1、平均来看,断层上的绝对应力值比外围地层低。
岩体断裂本质是一种能量耗散和应力重新分布的过程,水平主应力和最大水平剪应力随着断层距离的增加而增加,断层上的绝对应力值比外围地层低。
2、断层周围产生应力集中,是断层附加应力分布发生较大改变。
每条断层不仅影响各自周围的应力分布,而且彼此还互相影响。断层交汇的方式对断层周围的应力有较大的影响,断层汇而不交的地区和端点附近,尤其是汇而不交的区域应力值较高,同时应力的大小及方向变化较大。
3、断层有使最大水平地应力方向垂直于断层走向的趋势。
断层的存在可使地应力场发生转向,并有使最大水平地应力垂直于断层走向的趋势。这是由于断层面上不能承受大的剪应力,地应力在断层走向上的分力容易被释放,导致地应力与断层走向垂直。
这一认识对于结合区域构造应力方向和断层发育情况判断断块油气田内部最大水平地应力方向具有重要意义。
4、地应力随深度增大
5、不同岩石地应力差别明显
6、软地层中三向地应力分量差别小
7、硬地层中构造应力较大
地质体在构造应力作用下,将发生运动或变形,当不同岩层的发生相同应变时,最大和最小水平应力均随着杨氏模量的增大而增大。
岩层中较高的地应力主要来源于构造应力,对于高构造应力地区,水平构造应力将主要由硬地层承担。
8、相邻岩层间地应力可存在较大差异
不同深度处岩层的岩性、产状和力学性质可存在较大的差别,并使得在同一区域应力场作用下具有不同的应力值。地应力沿深度的分布并不是线性的,不同地层的地应力可能相差很大。当相邻岩层间的地应力差大于3兆帕,便会对锤形裂缝的延伸器阻挡作用。因此,仅仅了解地应力沿深度的总体变化趋势是不够的,应充分认识地应力沿深度分布的非均匀性,建立分层的地应力剖面。
9、通常说的地应力为总地应力,它包括孔隙压力、上覆地层压力 水平压力等 孔隙压力占有较大分量 仅次于上覆地层压力。显然,地层孔隙压力的改变将很显著地影响地应力。
10、地层孔隙压力的影响 (采水开采石油后)
11、地层温度变化的影响
当地层温度发生变化时,地层有发生体积变化的趋势,而由于围压的存在,其变形受到约束,因此产生了附加应力,使得应力发生改变。假定岩石为各向同性体,在温度改变时,地层能很快传递、消耗由于温度引起的垂向应力改变,使得垂向主应力保持与上覆岩层重量的平衡。
地层的刚性越大,温度引起的地应力改变量越大。油气水的开发活动将引起地应力的显著变化,包括其大小和方向,并大大增强地应力场的非均质性和各向异性(水平应力和垂直应力产生的效果是不一样的),从而对油气水的开采产生较大的影响。
备注: 弹性模量就是杨氏模量