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孔底解除法在上海综合深井钻孔原地应力测量中(2)

来源:地震地质 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-04-29 02:58

【作者】:网站采编

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【摘要】每个测孔第一测点完成后,在下一预定测段孔底重新锥形孔底,再打小孔,重复以上步骤,进行第二测点的测试。 2 张江深井综合观测井地应力测量结果与

每个测孔第一测点完成后,在下一预定测段孔底重新锥形孔底,再打小孔,重复以上步骤,进行第二测点的测试。

2 张江深井综合观测井地应力测量结果与分析

2.1 观测井概况

张江深井综合观测井位于上海市地震局浦东地震监测中心院内,设计深度为410 m,完井深度为435 m,最大井斜0.5°,观测井岩芯性质及其描述见表1。

表1 浦东地震井地层表Table 1 Stratigraphic table of Pudong seismic well序号 层顶深度/m 层底深度/m 层厚/m 土(岩石)名 地层描述1 0 1 5.8 1 5.8 淤泥质粘土 软塑2 1 5.8 2 6.3 1 0.5 淤泥质粘土夹薄层粉砂 软塑3 2 6.3 4 3.7 1 7.4 含粘粒粉砂 稍密4 4 3.7 4 5.5 1.8 粘土 可塑-硬塑5 4 5.5 6 8.2 2 2.7 粉、细砂 稍密-中密6 6 8.2 7 7.9 9.7 淤泥质粘土夹薄层粉砂 软塑7 7 7.9 8 4.5 6.6 淤泥质粘土 软塑8 8 4.5 1 2 2.4 3 7.9 细砂 中密9 1 2 2.4 1 4 3.3 2 0.9 中粗砂 中密-密实1 0 1 4 3.3 1 5 8.8 1 5.5 细砂 中密1 1 1 5 8.8 1 7 3.2 1 4.4 粘土 可塑-硬塑1 2 1 7 3.2 1 8 2.2 9 粉质粘土 可塑-硬塑1 3 1 8 2.2 2 1 6 3 3.8 中砂 中密-密实1 4 2 1 6 2 3 3.4 1 7.4 细砂 中密-密实1 5 2 3 3.4 2 4 7.7 1 4.3 中砂 中密-密实1 6 2 4 7.7 2 5 8.1 1 0.4 细砂 中密-密实

(接表 1)序号 层顶深度/m 层底深度/m 层厚/m 土(岩石)名 地层描述1 7 2 5 8.1 2 6 4.3 6.2 粘土 硬塑1 8 2 6 4.3 2 8 5.5 2 1.2 中粗砂 密实1 9 2 8 5.5 3 5 5.6 7 0.1 粘土 硬塑-坚硬2 0 3 5 5.6 3 6 3.7 8.1 中风化泥岩 深红色,岩质较软,岩芯多呈短柱状。岩芯锤击可碎,暴露在空气中数日,失水,崩解。2 1 3 6 3.7 3 6 7.5 3.8 中风化粉砂岩 粉红色,岩质较硬,岩芯完整,多呈长柱状。2 2 3 6 7.5 3 7 2.1 4.6 中风化泥岩 深红色,岩质较软,岩芯多呈短柱状。岩芯锤击可碎,暴露在空气中数日,失水,崩解。2 3 3 7 2.1 3 7 9.2 7.1 中风化粉砂岩 粉红色,岩质较硬,岩芯完整,多呈长柱状。深红色,岩质软,岩芯多呈块状、短柱状。部分层位 3 8 2.7~3 8 2.9 m 和 3 8 4.1~3 8 4.4 5 m松散,胶结不好,岩芯较破碎,不完整。2 5 3 8 5.3 3 9 7.4 1 2.1 中风化含粉砂泥岩 深红色,岩质较软,岩芯多呈短柱状、长柱状。2 6 3 9 7.4 4 0 7.8 1 0.4 中风化粉砂岩 粉红色,岩质较硬,岩芯完整,多呈长柱状。2 7 4 0 7.8 4 1 2.0 4.2 中风化含粉砂泥岩 深红色,岩质较软,岩芯多呈短柱状、长柱状。2 8 4 1 2 4 1 8 6 中风化粉砂岩 粉红色,岩质较硬,岩芯完整,多呈短柱状、少量块状。2 9 4 1 8 4 2 5 7 中风化含粉砂泥岩 深红色,岩质较软,岩芯多呈短柱状、长柱状。2 4 3 7 9.2 3 8 5.3 6.1 强风化泥岩3 0 4 2 5 4 3 5 1 0 强风化泥岩深红色,岩质软,岩芯多呈块状、短柱状。部分层位4 2 5.3~4 3 3.7 m松散,胶结不好,岩芯较破碎,不完整。

