脆性低渗透砂岩破裂准则研究
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》篇一一、引言随着油气资源的不断开发,低渗透砂岩气藏已成为重要的能源开采领域。
为了提高气藏的采收率和经济性,压裂技术得到了广泛应用。
然而,压裂液在注入过程中可能会对储层造成伤害,严重影响气藏的开发效果。
因此,研究低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理,对于优化压裂工艺、提高采收率具有重要意义。
二、低渗透砂岩气藏特点低渗透砂岩气藏具有渗透率低、非均质性强、储层敏感等特点。
由于砂岩的微小孔隙结构,其储集和渗流能力相对较弱。
此外,储层敏感性使得在开发过程中易受到外部因素的影响,导致储层物性的变化。
这些特点使得低渗透砂岩气藏在压裂过程中面临诸多挑战。
三、压裂液伤害机理压裂液在低渗透砂岩气藏中的伤害机理主要包括以下几个方面:1. 滤失伤害:压裂液在注入过程中会通过微小孔隙进入储层,造成滤失。
滤失过多会导致储层物性降低,影响气藏的采收率。
2. 岩石润湿性改变:压裂液中的化学成分可能改变岩石表面的润湿性,使得岩石表面的水湿性变差,进而影响油气的渗流能力。
3. 岩石微粒运移:在压裂过程中,部分岩石微粒可能被压裂液带入储层中,造成储层堵塞。
这些微粒在储层中运移、聚集,严重影响储层的渗流能力。
4. 化学反应伤害:压裂液中的某些化学成分可能与储层中的物质发生化学反应,生成不利于采收率的物质。
这些反应可能改变储层的物性,降低其采收能力。
四、研究方法为了深入研究低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理,可采用以下研究方法:1. 实验研究:通过室内实验,模拟低渗透砂岩气藏的压裂过程,观察压裂液在储层中的行为及对储层的影响。
2. 数值模拟:利用数值模拟软件,建立低渗透砂岩气藏的数学模型,研究压裂液在储层中的流动规律及对储层的伤害程度。
3. 现场试验:在现场进行压裂试验,收集实际数据,分析压裂液对储层的实际影响。
五、结论与建议通过研究低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理,可以得出以下结论:1. 滤失、岩石润湿性改变、岩石微粒运移和化学反应是导致压裂液对储层造成伤害的主要因素。
《2024年低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》范文
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》篇一一、引言低渗透砂岩气藏是全球重要的天然气来源,但在开采过程中经常遇到开采困难和开发效率低的问题。
其中,压裂液的使用对气藏的开发效率影响显著。
为了提升气藏的开发效率和保障能源安全,有必要深入研究低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理。
二、低渗透砂岩特性分析低渗透砂岩的特性主要体现在岩层的渗透率较低、储层内杂质含量较高以及非均质性显著。
其岩石成分以石英和长石为主,内部结构紧凑且粒度小,这就导致气藏流体传输难度大。
同时,由于长期的地质作用,砂岩内部存在大量微裂隙和孔洞,对压裂液的处理效果产生影响。
三、压裂液伤害机理1. 物理伤害:压裂液进入储层后,由于与储层岩石的物理性质差异,可能造成储层孔隙的堵塞。
特别是当压裂液中含有的颗粒较大时,更容易在储层孔隙中形成堵塞,降低储层的渗透率。
2. 化学伤害:压裂液中的化学成分可能与储层岩石发生化学反应,导致岩石的物理性质发生变化。
例如,某些化学物质可能溶解岩石中的某些成分,从而改变储层的孔隙结构。
此外,压裂液中的添加剂也可能对储层产生损害,影响储层的物理和化学性质。
3. 污染损害:在气藏开采过程中,若无法完全将压裂液与天然气的残余物进行有效分离,可能引起对气藏的二次污染。
这会对开采过程中的安全和气藏的开发效率造成严重威胁。
四、压裂液的选择与处理策略为了减少压裂液对低渗透砂岩气藏的伤害,需要从以下几个方面进行考虑:1. 选择合适的压裂液类型:根据储层的特性选择合适的压裂液类型,如选择低粘度、低伤害的压裂液。
2. 优化压裂液配方:通过调整压裂液的配方,减少其与储层岩石的物理和化学反应。
3. 高效分离技术:使用高效的气体分离技术将开采后的气水混合物进行有效分离,以减少对储层的污染。
五、研究展望为了更全面地研究低渗透砂岩气藏压裂液的伤害机理,需要开展以下几方面的工作:1. 加强实验研究:利用模拟实验技术进行深入的探索和实验分析。
通过精确模拟地质条件和油气生产过程,深入研究各种压裂液对储层的实际影响。
低渗透砂岩油气储层裂缝及其渗流特征
低渗透砂岩油气储层裂缝及其渗流特征3曾联波(石油大学油气成藏机理教育部重点实验室北京 102249)摘 要 综合分析了不同地区低渗透砂岩油气储层裂缝的发育规律、渗流特征及其控制因素,发现低渗透砂岩储层裂缝以高角度构造裂缝为主,裂缝的间距一般呈对数正态函数分布,并与岩层厚度呈正线性相关关系。
裂缝的发育受岩性、岩层厚度、沉积微相、构造和应力等因素控制。
裂缝渗透性受现应力场的影响,通常与现应力场最大主应力方向近平行裂缝的渗透性最好,但其它方向裂缝的渗流作用不容忽视。
裂缝提高了低渗透砂岩储层的可动油饱和度,同时又影响井网部署和注水开发效果。
关键词 裂缝 发育规律 渗流特征 低渗透砂岩储层中图分类号:TE122 文献标识码:A 文章编号:0563-5020(2004)01-0011-07低渗透砂岩储层一般是指空气渗透率<50×10-3μm 2的含油气砂岩储层(李道品,1997)。
由于其岩石致密,脆性大,在成岩过程和后期构造变动中,在非构造作用力和构造作用力影响下可产生各种微断裂和裂隙(本文统称为裂缝),成为裂缝性低渗透砂岩储层。
在低渗透砂岩储层中,裂缝所起的储集作用较小,裂缝的孔隙度通常<0.5%。
裂缝主要是提高储层的渗透率或造成储层渗透率强烈的非均质性,裂缝的渗透率通常比基质渗透率高1~2个数量级。
因此,研究低渗透砂岩储层裂缝及其渗流特征,对提高这类油气田的开发水平,改善开发效果,提高采收率具有十分重要的意义。
