤层等值线图为基础建立地质模型。由于埋深与垂向应力关系密切，因此需要建立与地形相似的表面形态，模拟真实埋深（见图3），并在外围建立适当范围的框架，作为围岩。图3柿庄北三维地质模型根据实际地层发育情况，参考岩石力学试验及测井数据将不同地层分别赋以不同的力学参数（见表2），将实体模型转换为有限元数学模型进行数值模拟。根据现场水力压裂及室内岩石力学试验资料，以井点地应力为标准，经过反复修正，使模拟结果与实测数据的误差最小，最终确定在最小水平主应力方向的载荷Qh=50MPa，最大水平主应力方向的载荷QH=88MPa，重力根据密度由软件自动加载产生，计算得到最佳结果。表2柿庄北地区现今应力场模拟力学参数2.2数值模拟结果以实?构造部位的地应力特征-电动折弯机数控钢管弯管机滚弧机张家港弯管机本文由公司网站滚圆机网站采集转载中国知网资源整理!www.wanguanji138.com