基于损伤理论的演示脆性评价方法研究

查看详情 浏览次数:1
作者蒋东峰
来源东北石油大学
出版年2016
摘要
随着已探明油气资源储量维持时间日益缩短,为保证油气产量的持续稳定,非常规油气开采是未来发展趋势。煤层气作为一种优质的非常规油气资源,我国拥有非常丰富的储量,占全球的近13%,然而我国煤层气产能与美国相差近20倍。水力压裂作为目前煤层气开发的主要手段,通过压裂能够在煤层内部形成复杂的裂缝网络,是提高煤层气产量的关键。已有研究表明,岩石的脆性对岩石的可钻性、井眼稳定性、岩爆特征以及储层改造息息相关,有效的评价岩石脆性对指导油气开采以及储层改造有着重要的意义。然而关于脆性定义尚不明确,评价方法也千差万别,缺乏统一的标准和认识,也少有完善理论支撑。本文通过调研现有脆性评价方法,分析其中最新以及常用脆性评价指标,结合损伤力学理论建立岩石脆性评价方法。在建立的岩石脆性评价方法基础上,分析煤岩结构特征以及力学特征,分析煤岩结构以及围岩对煤岩脆性影响。研究得到以下几点认识和成果:(1)根据岩石本构特征以及受载岩石损伤特征,重新定义脆性:岩石脆性是表征岩石在内外因素共同作用下的损伤特征。反映岩石受损难易和受损程度,即岩石损伤速率快、程度大,岩石脆性程度高。(2)建立了新的岩石脆性评价方法,采用岩石脆性评价指数表征脆性时,岩石脆性越弱,脆性评价指数趋近于零,脆性越强,脆性评价指数越大。(3)在不考虑应力对煤岩脆性影响前提下,煤岩受载在方向在与层理垂直且与面割理平行时,表现出的脆性最高;与层理平行且垂直面割理时,表现出的脆性最低。同一割理系统的煤岩试样脆性随机分布,没有表现出明显的规律性。(4)煤岩脆性在整体分布在0.4~0.8之间,煤岩随围压增大而减小。煤岩随围压增大而减小,在围压降低相同时,煤岩脆性减低程度依次为:与层理垂直且与面割理平行大于与层理和割理均不垂直大于与层理平行且垂直面割理。煤岩割理结构为煤岩割理结构为与层理垂直且与面割理平行以及与层理和割理均不垂直时,岩石脆性在低应力下下降较快,在高应力下下降较慢,曲线呈现出指数特征;煤岩割理结构为与层理平行且垂直面割理时,岩石脆性整体下降幅不大,在低应力和高应力状态下脆性下降幅度近似,曲线呈现出线性特征。

@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)

京ICP备 05064591号 京公网安备11010802017129号

建议浏览器: 火狐、谷歌、微软 Edge、不支持 IE