1 裂缝发育规律(1)裂缝间距及其与层厚关系通过不同构造类型露头区和岩心研究,低渗透砂岩储层裂缝的间距常服从对数正态函数分布。
从准噶尔盆地火烧山油田及其附近相似露头区上二叠统平地泉组垂直同一组系裂缝走向的间距测量表明,无论是在全区范围内对所有裂缝进行测量统计,还是在与岩心直径相同的10cm 直径圆的小范围内对裂缝进行测量统计,裂缝间距都服从对数正态函数分布规律,只是10cm 直径圆内的裂缝平均间距小一个数量级(图1)。
《2024年低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》范文
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》篇一一、引言低渗透砂岩气藏是全球重要的天然气来源,但其开采过程复杂且多伴生产量低的挑战。
压裂技术作为提高低渗透砂岩气藏采收率的关键手段,其压裂液的选择和使用对气藏的长期开采效果具有重要影响。
然而,压裂液在储层中可能造成伤害,这直接关系到气藏的开采效率和经济效益。
因此,对低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理的研究显得尤为重要。
二、低渗透砂岩特性分析低渗透砂岩因其孔隙度小、渗透率低等特点,导致其储层特性复杂。
这些特性决定了其储层对压裂液具有高度的敏感性和复杂性。
砂岩的物理性质、化学性质以及地质构造等因素均可能影响压裂液在储层中的流动和分布,进而影响储层的生产能力。
三、压裂液伤害机理分析(一)物理伤害物理伤害主要是指压裂液进入储层后,因与储层矿物作用、渗流阻力大等因素引起的岩石微观结构破坏。
这些物理因素包括岩石颗粒的位移、裂缝的变形和扩展等,都可能导致储层渗透率的降低和气藏产量的减少。
(二)化学伤害化学伤害主要指压裂液中的化学成分与储层岩石、流体发生化学反应,导致储层岩石结构破坏或形成堵塞物。
这些化学反应可能包括矿物溶解、沉淀反应、氧化还原反应等,这些反应会改变储层的孔隙结构和流体流动通道,从而降低储层的渗透率。
(三)生物伤害生物伤害主要指微生物在压裂液中繁殖并产生代谢产物,这些代谢产物可能对储层岩石和流体产生不利影响。
此外,微生物还可能通过改变储层的物理性质和化学性质来影响储层的生产能力。
四、研究方法与实验结果(一)研究方法本研究采用实验室模拟和现场试验相结合的方法,通过分析压裂液与砂岩的相互作用,探讨其伤害机理。
实验室模拟主要包括压力传输实验、流体化学成分分析、岩石物理性质测试等;现场试验则通过对实际气藏进行压裂施工和后期生产数据的收集与分析来验证实验结果。
(二)实验结果实验结果表明,压裂液在低渗透砂岩中的流动过程中,物理伤害和化学伤害是主要的伤害形式。
其中,物理伤害主要表现在岩石颗粒的位移和裂缝的变形;化学伤害则表现为矿物溶解和沉淀物的生成等。
脆性岩石抗拉特性及其破裂机制的试验与细观模拟研究
脆性岩石抗拉特性及其破裂机制的试验与细观模拟研究脆性岩石破裂机制研究是深部岩石工程的基础科学问题。
常见的脆性岩石破坏形式包括剥落、冲击地压、岩爆等,其危害轻则影响工程施工进度安排,重则造成设备人员伤亡重大损失,甚至可能会诱发工程失效,事关国家安全和国计民生。
传统的试验方法不能探索脆性岩石内部破坏过程,强度准则不能有效解释脆性岩石破坏现象,经典离散元细观模型在分析脆性岩石破裂机制上存在一些显著缺陷。
诸多的室内试验和现场原位试验表明,脆性岩石破坏中细观张拉裂纹扮演着主导角色。
本文从室内试验及细观分析角度,研究脆性岩石抗拉特性,首先选取合适的细观模型,其次结合室内试验结果,分别就脆性岩石的三大特征、巴西抗拉强度和I型断裂韧度进行深入分析,探究了脆性岩石细观张拉破裂机制。
主要研究工作和研究成果如下:(1)完整脆性岩石的室内试验结果呈现三大显著特征:高压拉比、大内摩擦角和强度包络线非线性,而经典黏结颗粒细观模型(Bonded-particle model)—标准BPM在匹配脆性岩石宏观力学性质时存在这三个显著缺陷。
通过分析标准BPM的组成和本构关系以及标准BPM改进模型的特点,总结了造成这些显著缺陷的原因,提出采用新的黏结细观模型—平节理模型(3Dflat-joint model, FJM3D)开展脆性岩石研究。
(2)根据锦屏大理岩室内压缩和抗拉试验结果,结合FJM3D模型校核过程和参数敏感性分析结果,掌握了对脆性岩石三大特征起决定性作用的细观参数,并提出了一套能全面反映脆性岩石宏观力学性质的校核方法。
(3)依据典型的巴西劈裂试验和Brisbane凝灰岩室内试验结果,借鉴多边形近似求圆周长的思想,提出采用FJM3D模型直接生成巴西圆盘细观模型,通过圆周分辨率控制圆周光滑度,解决了标准BPM存在的缺陷和传统圆盘建模方法造成的问题,通过参数敏感性分析掌握了影响巴西抗拉强度(BTS)的关键细观参数。
(4)通过花岗岩人字形切槽巴西圆盘(Crack chevron notched Brazilian disc, CCNBD)试验,得出了试样尺寸和加载速率对Ⅰ型断裂韧度(K<sub>Ic</sub>)的影响规律。
低渗透砂岩储层特征研究
低渗透砂岩储层特征研究
低渗透砂岩储层是指孔隙度较低、渗透率较小的砂岩储层,其特征主要体现在以下几个方面。
低渗透砂岩储层的孔隙度相对较低。
孔隙度是指储层中的孔隙空间与储层总体积之间的比例。
对于低渗透砂岩储层来说,由于成岩作用和压实作用的影响,导致岩石的颗粒之间的孔隙相对较小,因此孔隙度较低。
低渗透砂岩储层的渗透率较小。
渗透率是指单位压力下单位面积的流体通过储层的能力。
低渗透砂岩储层由于孔隙度较低,岩石中存在许多窄小的细孔和裂缝,这些细孔和裂缝之间的连接较差,使得岩石的渗透率较小。
低渗透砂岩储层的储层含油饱和度较低。
储层含油饱和度是指储层中含有的原油或天然气所占的比例。
由于低渗透砂岩储层孔隙度较低、渗透率较小,储层中的石油流动性较差,导致原油或天然气饱和度较低。
低渗透砂岩储层的非均质性较高。
非均质性是指储层中各种物性参数(如孔隙度、渗透率、储层厚度等)的空间分布不均匀程度。
对于低渗透砂岩储层来说,由于成岩作用和压实作用的影响,岩石中非均质性较高,不同地区、不同深度的砂岩储层性质存在差异。
低渗透砂岩储层的特征主要包括孔隙度较低、渗透率较小、储层含油饱和度较低和非均质性较高。
深入研究这些特征对于低渗透砂岩储层的勘探和开发具有重要意义。
