致密砂岩岩石弹性各向异性实验研究

为研究致密砂岩岩样声波速度、弹性各向异性的影响因素及特点,选取四川盆地须家河组致密砂岩并在xx、yy、zz三个方向上钻取相同规格的岩心,利用实验仪器测量岩石的声学参数、基本物理参数,研究了含水饱和度、围压等因素对致密砂岩样品的声波速度、弹性各向异性参数的影响。研究结果表明岩样的纵横波声波速度随围压的增大而增大,随含水饱和度增加而增大。在干燥条件下,纵波各向异性参数γ随着围压增大而减小,横波各向异性参数ε随着围压增大而减小;在饱和水条件下,弹性各向异性参数随围压的变化规律与干燥条件时一致,不同的是变化幅度更加明显,说明了围压及饱和度对致密砂岩岩心各向异性影响较大。     

考虑有效应力与含水饱和度的致密砂岩气层供气能力

致密砂岩天然气资源丰富,但渗透率低,纵向上气层多,采用多层合采时,各层供气能力存在差异。气藏开采过程中气层压力下降快,含水饱和度也会发生变化,影响各气层供气能力。选取鄂尔多斯盆地上古生界典型致密砂岩岩样,开展含水饱和度对致密砂岩岩样供气能力的影响实验,对比分析了有效应力与含水饱和度对不同渗透率级别岩样供气能力的影响。结果表明,有效应力增加,渗透率相对较低岩样产气贡献率明显下降,相对高渗岩样增加,有效应力增加加剧了岩样间供气能力差异;在原地有效应力条件下,随着含水饱和度升高,岩样供气能力显著下降,渗透率越低,供气能力下降也就越显著;渗透率级差越大,渗透率相对较低岩样产气贡献率就越低。     

致密砂岩储层不同含水条件下水力裂缝扩展物理模拟

储层含水饱和度、压裂的注入方式和压裂用水矿化度都会影响致密砂岩气藏的水力压裂效果。为了掌握这三者对致密砂岩储层水力裂缝扩展的影响规律,利用大尺寸真三轴模拟压裂实验系统,研究了储层含水条件下,致密砂岩储层的水力裂缝生成和扩展形态;通过压裂液注入速率,模拟变排量工况;通过岩样被饱和水浸泡时间,模拟不同含水饱和度;通过盐水的密度,模拟压裂液用水矿化度。结果表明:提高压裂用水矿化度有利于水力裂缝的产生和扩展;变排量的注入方式,有助于孔喉的解堵,更有利于水力裂缝的产生和扩展;储层含水饱和度高,孔隙压力大,不利于水力裂缝的产生和扩展;正断层地应力条件下,主裂缝的走向基本与最大水平地应力方向一致。     

基于砂岩物理性质变化的声波特性研究

岩石的物理性质变化是控制声速和能量衰减特征的主要因素之一，同一岩石在不同的含气饱和度条件下，其声波速度和能量的衰减特征不同。通过对野外采集的不同孔隙度的砂岩岩样进行实验研究，测量其岩样在不同的含气饱和度条件下的声波特性参数，并建立声波特性参数与岩石特性参数的相关函数，确定相互关系，并应用岩石声学理论解释实验结果。所得出的试验分析结论可以用于实际的测井解释工作，提高了解释符合率。     

饱和油砂岩水洗过程中声学特性研究

在实验室常温常压下测量了饱和模拟油的砂岩被矿化度为６×１０＾－３的盐水冲洗过程中的声速和声衰减，并观察其声学特性变化规律。从中得出：纯砂岩（人造岩样）随着含水饱和度的升高，含油饱和度的降低，其纵波速度逐渐升高，横波速度逐渐下降，而天然岩样纵波速度逐渐下降，而天然岩样纵波速度逐渐下降。纯砂岩随着含水饱和度的升高、含油饱和度的降低，其纵波幅度衰减先是增大然后逐渐减小，含水饱和度在４０％￣６０％之间时，     

