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halimeda 2012-11-20 13:53

对Hall（1953）有效岩石压缩系数与孔隙度变化曲线的理解



声明：本文是个人对Hall（1953）COMPRESSIBIEITY OF RESERVOIR ROCKS 论文的学习理解，不针对任何人和任何观点。
理解的可能比较浅显，希望对各位果友有所启发，同时也欢迎各位果友发表comments。

先附上Hall（1953）COMPRESSIBIEITY OF RESERVOIR ROCKS 部分原文
[attachment=217211]

[attachment=217212]
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halimeda 2012-11-20 13:53
对图2有效岩石压缩系数与孔隙度变化曲线的理解
1、图2曲线是怎么得到的
第一步：利用图1装置，将多个不同孔隙度样品，逐一进行“To represent the effect of the overburden, aconstant external hydrostatic pressure of 3,000 psi was applied to the core throughout the test.”，“Startingat approximately 1,500 psi static fluid pressure in the core, the core pressure was reduced by steps of 100 to 200 psi.”过程实验。即岩柱外施加压力3000PSI围压保存不变，岩柱内施加1500PSI流体压力后逐渐以100~200的梯度减压，在此过程中计量从岩柱内排除的液体的量，然后通过计算和校正得到压缩的孔隙体积（文章中说明了孔隙流体压力降低，围压不变实验过程中导致岩柱排液的原因，重要原因之一是孔隙被压缩）。
第二步：Hall对图2曲线纵坐标有效岩石压缩系数进行了定义计算“change in pore volume per unit pore volume per psi."
转换为等式为：
Cp= (1/Vp)*(△Vp/△P)   ——————（1）
其中式中Cp为有效岩石压缩系数，即孔隙压缩系数
△P是从初始1500PSI（P0）减压到某一压力值P之间的压力差值，即△P=P0-P
△V是流体压力P0时孔隙初始体积与压力降至P时的体积变化量（压缩量）△Vp=V0-Vp
（1）式经过微积分变化后可得到
Cp=ln（Vp/V0）/（P0-P）——————（2）
通过式（1）（2）可知有效岩石压缩系数Cp是孔隙流体压力的函数，因此在降低孔隙流体压力阶步中计算得到了多个对应的Cp。

第三步：作者对不同孔隙度样品分布得到的多个Cp数据进行了投点。但每个孔隙度样品仅投了一个点，因此我个人觉得投点的Cp数据可能是孔隙流体压力从1500PSI降低至0整个过程中获取的所有压缩系数的均值。或者是由式2中P=0计算出的Cp

由此可见，Hall所建立的图2曲线的初衷并不是要体现出孔隙压缩系数与孔隙度间某种函数关系，而是给出一个与上述过程类似的、地下可供参考的不同初始孔隙度油藏开采过程中要用到的岩石压缩系数参考值（油藏开采中基本上也是孔隙压力逐渐降低的过程，上覆岩石载荷压力不变）。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-11-20 14:51
2、Hall曲线形态的理解。

上已叙及，Hall曲线是不同初始孔隙度样品在围压不变，孔隙流体压力逐渐减小实验过程中得到的。并不是在围压、孔隙流体压力条件不变条件下探讨孔隙度与岩石压缩系数的关系。下面讨论下在压力条件一定的情况下不同孔隙度岩石的孔隙压缩系数。
由下面两个基本公式变换

Vp=Vb-Vs ————（1）
Φ=Vp/Vb————（2）
（Vp：孔隙体积，Vb：岩石总体积，Vs：骨架体积，Φ：孔隙度）
得到（3）式
Vp=Vs*（Φ/(1-Φ))————（3）
假设压力条件相同，同时假设岩石骨架压缩量可忽略不计。来探讨不同孔隙度岩石的压缩系数与孔隙度的关系。对（3）式两边求导得到
dVp=Vs*d（Φ/(1-Φ))——（4）

由4式可见，相同压力条件下，岩石孔隙度越高，粒间孔隙体积的压缩变化量越大。
但是粒间孔隙体积的压缩变化量并不等于Hall所定义的岩石孔隙体积压缩系数，因为岩石孔隙体积压缩系数要在粒间孔隙体积的压缩变化量上再除以一个粒间孔隙体积Vp。
由（3）、（4），设x=（Φ/(1-Φ))得到
dVp/Vp*dp=1/x*dx——（5）
式（5）左边基本可视为某一相同压力条件P下的孔隙压缩系数Cp。即Cp=dx/x
因此，对于高孔隙度岩石，dx=d（Φ/(1-Φ))变化大，但是分母x值也大，两者相除的结果可能会比低孔隙度岩石要小。所以我相信Hall曲线也体现出了压力条件一定的情况下，不同孔隙度岩石的孔隙压缩系数变化规律。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-11-20 14:55
结语：
我个人不是搞油藏工程的，但是不同孔隙度岩石孔隙体积随压力增大时的压缩变化量，以及Hall所提出的孔隙体积压缩系数在我的研究中要涉及，所以对此很感兴趣。
因为油藏工程方面的是知识匮乏，加之数学知识遗忘不少，所以上面的论述有不妥之处请各位果友指出修正和进一步补充。

