頂板水力壓裂包括什麼程序

『壹』 石油勘探中的壓裂是什麼原理

壓裂 就是利用水力作用，使油層形成裂縫的一種方法，又稱油層水力壓裂。油層壓裂工藝過程是用壓裂車，把高壓大排量具有一定粘度的液體擠入油層，當把油層壓出許多裂縫後，加入支撐劑(如石英砂等)充填進裂縫，提高油層的滲透能力，以增加註水量(注水井)或產油量(油井)。常用的壓裂液有水基壓裂液、油基壓裂液、乳狀壓裂液、泡沫壓裂液及酸基壓裂液5種基本類型。

『貳』 某某井的水力壓裂資料

（一）依據(地質設計)： E王30井壓裂設計任務書
（二）基礎數據：
人工井底 1465.2 套管尺寸 φ139.7mm 最大井斜 9.420/350.930/1675m
水泥塞深度 m 套管深度 1476.66m 拐點位置
套補距 套管壁厚 7.72 mm 特殊套管位置 938.75-944.33
1215.69-1221.09
固井質量 合格 套管接箍位置 其它 儲層溫度64℃
層位 射孔井段
m 射孔厚度m 孔隙度
% 含油飽和
度 % 滲 透 率 μm2 地層電阻率Ω.m 解 釋
結 論 備注
H33 1330.6-1333.2 2.6 17.83 21.16 0.107 19.56 水層 待壓裂
1339.0-1342.3 3.3 14.33/15.44 0/8.736 0.029/0.071 13.28/16.5 水層
（三）射孔層位及壓裂目的層段
（四）壓裂條件分析：
E王30井是泌陽凹陷王集鼻狀構造部署的一口評價井，地理位置位於河南省唐河縣王集鄉泌陽，構造上屬於E王5井區斷層+岩性油藏。2010年5月31～6月4日對該井第2試油層H33層（1330.6～1342.3m，2層5.9m）進行試油作業，射孔層位H33，6.4日0:00-13:00該井自溢出油1.0 m3，水0.6m3，22:00-24:00轉抽汲產油0.51 m3，水0.33m3，累計產液：16.0m3、純油：1.83m3,試油評價為干層（含油）。
為了更好的了解王5井區斷層+岩性的含油氣性，擴大含油麵積。經討論決定對試油井段1330.6～1342.3m進行壓裂改造。計算目的層溫度64℃。
壓裂有利條件分析：
1、鄰井E王5井在H331387.6～1389.8m，1431.2～1435.8m試油取得良好效果，表明該層具有一定的潛力；
2、該井區物性較好，測井解釋為水層，從試油結果分析不產水，具備改造條件。
壓裂不利條件分析：
1、縱向上距壓裂目的層下部約18m處（1360.2m）存在水層,隔層遮擋能力較弱,為避免壓竄水層，應控制施工規模與排量；
2、該井壓裂目的層泥質含量較高（10%左右），為避免粘土膨脹與顆粒運移帶來的儲層傷害,應考慮採用防膨預處理；

