孔隙砂岩力学性质随埋深变化的三轴试验研究

针对取自吐-哈盆地中侏罗统油储地层砂岩(J_(2s))进行了三轴压缩试验,设计了不同的温度、压力及含水组台条件来模拟地层埋深对岩石力学性质的影响.初步结果表明,J_(2s)砂岩的主要静态岩石力学参数(杨氏模量、抗压强度、抗剪强度、弹性极限应力.残余强度及最大轴向承载应变量等)都呈明显的“组合”变化.随着埋深增大(0-5000m),杨氏模量总体呈下降趋势,其余各量皆有不同程度的增加,还对温压组合条件下砂岩断面上的摩擦滑动性能进行了分析讨论.结果对油储工程稳定性研究及油储地层地球物理反演时地层弹性参数的选取皆具有一定的参考意义.     

橄榄石集合体中与位错蠕变相伴随的粒间滑动

为了研究橄榄岩位错蠕变过程中粒间滑动所起的作用,对经脱水干燥的橄榄石集合体试件进行了一系列的变形试验。三轴压缩蠕变试验在T=1473K、P=200和400MPa条件下使用一台高分辨率气体介质变形装置进行,每个试件在介于100~250MPa之间的不同应力水平下变形,得到的应变率介于10^-4 ~10^-6S^-1之间。随着差应力的增加,得到扩散蠕变到位错蠕变的过渡,在位错蠕变域,易滑动体系在~50MPa和颗粒尺寸为15μm时伴随粒间滑动。这一粒径敏感蠕变域由应力指数3.2±0.1和粒径指数1.8±0.2来刻划。将这一流动律与其他扩散和位错蠕变结果进行对比,表明本文得出的流动律可应用于粒度小于100μm和差应力大于20MPa时的岩石流动。因此,与粒间滑动相伴的位错蠕变可能是上地幔岩石圈剪切带变形局部化的主要变形机制。     

压力对橄榄石流变性的影响

本文给出细粒橄榄石集合体在位错蠕变域中压力效应的实验结果。对干燥、人工合成的橄榄石集合体进行了三轴压缩实验,试验在一台高分辨率的气体介质试验机上进行。典型的常载荷蠕变试验温度为1473K或1523K,围压为400MPa、200MPa、400MPa、200MPa。当差压力和温度给定时,试件在400MPa围压下,变形速度较200MPa围压下要慢。实验得出的细粒橄榄石集合体在位错蠕变域中的活化体积值为(23±3)×10~(-6)m~3/mol。最后,对实验结果在地幔动力学中的应用进行了讨论。     

储层岩石应力裂缝演化的逐级连通模型及意义

以温压组合条件模拟地层埋深状态,对16块储层砂岩进行了三轴压缩试验,并对试件中不同尺度的应力裂缝(stress-induced cracks)进行了宏、微观相结合的研究,观察统计了裂缝的长度、方向、密度等几何参数的变化.结果表明:应力裂缝的形态特征与岩石变形时的温、压组合条件之间存在着相关关系;当外加载荷不超过岩石抗压强度的50%时,数量有限的微裂缝都是尺度与岩石颗粒相当的粒内或粒间裂缝;穿粒裂缝仅出现在80%峰值应力以上的应力区间中,且主要由粒内裂缝连通形成,随着穿粒裂缝尺度的增大,裂面与σ_1方向夹角在统计分布上有增大趋势,并逐级趋于未来的宏观破裂角;65℃、75 MPa 以上的温、压组合条件下,试件中最终形成的宏观裂面上皆以反阶步为特征.基于以上结果,本文建立了微裂缝演化的逐级连通模型,为复杂的构造应力裂缝预测工作,提供了一条新的思路.     

孔隙介质中弹性性质及波速摸拟研究评述

本文简短地介绍了近年来提出的一种模拟孔隙岩石弹性性质的方法：网络模型方法。它的计算结果与实验结果很接近。