另外，不同孔隙度岩石在有效压力条件下孔隙体积变化量和Hall定义的孔隙体积压缩系数，这两个概念确实存在容易让人疑惑、甚至在理解上容易混淆。
比如，高孔隙度岩石肯定更容易被压实，这是很多实验证实了的。然而安Hall定义来算压缩系数反而相反。。。。
我主要注重前者“有效压力条件下孔隙体积变化量”，而Hall定义的孔隙体积压缩系数在油藏工程中具有重要意义。希望能和各位果友学习到更过油藏工程方面的知识。

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yu0524 2012-11-20 15:47
学习了。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

cllipe 2012-11-20 16:39
dVp/Vp=1/x*dx——（5）
式（5）左边基本可视为某一相同压力条件P下的孔隙压缩系数Cp。即Cp=dx/x
回2楼：
dVp/Vp并不是岩石的压缩系数，分母上还得除以dp才行，即Cp=dVp/(Vp.dp)。


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halimeda 2012-11-20 16:50
cllipe:回2楼：
dVp/Vp并不是岩石的压缩系数，分母上还得除以dp才行，即Cp=dVp/(Vp.dp)。
 (2012-11-20 16:39) 

谢谢李教授指正。我是这么想的，既然是假设不同孔隙度岩石在相同压力条件，而且这个Cp我是指的是瞬时的（函数曲线一个点），所以我就把dp给忽略了。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

cllipe 2012-11-20 16:55
halimeda:结语：
我个人不是搞油藏工程的，但是不同孔隙度岩石孔隙体积随压力增大时的压缩变化量，以及Hall所提出的孔隙体积压缩率在我的研究中要涉及，所以对此很感兴趣。
因为油藏工程方面的是知识匮乏，加之数学知识遗忘不少，所以上面的论述有不妥之处请各位果友指出修正和进一步补充。 .. (2012-11-20 14:55)

1、Hall并没有测量岩石压缩系数随压力的变化规律，只是统计了岩石压缩系数的实验测量值与孔隙度的相关曲线（correlation），而且也没解释是什么原因导致的这种统计关系；
2、Hall图版的重要意义就是有了这样一个图版，就不需要再进行实验测量了，直接查图版即可获得岩石压缩系数的数值；
3、Hall图版有三个缺陷：第一，数值太高，高于地层流体；第二，岩石压缩系数与岩性无关，只与孔隙度有关，不管岩石软硬，只要孔隙度相同，压缩系数就相同；第三，存在逻辑反转，即孔隙度越高，压缩系数就越低，也就是岩石越疏松越难以压缩，越致密越容易压缩。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

cllipe 2012-11-20 17:00
halimeda:谢谢李教授指正。我是这么想的，既然是假设不同孔隙度岩石在相同压力条件，而且这个Cp我是指的是瞬时的（函数曲线一个点），所以我就把dp给忽略了。 (2012-11-20 16:50) 

Vp可以取值，dVp是一个微分无法取值，它与dp的取值大小有关，但dVp/dp却是一个确定的数值。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-11-20 19:29
cllipe:Vp可以取值，dVp是一个微分无法取值，它与dp的取值大小有关，但dVp/dp却是一个确定的数值。 (2012-11-20 17:00) 

对，尽管压力条件相同但数学式中必须要有dp，谢谢李教授指正。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

smartdou 2012-11-20 20:00
        1楼的论述和理解基本是正确的。
        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1953年Hall H. N.撰写的 [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

     Cp=(1/Vp)(ΔVp/ΔP)            (1)
                      
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Cs时，岩石孔隙压缩系数可简化为
             Cp=Cb/φ                                 (2)                                          
        在此处将简述其Hall曲线的实验步骤供参考。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，采用上述公式计算出岩石孔隙体积的压缩系数。就可得到Hall曲线，它呈下凹的双曲线关系。
       采用理论方程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，充分说明了Hall曲线是正确的。




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halimeda 2012-11-20 20:07
cllipe:1、Hall并没有测量岩石压缩系数随压力的变化规律，只是统计了岩石压缩系数的实验测量值与孔隙度的相关曲线（correlation），而且也没解释是什么原因导致的这种统计关系；
2、Hall图版的重要意义就是有了这样一个图版，就不需要再进行实验测量了，直接查图版即可获得岩石压缩系数 .. (2012-11-20 16:55)

对李教授的三点评述谈下我个人理解：
1、赞同，确实如您所言Hall文献中没体现出岩石压缩系数与压力的变化规律，无论在论述中还是数据。
2、Hall在那个年代就提出油藏工程相关计算和建模中要考虑岩石压缩系数，并给出了实验曲线，意义甚大；但我不清楚目前相关研究是不是如您所言直接应用，因专业领域没有检索文献。
3、李教授提出的几个问题值得深入研究探讨。
"第一＂。。地质体非常复杂，我认为存在这种情况；
＂第二＂Hall实验样品为不同孔隙度的灰岩和砂岩，我觉得李教授的质疑是合情合理的。Hall实验数据和图3投点的前人数据体现出岩石成分结构对孔隙压缩系数影响似乎很小，至少是在实验中用到的灰岩和砂岩之间很小。但可以确定的是，初始孔隙度相同岩石成分结构不同的样品，它们在同压力条件下的孔隙体积变化量dVp肯定有较大差异。Hall在文中指出了测试的温压条件，也说明了曲线不适用于未固结砂和裂缝性岩石。
＂第三＂，正如李教授指正，Hall岩石压缩系数Cp=dVp/(Vp*dp),高孔隙度岩石分子分母都大，但比值未必大。