3、該井壓裂目的層埋藏相對較淺，井溫低，需要採用低溫低傷害壓裂液體系，減少地層傷害。
壓裂設計思路：
1、採用適當的施工排量與加砂規模，控制縫高的過度延伸；
2、施工前對地層進行預處理，盡量降低儲層傷害；
3、採用低溫低傷害壓裂液體系，壓裂液能快速破膠返排，以提高壓裂增產效果。
（五）施工參數設計
井底破裂壓力 MPa 29.5 動態縫寬 mm 6.4 支撐劑用量 m3 15.7
井底閉合應力 MPa 21.2 支撐縫寬 mm 5.8 壓裂液沿程摩阻MPa 4.5
導流能力 μm2.cm 40 動態縫高 m 32 施工最高壓力 MPa 50
動態縫長 m 85 支撐縫高 m 24 施工排量 m3/min 3.0-3.5
支撐縫長 m 73 壓裂液用量 m3 88.2
平均砂液比 % 30 施工總水馬力 hp 3220
（六）壓裂液配方及各種原料、添加劑用量：
（1）壓裂液配方：
①基液：0.4%羥丙基胍膠+0.2%殺菌劑+1%氯化鉀+0.2%壓裂用破乳助排劑+0.05%氫氧化鈉+0.2%活化劑+0.2%破乳劑
②交聯液：有機硼交聯劑（現場用水按1:1稀釋）；
③交聯比：100∶0.3；
④熱活性水：1.0%氯化鉀+0.2%壓裂用破乳助排劑+熱水
⑤預處理液配方：2.0%KCL+1%JS-7+0.5%破乳劑+0.2%壓裂用破乳助排劑+熱水
（2）原料、添加劑備料單：
壓裂用添加劑 膠液
噸 預處理液
噸 活性水
噸 實際總用量
噸 實際備量
噸
羥丙基胍膠 0.48 0.48 0.6
氯化鉀 1.2 0.4 0.4 2.0 2.0
壓裂用破乳助排劑 0.24 0.04 0.08 0.36 0.4
殺菌劑 0.24 0.24 0.24
氫氧化鈉 0.06 0.06 0.1
交聯劑 0.22 0.22 0.4
JS-7 0.2 0.2 0.2
低溫破乳劑 0.24 0.1 0.34 0.4
活化劑 0.24 0.24 0.24
過硫酸銨 0.024 0.024 0.04
膠囊破膠劑 0.024 0.024 0.04
備註：配基液120m3，熱活性水40m3，預處理液20m3。
配液順序及說明：
①在混砂車中加入破膠劑，由壓裂液技術人員在現場加入。
②配基液時，先加入殺菌劑、防膨劑，再緩慢加入稠化劑，注意不要形成「魚眼」，循環30分鍾待溶液粘度增加後，再加入助排劑，基液粘度要求達到36-39mPa.s左右，PH=8-9。
③配液水質PH為6.5—7.5，機械雜質小於0.2%。
（4）支撐劑：20/40目陶粒15.7m3，質量要求：52MPa下破碎率≤5%，篩析合格率＞90%，體積密度＜1.8g/cm3。
（七）壓裂層段泵注程序
項 目 液體
名稱 液量
m3 砂液
比% 砂濃度
Kg/m3 砂 量
m3 砂 量
t 排 量
m3/min 膠排量(l/min) 時間
min 備 注
前置液 膠聯液 12 3.0 9 4.0 20/40目陶粒
0.7m3
前置液 膠聯液 10 7 119 0.7 1.2 3.0 9 3.5
前置液 膠聯液 10 3.0 9 3.3
攜砂液 膠聯液 8 10 170 0.8 1.4 3.0 9 2.8 20/40目陶粒
15.0m3
攜砂液 膠聯液 10 20 340 2.0 3.4 3.5 9 3.7
攜砂液 膠聯液 14 30 510 4.2 7.1 3.5 10.5 4.7
攜砂液 膠聯液 10 40 680 4.0 6.8 3.5 10.5 3.5
攜砂液 膠聯液 8 50 850 4.0 6.8 3.5 10.5 3.0
頂替液 原膠液 6.2 3.5 1.8
合計 88.2 15.7 26.7 30.3
平均 30.0

