组合微型水力压力与井眼成像测量全应力张量

岩石的应力状态对于所有的地质力学应用非常重要，从井眼的稳定性到油藏强化处理。然而，目前还没有一种方法可以单独确定应力张量。通常有3类方法可以直接从井眼测量应力。当然，还有其他一些能够得到应力信息的方法。

第一类方法基于岩心分析，像滞弹性应力恢复（Teyful，1984），应力差异分析（Strickland等人，1980）和套取岩心（Goodman，1989）。前两种方法多用于确定主应力方向，在某些情况下，估算应力幅度，而第三种方法可以评估垂直于小井眼平面上的应力。测量开口汇聚随时间变化也属于这一范畴，结果类似于套取岩心方法。在深度很大时，很难利用这些方法，但它们可以用于验证其他方法确定的应力状态。

第二类方法基于岩石破裂成像。在最简单的井眼平行与主应力方向的情况，张性裂缝将向垂直于最小应力（垂直于井眼的平面上）的方向扩展，而井眼坍塌将向平行于最小应力方向发展。在斜井的情况下，张性裂缝或井眼坍塌的位置是应力张量的函数。假设垂直应力是主应力，可以利用Etchecopar等人（1997）发明的解释方法，确定应力等级和主应力的相对幅度比。

第三类方法基于水力压裂（Jaeger和Cook，1976）。它依赖于测量水力裂缝开启与闭合时的压力。这些压力是垂直于裂缝面的应力的估算值。因水力裂缝的传播通常垂直于最小主应力，因此可以估算最小主应力。该方法可以扩展到测试预先存在的裂缝，测量作用于预先确定的平面（与最小应力不在同一个平面上）上的应力。因此该方法被称为预先存在裂缝的水力测试（HTPF）（Cornet，1986）。

实例研究表明，组合微型水力压力测试与成像方法不仅可以确定最小应力的幅度和方向，还能确定应力等级、测量上覆层、确定应力张量。值得注意的是，确定最大水平应力极其困难，在直井以及斜井中的实例研究结果显示了组合方法的效力。实例研究期间采集的数据可以用于确定详细的地质力学模型，从而研究该区域的稳定性。