Abstracts
Summary
This paper addresses the applications of in situ stress measurements in sedimentary rocks, with emphasis on Canadian case histories. Combined with other data, the measurements allow stress regimes in sedimentary basins to be characterized as attached or detached to underlying rocks. With information on stress orientations and relative magnitudes, hydraulic fracture propagation azimuths can be predicted, as can preferred flow directions in hydrocarbon reservoirs. If enough data are available to diagnose anomalous stress orientations in a basin, a number of significant geomechanical inferences can be made. Stress orientations, together with magnitudes, help assess the likelihood of serious borehole wall collapse during drilling, whereas stress magnitudes alone will help determine in which rock units hydraulic fractures will advance. Fluid production rates appear to be inversely related to stress magnitudes in coalbed methane deposits and it is likely that a similar situation exists with respect to conventional oil and gas reservoirs.Overpressuring mechanisms are particularly sensitive to stress magnitudes and vice versa, depending on the tectonic setting. Induced earthquakes may be triggered by changes in effective stress, a function of stress magnitude and fluid pressure.
Today's stress regimes give us a window into the recent geological past, and possibly the future, in that they are manifestations of the ongoing structural evolution of the earth's surface. Horizontal stress orientations appear to reflect both the present motions of tectonic plates and their overall geometry: in short, today's geotectonics. However, at least insedimentary rocks, stress orientationmeasurements give minimal indicationsof remnant (past) stresses inherited from former regimes. Although stress magnitudes seem to be controlled largely by today's Irthostatic loads and by contemporary tectonic compression, they also appear to involve components of remnant stresses derived from former loads (such as ice sheets), crustal rebound and a region's thermal history.
Sommaire
Ce rapport addresse les applications desmesures des contraintes ßç-situ dans dessédiments, accentuant les exemplesCanadiens. En combination avec d'autresdonnées, les mesures permettent decharactériser les regimes de contraintesdans les bassin sédimentaires commeattachés ou détachés. Avec l'informationdes orientations et des grandeurs rela-tives des contraintes, on peut prédire lesazimuths de propagation des fractureshydrauliques, de même les directionspréférées d'écoulement dans les reservoirs d'hydrocarbures. Si on dispose dedonnées suffisantes pour déterminer lesorientations anormales des contraintesdans un bassin, alors il y a quelquesinferences significatives à réaliser. Lesorientations des contraintes, en concertavec les grandeurs, aident à estimer lespossibilités pour le gauchissementsérieux des murs des puits de forage,puisque c'est seulement les grandeursqui déterminent les formations dans les-quelles des fractures hydrauliquesavanceront. La rapidité de productiondes fluides des dépôts de gaz d'huillesemble être inversement reliée aux gran-deurs des contraintes. Il est probablequ'une situation pareille existe dans lesréservoirs conventionels de pétrole et degaz. Les mécanismes de surpressionsont particulièrement sensitifs aux gran-deurs des contraintes et vice versa,dépendant de l'environment tectonique.Les tremblements de terres induits sontprovoqués par des changements en con-traintes effectives et par variations enpressions fluides.
Les régimes actuels de contrainte nousoffrent une vision du passé géologiquerécent, et peut-être de l'avenir, parce qu'ilssont des manifestations de l'évolutionstructurale contemporaine de la surfacede la Terre. Il est évident que les orien-tations des contraintes horizontalesreflètent les mouvements actuels deplaques tectoniques et même leurgéométrie, en bref, les géotectoniquesd'aujourd'hui. Toutefois, au moins dansles roches sédimentaires, les mesuresd'orientation des contraintes offre desindications minimales des contraintesrémanentes des régimes préexistents.D'autre part, quoique les grandeurs descontraintes paraissent être controlléeslargement par les charges lithostatiquesactuelles et les pressions tectoniquescontemporaines, ils semblent impliquerles contraintes passées et dérivées descharges préexistentes (glaces sur laterre), des retours élastiques de la croûteet de l'histoire thermale d'une région.
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