（八）壓前井筒准備：
1．清理平整井場，做好施工准備。
2．起管柱：卸提井口，起出井內測試管柱。
3、下壓裂管柱：下φ89mm N80油管＋RTTS-114型封隔器(下深1300.0m±0.5m，避開套管接箍) +2＂平式油管1根＋喇叭口。
4、用80℃熱活性水30m3大排量反洗井。
5、座封：校對好指重表，上提油管，然後正轉 4 圈以上，保持扭矩下放管柱，同時觀察指重表的變化，若座封載荷達到1012噸，則座封合格。
6、驗封：從油管用80℃熱活性水打壓1520MPa，觀察套管20min，若無溢流，合格。
7、以0.3-0.5 m3/min的排量擠注預處理液20m3。
8、座井口：座千型壓裂井口，保證50MPa下不刺不漏。
（九）壓裂施工
1、擺放壓裂施工所需的各台設備。
2、連接高低壓管匯。
3、走泵、排空、關井口閘門，高壓部分試壓50MPa不刺不漏為合格。
4、按泵注程序進行壓裂施工。
5、壓後測瞬時停泵壓力，並測壓降曲線。
6、壓裂後如果不自噴則釋放封隔器，上起2根油管後進行抽汲排液，驗證壓後增產效果。若有特殊情況，則根據生產動態另行安排。
（十）QHSE具體要求
1、質量保證要求
1）所用各種添加劑質檢合格後方可使用，保證壓裂液的數量和質量。
2）配置壓裂液所用清水，水質應清潔無雜質，所有壓裂液罐及拉水罐車必須清洗干凈。
3）對配製好的液體進行取樣。施工前現場應取樣檢查壓裂液耐溫性能。
4）必須保證支撐劑的數量和質量，入井料應基本達到廠家送樣標准。
5）取全取准施工壓力、排量、液量及等參數，在施工過程中及施工完，應准確計量各階段壓裂液罐、支撐劑儲罐內的泵入液體、支撐劑的體積和時間，以與儀表計量進行校正。
6）按有關技術要求和安全操作規程完成各道工序。
7）壓裂前檢修壓裂設備，確保設備完好。
8）嚴格按設計要求進行地面壓裂管匯試壓壓力，地面壓裂管匯試壓壓力一般為設計泵壓的1.2-1.5倍，保持5分鍾不降。
9）正常情況下按設計進行施工；出現異常情況，由指揮技術人員按照壓裂預案進行處理。
10）各作業工序要求有齊全准確的原始記錄，壓裂隊提交連續記錄的泵壓、液量、排量和砂液比曲線和數據等施工資料。
2、健康要求
1）施工人員應穿戴勞動保護具上崗。
2）施工前按設計要求試壓，非施工作業人員嚴禁進入高壓作業區。
3）施工現場要配備醫務急救葯品及相關器材、人員。
3、安全要求
1）施工前開分工、安全大會，各工作崗位分工明確，聽從統一指揮。
2）施工現場排空、放噴管線用30MPa試壓合格的硬管線。
3）施工現場要設立明顯的標志,避免無關人員進入作業區，作業區域嚴禁煙火。
4）井場消防設施、井控設備齊全完好，現場備消防車一輛，救護車一輛。
5）壓裂液罐必須距井口20m以外。
6）安裝試壓合格的千型壓裂井口，井口用地錨固定，施工限壓50MPa，套管平衡壓力限壓15MPa並安裝保護閥。
7）作業、施工過程中，加強井控崗位責任制，牢固樹立井噴失控就是災難事故的思想。 8）嚴格按照正確的操作規程安裝作業設備、循環系統、井控設備、消防設備，污水或殘液回收罐等做到正確安裝使用與維護。
4、環保要求
1）嚴格遵守當地環境部門的有關規定，嚴格執行HSE要求。
2）壓裂液罐前挖一條排污溝至排污池，作業液嚴禁亂排亂放，實施無污染、無落地作業。
3）井場排污池和排污溝必須採取防滲措施，防止污油、污水滲漏，並及時回收；
4）起下油管井口裝自封，井內溢出污油、污水必須排至排污池內；
5）洗油管桿時必須採取防範措施，防止落地油污染；
6）作業施工完畢及時清除井口設備及井場油污，回收排污池污油、污水，做好環境保護工作。
7）施工作業結束後對井場進行全面清理，剩餘殘液按甲方指定方式、指定地方排液,不得隨意排放,以免造成井場及周邊環境污染。
5、壓裂施工中可能出現的問題及處理預案
壓裂施工中可能出現的問題主要包括以下幾個方面：一施工壓力過高；二是施工未達到設計排量要求；三是施工砂堵；四是施工中發生管線刺漏；五是施工過程中封隔器出現問題。針對以上問題提出如下處理預案：
1、對於施工壓力過高：該井設計在排量為3.5m3/min時井口最高施工壓力50MPa，若井口施工壓力已達到50MPa，排量小於3.5m3/min，就以實際排量為准，不再上提排量。
2、對於施工未達到設計排量的現象：若施工壓力達到50MPa，施工排量<1.0m3/min，經3～5次間歇試擠(間隔10min)，情況無法改善，立即停止施工，分析相關原因，待制定改進措施後再進行相關作業。
3、對於砂堵問題：施工中若出現砂堵，則應當立即停泵，油管放噴。
4、管線刺漏問題：若施工中前置液階段出現地面高壓管線刺漏，則應當立即停泵，關井口閘門，放壓後整改好地面高壓管線，繼續施工；若在攜砂液階段出現地面高壓管線刺漏，則應當立即停泵，關井口閘門，放壓後整改好地面高壓管線，由現場施工技術領導小組協商後決定下步措施。
5、封隔器問題：施工中若出現封隔器不密封，套壓不斷上升，保護閥爆破，則要立即停止施工，分析相關原因，制定改進措施後再進行相關作業。

