复合断层对地应力的影响研究

倪 伟，刘桂玲，林 波

(中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院, 江苏 扬州 225009)

通过对苏北盆地十多个油田模拟地应力大小和方向图资料进行分析，发现断裂带附近最大主应力具有较高的变化梯度，特别是在断裂构造走向发生转向或多条断裂交汇的部位。因此有必要开展断层对地应力的影响研究。江苏油田属复杂小断块油田，常见多条断层以各种方式的复合。本文仅研究平行、交叉两种复合断层对地应力的影响。

1 研究方法

采用有限元分析方法，在有限元分析时，为了忽略边界条件对研究区域的影响，往往把研究区域用较大的区域包围，在外围区域内进行有限元约束[1-3]。本文选用二维平面模型，为约束平面的刚性位移，约束选用一点全约束，另一点约束一个方向。区域宽度为断层长度的5倍，足以消除断层约束对断层周围地应力的影响。模型选用在外边界上加均布力，为简化外边界的应力边界条件，选择外边界的方向沿着区域主应力的方向[4-6]。

2 复合断层对地应力的影响

2.1 平行断层

平行断层是由若干条产状大致相同的正断层排列而成。模型中设置两条平行断层间距为水平断距的20倍，左侧断层的弹性模量比右侧断层的弹性模量小，即左侧断层比右侧断层破碎严重，区域最小主应力方向与断层走向夹角为15°。

模拟结果表明：左边断层端部和附近应力集中的程度和范围较右边断层大，应力方向变化的范围和幅度也较大。……