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60.Fracture stability使用技巧:成果输出分析

Fracture stability 是Techlog地质力学插件之一, 用于分析断裂面(裂缝或断层)在生产开发过程中发生滑移失稳的可能性。当裂缝或者断层面上的应力达到极限应力状态后,裂缝或者断层发生失稳, 反之, 则可以保持稳定。

Fracture stability裂缝稳定性计算成果包括:COLOR, 以颜色区分稳定裂缝(未达到极限应力状态)与滑移裂缝(达到极限应力状态);FVAL ,基于库伦破坏准则计算的屈服函数值,也称库伦应力 ;NORMAL STRESS, 断层/裂缝面上的正应力;SHEAR STRESS, 断层/裂缝面上的剪应力;STABILITY, 断层/裂缝面的稳定性;以及STRESS_RATIO 应力比值,反映裂缝到极限应力状态的距离。计算成果可以多种不同形式显示, 包括曲线图,球面投影图, 摩尔圆,直方图等。

一、曲线图

曲线图中第一道第二道为输入的裂缝/断层力学参数及地层的应力参数。第三道给出了每条裂缝/断层的屈服函数值, FVAL=SHEAR STRESS-NORMAL STRESS*tanφ-c;极限应力状态以FVAL值划分,FVAL>0 表示裂缝发生滑动, FVAL<0 表示裂缝稳定;数值离FVAL=0的基线的远近反映了裂缝/断层离极限应力状态的远近。最右道的断层/裂缝产状以裂缝稳定性进行分类,并用颜色区分。图件中每一道的图标、值域、 颜色等参数可以点击F4打开 Properties菜单进行设置。

二、球面投影图

球面投影图中的每个点代表一条裂缝/断层,径向坐标表示裂缝/断层倾角(0-90°),环向坐标表示倾向(0-360°),颜色表示稳定性。从图中可以清晰直观地判断哪类产状的裂缝/断层在当前应力状态下更容易发生滑移。

三、摩尔圆

在给定应力场条件下,Fracture stability分析了给定产状的裂缝 /断层面的剪应力及正应力,并通过摩尔-库伦准则来判定裂缝/断层面在此应力状态下是否达到极限应力状态。摩尔-库伦准则通过粘聚力和内摩擦角这两个参数,刻画了裂缝/断层面发生剪切破坏的力学行为。剪切力反映了引发断裂面发生滑移的力,粘聚力和摩擦力共同反映了断裂面上阻止滑移的力;当滑移力大于阻滑力时,断裂面达到极限应力状态,发生剪切滑移。摩尔圆的物理概念直观清晰,成果也易于理解。

摩尔圆中横坐标为正应力,纵坐标为剪应力,每个点代表一条断层/裂缝的应力状态,绿色表示稳定,红色表示滑移;黑线为库伦破坏线,超出此线表示发生破坏;蓝色为应力摩尔圆,表示当前井段的平均应力状态。 在摩尔圆图的属性面板,可以设置坐标轴单位、上下限、标题等等。

四、直方图

应力比值(STRESS_RATIO)反映了裂缝/断层离极限应力状态的距离。频率分布直方图给出了离极限应力状态不同距离的裂缝/断层百分比。零为破环线,正值为达到极限应力状态的裂缝/断层的百分比, 负值为没有达到极限应力状态的裂缝/断层百分比。黑线为累计频率曲线。

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