该讲座主要讲解了地下垂向应力(上覆岩层应力)的计算原理与工程应用,核心内容可概括为:
基于 体积密度(ρ_bulk) 积分:σ_v = ∫ρ_bulk * g * dz(z为深度方向,基准面常取海平面或水底)。
体积密度构成:饱和岩层由固体骨架与孔隙流体组成,即 ρ_bulk = ρ_fluid * φ + ρ_grain * (1-φ),其中φ为孔隙度。
水层影响:水深(z_w)需单独计算静水压力(ρ_water * g * z_w),再叠加其下岩层积分。
密度测井应用:通过密度测井曲线获取ρ_bulk随深度变化数据,积分曲线左侧面积可得精确垂向应力值(强调坐标轴需以深度为横轴、密度为纵轴)。
大陆地壳典型垂向应力梯度:23 MPa/km(岩石体积密度约2.3 g/cm³)。
示例:美国本土8000英尺深度对应上覆应力约60 MPa(需结合具体岩性校正)。