●李传亮
1953年,H.N.Hall通过实验测量数据,统计出了岩石压缩系数与孔隙度之间的关系曲线(见下图),该曲线通常称作Hall图版。
Hall图版的经验公式为
由于岩石压缩系数的测量比较困难,又比较昂贵,许多人不愿意实测,而喜欢采用Hall图版进行确定。Hall图版目前广泛应用于石油
工程(包括石油地质)的许多研究领域,许多大型软件也都用Hall图版
计算岩石的压缩系数。
然而,Hall图版是一条错误的曲线,主要错误在于
1、数值太高
用Hall图版计算的岩石压缩系数普遍偏高,高于地层流体(水或油),在极低孔隙度的情况下,甚至高于气体。这显然是错误的。
2、与岩性无关
Hall图版忽视了岩石本身的性质,不管是砂岩、还是碳酸盐岩,不管是硬矿物岩石、还是软矿物岩石,只要孔隙度相同,岩石的压缩系数就相等。这也是一个明显的错误。
3、逻辑反转
根据Hall图版,岩石的孔隙度越高,岩石的压缩系数就越低,即疏松的岩石难压缩;岩石的孔隙度越低,岩石的压缩系数反而越高,即致密的岩石易压缩。这显示是一个致命的逻辑反转错误。
笔者根据岩石力学理论给出的岩石压缩系数计算公式为
式中
cs为岩石骨架的压缩系数。用新公式计算的岩石压缩系数曲线为下图。
根据新公式,岩石的孔隙度越高,岩石的压缩系数就越高,即疏松的岩石易压缩;岩石的孔隙度越低,岩石的岩石系数就越低,即致密的岩石难压缩。如果岩石越硬,骨架的压缩系数就越小,岩石的压缩系数也就越低,即硬岩石难压缩;如果岩石越软,骨架的压缩系数就越大,岩石的压缩系数也就越高,即软岩石易压缩。这才是正确的逻辑关系。