（论述有修正）

谢谢李教授评论。




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halimeda 2012-11-20 20:19
smartdou:        1楼的论述和理解基本是正确的。
        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 .. (2012-11-20 20:00) 

谢谢Smartdou回复和评论。我在评述中有些基本关系式未列文献。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

cllipe 2012-11-20 21:55
这里是一个相关的帖子，“Hall图版到底错在哪里？”，有兴趣的果友可以阅读。
http://www.agoil.cn/bbs/read-htm-tid-179744-fpage-2.html 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

cllipe 2012-11-21 01:12
3、李教授提出的几个问题值得深入研究探讨。
"第一＂。。地质体非常复杂，我认为存在这种情况；
＂第二＂Hall实验样品为不同孔隙度的灰岩和砂岩，我觉得李教授的质疑是合情合理的。Hall实验数据和图3投点的前人数据体现出岩石成分结构对孔隙压缩系数影响似乎很小，至少是在实验中用到的灰岩和砂岩之间很小。但可以确定的是，初始孔隙度相同岩石成分结构不同的样品，它们在同压力条件下的孔隙体积变化量dVp肯定有较大差异。Hall在文中指出了测试的温压条件，也说明了曲线不适用于未固结砂和裂缝性岩石。
＂第三＂，正如李教授指正，Hall岩石压缩系数Cp=dVp/(Vp*dp),高孔隙度岩石分子分母都大，但比值未必大。

回11楼：
1、Hall图版确定的岩石压缩系数比流体高，先生认为这是由地质体非常复杂造成的，并认为存在这种情况。我的观点正相反，地下的情况确实复杂，复杂到人们可能永远也搞不清楚。但是，实验测量岩石压缩系数时，只是在一小块岩心样品上做实验，这样的样品并不复杂，基本可以视为均质岩样。岩石为固体，其压缩系数超过流体，道理上说不过去。
2、Hall图版只适用于致密（固结）岩石，疏松介质并不适用。固结岩石除了有孔隙度高低之分，还有软硬之分。如果孔隙度相同，软岩石和硬岩石都具有相同的压缩系数，也是不符合科学基本原理的。比如孔隙度相同的铁丝网和泡沫材料，谁更容易压缩？
3、岩石的压缩系数是dVp/(Vp*dp)的极限值，单从这个定义式看不出谁高谁低，要转换成计算公式才行。岩石孔隙体积的压缩系数计算公式为Cp=φ Cs/(1-φ)，Cs为骨架的压缩系数。从这个公式可以看出，孔隙度越高，压缩系数就越大，即岩石越容易压缩。如果岩石的骨架比较软，如泥岩，则Cs较高，相同孔隙度条件下，Cp也较高。问题的关键是，当孔隙度→0，岩石的孔隙体积→0，孔隙体积的压缩系数也应该→0，可是Hall图版值却→无穷大。孔隙体积都没有了，却还有孔隙体积的压缩系数，Hall图版的这个错误是不是太明显了？ 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-11-21 08:34
cllipe:这里是一个相关的帖子，“Hall图版到底错在哪里？”，有兴趣的果友可以阅读。
http://www.agoil.cn/bbs/read-htm-tid-179744-fpage-2.html (2012-11-20 21:55) 

李教授在08年已经开贴讨论这个问题了，我发帖前没有检索呵呵！ 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-11-21 10:35
cllipe:回11楼：
1、Hall图版确定的岩石压缩系数比流体高，先生认为这是由地质体非常复杂造成的，并认为存在这种情况。我的观点正相反，地下的情况确实复杂，复杂到人们可能永远也搞不清楚。但是，实验测量岩石压缩系数时，只是在一小块岩心样品上做实验，这样的样品并不复杂，基本可以 .. (2012-11-21 01:12) 

1、Hall定义的有效岩石压缩系数就是孔隙压缩系数，反应的是岩石内部孔隙体积被压缩的程度。实验中属于一种开放体系，尽管在此过程中岩柱内流体也会产生压缩，但其压缩的程度小于孔隙体积是合理的，因为在此过程中流体已经不断排出。
如果是封闭体系，孔隙流体不能排出，此时孔隙体积被流体占据，流体压力使孔隙体积压缩将变得困难，而此时液体的压缩程度要强。
李教授你强调了岩石为固体，Hall定义的是岩石固体内部的孔隙体积的压缩。我想问题主要可能主要出现在这。

对于李教授指出的2、3问题，我想还是先要弄清Cs的含义。Cs反应的是组成岩石自身成分在受压时的压缩程度。比如砂岩，综合反应的是石英、长石、岩屑等碎屑自身的压缩程度，而岩石整体的压缩程度用Cb表征，是岩石骨架成分自身压缩和其间的孔隙压缩的综合反应。

