冻融循环对黄土渗透系数各向异性影响的试验研究

为了反映冻融循环作用对原状黄土渗透各向异性及原状、 重塑黄土渗透差异的影响, 以西安Q₃黄土为研究对象, 通过三轴固结渗透试验对比分析了冻融前后水平、 竖直向原状黄土及重塑黄土的渗透系数随初始含水率、 围压、 冻融循环次数变化的规律。结果表明： 未冻融时各级围压下竖直向原状黄土的渗透系数为2×10^-6 ~ 18×10^-6 cm?s^-1, 水平向原状黄土和重塑黄土的渗透系数为0 ~ 4×10^-6 cm?s^-1; 经历冻融循环后, 水平、 竖直向原状黄土及重塑黄土的渗透系数与初始含水率的关系曲线分别呈现逐渐上升、 抛物线形式与变化平缓的不同特征, 而三者的渗透系数均随冻融循环次数的增加呈现数量级增大的趋势; 原状黄土的竖直 - 水平渗透系数比（k_v /k_h ）由冻融前的4.38逐渐减小到0.90, 可见冻融循环作用在显著提高黄土渗透性能的同时, 可以强烈弱化其各向异性特征。通过建立围压、 渗透系数与土体孔隙率的相关关系可知, 原状、 重塑黄土的孔隙率与围压存在极强的负线性相关性, 渗透系数随围压的增大呈典型指数衰减特征, 渗透系数与孔隙率具有相似的变化趋势, 因此冻融循环过程中土体孔隙率的改变是导致其渗透性质变化的主要原因。     

Reservoir Porosity Measurement Uncertainty and its Influence on Shale Gas Resource Assessment

Reservoir porosity is a critical parameter for the process of unconventional oil and gas resources assessment. It is difficult to determine the porosity of a gas shale reservoir, and any large deviation will directly reduce the credibility of any shale gas resources evaluation. However, there is no quantitative explanation for the accuracy of porosity measurement. In this paper, measurement uncertainty, an internationally recognized index, was used to evaluate the results of porosity measurement of gas shale plugs, and its impact on the credibility of shale gas resources assessment was determined. The following conclusions are drawn:(1) the measurement uncertainty of porosity of a shale plug is 1.76%–3.12% using current measurement methods, the upper end of which is too large to be acceptable. It is suggested that the measurement uncertainty should be factored into the standard helium gas injection porosity determination experiment, and the uncertainty should be less than 2.00% when using a high-precision pressure gauge;(2) in order to reduce the risk for exploration and decision-making, attention should be paid to the large uncertainty(30% at least) of shale gas resource assessment results, sometimes with corrections being made based on the practical considerations;(3) a pressure gauge with an accuracy of 0.25% of the full scal cannot meet the requirements of porosity measurement, and a high-precision plug cutting method or high-precision bulk volume measurement method such as one using 3 D scanning, is recommended to effectively reduce porosity uncertainty;(4) the method and process for evaluating the measurement uncertainty of gas shale porosity could also be referred for assessment of experimental quality by other laboratories.     

基于岩石物理模型的碳酸盐岩储层微观孔隙特征分析方法

碳酸盐岩储层的微观孔隙结构普遍具有类型复杂和纵向变化快的特征。由于地球物理资料尺度的限制,现有的解释手段不能有效刻画这些关键特征。笔者采用临界孔隙度模型作为理论依据,建立了微观孔隙结构与宏观弹性参数响应之间的定量关系;以岩石物理实验数据为约束,提出了一种基于概率统计学的方法估算储层关键参数并识别岩石孔隙类型。在YS1井的应用表明：新方法有效挖掘了声波测井数据中隐含的微观信息,参数预测结果达到较高的精度（平均相对误差小于10%）,可以为优质储层段的划分提供可靠的参考依据。     

高孔隙多金属硫化物海水围压下切削模拟

考虑海底多金属硫化物(SMS)高孔隙率、受围压等特点,首先采用蒙特卡罗法,结合APDL语言建立了具有一定孔隙率的SMS矿体几何模型,然后基于LS-DYNA仿真平台建立了高海水围压条件下单截齿切削破碎具有一定孔隙率SMS矿体的仿真模型,并进行了相应的数值模拟。研究结果表明:在高海水围压条件下,多金属硫化物的切削难度明显增强,高围压作用使切屑更难从矿体基岩剥离,截齿受到的三向阻力明显增大;随着多金属硫化物矿体的孔隙率增大,截齿破碎矿体受到的切削阻力会减小。     

双相介质分界面上弹性波的反射与透射

本文基于Biot理论,推导出Zoeppritz形式的双相介质分界面上弹性波的反射与透射公式,对单相Zoeppritz公式与双相反射系数公式进行了比较,对双相介质含油、水、气不同流体时的反射规律以及孔隙度、渗透率、饱和度等储层参数对纵波反射的影响进行了研究.数值模拟分析表明,双相与单相反射公式的主要差异在于双相介质反射公式中考虑了液相、固液耦合相弹性模量的影响;油砂、水砂、气砂岩的慢P波反射差异明显;快P波反射对孔隙度的变化敏感,饱和度次之,对渗透率和频率的变化不敏感.     

