[发明专利]确定砂岩孔隙体积变化量与有效应力关系模型的方法

说明书

本发明提供一种确定砂岩孔隙体积变化量与有效应力关系模型的方法，该确定砂岩孔隙体积变化量与有效应力关系模型的方法包括：步骤1、收集确定研究单元的砂岩样品的覆压孔隙度测定数据；步骤2、分类整理覆压孔隙度数据；步骤3、确定孔隙体积增量与有效应力降低量关系；步骤4、建立孔隙体积增量与有效应力关系图版。该确定砂岩孔隙体积变化量与有效应力关系模型的方法可用于确定砂岩地下孔隙度的校正系数，还可以计算上覆地层剥蚀过程中砂岩孔隙体积的增量。孔隙体积增量与有效应力变化量关系模型较为准确，且易于操作，具有较好的应用效果和广阔的推广前景。

技术领域

本发明涉及地质学、石油地质勘探和油气开发等技术领域，特别是涉及到一种确定砂岩孔隙体积变化量与有效应力关系模型的方法。

背景技术

地下的砂岩的孔隙是地层流体，包括油、气和水的重要储集空间，其孔隙的发育程度影响着其内部蕴含的流体资源量的丰度。孔隙度则是储集空间的表征参数，而孔隙度的测定一般是在地表条件下进行，但岩石的孔隙度受应力条件影响较大，因此要对地表条件测定的孔隙度进行地下压力条件的孔隙度校正。目前对地下砂岩孔隙度的获取方法包括以下等方法：利用覆压孔渗测定实验确定地下条件下的孔隙度；利用三轴力学实验或理论计算方法确定地下孔隙度的校正系数；利用覆压孔隙度测定数据结合地表孔隙度测定数据确定地下孔隙度的校正系数或校正图版。前两者实验过程较为复杂，成本较高。

另外，在构造抬升、上覆地层剥蚀过程种，由于岩石的有效应力的降低，也会发生砂岩的回弹，导致孔隙度增高，这种砂岩回弹作用也越来越引起研究者的重视。不管是地下孔隙度的校正，还是构造抬升剥蚀过程的砂岩回弹量，都涉及到岩石孔隙体积与有效应力的相关关系，目前，对于砂岩的孔隙体积与有效应力变化也缺少系统的量化方法。

在申请号：201110255570.1的中国专利申请中，涉及到一种渗流力学实验中水测覆压孔隙度的测定方法，在已知孔隙体积的岩心周围加围压，将已知压缩系数的单相流体饱和地注入该岩心中，并使该岩心两端压力符合地层真实情况；然后依次增加围压压力，并依次测定增加围压后岩心内部孔隙压力的变化，由此确定孔隙体积变化，进而确定覆压情况下的孔隙度变化。该方法主要涉及测试方法及测试后的定量计算，未涉及孔隙体积增量与有效应力降低量关系的模型，也未涉及某一地区不同深度岩石的定量模型及图版。

在申请号：201410283816.X的中国专利申请中，涉及到一种校正页岩储层覆压物性的方法。该方法以储层岩心覆压试验为基础，通过分析岩心覆压后的物性变化与覆盖压力变化之间的关系及规律，建立储层物性覆压校正模型，即储层孔隙度覆压校正模型和储层渗透率覆压校正模型；所述方法包括以下步骤：(1)开展岩心覆压实验，得到实验结果；(2)建立岩心物性覆压校正模型：根据步骤(1)所得的实验结果，分析岩心覆压物性值与覆压值的变化关系，建立每个岩心样品的覆压物性与覆压值变化之间的关系模型；(3)建立储层物性覆压校正模型：分析步骤(2)所建各个岩心物性覆压校正模型之间的差异，以及该差异与岩心地面常规物性值大小之间的变化规律。该发明未涉及孔隙体积增量与有效应力降低量关系的模型，也未涉及某一地区不同深度岩石的定量模型及图版。

在论文“砂岩回弹物理模拟实验”(发表于《地质学报》，2007年2月)阐述了采用全伺服三轴岩石力学实验装置及正交实验方法,分别对人造砂岩和大庆长垣的实际砂岩进行物理模拟实验,探讨砂体回弹的回弹量及其影响因素。实验结果表明:在岩石弹性范围内,卸载会造成下伏砂体回弹,且回弹量是可观的,可超过1％；岩性是影响砂体回弹的最主要的因素,围压次之；砂体回弹过程与有效上覆压力关系密切,可以用对数模型来描述。该文献未涉及孔隙体积增量与有效应力降低量关系的模型，也未涉及某一地区不同深度岩石的定量模型及图版。