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:
如图A、B为简单致密砂岩储层模型。
A代表砂岩油层储层初始状态,孔隙内流体初始压力为P0,孔隙度Φ0.
B代表A油层在油藏产出一定时间后状态,孔隙内流体初始压力降低至P,孔隙度为Φ。
假设砂岩胶结好,水平方向无构造挤压应力,也完全不考虑破裂和颗粒垮塌、重新排列等压实变形。
我个人认为在此过程中粒间孔隙的压缩机制主要是:在孔隙压力降低时引起了颗粒向孔隙方向发生弹塑性恢复或所谓的膨胀(expansion)。
如图B所示,颗粒恢复的量是两个作用叠加。一是横向上颗粒在孔隙部位自然恢复(已假设无水平外力作用),二是在垂向因地层载荷与孔隙流体压力平衡打破后产生了有效应力差形成了有效的骨架应力,骨架应力导致颗粒在孔隙部位受力伸展,而在颗粒接触部位伸展受限而保持不变(已假设不发生破裂变形等),所以伸展量也叠加到了孔隙部位。
根据上述假设,我认为李教授贴出的颗粒压缩模型需要商榷。因为李教授模型“压缩”前后对比,颗粒体积在四周都发生了压缩变小,可能与地质条件不符。在此模型条件下也得到需要商榷的“孔隙度不变原则”。根据图A、B对比,地层不发生变形垮塌,所以储层外观体积可视为不变,因此孔隙度将会减小。
补充:为直观,图B中颗粒膨胀回复量比例比较夸张。