塔中地区志留系储层成岩作用及孔隙演化

塔中地区志留系主要为无障壁海岸及潮坪沉积体系,其储层以岩屑砂岩、岩屑石英砂岩为主。通过观察岩心和对薄片、扫描电镜、阴极发光、物性、碳酸盐含量等大量资料的研究,认为塔中地区志留系储层砂岩经历了压实作用、胶结作用、交代作用和溶解作用等多种成岩作用,目前已达到晚成岩A2期。孔隙演化与该区的成岩作用关系密切,特别是次生孔隙的发育。孔隙演化经历了原生孔隙的破坏、次生孔隙的形成和次生孔隙的破坏3个阶段,其中机械压实作用和胶结作用是原生孔隙损失的主要原因,溶蚀作用产生的次生孔隙是重要的储集空间。     

基于气体包裹体模型的低孔低渗储层声波速度研究

随着石油勘探工业的持续发展和技术水平的日益提高,低孔低渗油气藏已成为我国油气勘探开发的重要领域之一,但是该类油气藏的储层岩石物理关系复杂,对其评价也相对较难。本文针对中深层气藏低孔低渗储层评价存在的困难,采用修正的White气体包裹体模型开展岩石物理研究。首先对气体包裹体模型进行分析,得到纵横波速度的计算公式,进而理论计算并分析纵横波速度与孔隙度、饱和度、压力及温度参数的变化关系,最后结合岩心实验对理论计算结果进行了验证。研究结果表明基于气体包裹体模型的理论计算结果与实测数据吻合较好,可以较好地为低孔低渗复杂储层声波速度测量及解释提供技术支持。      

几种水陆交错带植物对湖滨带底质的稳固作用

为了研究几种常见水陆交错带植物对底质稳固性的影响,选取太湖贡湖湾水陆交错带内的双穗雀稗(Paspalum distichum)、李氏禾(Leersia hexandra)、香菇草(Hydrocotyle vulgaris)、黄花水龙(Ludwigia peploides)和黄菖蒲(Iris pseudacorus)5种水生/湿生植物植物,并利用长江下游常见沙壤土和湖滨带新生底质两种土壤,开展了5种植物对底质稳固作用的室内研究.结果表明底质孔隙度减少、细小粒径(50μm)增加有利于底质稳固,改善上覆水指标,减少扰动给上覆水所带来的悬浮颗粒物.直径≤1 mm的须根量、须根长度和须根面积与底质孔隙度和粒径分布增益值之间存在线性回归关系,双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根系参数与增益值之间存在斜率为0.006~1.727的线性正相关关系;黄花水龙、黄菖蒲植物根系参数与增益值之间则存在斜率为-0.091~-0.011的线性负相关关系.黄菖蒲与黄花水龙的根长密度分别为11.495和9.475 cm/cm~3,根表面积密度分别为0.368和0.294 cm~2/cm~3,根重密度分别为1.844和0.944 mg/cm~3,两种植物对底质孔隙度的增益值分别为15%和9%,对底质粒径分布的增益值分别为92%和47%;双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根长密度分别为1.057、7.368和0.651 cm/cm~3,根表面积密度分别为0.033、0.228和0.022 cm~2/cm~3,根重密度分别为0.678、2.537和0.160 mg/cm~3,3种植物根系参数对底质孔隙度的增益值分别为6%、36%和1%,3种植物根系参数对底质粒径分布的增益值分别为16%、17%和-13%.5种植物通过根系提高底质的稳定性,减少底质在水力扰动下悬浮物质以及营养盐的释放,从效能上表现为李氏禾双穗雀稗黄菖蒲黄花水龙香菇草.     

千米桥潜山凝析油气藏奥陶系碳酸盐岩储层特征及演化

千米桥潜山奥陶系储层经历了两次裸露岩溶及古近纪后的深埋藏成岩作用.其中印支-早燕山期裸露岩溶属溶丘(梁)洼地型岩溶发育模式,是储集空间形成的重要时期.6期胶结事件的详细解剖表明,喜马拉雅期深埋藏岩溶主要与腐蚀性热流体作用有关,是形成现今储层孔隙系统的最关键时期.局限的热液岩溶和裸露的背斜轴部之下的混合带对千米桥潜山奥陶系孔隙分布具有重要控制作用,预期在印支期挤压逆冲作用形成的背斜轴部,特别是潜山内幕背斜形态与潜山顶面形态相互协调的区域,应是储层发育最好的部位.     

动荷载作用下岩石非线性弹性响应研究

岩石是一种典型的颗粒孔隙介质。在冲击荷载下,即便是在作用荷载比较低的阶段,由于岩石内部自然缺陷的存在,应力波随着传播距离延伸,其幅值有较大的衰减。文中对饱油和饱水的砂岩、大理岩进行SHPB冲击试验,研究结果表明:对于同种岩石试样,饱油岩样的衰减系数比饱水样品的小;对于不同的岩样,孔隙率大的岩样相应的衰减系数大。应力波在饱和介质中的衰减与介质中液体的粘滞系数有关。同时,材料中的孔隙和液体的存在对应力波的弥散特征也有一定的影响。然后基于Preisach-Mayergoyz(P-M)空间模型对冲击荷载比较低的阶段,岩石内部应力波的衰减和弥散问题进行了较详细的分析,得到了一些初步结论。本研究对于石油开采、物探以及岩土工程有一定的意义。