岩体应力测量

埋在地表下的岩石承受着各种各样的压力。确定这些应力非常重要非开挖技术因为它们将决定井筒设计中的某些因素，包括选择钻头的组分钻井液．初步的测量揭示岩石应力状态的信息，随着工程的推进，这些信息将变得有用。

原位应力在非开挖过程中释放的可能会导致地面控制问题，如岩爆，屈曲或溢出。影响地应力大小和方向的一些因素包括上覆岩层和土层的重量、构造力和残余应力。（读也:测试现场压力:你需要知道什么和为什么它很重要．）

应力测量方法的类型

根据雌激素受体Leeman，

”直接测量应力是不可能的，因为它实际上是一个虚构的量。只有用某种间接方法从测量结果中推断出固体中的应力才有可能”。

地应力测量技术要求岩石被破坏，然后测量和分析岩石对这种干扰的响应。

各种技术已经发展到测量地应力，大致分为6组及其子组：

液压方法

• 水力压裂．
• 套管压裂。
• 已有裂缝水力试验(HTPF)

救济方法

• 表面救济方法。
• Undercoring。
• 钻孔救援方法(套取岩心、井眼开槽等)。
• 大体积岩石的浮雕(钻孔凸起、下开挖技术等)。

顶的方法

• 杰克平方法．
• 弯曲的杰克的方法。

应变复苏方法

• 无弹性应变恢复。
• 微分应变曲线分析(DSCA)。

钻孔突破方法

• 卡尺和斜度计分析。
• 钻孔电视观众分析。

其他方法

• 断层滑动数据分析。
• 地震震源机制。
• 间接法(凯泽效应)。
• 残余应力测量。

最常用的测量方法

最常用的应力测量技术是平千斤顶法、套芯法和水力压裂法。在这篇文章中，我们将看看这三种测量岩石应力的技术。（读也:实施地应力法:水力压裂法与覆芯法)。

杰克平方法

该方法是最古老的实践方法，先于覆芯法和水力压裂法。该试验用于测量结构的作用应力或力学参数。它的原理是通过在垂直于表面的平面上切割，在结构的一小块区域内释放应力。

平千斤顶试验方法由一个试验装置组成，该试验装置具有焊接在周围的两块圆形或方形钢板。插入板中间的馈线管允许用油或水对设备加压。两个销钉被固定在挖掘的墙壁上，并测量它们之间的距离。在引脚之间的挖掘处开了一个槽。在压应力的情况下，销的运动将发生在一起。

准备好的平千斤顶然后放入这个插槽。平千斤顶加压，直到销或应变计的读数回到原来的位置。至少需要在6个不同的方向进行6次平板千斤顶测试，以获得特定区域的应力状态的完整图像。

套取岩心的方法

取芯是在定位孔装有应变计，从钻孔直径。测量未受干扰的应力水平，需要钻一个大直径的钻孔(60 - 150mm)。在大井眼的末端，钻一个与大井眼尽可能同心圆的小导孔(300 ~ 500mm长)。较大的孔再次恢复，部分或全部释放圆筒内的应力和应变。

这些应变和尺寸的变化与岩石的模量和泊松比从取芯样品中提取。的径向位移被测量并转换为应力大小。应变仪可以用来测量应变的变化，也可以是机械电阻或电电阻应变计。

应变片是根据覆芯后井眼周围的应力释放情况来测量地应力的。径向位移由应变计记录，并用于估算各种地质条件下的应力。回收的过岩心可用于实验室测试，以确定岩石的其他物理特性。

水力压裂法

水力压裂，也被称为水力压裂，是使用高压流体在地下岩石中制造裂缝的过程。流体注入地层的速度足以使其破裂。通常情况下，高压下的水、沙子和化学物质通过井注入基岩地层。

该方法可用于增加油气从地层流向井中，通常用于致密砂岩、页岩和一些煤层等低渗透岩石。它还被用于确定岩石的地应力，并用于隧道、地热能源，地下水补救,水井开发．

水力裂缝垂直于最小主应力延伸，在某些地层中，最小主应力是上覆岩应力，导致水平方向的水力裂缝。在非常深的储层中，最小的主应力大部分是水平的，形成垂直水力裂缝。

裂缝总是垂直于最小地应力形成，在几乎所有情况下，垂直应力等于单位面积上覆岩的重量。在某些情况下，高于覆盖层重量的向上力会产生更高的地下垂直应力。在浅层处，最小的应力为垂直应力，导致水平方向的裂缝。（读也:断裂力学与材料安全测试“，．）

添加支撑剂，如悬浮在水基或其他类型钻井液中的砂或砂砾状物质，以保持裂缝张开。压裂是通过注入含有约95%水、0.5%添加剂和4.5%支撑剂的高压流体进行的。当注入压裂液时，支撑剂填充裂缝并保持裂缝张开，生成的裂缝会扩大。