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[科学探索]岩心分析过程存在塑性变形吗? [复制链接]

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离线cllipe
 
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只看楼主 正序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2008-05-06 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
— 本帖被 cllipe 执行提前操作(2023-07-02) —
●李传亮

当进行储层岩石的应力敏感分析时,经常观察到的实验现象是,加载过程岩心的渗透率不断降低,而卸载过程渗透率则有所恢复,但却恢复不到加载之初的渗透率水平,渗透率受到了永久性的损失。人们把这一现象,归因于加载过程中岩石出现的塑性变形所致。其实,这是对岩石力学的一种误解,岩心分析过程中不存在塑性变形,只存在可以恢复的弹性变形。

按照固体力学的理论,若材料的受力在弹性极限范围内,材料只产生弹性变形,即材料产生的变形是可以完全恢复的。若材料的受力超过了弹性极限,材料就会产生塑性变形,即产生不可恢复的永久性变形。但是,材料的卸载过程只产生弹性变形,而不产生塑性变形。若卸载后再加载,只要加载应力没有超过前期受到的最大应力,材料也不会出现塑性变形,而只会产生弹性变形。

储层岩石在地下受到了巨大的地应力作用,把岩心取到地面,实际上是岩心的卸载过程,在室内进行应力敏感分析的过程,实际上是岩心的再加载过程。由于室内岩心的加载应力,远小于岩心在地下时受到的地应力,因此,不应该出现所谓的塑性变形。

但是,室内实验为何观察到了卸载过程的渗透率没有恢复到加载之初的渗透率水平呢?这就是由于岩心的表皮效应所致。在进行应力敏感分析时,是把岩心放入塑料封套之中的。不论如何打磨岩心,其表面都存在一些凸凹不平之处,放入岩心封套之后,岩心与封套之间就形成一些微间隙。当对岩心加载时,微间隙就会产生较大的变形(包括一部分塑性变形),而卸载时,微间隙的变形却不能完全恢复。因此,实验观察到的所谓塑性变形,实际上是岩心封套的,而不是岩石本身的,岩石本身不存在塑性变形。岩心封套的塑性变形,让人们误认为是岩石本身产生了塑性变形,这样就会错误地指导油藏的生产实践。

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离线xjl001
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只看该作者 27楼 发表于: 2017-09-25 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
我们用结果做分析的,对其实验过程都不太明白,更谈不上分析对错了。哎。
有人给我们科普一下就好了
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离线wks9998
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只看该作者 26楼 发表于: 2015-04-29 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
回 wks9998 的帖子
wks9998:用固体力学来分析岩石力学,准确说,全是错误的。因为岩石不满足固体连续性条件,它的孔隙大小和骨架中颗粒尺度相差并不大。所以把固体力学引入岩石力学是不得已而为之,因为研究带孔隙的固体力学实在太难。 (2015-04-29 17:01) 

不是放大的问题,晶格的尺度比零件缺陷(如孔洞,夹渣等)要小几个数量级,我们才能假设或认为  没有缺陷的晶格部分是连续的。而当孔洞又比零件表观尺度小几个数量级时。我们才能假设或认为零件是连续的,孔洞部分可以忽略不计。如果孔洞占据部分和骨架部分的比例大到1:10,甚至1:3的时候,怎么还能说是连续的呢?你要用固体力学理论,就必须满足它的假设条件。

楼主留言:

大尺度上是连续介质,小尺度上是离散介质,宇宙都可以视为连续介质。

离线☆奋斗
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只看该作者 25楼 发表于: 2015-04-29 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
回 wks9998 的帖子
wks9998:岩石力学需要创新性思维来研究。这不是攻击,这是讲人类研究岩石力学的过程。有效应力可以解决一些工程问题,它有贡献,我没有否定。但是它不严谨,这是事实。在微观上,它的概念没有任何意义。 (2015-04-29 17:09) 

也许你说比较深刻,有效应力也是发展了好几代了,现实中确实有用
离线wks9998
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只看该作者 24楼 发表于: 2015-04-29 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
回 wks9998 的帖子
wks9998:有效应力就更粗略了。 (2015-04-29 16:55) 

岩石力学需要创新性思维来研究。这不是攻击,这是讲人类研究岩石力学的过程。有效应力可以解决一些工程问题,它有贡献,我没有否定。但是它不严谨,这是事实。在微观上,它的概念没有任何意义。

楼主留言:

固体力学也是建立在连续介质之上的,在微观上同样也没有意义。

离线wks9998
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只看该作者 23楼 发表于: 2015-04-29 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
同学,这不是攻击有效应力。我在讲人们当初用固体力学研究岩石时的实际情况。
离线wks9998
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只看该作者 22楼 发表于: 2015-04-29 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
用固体力学来分析岩石力学,准确说,全是错误的。因为岩石不满足固体连续性条件,它的孔隙大小和骨架中颗粒尺度相差并不大。所以把固体力学引入岩石力学是不得已而为之,因为研究带孔隙的固体力学实在太难。

楼主留言:

把连续性尺度放大即可,在连续性尺度以上岩石也是连续介质,在连续性尺度以下所有固体都是离散介质。

离线wks9998
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只看该作者 21楼 发表于: 2015-04-29 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
回 wks9998 的帖子
wks9998:那是站在宏观角度看问题。我告诉你,从微观上看,岩石空隙的局部应力集中很大的,没有达到破裂应力(这是实验测出的一个名义粗略值),真实情况是岩石一加载就有破裂声(通过声发射仪器可以检测到),只不过这种微小破裂声刚开始很小,很少。随着加载增加会越来越多。要想研究明 .. (2015-04-29 16:54) 

有效应力就更粗略了。

楼主留言:

别攻击有效应力,没有有效应力,地下岩石的力学行为根本没法研究。

离线wks9998
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只看该作者 20楼 发表于: 2015-04-29 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
回 ☆奋斗 的帖子
☆奋斗:我认为天然岩心应力敏感都不强,有效应力增大过程(小于破裂应力)岩石几乎不会破裂,就是压缩变形。但是人造裂缝后,裂缝面粗糙,而且裂缝有一定的开度,增加有效应力裂缝闭合以及裂缝壁面压实导致渗透率大幅度下降,不过人造裂缝代表不了天然裂缝。你觉得呢 (2015-04-27 11:13) 

那是站在宏观角度看问题。我告诉你,从微观上看,岩石空隙的局部应力集中很大的,没有达到破裂应力(这是实验测出的一个名义粗略值),真实情况是岩石一加载就有破裂声(通过声发射仪器可以检测到),只不过这种微小破裂声刚开始很小,很少。随着加载增加会越来越多。要想研究明白事物真正运行规律,必须往微观上研究,往微观上看问题。才能搞明白。停留在表面现象永远也探索不明白。
离线☆奋斗
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只看该作者 19楼 发表于: 2015-04-29 | 石油求职招聘就上: 阿果石油英才网
回 ☆奋斗 的帖子
☆奋斗:我认为天然岩心应力敏感都不强,有效应力增大过程(小于破裂应力)岩石几乎不会破裂,就是压缩变形。但是人造裂缝后,裂缝面粗糙,而且裂缝有一定的开度,增加有效应力裂缝闭合以及裂缝壁面压实导致渗透率大幅度下降,不过人造裂缝代表不了天然裂缝。你觉得呢 (2015-04-27 11:13) 

是这样的,所以压裂井产能计算应该要考虑应力敏感问题

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