简介:线性弹性断裂力学(LEFM)被广泛应用于水力压裂设计和评价。有很多压裂作业的结果与基于LEFM的模型模拟结果并不一致,对这类水力压裂作业中的非线性和塑性效应已开展过多项研究。大部分针对LEFM在岩石和准脆性材料(如混凝土)中的应用研究仅限于LEFM在测量断裂韧性的室内试验中的应用。这些研究发现,LEFM不是描述准脆性材料断裂特性的有效工具。运用已发表文献中有关原地应力状态和巴奈特页岩力争性质的大量数据,本文重点研究了LEFM在水力压裂研究中的适用性。LEFM已成功应用于金属材料,有关其应用的局限性已开展过研究,而且这些研究结果已反映在ASTM标准中。在本文中,我们运用相同的方法研究了LEFM在巴奈特页岩水力压裂处理中的适用性。首先,为了有一个总体的概念,我们研究了不同的断裂方式,以找出静水孔隙压力和超高压储层条件下的边界应力。其次,运用近裂纹尖端解和全应力分布解定义和描述了过程区域(processzone)和奇异性主导区域(singularity—dominatedzone)。然后,根据全应力场分布,计算剪切过程区域和拉伸过程区域,并将其与奇异性主导区域的大小进行比较。最后,基于奇异性主导区域和过程区域的相对大小得出结论:LEFM不能精确描述巴奈特页岩的水力压裂特性。
简介:在岩石物性反演过程中,必须计算出作为孔隙度和矿物骨架性质函数的纵波速度(P波)和横波速度(S波)。然而,一些经验公式,比如时间平均方程或RHG公式只适用于单一均质,而不适用于混合矿物的情况;特别是碳酸盐岩地层,其骨架常常含有多种矿物并可能包含白云岩和石灰岩的混合物。本文中,我们建议使用有效介质近似方法(EMA)的均衡(或多晶质)变量来确定纵波速度和横波速度。介质的每一成分都被认为是一个三轴椭球体。颗粒和孔隙椭球体高宽比是孔隙度的函数。该技术由下列步骤组成:①确定孔隙和颗粒的高宽比,它们是孔隙度的函数;②对已知的矿物浓度和孔隙度,计算弹性速度。文中提供了双组分骨架(石灰岩和白云岩)的计算例子。我们认为孔隙高宽比与矿物学无关,它们仅仅是孔隙度的函数。为了确定固体颗粒的形状,我们假定各组分的颗粒高宽比与单组分的固体骨架的高宽比是相同的。为了求出高宽比,我们求解由EMA预测的和由经验岩石物性方程计算的纵波速度、电导率之间的非线性最小二乘差异问题。我们对各独立的固体成分,使用经验的RHG公式计算纵波速度,用Archies法则计算电导率。然后为确定组分的几何形状,我们就可以求得多组分岩石的横波速度。在石灰岩一白云岩混合的情况下,横波预测值接近Castanga等人(1993)根据多矿物岩石Vp估算Vs的经验关系。为了验证这种模拟技术,我们把计算的纵波速度Vp和横波速度Vs与混合碳酸盐岩的试验数据进行了对比,对比表明它们非常一致。
简介:在石油二次运移中,准确估算油气损失对于正确评价含油气系统是极其重要的。本文利用建立在两相不混溶排驱方法基础上的实验室试验数据,讨论了油气运移通道的形成和相应的油气损失。这些实验允许我们研究运移通道的形成、非润湿性原油沿运移通道的分布,以及通过运移原油的后续脉冲研究原有运移通道的再利用。运移通道的结构型式可以用一种相态图来表征,其坐标是两个无因次数,即毛细管数和帮德数(浮力的一种度量值)。利用核磁共振(NMR)成像测量通道内残余油饱和度。在分辨率为0.4mm的条件下,已发现油气运移后通道内的平均残余油饱和度一般小于40%。运移中的油气损失是利用空间分辨率所确定的运移烃簇结构体积比乘以通道中的平均残余油饱和度估算出来的。