『叄』 採煤工作面如何布置

採煤工作面布置:一是單工作面和雙工作面兩種布置形式。
單工作面布置形式:在區段上部和下部各布置一條平巷，准備出一個採煤工作面。
雙工作面布置形式:也叫對拉工作面，就是利用三條區段平巷准備出兩個採煤工作面。

『肆』 有控水力壓裂放頂理論和技術及其在煤礦堅硬頂板管理中的應用

水力壓裂技術首先是在石油開采工業中的三次採油中得到應用。著者在「六五」科技攻關中研究了水力壓裂技術在煤礦堅硬頂板放頂中的應用，提出了有控壓裂，目的是根據堅硬頂板放頂要求設計壓裂層厚度，水力壓裂要保證壓裂層厚度的要求，為此著者研究解決了有關的有控壓裂理論和技術。在這一節里簡單地介紹一下有控壓裂理論和技術及其在煤礦堅硬頂板管理中的應用。

長期以來，煤礦堅硬頂板管理一直是難以解決的重大問題，曾採用過爆破法、拉槽法、注水軟化法試圖將堅硬頂板放下來，而至今也沒有很好地解決。

新中國成立以來，我國大同煤礦曾發生過40多次冒頂事故，其中重大事故27起，使礦工生命和國家財產遭到重大損失。大同煤礦曾採用過許多措施試圖實現將采空區煤層頂板放下來，消除冒頂隱患，如三強對兩硬（強力支撐、強力開采、強制放頂，對付堅硬頂板和硬煤層）及注水軟化等辦法放頂。這些方法取得了一定的效果，但由於對堅硬頂板難冒原因不清，所以採用的技術措施缺乏理論依據，故有時有效，有時無效，無法做到控制自如。

原蘇聯的煤礦地質情況與中國大不相同，煤層頂板多為粘土質膠結，水可以軟化，因此提出注水法。而大同煤礦2＃、3＃煤層難冒頂板多數為硅質及鈣質膠結，少數為粘土質膠結。注水軟化對大同煤礦堅硬頂板放頂效果不大，而注水過程中實際上也存有壓裂，由於無法做到有效控制，故在大同煤礦注水軟化放頂實踐時，有時奏效，有時無效。大同煤礦迫切要求從理論和技術上解決這一難題。

1.堅硬頂板放頂理論

1983年初，我們到大同煤礦進行調研，經過現場地質調查和井下采訪考查，認為大同煤礦堅硬頂板難冒的原因在於頂板岩體完整，堅硬，剛度大，故難冒。據此我們提出：採用有控壓裂方法將完整結構的厚層堅硬頂板改造成具有板裂結構性能的薄層組合頂板（圖10-14），降低頂板抗彎剛度，製造失穩條件，變難冒頂板為易冒頂板，提供在頂板自重作用下隨采隨冒的條件，即隨著採煤工作面前進，做到在人工控制下頂板安全的逐次冒落。為此，必須解決：①有控壓裂技術；②有控壓裂放頂理論及放頂設計方法。著者組織了室內及野外現場實驗和理論分析工作，成功地從理論到技術方面解決了這一難題。這一理論和技術不僅適用於硅質、鈣質膠結的礫岩頂板，亦適用於粘土質膠結的礫岩頂板放頂，對堅硬頂板放頂具有普遍意義。