孔隙的压缩变小是岩石受压后结构发生变化引起的，如砂岩颗粒发生重新排列。不同岩石成分自身的可压缩性不同，其对岩石内部孔隙体积的支撑能力也不同，这点肯定是正确的。
但是在换算Hall孔隙压缩系数时，李教授给出了关系式Cp=φ Cs/(1-φ)这个关系式还值得商榷。
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cllipe 2012-11-21 10:50
halimeda:1、Hall定义的有效岩石压缩系数就是孔隙压缩系数，反应的是岩石内部孔隙体积被压缩的程度。实验中属于一种开放体系，尽管在此过程中岩柱内流体也会产生压缩，但其压缩的程度小于孔隙体积是合理的，因为在此过程中流体已经不断排出。
如果是封闭体系，孔隙流体不能排出，此时孔隙 .. (2012-11-21 10:35) 

1、实测的岩石压缩系数与流体无关，流体从孔隙中排出的过程中，其压缩性质已经被校正，因此，岩石孔隙的压缩系数就是岩石自身的压缩系数，不涉及流体。
2、Cs是骨架的压缩系数，也就是石英、长石等矿物颗粒的压缩系数，这些矿物颗粒硬度较大，压缩系数自然也较低，按测量的弹性模量计算，它们的压缩系数都小于1x10-4MPa-1.
3、岩石有9个压缩系数，这里只讨论Cp和Cs，没有涉及Cb，Hall图版也只是关于Cp的统计曲线。
4、孔隙的压缩是由于骨架颗粒的压缩所致，与颗粒的重排没有关系，压缩过程中颗粒也不可能重排，因为致密岩石都是被胶结好了的，压实过程中才可能有重排。
5、先生说我的公式值得商榷，我表示欢迎，请说出商榷的理由。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-11-21 11:20
cllipe:1、实测的岩石压缩系数与流体无关，流体从孔隙中排出的过程中，其压缩性质已经被校正，因此，岩石孔隙的压缩系数就是岩石自身的压缩系数，不涉及流体。
2、Cs是骨架的压缩系数，也就是石英、长石等矿物颗粒的压缩系数，这些矿物颗粒硬度较大，压缩系数自然也较低，按测量的弹性模 .. (2012-11-21 10:50)

孔隙的压缩机制主要是因有效压力差引起了压实作用。对矿物自身的压缩（压实引起，不考虑压溶），其压缩缩减方向与应力一致，而于此同时垂直应力方向还存在一定的变形（如伸展、弯曲等），实验数据测量的矿物压缩系数很低，不考虑矿物受压破裂，基本可视为矿物体积不变。因此孔隙体积压缩降低不是骨架颗粒自身的压缩导致，而主要是颗粒接触关系和排列方式发生改变。对疏松砂岩而言上述表现利用实验方法在短时间内可以测量和观察，即压实作用使颗粒接触更为紧密，同时也存在重新排列（比如原来是孔隙，压后孔隙中被部分颗粒占据）。对于致密砂岩这一过程要漫长，而且压力要足够大。

对于李教授推倒的公式，要商榷的地方在于你2003年发表的文章357页式9。
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cllipe 2012-11-21 11:32
halimeda:孔隙的压缩机制主要是因有效压力差引起了压实作用。对矿物自身的压缩（压实引起，不考虑压溶），其压缩缩减方向与应力一致，而于此同时垂直应力方向还存在一定的变形（如伸展、弯曲等），实验数据测量的矿物压缩系数很低，不考虑矿物受压破裂，基本可视为矿物体积不变。因此孔隙 .. (2012-11-21 11:20)

1、岩石的变形分压实变形和压缩变形，你说的颗粒重排属于压实变形，即松散沉积物在浅表地层的变形方式。岩石成岩后，就不会再产生压实变形了，而只有压缩变形。压缩变形是由于颗粒压缩所致，若颗粒不被压缩，岩石就不会被压缩。这就像一幢房子，若墙壁不被压缩，房子的容积也不会被压缩。若墙壁垮塌了，房子的容积也会发生变化，这就属于压实变形了。这两种变形方式完全不同。实验过程中都是胶结好的致密介质，怎么可能存在颗粒重排呢？若存在，岩心不就散了吗？
2、公式（9）就是针对压缩变形得出的，不适合于压实变形，论文中有交待。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-11-21 11:50
cllipe:1、岩石的变形分压实变形和压缩变形，你说的颗粒重排属于压实变形，即松散沉积物在浅表地层的变形方式。岩石成岩后，就不会再产生压实变形了，而只有压缩变形。压缩变形是由于颗粒压缩所致，若颗粒不被压缩，岩石就不会被压缩。这就像一幢房子，若墙壁不被压缩，房子的容积也不会 .. (2012-11-21 11:32)

嗯，明白我和李教授主要的分歧之处了。我主要考虑压实，李教授主要考虑压缩。

对砂岩，岩石的固结程度受压实和胶结两种作用控制。我确实取到了孔隙度30%以上，胶结程度很低的砂岩，主要属于压实固结为主的。对于胶结为主的，岩石应该很致密，孔隙度没那么高了，当然在压实中至少很难出现颗粒重新排列。

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和尚不吃斋 2012-11-21 12:40
都是高手，进来围观 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-11-21 14:35

cllipe:
2、公式（9）就是针对压缩变形得出的，不适合于压实变形，论文中有交待。


李教授，我给出一个特殊的岩石孔隙模型，不考虑压实变形，仅考虑骨架压缩，为计算简便，将岩石骨架和孔隙形态设为立方体对你导出的公式进行探讨。
如图
[attachment=217254]