《2024年低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》范文
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》篇一一、引言随着油气勘探技术的不断发展,低渗透砂岩气藏逐渐成为全球油气开发的重要领域。
在低渗透砂岩气藏的开发过程中,水力压裂技术是提高油气采收率的关键技术之一。
然而,压裂液在使用过程中可能会对储层造成伤害,影响气藏的开采效果。
因此,研究低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理,对于优化压裂工艺、提高采收率具有重要意义。
二、低渗透砂岩气藏特点低渗透砂岩气藏具有孔隙度低、渗透率低、非均质性强等特点。
这些特点导致储层中流体流动困难,需要通过压裂等手段来提高采收率。
然而,压裂过程中压裂液的使用可能对储层造成不同程度的伤害。
三、压裂液伤害机理(一)滤失伤害压裂液在压裂过程中会与储层岩石发生作用,一部分压裂液可能因滤失作用进入储层岩石的微小孔隙中,导致储层孔隙度降低,渗透率下降。
此外,滤失的压裂液还可能改变储层流体的性质,影响气藏的开采效果。
(二)化学伤害压裂液中通常含有多种化学添加剂,这些添加剂在储层中可能发生化学反应,产生沉淀物或堵塞储层孔隙。
这些化学反应可能改变储层的物理性质和化学性质,对气藏开采产生负面影响。
(三)机械伤害在压裂过程中,高压力和高速流体会对储层岩石产生机械冲击和挤压作用,可能导致岩石结构破坏,产生裂缝并形成“微缝”等不利于采收的结构。
这些机械作用可能导致储层的有效渗透面积减少,影响气藏的开采效果。
四、研究方法与实验分析针对低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理的研究,可以通过以下方法进行:(一)实验室模拟实验通过模拟实际压裂过程中的物理和化学条件,观察和分析压裂液在储层中的滤失情况、化学变化以及机械作用等,以揭示压裂液对储层的伤害机理。
(二)现场应用监测在现场应用过程中,通过实时监测压裂液在储层中的变化情况,包括压力、流量、化学成分等参数的变化,分析压裂液对储层的实际影响程度。
(三)理论模型分析通过建立理论模型,对压裂过程中的物理和化学现象进行理论分析和模拟,以揭示压裂液伤害储层的内在机理。
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》范文
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》篇一一、引言随着油气资源的不断开发,低渗透砂岩气藏已成为重要的能源储备之一。
然而,低渗透砂岩气藏的开发过程中,常常会遇到压裂液对储层造成的伤害问题。
因此,研究压裂液伤害机理,对于提高气藏开发效率和保护储层具有重要意义。
本文旨在探讨低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理,以期为实际生产提供理论支持。
二、低渗透砂岩气藏特点低渗透砂岩气藏具有渗透率低、非均质性强、储层敏感等特点。
这些特点使得在开发过程中,压裂液对储层的伤害更加显著。
低渗透砂岩气藏的渗透率低,导致压裂液在储层中的流动阻力大,容易形成局部高浓度区域,对储层造成伤害。
同时,储层的非均质性和敏感性也使得压裂液在储层中的分布不均匀,进一步加剧了伤害程度。
三、压裂液伤害机理1. 压裂液与储层岩石的相互作用压裂液与储层岩石的相互作用是造成伤害的主要原因之一。
压裂液中的化学成分可能与储层岩石发生反应,形成不利于油气开发的物质,如黏土膨胀等。
这些物质的形成会导致储层渗透率降低,甚至堵塞气藏通道,严重影响油气开采。
2. 压裂液在储层中的滞留与扩散压裂液在储层中的滞留与扩散也是造成伤害的重要因素。
由于低渗透砂岩气藏的渗透率低,压裂液在储层中的流动速度较慢,容易在局部区域滞留。
这些滞留的压裂液会逐渐扩散到周围岩石中,对储层造成长期伤害。
3. 压裂液对储层流体的影响压裂液还会对储层流体产生影响。
在压裂过程中,大量的压裂液会与油气混合在一起,影响油气的物性参数和组成比例。
这会导致气藏产量下降和开采成本的增加。
此外,压裂液还可能携带一定量的杂质和有害物质进入储层,进一步加剧了储层的伤害程度。
四、研究方法与实验结果为了深入研究低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理,我们进行了系列实验和理论分析。
实验主要分为两个方面:一方面是对储层岩石进行化学反应分析,以了解压裂液与岩石的相互作用;另一方面是模拟压裂过程,观察压裂液在储层中的流动和分布情况。
实验结果表明:在一定的压力和化学环境下,压裂液确实会对储层造成明显的伤害;此外,压裂液的组成和配比对伤害程度具有重要影响。
低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究的开题报告
低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究的开题报告【摘要】近年来,低渗透砂岩气藏的开发难度逐渐加大,钻井技术和提高压裂技术也难以满足实际需求。
针对压裂液对低渗透砂岩气藏压裂伤害的研究,对于优化压裂工艺和提高气藏采收率具有重要的意义。
本文主要从低渗透砂岩的物性特征、压裂液的成份及压力等方面,探讨压裂液引起低渗透砂岩气藏压裂伤害的机理,旨在为压裂工艺的优化提供理论依据。
【关键词】低渗透砂岩;气藏;压裂液;压裂伤害机理;压裂工艺【研究背景和目的】低渗透砂岩气藏具有开发难度大、采收率低等特点。
压裂技术是开发低渗透砂岩气藏的重要手段之一,但目前常规压裂技术仍无法满足实际需求。
压裂液对砂岩的侵蚀和对孔隙结构的破坏是相互作用的结果,因此,探讨压裂液对低渗透砂岩气藏压裂伤害的机理,对于优化压裂工艺和提高气藏采收率具有重要意义。
【研究内容和方法】本研究将重点探讨低渗透砂岩的物性特征、压裂液中的成份及压力、温度等因素对低渗透砂岩气藏压裂伤害的影响机理。
研究方法主要包括实验室模拟、宏观观测和X射线衍射等手段。