圖10-14 堅硬頂板改造的理論模型

2.有控壓裂技術研究

經過認真比較，我們選定採用的油田三次採油中用過的水力壓裂方法作為實現有控壓裂放頂技術，在這項研究中經三次大型現場實驗、室內模型實驗及理論分析，解決了用於有控壓裂放頂的5個關鍵性壓裂理論和技術問題。

圖10-15 開裂面解釋

（1）開裂方向及壓裂壓力：根據岩體力學理論，經過計算分析求得水壓致裂方向系垂直於地應力和岩體抗拉強度之和為最小值的方向（圖10-15）。為了掌握開裂方向，必須掌握壓裂時頂板岩體內的地應力及岩體抗拉強度。為此，研究過程中利用水力壓裂法測量了大同煤礦雲岡礦2＃、3＃煤層頂板內的地應力及岩體抗拉強度（表10-2）。測定結果為：地應力最大主應力方向近水平，最小主應力方向近垂直於地面，且岩層近水平，頂板岩體最小抗拉強度方向亦近垂直。據此可以判斷，大同煤礦雲岡礦在開采前壓裂時，開裂方向應該是近水平的。壓裂壓力σ_f從理論上分析得到：σ_f≥σ₃+σ_t，在雲岡礦實測結果σ₃=3MPa，σ_t=1MPa，則σ_f=4MPa左右，現場壓裂試驗結果證明，上述結果是正確的。

表10-2 大同煤礦雲岡礦8307盤科6＃孔地應力測量結果

（2）開裂位置控制技術：這是有控壓裂頂板的關鍵技術之一。裂縫位置是根據放頂設計確定的，壓裂時必須保證實現設計要求。在本項研究中，採用了短距離雙向密封的分隔器控制裂縫位置（圖10-16）。實驗結果證明，這套雙向密封分隔器可以做到在裸孔條件下，在密封壓力達28MPa時正常工作，分隔器密封段長度可以短至1.4m，裂縫位置控制誤差小於30cm。

圖10-16 雙向密封分隔器控制壓裂技術

圖10-17 壓裂段控制試驗結果

（3）壓裂層厚度控制技術：利用短距雙向密封分隔器控制裂縫開裂位置辦法控制壓裂段厚度（圖10-17），現場實驗做過最小壓裂厚度可以小於3m。根據放頂設計計算分析，設采場跨度120m，空場距離30m，則在自重作用下頂板塌落厚度最小可選取3.5m，完全可以滿足要求。

（4）壓裂半徑及壓裂孔間距：這是有控壓裂十分關鍵的參數，張文彬博士從岩體力學理論出發，推導得壓裂半徑R計算公式為：

地質工程學原理

式中：Q為注入水量，l/min；E為岩體彈性模量，MPa；t為壓裂時間，min；σ_t為岩體抗拉強度，MPa。

現場實驗過程中利用微震儀接收聲發射信息分析及井下觀測孔實測結果比較表明（表10-3），所提出的壓裂半徑計算公式是可靠的，可以用於確定壓裂孔間距D：

表10-3 水壓致裂半徑R計算與實測結果比較

地質工程學原理

實際工作中採用的壓裂孔間距應該小於2R。

（5）開裂面形狀：

壓裂半徑公式推導中，我們假定開裂面形狀是圓形的。由於岩體不均一性，實際上可能不是圓形的。為了證明假定的可信程度，本研究中在現場壓裂實驗過程中用激化電位法進行探測，結果證明開裂面形狀近似為圓形（圖10-18）。