鄂尔多斯盆地大牛地气田致密砂岩气层应力敏感性综合研究

致密砂岩气藏开发过程中有效应力增加所带来的渗透率应力敏感损害是导致气井产量快速递减的根本原因,故对应力敏感性损害机理研究能够为气层保护工作提供合理依据。在考虑岩石组分、裂缝、温度、含水饱和度和施压次数等因素的同时,对大牛地气田致密砂岩应力敏感性进行了评价,指出随岩屑含量增加和温度升高,致密砂岩应力敏感性增强,温度与有效应力联合作用使致密砂岩应力敏感性更强,水的存在对致密砂岩应力敏感性具强化作用;重复施压过程造成致密砂岩渗透率不断降低,裂缝岩样的渗透率应力敏感程度远大于基块;采用屏蔽暂堵储层保护工作液技术能够减轻致密砂岩气层的应力敏感性损害。     

饱和水与干燥碳酸盐岩声波各向异性研究

为了解碳酸盐岩在饱和水和干燥条件下的声波传播规律,通过分别对烘干和饱和水后方形碳酸盐岩岩样进行声波物理实验和频谱数值分析,对碳酸盐岩的声波波形、传播速度和波谱特征进行了研究。结果表明:声波透射岩心后,波形疏松,周期明显增大,且饱和水后周期进一步增大,而最大振幅位置提前;岩样的波速和主频率均具有明显的各向异性特征,裂缝越发育,则波速和主频率的各向异性系数均越大,纵波速度和主频率在垂直裂缝方向均明显降低;干燥岩心的波速和主频率的各向异性系数均可以用来评价岩心的各向异性特征,主频率对岩心各向异性特征更加敏感,岩心饱和水后,各向异性系数大大减小。该研究为正确利用声波测井资料以及认识碳酸盐岩储层的各向异性特征提供了依据。     

砂岩样泡氘水法确定含油饱和度核磁共振实验研究

在岩心核磁共振测试中,目前常用于区分岩心中油水信号的实验方法,是将洗油后饱和了地层水的岩样浸泡在一定浓度的MnCl_2溶液中,一定时间后,Mn~(2+)充分扩散进入岩样孔隙内,流体中的水信号就会加速衰减直到消失,而油的信号保持不变,以此实现油、水信号的分离。然而,室内实验结果表明砂岩样浸泡低浓度氯化锰溶液实验获得的T2谱出现偏移现象,锰离子浓度过高又会在一定程度上对核磁共振测试仪磁场产生干扰,获取的油信号存在部分损失,导致砂岩岩心含油饱和度测定结果不准确。本文利用核磁共振和驱替相结合实验分析技术,研究砂岩样泡氘水法核磁共振实验效果,并建立其核磁含油饱和度实验结果分析方法,以此在降低Mn~(2+)浓度的同时,提高砂岩样含油饱和度测定的准确度。     

致密砂岩纵、横波速度影响因素的实验研究

为了研究孔隙度、孔隙结构、含水饱和度、压力、频率等对致密砂岩纵、横波速度的影响,利用脉冲透射法、差分共振声谱法和低频应力应变方法得到了6块致密砂岩样品的纵、横波速度,并利用Micro-CT得到了岩石的微观孔隙结构。实验结果表明,岩石样品的孔隙度与密度具有较好的负相关性;超声频率下,干燥岩样的纵、横波速度和孔隙度相关性较差,而饱水岩样的纵、横波速度与孔隙度相关性变好;样品纵波速度随围压增加急剧增大,围压增加到20 MPa时,其纵波速度增大了23%,这主要受岩石裂缝闭合的影响;不同含水饱和度下,在1 558 Hz下测得的纵波速度比1 MHz的纵波速度低3.5%~12.5%;从干燥到完全水饱和,1 MHz和600 Hz频率下体积模量均增加,两者变化趋势大体相同,且与岩石的渗透率具有较好的相关性。     

