在石油工程、地热开发及深地科学探测中，基于水力裂缝闭合压力的测试方法（也称水压致裂、小压测试和诊断性微注测试）被广泛用于原位测定地应力和孔隙压力等基础参数。
基于G函数的水力裂缝闭合压力分析方法在国内外广泛应用，实践中发现G-切线法（Tangent method）的解释结果存在多解性，而G-柔度法（Compliance method）常无法解释得到闭合应力。针对现有方法地应力解释结果可靠性偏低问题，中国地质科学院地质力学研究所深地应力团队提出基于总系统刚度演化特征的水力裂缝闭合压力解释方法（Total System Stiffness method，简称TSS法）。
TSS法的核心在于通过将压裂关泵后的压力衰减数据转换为总系统刚度的动态演化曲线，利用刚度曲线上的拐点来解释裂缝闭合压力的上下限。TSS法从物理力学角度定量刻画了水力裂缝从开启到闭合的全过程，并在花岗岩、玄武岩、泥岩和页岩等不同地层水力裂缝闭合压力解释中验证了方法的有效性。相同数据的TSS法与G函数法解释结果表明：
（1）G-切线法在解释闭合压力时存在系统性偏低的风险或表现出多解性，且其结果受关泵后时间窗口的影响显著。本文从数学上分析了G函数半对数导数曲线上“峰值”形成的必然性，进一步阐明了G-切线法导致应力低估内在机理。
（2）在近井迂曲度较小或较大的现场案例中，G-柔度法往往无法观察到导数曲线所预期的向上偏转特征，导致该方法失效。而TSS法在这些情况下仍能有效识别裂缝闭合历程，提供明确的闭合压力区间。
（3）TSS法将水力裂缝闭合过程划分为三个阶段。刚度曲线开始连续且显著增加对应水力裂缝闭合压力上限，即裂缝开始闭合；刚度曲线增加至趋于稳定对应裂缝闭合压力下限，即裂缝完成闭合。
该项研究不仅完善了水力裂缝闭合压力解释方法，同时探索了基于总系统刚度理论演化模型的孔隙压力解释方法，预期TSS法在非常规油气储层地应力和地层压力解释等方面具有广阔的应用前景。研究成果近期发表在油气领域国际权威期刊《SPE Journal》，得到了国内外同行的高度关注（Yang Yuehui, Sun Dongsheng*, Ma Xiaodong, Wu Bangchen, Li Awei, Xu Qiuyang, Chen Qunce. Closure Pressure Diagnostics in Diagnostic Fracture Injection Tests Using G-Function and Total System Stiffness Methods[J]. SPE Journal, 2026, 1-13, SPE-233387-PA. https://doi.org/10.2118/233387-PA）。
孙东生正高级工程师为本研究通讯作者，杨跃辉副研究员为第1作者。研究得到地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项（2024ZD1000701）和油气国家科技重大专项（2025ZD1401401）等项目资助。
图1典型应用实例