简介:川西北部地区近地表地层松散,低降速层厚度变化大,导致地震波传播衰减较强,严重影响地震资料的信噪比和分辨率。因此必须对采集的原始资料进行合理的吸收衰减补偿,而以往近地表地层品质因子(Q)常用一个点的成果代表一个区域,很难反映该地区复杂地表Q值的变化情况。故基于双井微测井数据,利用谱比法求取单点的Q值,通过拟合得到纵波速度与Q值之间的关系式,再结合精细的表层速度结构调查成果,获得了复杂地表浅层Q值结构模型的构建方法。结果表明:①针对岩性分层较多的近地表结构,采用综合属性分层可以增加每一层的Q值计算样点,从而降低计算结果的误差;②利用双井微测井和大炮初至信息,构建的近地表Q值模型能真实反映近地表纵向和横向上随地形、岩性、低降速带厚度、速度的变化时Q值的变化情况;③利用这种Q值模型对地震资料进行反Q滤波,有效补偿了近地表对地震波频率和能量的衰减。
简介:凝析气藏相平衡过程发生于地下多孔介质中,其相平衡过程和常规PVT筒有很大的差别,因此对多孔介质中凝析油气相平衡的研究具有重要的意义.对国内外在多孔介质中,凝析油气相平衡的物理模拟技术和理论模型的研究现状进行分析认为,目前还没有能准确地测试凝析油气混合物,在真实岩心中的相态变化的物理模拟技术.在相平衡计算模型方面,考虑气固吸附、毛细凝聚、毛管力影响的相平衡模型已较成熟,凝析油与多孔介质吸附的相平衡计算模型还有待发展.目前国外尽管在多孔介质对凝析油气相平衡的影响上仍有争议,但由于该研究直接关系到凝析油气相平衡测试方法和理论、渗流理论及试井解释方法的发展,仍有必要对该课题进行深入而严密的研究.
简介:泥岩是分布最为广泛的一种沉积岩,在油气系统中它们既可以充当烃原岩,又可以充当盖层,还可以充当页岩气的储层。泥岩很多重要的物化性质都强烈地受多种因素的影响,例如矿物学组成和沉积物颗粒的大小以及成岩变化(压实前和压实后的变化),而这些因素往往都是可以预测的。泥岩矿物成分的多样性反映了注入盆地的碎屑物质及其水动力学分离作用、盆地内原始有机物产量以及沉积物的成岩作用(沉积和溶蚀)。利用高放大倍数显微镜对现代和古代沉积地层的观测结果表明,泥岩的结构和矿物学特征都具有非均质性;而这种变化性并不总是显而易见的。虽然部分泥层的确是通过低能羽烟(buoyantplumes)的悬浮沉淀作用而沉积的,但泥岩结构分析发现,这些泥层通常会在多种因素的共同作用下而分散,包括波浪、重力驱动的作用以及风暴或潮流驱动的单向流。这些分散机理表明,泥质沉积序列一般可以在层序地层学的框架下进行解释。早期的生物活动会使泥层均质化,而早期的化学成岩作用会导致高度胶结地层的发育,尤其是在地层表面。埋藏较深的成岩作用涉及压实作用、矿物溶解、重结晶、矿物重新排列定向和岩化以及油气生成等,这要取决于泥层的沉积特征和早期成岩特征。
简介:针对直径小于62.5μ(4Phi)的颗粒在颗粒组合中的重量或体积占比超过50%的沉积物和沉积岩,提出了三角成分分类法(tripartitecompositionalclassification)。Tarl(陆源-泥质)的颗粒组合中有75%以上的碎屑来自盆外,既包括来自大陆风化的碎屑,又包括火山成因的碎屑。Carl(钙质-泥质)的颗粒组合中来自盆外碎屑的占比低于75%,而且在其盆内颗粒中,包括碳酸盐集合粒(aggregates)在内的生物成因碳酸盐颗粒占主导地位。Sarl(硅质-泥质)的颗粒组合中来自盆外碎屑的占比低于75%,而且生物成因硅质颗粒的数量要比碳酸盐颗粒占优势。划分出这三种类型的细粒颗粒状(particulate)沉积物和岩石,有效区分了具有明确的沉积环境而且有机质含量和次要颗粒类型存在系统性差异的物质(materials)。在地下,定义这些岩石类型的颗粒组合经历了差异明显但可预测的成岩途径,而这些成岩途径对全岩性质(bulkrockproperties)的演化具有明显的意义,因此把细粒沉积岩归入这三种岩石类型之一,是预测其经济价值和工程品质(engineeringqualities)的重要的第一步。为了便于进行描述,这三种岩石类型的名称还可以与指示岩石结构的修饰词、更准确的成分划分、重要性比较大的具体颗粒类型以及成岩特征等结合使用。