H储气库注采诱发应力场及断层滑动趋势变化

摘要：

H储气库运行初期出现了数次弱震或微震,研究该区注采诱发地层应力场变化及断层易滑动性对小震级地震的影响具有重要的意义.为此,通过钻孔崩落数据和震源机制解反演了工区应力方向,并且基于钻孔崩落及钻孔诱发张裂缝数据,利用应力多边形理论来约束应力量值范围;然后,根据多孔介质弹性理论来估算气田开采和储气库周期注采情况下地层应力的变化,进而讨论断层滑动趋势与小震级地震的关系;在此基础上,得出了H储气库最大允许孔隙压力值.研究结果表明:①H储气库工区最大水平主应力方向为N21°E～N23°E,与区域现代构造应力场结果较一致;②H储气库注采前储层段水平最大、最小和垂直主应力量值分别为151.3±11.6 MPa,72.7±3.0 MPa和80.2±1.2 MPa,应力结构类型为走滑型;③在H气田开采初期储层段应力结构类型为逆冲型,而随着天然气的采出逐步转换为走滑型,之后储气库的周期注采使得应力结构类型在走滑型与逆冲型之间转换;④随着天然气开采,断层滑动趋势数值降低,而储气库注气有可能会增加断层滑动的风险,H断层滑动趋势数值随着储气库周期注采而发生周期性交化;⑤诱发微震发生的临界断层滑动趋势数值为0.45±0.03,避免微震发生的最大允许地层压力为27.7 MPa.

关键词：地下储气库、注采运行、微震、应力状态、断层滑动趋势、断层稳定性、钻孔崩落

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资助基金：国家自然科学基金面上项目“呼图壁储气库注采作业诱发应力场变化的机理及影响”;国家自然科学基金青年科学基金项目“基于数字图像相关方法的地震断层动态破裂的实验研究”

在线出版日期：2020-11-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：76-85