实验将采用模拟压力、温度和压裂液的实验模拟装置进行模拟实验,并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等技术对样品进行宏观和微观观察,结合X射线衍射实验结果,得出压裂液引起低渗透砂岩气藏压裂伤害的机理。
【预期成果和意义】本研究预计可以得到以下成果:1)探讨压裂液对低渗透砂岩气藏压裂伤害的机理以及影响因素;2)对压裂工艺的优化和低渗透砂岩气藏开发提出建议;3)相关研究成果可为其他类似岩石气藏的开发提供借鉴和参考。
【研究计划】本研究计划工期为两年,主要研究内容包括样品准备、实验分析及结果分析。
首先进行低渗透砂岩样品的采集、制备和预处理工作,然后制备不同成份的压裂液,进行实验,并通过宏观和微观观察以及X射线衍射结果分析数据。
最后,针对实验结果进行统计和综合分析,得出压裂液引起低渗透砂岩气藏压裂伤害的机理和规律,为优化压裂工艺提供理论基础和实践指导。
油田低渗透砂岩开发技术分析
油田低渗透砂岩开发技术分析近年来随着石油勘探领域的不断发展,油田低渗透砂岩储层的开发技术也得到了广泛的关注和研究。
由于低渗透砂岩储层的渗透性差、孔隙结构复杂等特点,使得该类油田的开发技术相对来说较为困难。
因此,本文将对低渗透砂岩油田的开发技术进行详细分析,旨在提高石油勘探行业相关人员对该领域的认识和了解。
一、低渗透砂岩储层的特点低渗透砂岩储层是指渗透率小于0.1mD的砂岩岩石储层。
该类储层的特点主要包括以下几个方面:1.渗透性差由于该类储层的孔隙度低、孔隙结构复杂,因此渗透性较差,使得其储层开发较为困难。
2.储层质量不稳定由于储层compaction压实,拉伸断裂等因素的影响,使得该类储层的质量不稳定,易受地质构造、吸水饱和等因素的影响。
3.油藏破裂在低渗透砂岩储层开发过程中,由于采出油的原因导致储层内压力的下降,从而导致储层破裂,增加了油藏受到污染的风险。
针对低渗透砂岩储层这一特殊的储层类型,我们需要采用一系列特殊的开发技术和方法,才能够较好地开采出其中的油藏。
下面我们将从三个方面对低渗透砂岩储层的开发技术进行分析:1.采用新型压裂技术传统的压裂技术对于低渗透砂岩储层的压裂不够精准,难以达到预期的效果。
因此我们需要采用一些新型压裂技术,如“鱼骨式”多级压裂、紫外线渗透法、低渗透率超声波压裂等技术,以提高砂岩岩石的渗透性,加快油藏的开发速度。
2.优化钻井开采技术钻井开采技术是低渗透砂岩储层开采的核心技术。
当前在有些油田开发过程中采用的钻井技术过于简单,导致开采效果不佳。
因此我们需要优化钻井技术,如采用地面电波在储层内部进行探测,搭配人工智能进行相应的决策与操作,提高储层开采效率和质量。
3.加强对储层的综合利用在低渗透砂岩储层开采过程中,要从钻井、压裂、井筒测井等方面对储层信息进行收集和管理,以便进行精确的决策和操作。
同时充分发挥热采、水驱、汽驱等互补作用,实现储层资源的综合利用,优化储层开采效率。
低渗透气层岩心破裂裂缝扩展实验分析
摘 要 : 了加深对低渗透砂岩 气层压 裂过 程 中裂缝 扩展 的认 识 , 为 同时便 于科 学指 导施 工 , 用 利
C T技 术等方法 , 对含 有天然 裂缝低 渗透砂 岩 气层 的裂缝 扩展 规律 进行 了研 究。研 究结 果表 明, 加压及 注液能够造成岩心 出现裂纹 并扩展 , 裂纹与微 裂纹在成 因上 有一定 的 关 系, 一 主 在 定的应力作 用下, 岩石在一些具有微 裂纹的平面先破 裂 , 随着压力 的增加 或持 续压 力作 用 , 微
裂 纹 将 会 扩 展 并 相 互连 接 , 最终 形 成 宏观 裂缝 。
关键 词 : 低渗 透砂 岩气层 ; 岩心 ; 裂缝扩展 ; 学实验 力
中 图 分 类 号 :E 1 T 32 文 献标 识 码 : A
பைடு நூலகம்
1 实验方法和 步骤
实验 岩 心取 自鄂 尔多 斯 气 田 , 选择 4块 有代 表
岩石应变及渗透率; T ⑥c 扫描岩心裂缝 。 。
2 实验原理分析
采用 C T扫 描 实验 技 术 , 技 术 以 B E 该 E R S定
性 的全 直 径 岩 心 , 别 是 岩 心 A 、 2 A 、 4( 分 1 A 、 3 A 表 1 。对岩 心 A 、 2加入 不 同 的载荷 进行 实 验并 测 ) 1A 定 每一 种 载荷 下 的渗 透 率 ; 心 A 岩 3只加 入 交 变 载
特 种 油 气 藏
第 1 9卷
34 岩 心 A . 2受压后 的渗 透 率变 化
裂纹 , 岩心 主裂 纹 扩展 方 向受 天 然裂 纹 的影 响开始
偏 离轴 向 ; 由于天 然 裂 纹 的相 互 连接 , 心 主 裂 纹 岩
岩心 A 2初始渗透率为 00 8 1 ~ m , .2 × 0 对其 施 加 5 a轴 向压 力 ,5MP 0MP 1 a径 向压 力 , 定 其 测 受压后岩心渗透率为 0 2 1 ~ m , .2× 0 相对破裂前 增大。岩心破裂后 的渗透率增大倍数 为 68 .5倍。
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》范文
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》篇一一、引言随着油气资源的不断开采,低渗透砂岩气藏已成为非常重要的资源。
为了提高其开采效率和经济效益,通常需要对储层进行压裂作业。
然而,在压裂液的应用过程中,储层可能会遭受不同程度的伤害,严重影响其开采效果。
因此,研究低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理,对于提高储层开采效率和保护储层具有重要意义。
二、低渗透砂岩气藏特点低渗透砂岩气藏具有渗透率低、非均质性强、储层敏感等特点。
由于砂岩颗粒间接触紧密,储层内流体流动阻力大,导致开采难度大。
同时,储层的敏感性强,易受外界因素影响而发生物理化学变化。
三、压裂液伤害机理压裂液在低渗透砂岩气藏的开采过程中起着至关重要的作用。
然而,由于压裂液的性质、配方以及使用方式等因素的影响,可能会对储层造成不同程度的伤害。
以下是压裂液伤害的主要机理:1. 物理伤害:压裂液在储层中流动时,可能携带砂粒等杂质进入储层微裂缝和孔隙中,造成堵塞,降低储层的渗透性。
此外,压裂液中的高分子物质也可能在储层中形成滤饼,阻碍流体的流动。
