唐山地区3～4 km深部地应力测量及断层稳定性分析

作者：上官拴通; 孙东生^*; 张国斌; 杨跃辉; 齐晓飞; 陈东方; 乔永超; 李阿伟; 陈群策

来源：地质学报, 2021, 95(12): 3915-3925.

DOI：10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2020266

• 唐山地区
• 地应力
• 非弹性应变恢复法
• 断层活动性
• 干热岩开发

地应力大小和方向是干热岩开发中注采井网部署、水力压裂设计和诱发地震评估等方面的重要基础数据。本文利用非弹性应变恢复(ASR)地应力测试方法,实测获取了唐山市乐亭县马头营干热岩勘探区3～4 km深度范围的地应力状态。研究结果表明:(1)地应力量值随深度增加而加大,3139～3934 m深度范围内水平最小主应力介于59.0～90.7 MPa之间,水平最大主应力介于103.7～123.6 MPa之间。水平最大主应力方向介于N83°～114°E之间。(2)三向主应力总体表现为σH>σv>σh,表明研究区3～4 km深度构造应力占主导地位,该应力状态有利于走滑断层活动。(3)利用摩尔-库伦准则对邻区断层的稳定性进行分析,结果表明研究区3～4 km深度范围内的断层总体处于稳定的应力环境。(4)干热岩注水开发与断层稳定性分析表明,在统一的区域地应力场作用下,研究区3900～4000 m干热岩注水开发过程中,当地面持续注入压力达到或超过约28 MPa时,可能引起场区内断层的滑动失稳,导致中小地震的发生,在干热岩开发利用中需注意防范。研究结果对于唐山地区地球动力学研究及干热岩的开发利用具有一定的参考价值。

• 单位
  中国地质大学（北京）; 中国地质科学院地质力学研究所