本課題研究中，從理論到實際上解決了有控壓裂放頂技術中的關鍵性理論和技術，完全可以做到人工有控壓裂；即要想在什麼位置壓裂，就可以做到在什麼位置上壓裂；要想將頂板壓裂成多大厚度薄板，就可以壓裂多厚，但必須弄清頂板岩體力學性質。

圖10-18 激化電位法測得的開裂面形狀

圖10-19 有控壓裂放頂力學模型

3.有控壓裂放頂理論及放頂設計研究

為了防止發生一次性大規模頂板冒落發生災害性事故，本項研究中提出了逐次冒落放頂理論，即當掘煤機前進約30m時，要求頂板冒落高10m左右，在掘進機前進60m時再冒落一次，將計劃放頂部分頂板放下來，這樣可防止產生沖擊波危害。為了實現這一設想，我們提出了由保護頂及載入層構成的組合梁板放頂力學模型，利用結構力學及彈性力學理論對這一模型給出了解析解並通過室內模擬實驗及現場試驗進行了驗證。

（1）力學模型：根據壓裂放頂理論及各壓裂層的功能要求，其力學模型示於圖10-19。其中第一層為保護層，以保證安全作業，第二、三層為載入層，保證實現逐次冒落。通過滿足層間接觸條件，求得了各層厚度計算公式。

（2）保護頂板厚度設計計算公式：

對初次冒落來說，保護頂板厚度H₁為：

地質工程學原理

掘進過程中，保護頂板厚度H₁為：

地質工程學原理

式中：γ為岩體重度，kN/m³；l為懸頂長度，m；σ_t為頂板岩體抗拉強度，MPa。

第一個載入層厚度設計計算公式

地質工程學原理

地質工程學原理

a.對初次冒落來說，

地質工程學原理

b.對掘進過程中來說，

地質工程學原理

第二載入層厚度

地質工程學原理

地質工程學原理

a.對初次冒落來說，

地質工程學原理

b.對掘進過程中來說，

地質工程學原理

4.在上述不同壓裂層厚度條件下懸頂長度l

按下式確定：

a.對初次冒落來說

地質工程學原理

b.對掘進過程來說

地質工程學原理

壓裂層厚度H與懸頂長度l是相互依存的，在實際設計工作中需要通過多次試算求解，我們給出了電子計算機計算程序。這樣，我們比較全面地解決了有控壓裂放頂理論和技術中有關問題，給出了全部設計參數選擇方法及地面和井下壓裂技術。

『伍』 什麼叫水力壓裂水力壓裂的基本原理是什麼其主要作用有哪些

水力壓裂是一項有廣泛應用前景的油氣井增產措施，水力壓裂法是目前開采天然氣的主要形式，使用摻入化學物質的水(壓裂液)灌入頁岩層進行液壓碎裂以釋放天然氣。這項技術在10年中在美國被大范圍推廣，但美國人正在擔憂這項技術將污染水源,從而威脅當地生態環境和居民身體健康。並認為這種技術給環境帶來了極大的傷害，包括使自來水自燃，引發小幅地震等。反對者指出潛在的環境影響，包括地下水的污染，淡水耗損，空氣質量的風險，氣體和水力壓裂化學品遷移到地表面，泄漏和迴流的表面污染，以及這些問題對健康的影響。

原理：
水力壓裂就是利用地面高壓泵，通過井筒向油層擠注具有較高粘度的壓裂液。當注入壓裂液的速度超過油層的吸收能力時，則在井底油層上形成很高的壓力，當這種壓力超過井底附近油層岩石的破裂壓力時，油層將被壓開並產生裂縫。這時，繼續不停地向油層擠注壓裂液，裂縫就會繼續向油層內部擴張。為了保持壓開的裂縫處於張開狀態，接著向油層擠入帶有支撐劑（通常石英砂）的攜砂液，攜砂液進入裂縫之後，一方面可以使裂縫繼續向前延伸，另一方面可以支撐已經壓開的裂縫，使其不致於閉合。再接著注入頂替液，將井筒的攜砂液全部頂替進入裂縫，用石英砂將裂縫支撐起來。最後，注入的高粘度壓裂液會自動降解排出井筒之外，在油層中留下一條或多條長、寬、高不等的裂縫，使油層與井筒之間建立起一條新的流體通道。壓裂之後，油氣井的產量一般會大幅度增長。