假设：压力方向为垂直方向。A岩石和B岩石初始孔隙度相同，△p施压后A前后无变化。B岩石骨架塑性强，发生骨架垂向压缩，不考虑横向膨胀变形，△p后形态为B′。
为简便，不考虑压力和长度单位了。

根据模型计算可得到如下结论：
（1）如果仅仅考虑骨架压缩，岩石压缩后会发生孔隙度不变的情况。
（2）如果仅仅考虑骨架压缩，岩石的孔隙压缩系数和骨架压缩系数也会出现相等情况。如岩石B：Cp=Cs
所以，李教授给出的Cp=Cs*Φ/(1-Φ)，对A成立，但对B不成立。

（3）如果仅仅考虑骨架压缩，用Hall定义公式A、B孔隙压实系数也不相等。所以对这种压力条件，同孔隙度岩石压缩系数不能对比。
（4）塑性岩石成分抗压能力差，单位压力下体积变化量大。
（5）综上，无论那种观点，都必须要有边界约束条件。同时，仅仅考虑压缩，不考虑压实变形，有悖于岩石实际。






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cllipe 2012-11-21 14:49
halimeda:李教授，我给出一个特殊的岩石孔隙模型，不考虑压实变形，仅考虑骨架压缩，为计算简便，将岩石骨架和孔隙形态设为立方体对你导出的公式进行探讨。
如图
....... (2012-11-21 14:35) 

你这里定义的Cs与我公式中的Cs不是一个，你这个严格说来应该叫做Csp，即骨架体积对孔隙压力的压缩系数。我公式中的Cs是骨架体积对骨架应力的压缩系数，完整的符号为Css，简写成Cs。
若都对孔隙压力进行定义，则有Csp=Cpp=Cbp。Cpp通常简写成Cp。所以你的结论没错，只不过不是我的结论。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-11-21 15:01
cllipe:你这里定义的Cs与我公式中的Cs不是一个，你这个严格说来应该叫做Csp，即骨架体积对孔隙压力的压缩系数。我公式中的Cs是骨架体积对骨架应力的压缩系数，完整的符号为Css，简写成Cs。
若都对孔隙压力进行定义，则有Csp=Cpp=Cbp。Cpp通常简写成Cp。所以你的结论没错，只不过不是我的 .. (2012-11-21 14:49)

嗯，明白李教授Cs含义了呵呵！根据上述模型，仅仅考虑骨架自身压缩确实导出了Cp=Csp。
不过，要是把压实变形也系统考虑进来，上述关系就不成立了。

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cllipe 2012-11-21 15:08
halimeda:嗯，明白李教授Cs含义了呵呵！根据上述模型，仅仅考虑骨架自身压缩确实导出了Cp=Csp。
不过，要是把压实变形也系统考虑进来，上述关系就不成立了。
 (2012-11-21 15:01) 

压实变形的压缩系数奇高，可以用来驱油，是重要的驱动能量，这就是所谓的压实驱动。不过，压实驱动将伴随着地表沉降和地层垮塌，如上海开采地下水，地表就会沉降。但是，生产过程中产生压实变形的情况极其少见，绝大多数的油藏都是压缩变形，压缩变形的压缩系数极小，并不像Hall图版显示的那么高。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-11-21 15:15
cllipe:压实变形的压缩系数奇高，可以用来驱油，是重要的驱动能量，这就是所谓的压实驱动。不过，压实驱动将伴随着地表沉降和地层垮塌，如上海开采地下水，地表就会沉降。但是，生产过程中产生压实变形的情况极其少见，绝大多数的油藏都是压缩变形，压缩变形的压缩系数极小，并不像Hall .. (2012-11-21 15:08)

嗯。看了Hall的文章，他在实验中对排液的原因有3点论述，第3条出现了compaction

compaction即可翻译为压缩，也可翻译为压实。第3条同时又出现颗粒自身的expansion，对expansion的理解，在孔隙流体压力高时，流体压力使颗粒产生压缩，流体压力变小时原来压缩的颗粒发生弹性恢复。所以，我认为文中的compaction应该是压实。不对之处请指正。
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cllipe 2012-11-21 15:23
halimeda:嗯。看了Hall的文章，他在实验中对排液的原因有3点论述，第3条出现了compaction
compaction即可翻译为压缩，也可翻译为压实。第3条同时又出现颗粒自身的expansion，对expansion的理解，在孔隙流体压力高时，流体压力使颗粒产生压缩，流体压力变小时原来压缩的颗粒发生弹性恢复 .. (2012-11-21 15:15) 

compaction就是压实，compression才是压缩。Hall对压缩机制的解释基本上都是错误的，这也是今天油层物理课程中的说法，纠正起来特别困难。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

smartdou 2012-11-22 08:48
halimeda:
李教授，我给出一个特殊的岩石孔隙模型，不考虑压实变形，仅考虑骨架压缩，为计算简便，将岩石骨架和孔隙形态设为立方体对你导出的公式进行探讨。
如图
.......