2. 化学伤害:压裂液中的化学成分可能与储层中的敏感矿物发生反应,生成不利于流体流动的沉淀物或胶结物。
这些物质可能堵塞孔隙和微裂缝,降低储层的渗透性。
此外,部分化学成分还可能对储层中的天然气产生吸附作用,降低其采收率。
3. 生物伤害:低渗透砂岩气藏中通常存在微生物群落。
压裂液中的某些成分可能对微生物产生抑制作用,破坏储层中的生物平衡,导致储层性能下降。
四、研究方法为了深入研究低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理,可以采用以下研究方法:1. 实验室研究:通过模拟低渗透砂岩气藏环境,研究压裂液在储层中的流动特性和对储层的伤害程度。
可以采用不同的压裂液配方和工艺参数进行对比实验,分析各因素对储层伤害的影响。
2. 现场试验:在低渗透砂岩气藏现场进行压裂作业,实时监测压裂液对储层的伤害情况。
通过收集现场数据和分析开采效果,为理论研究提供实践依据。
八面河油田低渗透疏松砂岩地层水平井压裂技术研究
原油相对密度 o92, .4 地面原油粘度 1055 P. , 2. as原始地 m
层压力 1 6 a 1 2MP 。有效孔隙度 1 ~3. , . 1 35 平均孔隙
产措施 。近年来 , 开始采用水平井 开发该 区块的剩余油 , 直 接投产生产 的井开发效果不佳 , 针对水平井的特点 , 结 合本 区块定 向井压裂 的经验 , 对八 面河疏松砂 岩油藏水 平井压裂技术进行研究应用 , 取得了较好 的增油效果。
联度低 温破胶压裂液体 系, 实现端部脱砂压裂 , 当增加 支撑 剂用量减少因支撑剂嵌入 对疏松砂岩人 工裂缝导流能力 适 的影响。现场应 用产液量和产油量显著增加 , 水平井压后产 能是 同区块定向井压后产能的 3倍。
[ 关键词] 疏松砂岩 ; 水平井; 压裂 ; 端部脱砂 ; 支撑 剂嵌入 [ 中图分类号] T 3 [ E 5 文献标识码] A [ 文章编号] 1O—3 1 (02 O一 O2— 0 0 9 O x 21 )5 0 1 4
甘 旭 红
( 中国石 化江汉 油田分公 司采油 工艺研 究 院, 北 武 汉 4 0 3 ) 湖 30 5 [ 摘 要] 分析研究 了八面河油田低渗疏松砂岩油藏面 1 4区沙四段主力含 油层 4 56 组层 间应力差, ,,砂 通过优化压 裂规模和控制缝 高沟通主力合 油小层 , 高水平 井压后 产能。针对面 1 提 4区沙四段低渗疏松 砂岩油藏特 点, 采用低 交
八面河油 田属疏松砂岩油藏 , 由于地层易出砂 , 开发
部。北部与面 1 2区、 4区相接、 面 西南端与面 2 2区相邻。
面1 4区分沙三上、 沙三中、 沙四段三套层系开发。沙四段含 油小层有 123456 ,,,,, 砂组。主力砂组为 456 ,, 砂组, 地面
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》篇一一、引言随着油气资源的不断开发,低渗透砂岩气藏已成为重要的能源储备之一。
然而,低渗透砂岩气藏的开发面临着诸多挑战,其中之一便是压裂液对储层的伤害。
压裂液作为油气开发过程中的重要工具,其性能对储层的保护及产量的提升具有重要意义。
因此,对低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理的研究具有重要的理论和实践价值。
二、低渗透砂岩气藏特点低渗透砂岩气藏具有渗透率低、非均质性强、裂缝发育复杂等特点。
这些特点使得压裂液在储层中的流动和作用机制变得复杂,增加了压裂液对储层造成伤害的可能性。
三、压裂液伤害机理1. 物理伤害压裂液在储层中的流动过程中,可能会因为高渗滤、绕流等作用,导致储层中的砂粒被带走,形成砂堵。
此外,压裂液中的添加剂也可能与储层中的矿物发生反应,生成沉淀物,堵塞储层孔隙。
这些物理作用都会对储层造成伤害。
2. 化学伤害压裂液中的化学成分可能对储层中的岩石产生化学反应,如酸碱反应等,从而破坏岩石结构,降低储层的渗透率。
此外,压裂液中的某些添加剂还可能对气体产生吸附或封堵作用,降低气井的产量。
四、研究方法为了研究低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理,可以采用以下方法:1. 室内模拟实验:通过模拟储层条件下的压裂过程,观察压裂液在储层中的流动情况及对储层的伤害情况。
2. 岩心分析:对不同类型和不同性质的岩心进行物理、化学和力学性能分析,了解其与压裂液相互作用的特点和规律。
3. 数值模拟:利用数值模拟软件,建立低渗透砂岩气藏的数值模型,研究压裂液在储层中的流动规律及对储层的伤害程度。
五、结论与建议通过对低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理的研究,可以得出以下结论:1. 压裂液对低渗透砂岩气藏的伤害主要表现在物理和化学两个方面。
物理伤害主要来自于压裂液的流动和绕流作用,以及添加剂与矿物反应生成的沉淀物;化学伤害则主要来自于压裂液与储层岩石的化学反应及添加剂对气体的吸附或封堵作用。
2. 为了减小压裂液对低渗透砂岩气藏的伤害,可以采取以下措施:优化压裂液配方,减少添加剂的种类和用量;采用低渗透率、高粘度的压裂液;控制压裂液的注入速度和压力;合理设计压裂方案等。
低渗透砂岩储层特点研究
低渗透砂岩储层特点研究低渗透砂岩储层是指具有低渗透性能的砂岩储层,在油气勘探开发中占据着重要地位。
对低渗透砂岩储层的特点研究,不仅对于油气资源的开发具有重要意义,同时也有助于提高资源开采率、减少资源损耗,具有重要的经济和社会意义。
本文将对低渗透砂岩储层的特点进行研究,探讨其在油气勘探开发中的影响和应用。
一、低渗透砂岩储层的定义和特点低渗透砂岩储层是指孔隙度高、渗透率低的砂岩储层,通常渗透率小于0.1mD。
由于渗透率低,储层对油气的运移和储存性能较差,开采难度较大。
低渗透砂岩储层的特点主要包括以下几个方面:1. 渗透率低:低渗透砂岩储层的渗透率通常在0.01~0.1mD之间,远远低于常规砂岩储层的渗透率。
渗透率低导致了储层对油气的渗流能力较差,大大降低了油气的流动性和可采性。
2. 孔隙度高:低渗透砂岩储层的孔隙度通常在15~25%之间,属于典型的孔隙型储层。
虽然孔隙度较高,但渗透率低导致了储层的有效孔隙率较低,不利于油气的储集和运移。
