光纤原位地应力测量方法研究

来源：石油科学通报杂志2026年第3期北京时间：

作者：张鲲鹏, 黄鑫, 黄志文, 王溯, 王海波, 陈勉

单位：1 中国石化石油勘探开发研究院， 北京 1022062 中国石油工程技术研究院， 北京 1022063 中国石油大学(北京)石油工程学院， 北京 1022494 中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室， 北京 102249

摘要：地应力是描述地下岩体受力状态的重要参数，在石油工程中，准确的地应力测量对井壁稳定性、压裂设计以及裂缝扩展控制等方面具有关键作用。随着地质条件的复杂化，传统的地应力测量方法在分辨率、精度和监测连续性等方面面临诸多挑战。光纤传感技术的出现为地应力的连续、动态和高精度测量提供了新的解决方案。本文提出了一种以反向差应变法为核心，基于光纤应变感测技术的原位地应力测量方法，旨在复杂井下环境中实现原位地应力测量。该方法通过内压加载引发井周岩体微裂缝从闭合到张开的反向演化，利用岩体力学特性反演地应力分布。通过室内物理模拟实验，建立了光纤原位地应力测量的理论方法和测量流程。实验结果表明，光纤应变测量技术能够有效捕捉岩体的各向异性与非均质性特征，并基于反向差应变理论，反演地应力比值。与传统Kaiser声发射法对比，光纤应变测量法的误差范围为8%至24%，平均误差为16%。该方法虽仍处于初步阶段，但为油气领域的地应力原位测量提供了一种新的技术路径，并为后续研究提供了理论基础和方法支持。

关键词：地应力,光纤监测,差应变法,水力压裂,井壁稳定

基金资助：国家自然科学基金面上项目“纹层型页岩油组合流体压裂人工缝网形成机制与动态调控”(52374066);新型油气勘探开发国家科技重大专项“新一代复杂储层改造关键技术与装备”课题4任务1：压裂全周期分布式光纤多物理场响应机制研究(2024ZD1404704-01)