[科学探索]地层压力下降会导致骨架颗粒膨胀吗？ [复制链接]

一个“岩芯”在地下时的应力状态可能是这样的：它的上覆地层的压力一部分作用到岩石骨架上，一部分作用到孔隙中的流体上，并在地下达到平衡，当降压开采时，岩芯孔隙内的流体承受的压力降低，相应岩石骨架承受的压力就会增加（相当于负压孔渗试验中的外加压力），这时岩石的骨架就会被压缩，其实这个压缩量会很小，这就导致孔隙体积的压缩量也很小。但是对于低渗储层，孔隙体积的减少是致命的，因为其减少的位置主要集中在喉道部位和其中存在的各类裂缝上，后二者对渗透率的贡献极大，所以在开采低渗油藏时一般会作负压孔渗试验，目的就是评价降压开采时对渗透率的影响。
所以说，地层压力下降不会导致骨架颗粒的膨胀，但也不是不会导致孔隙度和岩石体积的下降，只是多数情况下，孔隙度和岩石体积的减少可以忽略。
同意我的看法的，多给几个果子。

Thomas and Ward have shown that the measured permeability of many western gas sandstone cores is significantly decreased by increased test confining pressure, whereas effective porosity is only slightly affected.
来自：THE RELATIONSHIP OF PERMEABILITY TO CONFINING PRESSURE IN LOW PERMEABILITY ROCK
Authors    Jennings, James B., Carroll, Herbert B., Raible, Clarence J., Bartlesville Energy Technology Center

低渗储层的应力敏感性是非常强的，有时做岩芯试验得不出该结论是因为岩样中取不到裂缝，孔隙是有周围的岩石颗粒支撑的，但裂缝不同，对于半充填的裂缝还可以，对于未充填的裂缝，其应力敏感性非常强，这是多数低渗油藏降压开采后注水注不进去的主要原因。

低渗油藏的一个主要研究内容就是对裂缝的研究，而高渗油藏则用不着。一般的低渗油藏的裂缝内都会有矿物质的充填，所以在地下并非闭合的。低渗油田注水开发的优势流场往往与裂缝方向一致以及开发中的布井井网必须考虑裂缝就是这一原因造成的。
个人认为低渗透开发的典范应当是阿尔及利亚的哈希迈萨乌德油田和美国的Alpine油田，有兴趣的同志可以多收集二油田的资料，有利于自己的工作。

另外，裂缝的角度一般为高角度裂缝，在压力平衡时（未开采）承受来自侧向的压力可能较小（猜测），但降压开采后就不同了（瞎猜）。

zhangjx:低渗油藏的一个主要研究内容就是对裂缝的研究，而高渗油藏则用不着。一般的低渗油藏的裂缝内都会有矿物质的充填，所以在地下并非闭合的。低渗油田注水开发的优势流场往往与裂缝方向一致以及开发中的布井井网必须考虑裂缝就是这一原因造成的。
个人认为低渗透开发的典范应当是阿尔 .. (2014-01-07 12:01) 

对地下是否有张开的裂缝我做过一些工作，在岩芯上我们经常看到裂缝的表面有晶形完整的黄铁矿、石英或方解石，有时候整个裂缝面上就几粒，说明矿物有足够的空间生长。所以我们常把裂缝的充填程度分为微充填、1/4充填、半充填和3/4充填和完全充填。对于非完全充填的裂缝，其渗透率是非常大的，只是量太少所以油藏表现为低渗，但其作用不可忽视。
对于未充填的裂缝，我想在它形成时由于地层的变形可以为它提供足够的空间存在（非塑性形变），这就是为什么可以用形变量来预测裂缝孔隙度的原因，裂缝形成时会同时有液体的充注，从而形成一种平衡，随着地下条件的变化，这种平衡会不断调整，至于会否闭合，我相信会的，例如降压开采，打破了这种平衡就会导致裂缝的闭合，甚至一些半充填的裂缝都会。
我们工作中还会遇到一种特殊的裂缝-缝合线，我认为即便是缝合线也具有一定的渗透能力，这就是裂缝一旦形成就很难弥合，因为裂缝面是粗糙的，稍微一错位就再也恢复不了原样。
张开的裂缝受力无法平衡是对的，但是它受何种力，为何受力则值得考虑，岩石形变后的平衡如再被打破则需要新的构造运动或流体的流出，这都需要条件，压裂后的储层稍微注水后保持压力，其闭合难度恐怕很大（猜测）。
不过，还是非常感谢李老师的回复。

zhangjx:Thomas and Ward have shown that the measured permeability of many western gas sandstone cores is significantly decreased by increased test confining pressure, whereas effective porosity is only slightly affected.
来自：THE RELATIONSHIP OF PERMEABILITY TO CONF .. (2014-01-07 11:43) 

试验是否夸大储层的应力敏感性还真是不好说，我也没做过类似的工作，但是很多低渗透油藏通过降压开采存在注水困难而有人提出早注水的观点目前已被不少人接受（当然接受并不代表正确），中原油田的文72 就是一例，降压开采后注不进去水，有人解释是裂缝的闭合。
BP在阿尔及利亚的哈希迈萨乌德油田做过不少工作，值得我们去研究，它们用糖块模型的双重介质模型进行油藏的数值模拟来指导油田的开采确实做得不错，该油田的渗透率在5-7个毫达西左右,油藏的开发方案充分考虑了裂缝的影响。

当然，如果增大地层压力，岩石骨架就会膨胀，孔隙会变大，渗透率也会增高

请问这句话怎么理解，有什么依据呢

地下没有张开的缝，里面有颗粒支撑时，也算闭合缝。裂缝的流体压力远低于地应力，因此，裂缝不可能张开。张开的裂缝受力无法平衡。
那么，地下的裂缝是否有渗透性？一个裂缝面上长着几粒大小为1.5mm左右左右的黄铁矿晶体是否说明该裂缝面在地下是开启的？而且开启度至少为1.5mm？如果不是，那么成像测井的理论就要改变了。
裂缝是否有开启，不仅受区域应力和上覆压力等的影响，还受局部形变的影响，利用地层的形变寻找低渗储层的甜点是目前勘探的手段之一，是否其理论基础也要改一改？

SPE-107155-MS-P----.pdf (249 K) 下载次数:1 ，你所在用户组没有附件下载权限
文章的第四页有比较详细的论述