3. 孔隙结构复杂:低渗透砂岩储层的孔隙结构复杂多样,包括溶孔、胶结孔、裂隙孔等多种类型的孔隙,这些孔隙对储层的渗透特性和油气的运移具有重要影响。
4. 岩石力学性能差:低渗透砂岩储层的岩石力学性能通常较差,弹性模量低、抗压强度小,易发生崩塌、塌陷等问题,对储层的开采具有一定的影响。
二、低渗透砂岩储层的影响和应用低渗透砂岩储层在油气勘探开发中具有重要的影响和应用价值,主要表现在以下几个方面:1. 油气资源潜力大:低渗透砂岩储层虽然渗透率低,但由于孔隙度高,储层中仍然蕴藏着丰富的油气资源。
通过有效的勘探开发技术和方法,可以充分挖掘低渗透砂岩储层的油气资源潜力,提高资源勘探开发的成功率。
2. 储层改造技术成熟:针对低渗透砂岩储层的特点,目前已经形成了一系列的储层改造技术,包括水平井、压裂技术、酸化处理等,这些技术可以有效提高储层的渗透率和生产能力,提高油气开采率。
3. 油藏工程技术创新:低渗透砂岩储层的开采具有一定的技术难度,需要对油藏工程技术进行创新和突破,如研究提高注采效率的新型水驱开采技术、有效控制储层堵塞和污染的方法等,以提高低渗透砂岩储层的开采效率和经济效益。
低渗透砂岩裂缝孔隙度尧渗透率与应力场理论模型研究
第17卷第4期2011年12月地质力学学报JOURNAL OF GEOMECHANICS Vol.17No.4Dec.2011 文章编号:1006⁃6616(2011)04⁃0303⁃09低渗透砂岩裂缝孔隙度、渗透率与应力场理论模型研究冯建伟1,戴俊生1,刘美利2(1.中国石油大学(华东)地球资源与信息学院,山东青岛 266555;2.长城钻探工程有限公司测井公司,北京 124010)收稿日期:2011⁃06⁃16基金项目:国家重大科技专项“渤海湾盆地东营凹陷勘探成熟区精细评价示范工程”(编号:2008ZX05051)作者简介:冯建伟(1979⁃),男,汉族,山东临朐人,副教授,主要从事构造地质学研究。
E⁃mail:UPC_fengjw@,dafengjianwei@摘 要:低渗透砂岩储集层普遍发育裂缝,裂缝不仅是重要的流体渗流通道,而且在油井周围的发育程度直接影响着油井的生产能力。
目前裂缝定量化预测方面存在的焦点问题是:缺乏一个有效而合理的力学模型,裂缝渗透性的求取方法仍处于半定量化,不具通用性。
以史深100块沙三中储集层为目标,从应力场和裂缝主要参数的关系入手,以裂缝开度为桥梁,通过实验和理论推导的方法,建立了构造应力场和裂缝孔隙度、渗透率之间的定量关系模型。
在岩石力学参数测试结果和地质模型建立的基础上,对目的层裂缝发育时期的古构造应力和现今地应力进行数值模拟,将结果代入关系模型,计算研究区裂缝孔隙度和渗透率的空间分布,进而指导低渗透砂岩油藏的裂缝参数定量预测、产能规划及井网部署。
关键词:低渗透砂岩;裂缝孔隙度;裂缝渗透率;构造应力场;定量关系模型中图分类号:TE122.2+3文献标识码:A0 引言一般将空气渗透率在0.1×10-3~50.0×10-3μm 2的砂岩储集层称为低渗透砂岩储集层,这类储集层的典型特征是:成熟度低、成岩作用强烈;储集层物性差、非均质性强烈;裂缝发育、低孔隙度、低渗透率。
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》范文
《低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理研究》篇一一、引言随着全球能源需求的增长,低渗透砂岩气藏的开发显得尤为重要。
压裂技术作为提高低渗透砂岩气藏采收率的关键技术之一,在开发过程中得到了广泛应用。
然而,压裂液在注入和使用过程中可能对储层造成伤害,影响气藏的长期开发效果。
因此,研究低渗透砂岩气藏压裂液伤害机理,对于优化压裂技术、提高采收率具有重要意义。
二、低渗透砂岩气藏特点低渗透砂岩气藏具有孔隙度小、渗透率低、非均质性强等特点。
这些特点使得储层在压裂过程中容易受到伤害,主要表现为储层敏感性的增加、储层流体的流动能力降低等。
因此,在研究压裂液伤害机理时,必须充分了解低渗透砂岩气藏的特殊性。
三、压裂液伤害机理研究(一)压裂液成分与性质压裂液作为压裂技术的关键组成部分,其成分与性质直接影响储层的伤害程度。
常用的压裂液包括水基压裂液、油基压裂液等。
这些压裂液中的添加剂如稠化剂、缓蚀剂等可能对储层造成不同程度的伤害。
(二)压裂液对储层的伤害形式1. 物理伤害:压裂液中的固体颗粒可能堵塞储层孔隙,降低储层的渗透率。
2. 化学伤害:压裂液中的化学成分可能与储层中的敏感矿物发生反应,导致矿物溶解、沉淀等现象,进而对储层造成伤害。
3. 生物伤害:压裂液可能破坏储层中的微生物生态平衡,影响储层的稳定性和采收率。
(三)伤害机理分析1. 压裂液与储层岩石的相互作用:压裂液与储层岩石的接触可能导致岩石表面的物理和化学变化,如岩石表面的溶解、腐蚀等。
这些变化可能改变储层的孔隙结构和渗透率,对储层造成伤害。
2. 压裂液在储层中的流动:压裂液在储层中的流动可能携带固体颗粒和化学成分进入储层深部,进一步对储层造成伤害。
此外,压裂液的流动还可能破坏储层中的流体流动通道,降低储层的采收率。
四、研究方法与实验设计(一)研究方法本研究采用室内实验和数值模拟相结合的方法,对低渗透砂岩气藏压裂液的伤害机理进行深入研究。
室内实验主要关注压裂液与储层岩石的相互作用及对储层孔隙结构的影响;数值模拟则用于分析压裂液在储层中的流动规律及对采收率的影响。
低渗透储层构造裂缝的成因类型及其形成地质条件
低渗透储层构造裂缝的成因类型及其形成地质条件发表时间:2019-10-29T09:46:25.593Z 来源:《文化时代》2019年16期作者:温小流[导读] 低渗透储层通常情况下都存在剪切裂缝、扩张裂缝以及拉张裂缝等三种构造裂缝类型。
剪切裂缝主要是由于受到地层压应力而产生,从理论角度来讲,剪切裂缝通常情况下都会有两组重共轭切裂缝的形式存在,但是由于岩层存在严重的非均质性,对其中一组裂缝的形成会产生抑制作用,只能留下一组裂缝。
扩张裂缝以及拉张裂缝通常情况下都是分布在与最小主应力垂直的方向上,而且其整体规模较小。
温小流中国石油长庆油田分公司第七采油厂山城作业区甘肃省庆阳市 745700摘要:低渗透储层通常情况下都存在剪切裂缝、扩张裂缝以及拉张裂缝等三种构造裂缝类型。