        我依然认为1楼的理解和解释是正确的。

        通常，在岩石压缩系数的定义中，考虑2个作用在岩石上的力，即作用在储层岩石的上覆压力pc和作用在岩石孔隙中的流体压力pp；另外考虑3个体积，岩石总体积Vb、岩石孔隙体积Vp以及岩石骨架体积Vs。为研究问题方便，规定1个原则：对压缩系数定义式中的正负号，压力增加，岩石压缩，取负号；反之，取正号。由于岩石各种压缩系数之间的关系推导及转换中，通常使用两个基本公式：
                        Vb=Vp+Vs                                                                                                         （1）
                       φ=Vp/Vb                                                                                                            （2）
    式中：Vb—岩石总体积，m3；Vp—岩石孔隙体积，m3；Vs—岩石骨架体积，m3； —孔隙度，%。
    需要说明的是：对于上述岩石3种体积，当上覆岩石压力保持不变时，储层流体被采出过程中，主要对应有3个压缩系数，即岩石总体体积压缩系数、岩石孔隙体积压缩系数和岩石骨架体积压缩系数。


      式中：Csc=Csp—岩石骨架体积压缩系数，MPa-1。一般保持 ΔPp=ΔPc，直接从岩石力学实验测量得到； Cbc—孔隙压力不变，上覆压力变化所引起的岩石总体积压缩系数，MPa-1；Cbp—上覆压力不变，孔隙压力的变化所引起的岩石总体积压缩系数MPa-1；Cpc—孔隙压力不变，上覆压力变化所引起的岩石孔隙体积压缩系数，MPa-1；Cpp—上覆压力不变，孔隙压力的变化所引起的岩石孔隙体积压缩系数，MPa-1。在上覆岩石压力不变时： dVb/dPp—相对岩石总体积单位压力变化时的岩石总体积的变化量，无量纲；dVs/dPp—相对岩石骨架体积单位压力变化时的岩石骨架体积变化量，无量纲。在岩石孔隙压力不变时，dVb/dPc—相对岩石总体积单位压力变化时的总体积的变化量，无量纲。dVp/dPc—相对岩石孔隙体积单位压力变化时的孔隙体积变化量，无量纲； dVs/dPc—相对岩石骨架体积单位压力变化时的骨架体积变化量，无量纲。
    我们对式(1)微分，再除以dpp,再按照上面给出的压缩系数形式整理得：
       Cpp=[Cbp—（1—φ)Csp]/φ                                                                                                      (9)
         之所以有人导出了
         Cbp=Csp=Cpp 的结果，是由于将变量当成常量微分得出的错误结果。
         从式（2）得：
                      Vp=φVb                                                                                                                                                                   (10)
          由于Vp是φ的函数，式（10）微分得
                      dVp=Vbdφ+φdVb                                                                                                            (11)
          而一个错误的微分为
                      dVp=φdVb                                                                                                                       (12)
        如果采用式（12）的话，将会得出一系列的错误等式，诸如：Cbp=Csp=Cpp，这些等式是很荒谬的，就类似1=0等等这样的荒谬推论。
      
         特别要说明的是: 孔隙度是岩石上覆压力和孔隙流体压力的函数，即：φ=f(Pc,Pp)，所谓的“孔隙度不变原则”是极其错误的。所以， 我们可以将式（11）代入上面的（3)-(6)式中进行正确的变换，都可以得到式（9），即
                                       Cpp=[Cbp—（1—φ)Csp]/φ      
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恩泽油露 2012-11-22 09:19
高手如云。前来围观。
版主，这帖子应该加精。
曾立志认真看看李老师编写的油藏工程原理，只是没坚持下来。
但有一种感觉，李老师在这个问题上的很多理论是建立在“孔隙度不变原则”基础上的。28楼如果能证明“孔隙度不变原则”到底错在哪里，可能更有说服力。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