浦东综合深井结构是在深度0~84.5 m,放入了直径为168 mm的套管;从深度84.5开始到井底435 m为止,井孔直径为146 mm的裸孔,且为了满足地震观测的需要,井斜控制在1°左右(图2)。此次进行了两个应力解除法地应力测量点,其测量部位在365 m和385 m。

2.2 测量数据结果

根据各测点应力片读取数值,可以分别得出两个测点的应力解除曲线,选取在385 m处的读数(表2)绘制应力解除曲线(图3),发现当套心的深度达到测试点附近的时候,各应力片的读数增大超过了仪器的测量误差,且数据趋向平稳,大部分曲线变化规律正常,表示数据可信。只有通道5数据异常,有可能是仪器自身原因,可不参加计算。同样的,在365 m处所得数据也是如此。

之后根据实测应变数据求解地应力值,同时要知道岩石的弹性模量和泊松比。由于试验用的应力仪中的属于空心包体应力计,应变片不是直接粘贴在孔壁上的,所以使用的岩石弹性模量公式为[4]:

图2 钻孔结构图Fig.2 Borehole structure

表2 385 m处应力片读数Table 2 Stress sheet readings at 385 m时间/s 通道1 通道2 通道3 通道4 通道5 通道6 通道7 通道8 通道9 通道10 通道11 通道12 50 -6.15 -7.66 9.17 -6.32 1.25 -5.89 6.93 -5.55 -7.23 -4.93 8.74 -9.91 100 1.23 -1.66 1.51 3.47 3.51 -1.78 2.11 2.36 1.88 4.67 1.37 -2.12 150 44.43 -0.96 0.12 28.51 12.73 0.45 0.7 15.23 57.71 31.26 -0.96 18.31 200 63.37 12.34 2.36 37.48 20.14 12.44 2.32 39.67 69.89 46.16 2.13 28.47 250 67.62 20.43 2.57 36.72 20.01 20.58 2.54 40.39 72.15 48.42 2.67 29.16 300 66.12 17.21 3.19 35.31 30.37 17.89 3.41 39.96 72.03 48.71 3.33 29.08 350 65.89 16.38 4.45 31.26 23.45 16.03 4.43 39.87 70.17 46.96 4.86 28.16 400 65.01 15.52 6.52 29.57 37.46 15.36 6.25 38.77 69.58 44.61 6.15 27.36 450 64.99 14.93 5.78 28.63 51.38 15 6.16 38.71 68.32 41.3 5.86 26.17 500 64.36 14.89 3.49 27.96 55.46 14.67 4.01 35.62 66.01 40.06 3.88 25.93 550 62.83 14.75 4.49 27.42 57.15 12.23 4.9 33.01 65.13 38.73 4.84 25.64 600 61.53 15.01 5.37 26.73 58.64 13.56 5.57 28.31 65.09 35.32 5.21 26.06 650 60.94 14.61 4.99 26.26 58.99 13.31 5.09 26.93 64.99 33.99 4.89 24.91

文章来源:《地震地质》 网址: http://www.dzdzzz.cn/qikandaodu/2021/0429/360.html

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