halimeda
: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[Hall, Howard N. Compressibility of reservoir rocks[J]. Journal of Petroleum Technology, 1953,5(1):17-19]
，该文中发布了他在实验室得到的实验数据图版。经研究可知：Hall
先生所言的“有效岩石压缩系数”就是“岩石孔隙压缩系数”，并在曲线的纵坐标轴上明确标注了，单位孔隙压力下单位孔隙体积的变化。文献[Slider, H.C. Practical petroleum reservoir engineering[M].Tulsa, Petroleum publishing company]
。在应用Hall
曲线作图时，在此图上直接写出了公式 Cf=ΔVp/(Vp*ΔP) (5)
由此可见，由上面的孔隙压缩系数数值和岩石骨架压缩系数数值相比，骨架压缩系数比岩石孔隙压缩系数小几倍或者小到几十倍，当忽略Csp时，岩石孔隙压缩系数可简化为
Cpp=Cbp/φ (6)
式（6）也是著名的Zimmerman关系式。请参见：Zimmernan R .著：《 Compressibility of Sandstones》一书，爱思维而科学出版公司，1991,
在此处将简述其Hall曲线的实验步骤[李永平.油层岩石压缩系数的应用及确定方法[J].石油勘探与开发, 1984, 11(6):49-54]供参考。取一定规格的岩心，抽提除油，在一定温度下烘干，测量其孔隙度及渗透率。然后将其装入岩心夹持器，加围压到一定值，用氦孔隙计测量原始孔隙压力，然后再抽真空。饱和一定量流体，模拟储层压力，建立围压及孔隙压力体系。保持上覆岩石压力不变，改变孔隙压力大小，引起了岩石孔隙体积的变化，应精密的计量仪表计量对应压力下的岩石孔隙体积变化，采用上述公式（5）计算出岩石孔隙体积的压缩系数。就可得到Hall曲线（图1），它呈下凹的双曲线关系。
采用理论方程（6）所得的岩石孔隙压缩系数Cp与孔隙度φ理论图版与Hall曲线是一致的。说明理论关系式(6)也完全符合Hall曲线形式。从上面分析看出：Hall曲线的正确性已被理论推导和实验数据所证实。