Onlyoneday 2012-11-22 13:23
~~~~~~~~~~~~~不知道 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

情非得已 2012-11-28 15:31
SPE上的东西还是经得起我们这些一般人推敲的 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

sgw123 2012-11-29 10:26
十分感谢发表有见解的观点，学习了！！！ 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

smartdou 2012-12-01 14:29
恩泽油露:
高手如云。前来围观。
版主，这帖子应该加精。
曾立志认真看看李老师编写的油藏工程原理，只是没坚持下来。
但有一种感觉，李老师在这个问题上的很多理论是建立在“孔隙度不变原则”基础上的。28楼如果能证明“孔隙度不变原则”到底错在哪里，可能更有说服力。

        所谓的“孔隙度不变”原则，主要错误是搞混了压实和压缩的基本概念。
       首先，我们看看什么是压实：压实作用是沉积物最重要的成岩作用之一。指沉积物沉积后，由于上覆沉积物不断加厚，在重荷压力下所发生的作用。通过压实作用沉积物发生脱水，孔隙度降低，体积缩小，密度增大，松软的沉积物变成固结的岩石。例如泥炭，通过压实体积缩小（到1/20～1/30）后,便转变为坚硬的煤。研究资料表明，碎屑沉积物在300米深处，受压实作用影响，其所含75%以上的水已被排出，石英砂岩由40%左右的原始孔隙降低至30%～10%。
　　压实作用受有效应力的增加，压实速率（即可压缩性）强烈地受颗粒大小的影响。由于压实作用涉及孔隙度损失，以及由此引起孔隙流体的排替，所以，压实速率也受渗透率的控制。
　　欠压实和异常高压是伴随发生的，否定了欠压实就是否定了异常高压。
　　异常高压形成的主要原因是：（1）沉积体中具有足够低的低渗透性岩石，使得流体流动速度相对沉积体压力恢复速度而言小得可以忽略，异常高压通常出现在以页岩为主的沉积环境。（2）区域构造应力传递给流体所造成异常高压。（3）由地质年代较新的沉积物在盆地中迅速沉积和埋藏过程中，低温增高，孔隙流体膨胀比压实膨胀要大得多，在这种情况下，在岩石流体中产生异常高压。（4）当沉积物发生快速埋葬或者沉积物中有大量粘土矿物，使沉积物形成了一个层间水的，膨胀的粘土颗粒的疏松体系，而产生异常高压。（5）粘土层上覆于异常压力地层之上的时间可达数百万年之久，而压力并没有应流体流过粘土层或页岩层而释放。当粘土被压实后，孔隙度和渗透率都非常低，以至于水无法流动，形成异常高压。（6）在沉积物中大部分有机质在成岩过程中转化为液态和气态烃，在转化过程中，生成的流体会产生或加剧在压实的粘土沉积物的异常高压。（7）埋藏在下覆地层中的烃类流体和盐度较低的淡水垂直运移造成异常高压。（8）流体在高压差的渗透作用下可穿过一套互层的砂泥岩，从而出现异常高压。
        钻井实践证实：在世界各地都发现了异常高压地层，且其形成机制各不相同，可能有物理的、化学的、物理化学的相互作用。但多数情况下，压力的增高是由于水不能从被压实的沉积物中排除所致。  
    砂岩的压实作用不但取决于有效应力史，也取决于砂岩的力学性质。不同碎屑成分和自生胶结物的力学强度合在一起决定了沉积物的总力学强度，而特定砂层对有效应力增大的反应就是由这一总力学强度决定的。
        Bloch等（2002）使用的压实作用和胶结作用的数字模型研究了有效应力史、碎屑颗粒延展性和发生石英胶结作用之间的关系。这些模型对比了设想的富石英砂（坚硬）和富碎屑砂（有延展性）。对这两种砂来说，早期超压都可以在温度达到能产生重要的石英胶结作用（约>90℃）之前提供一个孔隙度可能得到保存的深度窗。晚期发育的超压对孔隙度的影响要小得多或可以忽略不计。如果有充足的时间并且温度随埋深而增加，则这些模型预测，在缺失结实的颗粒包壳的情况下，因压实作用受到抑制而保存下来的粒间孔隙将受到石英胶结物的充填，从而使流体超压的正效应失效。
    通常，沉积物负荷引起有效应力增加是促使压实作用降低砂岩孔隙度的最重要的因素。砂层孔隙度之所以能从地表沉积时的40%-50％下降到成岩前的标准值25%-32％，就是因为机械压实作用占了主导地位（House- knecht，1987；Paxton等，2002）。流体超压的发育降低了垂向有效应力（VES），因而也降低了埋藏砂层内由粒间接触面和胶结物-颗粒接触面承受的负荷。超压可以使压实速率下降，但不能使孔隙度增加。实验数据和经验证据都表明，砂层的压实作用是不可逆的（Giles，1997）。
       孔隙度保存都是砂岩中有超压流体的结果（Ramm和Bjorlykke，1994；Wilson，1994；Osborne和Swarbrick，1999）。这种认识被大多数盆地模拟方案所采用，它们都设想存在一种简单的孔隙度对有效应力的依存关系（Schneider和Hay，2001）。因此，基于超压作用可以预测超压层段比正常压力层段有更有利的储集性。第一，可能因压实作用而丧失的孔隙度由于存在超压而得到了保存，因而在很大深度出现了异常孔隙度砂岩。第二，已提出的超压会阻止粒间压溶的发生，由此排除了设想的硅质基本来源，所以明显的石英胶结作用也就得到了限制或阻断（Osborne和Swarbrick，1999；Walgenwitz和Whonham，2003）。
        什么是“压缩”？我们目前所言的压缩，主要是指油田投入开采以前，产层上覆岩石和流体自重所产生的应力（外压）、产层中的孔隙流体压力（内压）以及岩石骨架所承受的压力（骨架应力）处于平衡状态。油田投入开采后，随着产层中的流体被采出，油层压力不断下降，平衡遭到破坏，从而使外压与内压的差值（压差—有效应力）变大。此时，岩石颗粒被挤压变形，排列更加紧密而使孔隙体积缩小。根据地层压缩系数定义
                    Cf=(— 1/φ)(dφ/dP)  
对上式进行积分得