剪切裂缝主要是由于受到地层压应力而产生,从理论角度来讲,剪切裂缝通常情况下都会有两组重共轭切裂缝的形式存在,但是由于岩层存在严重的非均质性,对其中一组裂缝的形成会产生抑制作用,只能留下一组裂缝。
扩张裂缝以及拉张裂缝通常情况下都是分布在与最小主应力垂直的方向上,而且其整体规模较小。
关键词:低渗透储层;构造裂缝;类型;地质条件引言对于沉积盆地低渗透储集层来说,其主要的裂缝类型是构造成因裂缝,构造裂缝在低渗透油气储层实际勘探开发过程中作用非常明显。
通常情况下人们都将低渗透储层的裂缝根据其构造成因严格的划分为剪裂缝以及张裂缝等两种类型,而且两种裂缝分别是在剪切力以及张应力的作用下最终形成。
针对低渗透储层构造成因裂缝的类型以及具体形成地质条件进行正确认识,才能够实现对构造裂缝发育规律的深入研究。
1 构造裂缝成因类型及形成应力状态1.1剪切裂缝剪切裂缝实际主要是沿着主剪应力面进行分布,裂缝面与其唯一方向保持平行。
而剪切裂缝的形成主要是因为压应力的作用,由于剪切裂缝最大压应力与最小压应力之间呈现处于水平的状态,而中间主压应力则处于垂直方向[1]。
从理论角度来看,剪切裂缝通常情况下都会有两组重共轭切裂缝的形式存在,但是由于岩层存在严重的非均质性,对其中一组裂缝的形成会产生抑制作用,只能留下一组裂缝。
低渗透砂岩储层特征研究
低渗透砂岩储层特征研究一、引言低渗透砂岩储层是指储层渗透率较低的砂岩储层,一般渗透率小于0.1md。
由于渗透率低,传统的原油开采技术通常无法有效开发这类储层,因此对低渗透砂岩储层的研究具有重要意义。
本文将从储层岩性特征、渗透率分布规律、成因分析等方面进行深入研究,以期为低渗透砂岩储层的有效开发提供一定的理论依据。
二、储层岩性特征1. 岩石组成低渗透砂岩储层通常由石英、长石、云母、伊利石等矿物组成,其中石英矿物含量较高,占据储层的主体成分。
2. 孔隙结构低渗透砂岩储层的孔隙结构复杂多样,主要包括晶间孔、晶内孔、溶孔等。
溶孔是储层中最主要的孔隙类型,其分布不均匀,对岩石的孔隙结构造成了一定的影响。
3. 孔隙连接低渗透砂岩储层的孔隙连接性较差,孔隙之间的连接通道相对较少,这导致了储层的渗透率较低。
三、渗透率分布规律1. 渗透率非均质性低渗透砂岩储层的渗透率分布通常呈现出非均质性特征,存在明显的垂向和平面上的变化。
在同一水平层面上,不同井段的渗透率有时相差甚远。
2. 渗透率分布规律低渗透砂岩储层的渗透率分布规律受到多种因素的综合影响,包括岩石孔隙结构、岩性组成、构造对孔隙结构的影响以及成岩作用等。
渗透率分布具有一定的复杂性和不确定性。
四、成因分析1. 地质构造低渗透砂岩储层通常受到多期次的构造变形作用,包括褶皱、断裂、隆起等。
地质构造对储层的孔隙结构和渗透率具有重要影响,构造对储层的影响是非常显著的。
2. 成岩作用低渗透砂岩储层经历了多期次的成岩作用,其中包括胶结作用、溶蚀作用等。
这些成岩作用对储层的孔隙结构和渗透率产生了重要影响。
3. 油气充注低渗透砂岩储层的油气充注是影响储层性质的一个重要因素。
油气充注会改变储层的孔隙结构和渗透率,因此对开发潜力产生了明显的影响。
五、总结低渗透砂岩储层具有复杂的岩性特征、非均质的渗透率分布规律和多种成因影响。
在实际开发中,需要综合考虑储层的这些特点,采用合适的开发技术和方法,才能有效开发低渗透砂岩储层的潜力。
低渗透砂岩储层特征研究
低渗透砂岩储层特征研究低渗透砂岩储层是指储层渗透率较低的砂岩储层,通常渗透率小于0.1毫达西(mD)。
在油气勘探与开发中,低渗透砂岩储层具有较差的裂缝连通性和较低的油气水储量,勘探难度大,开发效果低等特点。
为了更好地开发这一类砂岩储层,需要对其特征进行研究与分析。
一、渗透特征:低渗透砂岩储层的渗透率较低,油气在砂岩中的渗流受到一定的限制。
其主要表现为渗透率低、孔隙度小、渗透能力差等特点。
低渗透砂岩储层的孔隙度通常在10%以下,孔隙结构复杂,包括单一孔隙、连通孔隙、非连通孔隙等。
由于孔隙度小,渗透能力差,油气在储层中的埋藏形式多为吸附态和准稳态。
二、岩石力学特征:低渗透砂岩储层通常含有一定的岩石力学特征,如岩石强度、弹性模量等。
砂岩储层的特点是脆性大,易发生裂缝、塌陷等问题。
低渗透砂岩储层的力学性质通常通过岩石力学试验来确定,如弹性模量试验、抗折强度试验等。
了解低渗透砂岩储层的力学特征对储层的开发和改善有着重要的意义。
三、孔隙结构特征:低渗透砂岩储层的孔隙结构是指砂岩中的孔隙类型及其分布特征。
储层孔隙结构的复杂性直接影响着储层的渗透性和连通性。
通常,孔隙结构可以分为连通孔隙、非连通孔隙和孔喉孔隙等。
连通孔隙是指储层中孔隙直接连通,油气能够自由流动的孔隙;非连通孔隙是指孔隙之间不连通,油气不能自由流动的孔隙;孔喉孔隙是指储层中连接非连通孔隙与连通孔隙的狭窄孔隙管道。
了解储层的孔隙结构特征有助于评价储层的渗流性能和开发潜力。
四、测井特征:测井是研究储层特征的重要方法。
低渗透砂岩储层常用的测井方法包括自然伽马测井、密度测井、声波测井等。
自然伽马测井可以用来判断储层的颗粒含量和裂缝程度;密度测井可以用来计算储层的孔隙度;声波测井可以用来计算储层的渗透率和岩石弹性模量等。
测井数据的分析可以提供储层的详细信息,为储层的评价和开发提供依据。
低渗透砂岩储层的特征主要包括渗透特征、岩石力学特征、孔隙结构特征和测井特征。
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当( σ1+3σ3) >0 时,
( σ1- σ3) 2+( σ2- σ3) 2+( σ3- σ1) 2=24σ(T σ1+σ2+σ3) ,
cos2θ= σ1- σ3 ;
( 9)
2( σ1+σ3)
当( σ1+3σ3) ≤0 时, 可简化为
θ=0, σ3=- σT .
( 10)
格里菲斯破裂准则从微观机理出发, 经过细密严
·394·
新疆石油地质
2007 年
ψ=0.
( 8)
( 6) 式说明新生裂缝与原椭圆裂缝长轴之间夹角
为 2β( 条 件 为( σ1+3σ2) >0) , 负 号 表 示 新 生 裂 缝 方 向 为在主压应力轴顺时针转 β角的方向上;( 8) 式说明
新裂缝沿原椭圆裂缝延伸[2]。
对于三维问题, 格里菲斯破裂准则可表述为[2, 3]
θ=45°- φ/2.