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在钻井、完井和增产改造等各种作业过程中，近井地带由于钻井完井液的侵入，含水饱和度升高，且有效应力也发生变化，二者综合作用使气层有效渗透率大幅度降低。文章选取鄂尔多斯盆地上古生界典型致密砂岩样品，进行了恒定有效应力不同含水饱和度下气相渗透率实验、干岩样和不同含水饱和度条件下岩样应力敏感实验。实验结果表明，含水饱和度升高对致密砂岩气相渗透率损害严重；水的存在加剧了致密砂岩应力敏感程度，且含水饱和度越高应力敏感性越强；干岩样在3 MPa围压时的渗透率大约是40~50 MPa围压下含水饱和度为45%时气相渗透率的10~3000倍，将常规测量渗透率校正为原地条件下渗透率要考虑有效应力和初始含水饱和度的影响，防止滤液侵入对于致密气层的保护具有十分重要的意义。     

饱和砂岩滞弹性弛豫热激活过程机理探讨

物理模型实验揭示：流体饱和度、孔隙流体的特性，地震波的频率和岩石孔隙的纵横向尺寸比对地震波的衰减都有很大的影响。本文借鉴滞弹性弛豫热激活过程的研究来描述地震波在饱和砂岩中的衰减机理。     

岩石声波主频漂移现象及其应用探讨

岩石超声测量分析结果表明,不同岩石具有不同的纵波或横波频率特性,岩石声衰减越大,其频率主值越低。纵波主频随孔隙流体性质变化较显著表明,不同岩石具有不同的纵波或横波频率特性。井孔模型中的声波全波列观测实验也指出,随着地层孔隙度及渗透率的增大,不仅各组分波的衰闰增大、速度减小,而且其主频也有不同程度的降低。特别是斯通利波的主频明显向低频方向漂移,高频组分波比低频组分波衰减更大。上述实验现象得到了实际声     

The Behavior of Acoustic Wave Velocity in Some Paleozoic Sandstone Samples

Abstract

Seismic properties of reservoir fluids are of greater importance and the elastic inversion is fast becoming a commodity data product that oil companies understand and use for risk reduction. This study is an attempt to determine the effect of some petrophysical parameters (porosity, permeability dry density, saturated density, and water saturation) on the behavior of both P-wave (compression wave velocity) and S-wave (shear wave velocity) in sandstone rock samples. Acoustic wave velocity has been carried out for 46 sandstone samples. The measurements have been done for both dry and fully saturated rock samples.     

碳酸盐岩不同含水饱和度对声波传播特性影响

碳酸盐岩储层缝洞发育,结构复杂,利用声波传播特性预测均质砂岩含水饱和度的方法并不一定适用于碳酸盐岩储层。选择四川盆地龙王庙组不同孔洞发育程度的碳酸盐岩样品,测量了同一岩石样品在不同围压、不同含水饱和度时的纵横波波速。在实验基础上,研究了不同围压条件下纵横波波速、纵横波速比及声波衰减特性随含水饱和度的变化规律,并解释了该变化规律的内在机理,对比分析了声波波速、纵横波速比和衰减特征与含水饱和度敏感性,为声波测井资料应用于碳酸盐岩储层内气层的识别和含气饱和度及孔隙度的评估与预测提供了理论基础,对该类地层井下工程稳定性研究及储层评价都具有重要意义。     

