图3-11 岩心应力释放产生的微裂隙分布示意图
1.波速各向异性与黏滞剩磁分析地应力方向
根据波速各向异性在岩心上的测定结果，可以确定岩心最大主应力方向，然后应用黏滞剩磁法确定最大主应力方向与地理北的关系。二者结合起来，综合确定岩心主地应力方向。
(1)波速各向异性法测试原理
地层中的岩石处在三向应力作用状态下，钻井取心时岩心脱离原来的应力状态，自身将产生应力释放。在应力释放过程中岩石会形成许多十分微小的裂隙，微裂隙发育程度与地应力大小及方向具有内在的成因关系。应力释放使岩石中微裂缝沿垂直最大主应力方向优势分布(图3-11)，σmax为最大主应力方向，σmin为最小主应力方向。应力释放所形成的微裂隙被空气充填，而岩石与空气波阻值相差很大，于是岩心中优势微小裂隙的存在使得声波在岩心的不同方向上传播的速度不同，且存在明显的各向异性。岩石在最大主应力方向上声波传播速度最慢。反之，在所受应力最小的方向上，声波传播速度最快。
(2)黏滞剩磁定向测量原理
为便于地磁场及古地磁场的研究，建立了与地理位置相关的三维直角坐标系。水平X轴指向地理正北，水平Y轴指向正东，Z轴垂直向下。某点的地磁场强度F可在上述坐标系中分解为3个轴向分量X、Y、Z和水平面的分量H(即磁子午线)，H与X之间的夹角D以及F与H之间的夹角I分别称为磁偏角和磁倾角。
F、H、X、Y、Z、D、I称为地磁要素，它们可以具体描述地磁场特征。地磁要素之间存在着如下关系:
松辽盆地三肇凹陷特低渗透扶杨油层开发理论与实践
地磁七要素中可用3个参数描述某一点具体的地磁场特征，如使用磁偏角D、磁倾角I、磁化强度F等。岩石中往往含有铁磁性矿物，因而岩石剩磁特征及其变化基本上严格遵循铁磁学的一般规律。在成岩作用过程中，由于受客观存在的地磁场的作用，岩石记录了其形成时的地磁特征，不同类型的岩石记录地磁特征的机制是不同的。因此，可以利用黏滞剩磁研究岩石的地磁性质。
(3)测试结果
肇32-291井7块岩心的黏滞剩磁与横波各向异性法测试的岩心地应力方向见表3-8。可见水平最大主应力方向在NE88°～105°，平均为NE95°。
表3-8 黏滞剩磁与波速各向异性法主地应力方向分析结果
2.热应变恢复法测量地应力方向
(1)基本原理与方法
地层中的岩石处在三向应力作用状态下，当钻井取心时岩心脱离原来的应力状态，将产生应力释放。当岩心重新受热后，在各个方向上的膨胀不同，因此可以通过测量不同方向的热应变来确定水平主应力方向。本次测量采用美国Terratek公司生产的非弹性应变恢复测量仪器。
(2)测试结果
共进行了7块岩心的测试，热应变恢复测试结果见表3-9，水平最大主应力方向在NE84°～103°，平均为NE92°;平均水平最小主应力方向为NE182°。
表3-9 肇32-291井热应变恢复法测试主应力方向结果
3.横波各向异性法分析地应力方向
为搞清扶杨油层裂缝和地应力分布情况，对取心井肇32-291加测了ECLIPS-5700系列的微电阻率扫描成像STAR和交叉式多极子阵列声波XMAC-Ⅱ测井。通过对这两种测井资料的综合分析，结合常规电测解释结果，对该井的局部构造、沉积砂体及裂缝和地应力取得了以下认识:
一是扶余油层主要沉积类型为河道砂沉积，古水流方向为北东-南西向。二是测量段裂缝不发育。由XMAC各向异性成果图分析，在1760～2010m井段的各向异性为1.5%～6.2%，主要为地应力和井眼的影响。三是在1760～2010m井段最大水平地应力方位为NE86°。
综上所述，黏滞剩磁与波速各向异性法确定的扶杨油层平均水平最大主应力方向为NE95°，热应变恢复法为NE92°，横波各向异性法为NE86°。3种方法确定的结果差别不大(NE86°～95°)，为近东西向。