( 4)
2 格里菲斯( Griffith) 准则
格里菲斯( Griffith, 1921) 把材料内部固有的缺陷
或微裂纹抽象为格里菲斯裂隙, 并提出了最大能量释
放理论揭示微裂隙的扩展, 得到了巨大的成功, 成为
断裂力学理论的经典内容。
按照格里菲斯强度理论, 岩石在平面应力状态下
尔准则。破坏面的角度是通过垂直莫尔包络线来确定
的。
库仑- 莫尔强度理论以剪切破裂为判据, 只考虑
最大主应力 σ1 和最小主应力 σ3 对岩石强度的影响, 而不考虑中间主应力 σ2 对岩石强度的贡献, 是一种 等效的最大剪应力模式。岩石破裂的方向可用破裂角
θ( 裂缝面长轴与最大主压应力之间的交角) 来描述:
Resear ch on Cr acking Pr inciples of Br ittle Low-Per meability Sands
DAI Jun-sheng, WANG Bi-feng, MA Zhan-rong
(Faculty of Geo-Resources and Information, China University of Petroleum, Dongying, Shandong 257061, China) Abstr act: In the quantitative research on fracture, some principles for rock fracture are usually adopted to confirm when and in which direction the rock fractures occur under stress. Usually, tectonic fracture appears in several forms such as tension fracture, conjugate shear fracture and tension-shear fracture. It is necessary to comprehensively apply the tension fracture principle and the shear fracture principle in case studies. On the basis of Coulumb-Mohr and Griffith fracture principles, this paper puts forward rock-cracking examination principle for low-permeability sand reservoir in combination with the results of rock mechanical test, in which Griffith principle is applied to tension fracture examination, while Coulumb-Mohr principle to shear fracture examination. Key wor ds: fracture; low permeability; cracking; Coulumb-Mohr principle; Griffith principle
改用格里菲斯准则。
( 1) 当 σ3≥0 时, 用库仑- 莫尔破裂准则:
σ1- σ3 2
≥C0cosφ=
σ1+σ3 2
sinφ;
当 σ3>σ0=5 MPa 时, φ=φ2=41°, 破裂角 θ=θ2=45°-
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
[ 1] 张 景 和 , 孙 宗 颀. 地 应 力 、裂 缝 测 试 技 术 在 石 油 勘 探 开 发 中的应用[ M] . 北京: 石油工业出版社, 2001: 13- 15.
研究中要综合运用张裂缝准则和剪裂缝准则。在莫尔- 库仑与格里菲思破裂准则的基础上, 结合岩石力学实验, 建立
了适于低渗透砂岩储集层的岩石破裂判断准则, 张裂缝准则选用格林菲斯准则, 剪裂缝准则选用莫尔- 库仑准则。
关键词: 裂缝; 低渗透; 破裂; 库仑- 莫尔摩尔准则; 格里菲思准则
中图分类号: TE112.23
L25- 1
L25- 2
L25- 3
图 2 三轴实验样品破裂形态素描
4 低渗透砂岩破裂准则选择
图 1 单轴实验样品破裂形态素描
构造裂缝往往不是以单一的形态出现, 有张裂 缝, 也有共轭剪裂缝, 还有介于二者之间的张剪缝。因 此, 实际应用中要综合运用张裂缝准则和剪裂缝准则[5]。 构造应力场数值模拟中通常采用格里菲斯准则作张 破裂计算, 用库仑- 莫尔准则作剪切破裂计算[5-7]。
围压小于某值时, 内摩擦角 φ较大, 换算出的破 裂角 θ=45°- φ/2 相对 较 小 , 张 性 破 裂 为 主 ; 围 压 大 于 某值时, 内摩擦角 φ变小, 破裂角增大, 由张性破裂逐 渐变为张剪性至压剪性破裂。具体数值为
- 2.32 MPa<σ3≤σ0=5 MPa 时, φ=φ1=51.83°, 破裂 角
[ 5] 文世鹏, 李德同. 储层构造裂缝数值模拟技术[ J] . 石油大 学学报, 1996, 20( 5) : 17- 24.
[ 6] 陈 波, 田崇鲁. 储层构造裂缝数值模拟技术的应用实例 [ J] . 石油学报, 1998, 19( 4) : 50- 54.
[ 7] 谭成轩, 王连捷. 三维构造应力场数值模拟在含油气盆地 构 造 裂 缝 分 析 中 应 用 初 探[ J] . 地 球 学 报 , 1999, 20( 4) : 392- 394.
根据上述岩石力学实验结果绘出莫尔应力圆, 求 取包络线( 图 3) 。提取包络线形态, 得到图 4 所示的 两段式莫尔- 库仑曲线, 图中 φ1、φ2 为不同围压下的 内摩擦角; k1、k2 为不同围压下的莫尔- 库仑直线段斜 率 , 也 叫 内 摩 擦 系 数 ; σ0 为 分 界 围 压 值 , 这 里 σ0=5 MPa. 经计算得出如下结论:
[ 2] 斯 麦 霍 夫 E M. 裂 缝 性 油 气 储 集 层 勘 探 的 基 本 原 理 与 方 法[ M] . 北京: 石油工业出版社, 1985.
[ 3] 朱庆杰, 朱而勤, 尹万泉, 等. 松辽盆地西部张裂缝的预测 方法[ J] . 青岛海洋大学学报, 1995( 7) : 359- 366
格的推导得出, 具有较强的理论基础, 是断裂力学的
经典理论。但它是以张性破裂为前提, 实际上是一种等
效的最大张应力理论, 只适合于对张性破裂进行判断。
3 低渗透砂岩力学实验
一条宏观的剪切带。实验结果显示破裂角小于 45°, 符 合库仑- 莫尔准则。
粉细砂岩三轴压缩实验样品破裂形态如图 2 所 示。样品 L12- 1 和 L25- 1 为 5 MPa 围压下的破裂形 态 , L12- 2 和 L25- 2 为 10 MPa 围 压 下 的 破 裂 形 态 , L12- 3 和 L25- 3 为 20 MPa 围压下的破裂形态。在围 压的作用下, 岩石破裂性质表现为张剪性, 且随围压 增大剪切作用增强, 破裂角增大。
一截面上所受剪应力等于该面上内聚力( 单剪强度) 加
上正应力产生的内摩擦力。库仑准则可用下式表示:
|τ|=C0+σn' tanφ, 或|τ|=C0+μσn' ,
( 2)
式中 τ— ——临界剪应力;
σn' — ——考虑流体孔隙压力影响的有效正应力;
C0, φ— ——材料常数, 分别为内聚力和内摩擦角。
斯准则在岩石力学中使用最为广泛, 但是各自存在应
用条件, 对于地下复杂的低渗透砂岩的破裂不能简单
地用一个准则加以判断。针对上述问题, 本文在莫尔-
库仑与格里菲思破裂准则的基础上, 结合岩石力学实
验, 综合建立了适用于地下低渗透砂岩破裂判断准则。
1 库仑- 莫尔( Coulumb- Mohr) 准则
库仑( Coulumb) 认为, 材料破坏的临界条件是某
参考文献:
图 4 两段式莫尔- 库仑曲线
θ=θ1=45°- φ/2=19.09°; σ3>σ0=5 MPa 时, φ=φ2=41°, 破裂角
θ=θ2=45°- φ/2=24.5°. 从上面的分析中不难发现, 在压缩状态下, 低渗
透脆性粉细砂岩破裂判据适用两段式莫尔- 库仑准
则; 但在拉张应力状态下, 莫尔- 库仑准则不适用, 宜