我简单的把探讨的焦点问题抽提下,请大家结合Hall曲线探讨以下问题:
油气藏开发过程中,在上覆地层压力不变,也不会发生地层沉降和层内垮塌的条件约束下,即不考虑压实变形,探讨孔隙体积压缩及其与孔隙度的关系问题。
我先抛砖引玉:
.......
版主在有假设前提的情况下,提出的两种模型是正确的。对压缩后的岩石孔隙体积的变化,骨架体积的变化及孔隙度的变化描述都是正确的。在岩石受到压缩后下面的模型也是存在的。
这也就是现代地质力学和盆地模拟的结果。也就是压实在沉积过程中起着重要的作用,导致了岩石结构会出现不可逆变化,但在油气藏流体被产出时,虽然上覆岩石压力没有减少,但孔隙压力却减少了,这样作用在固体岩石骨架上的垂向有效应力增加,这时,岩石也在压实,压实储层岩石的体积减少通常也会反映到地面,压实程度取决于上覆地层的物性和压实地层的深度,如果上覆地层范围不扩展,一定范围内,地面的沉降体积与地下压缩体积近似相等(这里略去证明过程)。这也就是委内瑞拉马拉开波湖油田、北海的Valhall油田、荷兰的Groningen气田等,在地下开采石油以后,该地区沉降若干米的原因。也就是说,压实是绝对的,压缩是相对的。产生压实作用的程度取决于岩石的压缩系数和边界条件。Hall曲线真正描述的是岩石孔隙体积压缩系数与孔隙度的关系,不是岩石压缩系数与孔隙度的关系。
为了问题更清楚,我们再看看两个岩石压缩系数的关系。上世纪80年代A.班恩和B.A.马克西莫夫导出了公式
式中:Csp—上覆岩石压力不变,孔隙压力变化所产生的岩石骨架压缩系数MPa-1;Csσ—上覆岩石压力不变,流体孔隙压力变化产生的岩石骨架压缩系数,MPa-1。这两个压缩系数是不同压力环境下产生的另种不同的骨架压缩系数。
从式(4)可知:此式是在孔隙压力条件下岩石骨架压缩系数与岩石骨架应力条件下岩石骨架体积压缩系数之间的关系,它从根本上不反映岩石孔隙体积压缩系数及岩石总体压缩系数之间的关系。
一般的孔隙压缩系数在(5~22)×10-4MPa-1,而岩石骨架压缩系数在(0.2~5)×10-4MPa-1,相差25~4.4倍。但低孔低压缩,高孔高压缩这种结论与实际也不符合,一般泥岩、页岩孔隙度也很低,它不一定低压缩,而白云岩、碳酸盐岩及火山岩有丰富的孔、缝和洞,也不一定就高压缩。研究了1953年Hall H. N.撰写的论文. Journal of Petroleum Technology, 1953,5(1):17-19],该文中发布了他


