[发明专利]地层岩石力学参数的测量方法在审

专利信息
申请号: 201510733748.7 申请日: 2015-11-03
公开(公告)号: CN105259036A 公开(公告)日: 2016-01-20
发明(设计)人: 刘洋;黄继新;张广清;刘尚奇;楼烨;梁光跃;韩彬 申请(专利权)人: 中国石油天然气股份有限公司
主分类号: G01N3/08 分类号: G01N3/08;G01N33/24
代理公司: 北京三友知识产权代理有限公司 11127 代理人: 王天尧
地址: 100007 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 地层 岩石 力学 参数 测量方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及石油开发技术领域,特别涉及一种地层岩石力学参数的测量方法。

背景技术

随着国内油气田开发的不断发展,以及海外业务的不断扩大,对国内外特种油藏开发技术要求越来越高,全面了解和掌握在不同温度条件下地层岩石的力学参数,对确定油气田开发方案、指导现场施工提供重要依据。尤其对于油砂热采工艺,了解不同温度下岩石的力学响应是极为重要的。

现今,受全球化大趋势的影响,我国需要对海外及特种油藏开发日益重视。在海外油气开采及特种油藏开发过程中,由于工艺需要,特别是油砂热采过程中,所面对的温度环境越来越复杂,底层受温度影响较大,岩石在不同温度下的力学响应难以准确预测,而实验室获取的常温条件下利用标准尺寸岩心直接测量出来的岩石力学参数不能满足实际情况的要求,因此,需要针对不同温度条件下进行试验。但是在岩心样品难以大量获取,仅有少量岩心可供实验的条件下,获取多个温度点上岩心的多组力学参数往往是难以实现的,而单组数据往往很难全面反映出温度作用下地层的真实力学响应。

发明内容

本发明实施例提供了一种地层岩石力学参数的测量方法,以在获取多个温度点上岩心的多组力学参数,同时将现有岩心资源利用最大化。该方法包括:将符合试验标准的单块岩心试样固定在三轴试验机中,对所述岩心试样施加与所述岩心试样所处地层深度相对应的围压;将高压腔内的温度提升至第一温度值,其中,所述第一温度值是需要试验的多个温度值中的最高温度值;按照预设加载速率对所述岩心试样加载轴压,在加载轴压过程中,记录所述岩心试样的应力应变曲线图,得到所述岩心试样在所述第一温度值下的应力应变曲线图;按照所述多个温度值由高到低的顺序,依次将高压腔内的温度降低到所述多个温度值中除了所述第一温度值之外的其他各温度值,在各温度值下,按照所述预设加载速率对所述岩心试样加载轴压,得到所述岩心试样在各温度值下的应力应变曲线图;根据所述岩心试样在所述多个温度值下的应力应变曲线图,计算所述岩心试样的力学参数。

在一个实施例中,按照预设加载速率对所述岩心试样加载轴压,包括:采用MTS电液伺服系统,按照所述预设加载速率对所述岩心试样加载轴压。

在一个实施例中,所述预设加载速率为0.0035毫米每分钟。

在一个实施例中,依次将高压腔内的温度降低到所述多个温度值中除了所述第一温度值之外的其他各温度值,包括:实时计算当前温度值下应力应变曲线图中体积应力应变曲线的斜率;在体积应力应变曲线的斜率达到预设值时,停止在当前温度值下对所述岩心试样加载轴压,将高压腔内的温度降低到下一温度值。

在一个实施例中,所述预设值是体积应力应变曲线的斜率与体积应变轴的夹角成90度时的斜率。

在一个实施例中,在体积应力应变曲线的斜率达到预设值时,停止在当前温度值下对所述岩心试样加载轴压,将高压腔内的温度降低到下一温度值,包括:在体积应力应变曲线的斜率达到所述预设值时,停止在当前温度值下对所述岩心试样加载轴压,确定所述岩心试样未破裂后,将高压腔内的温度降低到下一温度值。

在一个实施例中,所述多个温度值均匀分布在需要试验的温度区间内。

在一个实施例中,所述岩心试样的力学参数至少包括以下参数之一:弹性模量、泊松比以及抗压强度。

在本发明实施例中,通过将单块岩心试样固定在三轴试验机中,并对岩心试样施加相应的围压后,先将温度提升到需要试验的最高温度值,在最高温度值下对岩心试样施加轴压,获得最高温度值下的应力应变曲线图,通过间歇降温的方式再将温度依次降低到需要试验的各温度值下,在各温度值下,对岩心试样施加轴压,获得各温度值下的应力应变曲线图,进而可以根据应力应变曲线图计算岩心试样的力学参数。实现了在岩心样品难以大量获取,仅有少量岩心可供试验的条件下,通过对单块岩心试样逐级降温可以获取单个岩心试样多个温度点上岩心试样的多组力学参数,最大程度避免岩心力学性质非均质的影响,还可将现有岩心资源利用最大化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的限定。在附图中:

图1是本发明实施例提供的一种地层岩石力学参数的测量方法的流程图;

图2是本发明实施例提供的一种岩心试样在150摄氏度条件下的应力应变曲线示意图;

图3是本发明实施例提供的一种岩心试样在不同温度值下的应力应变曲线示意图;

图4是本发明实施例提供的一种具体的地层岩石力学参数的测量方法流程图。

具体实施方式

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