孔隙流体类型对地层声波速度的影响

根据实际井的岩心资料，对砂岩样品的纵、横波速度与孔隙度及所含流体类型间的关系进行了实验研究，回归出了饱和气、水和油岩样的纵、横波速度与孔隙度的关系式。结果表明，饱和不同流体岩石的声波速度不同，岩石饱和气时的纵波速度明显低于饱和油、水时的纵波速度，并且孔隙度相同时岩石饱和油时的纵波速度略大于饱和水时的纵波速度，孔隙流体类型对横波速度的影响较小。含不同流体类型的岩样，其纵、横波波速比具有明显差异，利用纵、横波波速比和纵波时差的交绘图可识别地层流体的类型。为了解气体的声波特性，识别气层和气一液界面位置，对天然气的声波速度随温度和压力的变化情况进行了实验研究，从实验结果可以看出，不同压力环境下天然气随温度的变化规律不同。     

低孔低渗岩石声学参数的实验研究

对大庆油田芳深８井２０块低孔,低渗岩样,在完全饱和水和气的条件下进行声学参数测试。除得到岩样在含气和含水时纵,横波速度及幅度外,还记录了波列,并在频域上进行波谱分析,发现除了可根据纵横波速度比区分饱气和饱水岩石外,饱气和饱水岩样由于对纵波,横波的衰减不同,在频域波谱上出现了不同的主频漂移,其中不等粒砂岩岩样的主频漂移明显,因此岩石的主频漂移可望成为识别储层中含气和含水的新的特征参数。     

孔隙流体分布对部分饱和储层砂岩速度实验结果的影响及理论分析

在实验室高频条件下，对储层砂岩样品采用常规吸入饱和法得到的纵波速度与饱和度的相关性表现出复杂的变化趋势，在压力较低时纵波速度随饱和度的增加表现出非线性增大，而压力较高时纵波速度先减小后增加，实验结果与地震勘探中用有效流体模型得到的理沦值不同。对基于有效流体模型和斑块模型的弹性波速度与饱和度的相关性理论进行了讨论，指出不均匀斑块饱和方式对速度的影响是频率相关的，它包含了多个孔隙的一种更大尺度上的频散作用。对低压力下的部分饱和储层砂岩样品的速度实验值进行了Blot流和喷射流频散作用校正，实验所得的纵波速度值落在了有效流体模型的下限速度值斑块模型和上限速度值所围成的区域内。     

Study on P-wave and S-wave velocity in dry and wet sandstones of Tushka region,Egypt

Acoustic laboratory measurements have been conducted for forty-two sandstone samples at fully air and water saturation. This study is an attempt to learn more about the behavior of both P-wave and S-wave velocity in porous sandstone rock samples for both dry and wet conditions.The statistical analysis indicates that higher values of the P-wave velocity are obtained for saturated samples and lower values are obtained for dry samples. The average P-wave velocity of dry rock samples is 2766 m/s and the average P-wave velocity of wet rock samples is 2950 m/s. The S-wave velocity is higher in the dry state with an average value of 1585 m/s. The average S-wave velocity of wet rock samples is 1357 m/s.The derived equations can be used for the prediction of P-wave velocity of wet rock samples from the P-wave velocity of dry rock samples, and the S-wave velocity of wet rock samples can be predicted from the S-wave velocity of dry rock samples. A strong linear correlation between P-wave velocity and S-wave velocity of dry rock samples and between P-wave velocity and S-wave velocity of wet rock samples was found. The resulting linear equations can be used for the estimation of S-wave velocity from the P-wave velocity in the case of both dry and wet rock samples.     

饱和多孔岩石的衰减与孔隙率和饱和度的关系

地震波在岩石中的衰减实际上是指波的振动能量在岩石内部的损耗。本文通过作低频共振实验，获得了不同饱和流体砂岩的衰减与温度关系曲线、衰减与砂岩孔隙率线性关系曲线、以及衰减与饱和度关系曲线。从中可以看出：衰减峰的峰温随砂岩孔隙率的增大向低温方向移动；峰高随砂岩孔隙率的增大而增高；衰减量随砂岩孔隙率的增大而增加，也随砂岩饱和度的增加而增大。当砂岩达到全饱和时，其衰减反而减小。这项实验结果对提高油气田的采收率是有益的。