『陸』 目前煤礦井下抽采瓦斯的相關技術有哪些

「相關的技術有哪些，例如：現在常用的有水力壓裂、壓裂酸化、開采保護層等。還有什麼其他的技術嗎？」你想問的是區域防突措施里強化瓦斯抽採的技術吧
區域防突措施有兩個大類：一是開采保護層；二是預抽。強化瓦斯預抽的技術有：水力壓裂（壓裂酸化、注入活性劑壓裂應該都屬於壓裂范疇吧）、水力割縫、深孔預裂爆破、水力沖孔等，我知道的只有這些，如有其它問題，可繼續交流。

『柒』 初始地應力水力壓裂法測試成果及分析

4.1.1 地應力水力壓裂法測試成果

20世紀60年代末，美國人費爾赫斯特(C.Fairhurst)和海姆森(B.C.Haimson)提出了用水壓致裂法測量地應力的理論。至80年代，這一方法已在全世界范圍內得到了較為廣泛的應用。該方法的突出優點是能夠測得深部的地應力值，這是應力解除法所無法達到的。水壓致裂法測量結果只能測得垂直於鑽孔平面內的最小主應力(S_h)的大小與方向，經計算求得最大主應力。故從原理上講，它只是一種二維應力測量方法，其測量結果的可靠性和准確性尚達不到應力解除法的水平。若要測定測點的三維應力狀態，須打互不平行的交匯於一點的三個鑽孔，這在隧道勘察設計階段往往是難以做到的。一般情況下，多假定鑽孔方向為一個主應力方向，例如將鑽孔打在垂直方向，則認為垂直應力是一個主應力，其大小為自重應力，那麼由單孔水壓致裂測定結果就可以確定一個三維應力場了。但在某些情況下，垂直方向並不是一個主應力的方向，其大小也不完全等於自重應力。如果鑽孔方向和實際主應力的方向偏差15°以上，那麼上述假設就會對測試結果造成較大的誤差。此外，水壓致裂法認為初始開裂發生在鑽孔壁切向應力最小的部位，即平行於最大主應力的方向。這是基於岩石為連續、均質和各向同性的假設。如果孔壁本來就有天然節理裂隙存在，那麼初始開裂將很可能發生在這些部位，而並非切向應力最小部位，因而水壓致裂法較為適用於完整的脆性岩石中進行。所以工程實踐中，一般在工程前期勘察設計階段，可以先使用水力壓裂法總體上初步查明工程區岩體的地應力狀態，而在工程施工過程中，則可以用應力解除法比較准確地測定工程區的地應力。

在隧道勘察設計階段，國家地震局地殼應力研究所採用鑽孔水力壓裂法完成了地應力的測試工作，其主要測試成果如表4-1所示。

水壓致裂法地應力測量成果表明：

(1)工程區最大水平主應力S_H的方向為N59°W～N82°W；

(2)隧道主軸線及其附近測得的S_H最大值可達53.47MPa(CZK3 孔深707.43～708.26m)；

表4-2 川西應力解除法S_H方向測定結果Tab.4-2 S_Hmeasured results by the stress-relief method in West Sichuan

註：S_H為最大水平主應力(資料來源：四川省地震局)。

從鑽孔岩心描述資料分析可知，隧道中部CZK3鑽孔穿過F₅斷層及其下部影響帶部位測試段，由於受到斷裂構造作用的影響，出現了局部應力調整作用。此外，砂岩、粉砂岩岩心節理裂隙較發育，均一性和完整性相對較差(隧道開挖後實際情況也如此，且局部滲水)，屬Ⅲ類圍岩，因而難以滿足水壓致法所需的基本要求和假設條件，測得的所謂「地應力集中帶」(圖4-1)S_H量級與隧道開挖後無岩爆活動等實際情況不相符，結果普遍偏大。