                   φ=φi*e^[—Cf*(Peff-Peffi)]
式中：
Cf为地层压缩系数，1/MPa；φ为有效应力Peff对应的孔隙度，%;φi为原始储层孔隙度，%；Peff为油层经过t时间开采的储层有效应力，Peff=σ—P； MPa；Peffi为原始状态的有效应力，Peffi=σ-Pi；MPa；σ 为上覆岩石压力，MPa；P为储层经过t时间开采的孔隙压力，MPa；Pi为储层原始孔隙压力，MPa。e=2.718。
上式进一步简化得：
                           φ=φi*e^[-Cf*(Pi-P)]
由上面的式子可知
    孔隙度是有效应力的函数，或者说是储层孔隙压力的函数。
        这主要是因为，岩石上覆压力、孔隙流体压力和骨架应力三个压力中，岩石骨架应力是一个内力，在上覆岩石压力不变时，孔隙压力减小，岩石孔隙体积减小，作用在岩石颗粒上的作用力减小，因而岩石骨架体积膨胀。而骨架应力（内力）增加，其作用力挤压岩石，使岩石骨架体积又受到压缩。使岩石孔隙度变小。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

smartdou 2012-12-02 09:20
    在油田开发过程中，孔隙压力下降，作用在岩石骨架的有效应力将增加。由于孔隙度是孔隙压力和有效应力的函数。所以，孔隙度的变化随孔隙压力和有效应力的变化而变化，即
                    φ=f(Pp,σ）
所以，下式成立
                   φ= (φi*e^[-Cf*(Pi-P)]
     当孔隙压力下降时，挤压压实颗粒的作用力减小，因而骨架颗粒体积膨胀，孔隙体积较小，导致孔隙度减小。而有效应力的增加导致岩石颗粒进一步变形，发过来导致骨架颗粒又被压缩，颗粒间接触更为紧密，如果超过一定条件，也会使骨架颗粒胶结破坏，颗粒破裂，导致孔隙结构也相应发生改变，导致孔隙度发生变化。
  


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恩泽油露 2012-12-03 11:57
感谢34楼的回复。
其实，依照自己的第六感觉，我个人也不太赞同“孔隙度不变原则”。因才疏学浅，找不出李老师孔隙度不变原则理论的错误之处。
个人认为，认识一个事物，如果从不同观点出发，却得到了相同的结论，那这个结论基本是可靠的。若从不同的观点出发得出了不同的结论，那么要反对其中一个结论，就必须从它的出发点开始找到反驳的依据。盲人摸象的故事也能说明这个道理。
因此个人认为，如果要反驳“孔隙度不变原则”，必须从李老师的论据及论证过程着手，而不是其它途径。否则就是各说各话，谁也说服不了谁。

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霹雳游侠 2012-12-03 12:51
大牛啊，李教授 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

xnlj 2012-12-03 19:27
不是油藏人，凑热闹。

我赞同孔隙度不变原则。当然，是基于“压缩”而不是“压实”这个前提。

碎屑岩里，大体情况下，埋深越深，孔隙度越小，应当是压实作用和压实效果的不同，导致深部的孔隙度更小，比如浅部的砂岩里，胶结类型里容易见到孔隙式、接触式，而深部砂岩里，更容易见到嵌入式的。我的认识是，这些反映的是压实效果上的差异，而不是压缩效果上的差异，因为岩石的结构已经发生了质的变化。
34楼以及37楼讲的压缩，让我有点糊涂，我个人理解的压缩应当是弹性变形，也就是可逆，岩石结构没有质的变化，基于这个前提下，孔隙度不变。

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smartdou 2012-12-03 21:34
xnlj:
不是油藏人，凑热闹。
我赞同孔隙度不变原则。当然，是基于“压缩”而不是“压实”这个前提。
碎屑岩里，大体情况下，埋深越深，孔隙度越小，应当是压实作用和压实效果的不同，导致深部的孔隙度更小，比如浅部的砂岩里，胶结类型里容易见到孔隙式、接触式，而深部砂岩里，更容易见到嵌入式的。我的认识是，这些反映的是压实效果上的差异，而不是压缩效果上的差异，因为岩石的结构已经发生了质的变化。
.......


            我并不反对阁下接受“孔隙度不变原则”。只是你将地层的压缩理解成了可压缩后释放可恢复的弹簧了。地层流体被采出以后，储层孔隙压力下降，有效应力增大，地层这个“弹簧”就受到压缩，有效应力越大，储层压缩就越严重。弹簧就压的越紧，不知道从什么地方来的恢复力。有所谓的可逆之说。



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smartdou 2012-12-04 09:27
        岩石压缩系数受多孔介质的物理特性、岩石类型、胶结物量、胶结强度、储层地质应力和压实程度等影响。所以，我们在探讨岩石压缩时，考虑的都是胶结砂岩或固结较好的灰岩；Hall先生在做实验研究时，同样采用的是胶结岩石进行的实验，不是非胶结岩石或脆性砂岩。所以，Hall曲线不适合非胶结和裂缝地层的储层压缩性分析。

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smartdou 2012-12-04 19:40
        压实是绝对的，而压缩是相对的。压实伴随在整个压力系统中，从沉积压实成藏到油藏投入开发压实一直都发生着。同样，压缩也伴随整个压力系统的变化过程。由于压缩一直发生着，才出现了压实现象，油气采出的过程就是岩石再压实的过程。
        岩石（通常我们所言的岩石是具有胶结的矿物和矿物颗粒间的孔隙的统称，孔隙中有流体）在较短时间在力的作用下，岩石的体积及形状都发生变化，在弹性范围内的变形我们采用“弹性力学”理论来研究。岩石的应变或者应变速率依赖于应力、温度、时间等因素。本构关系为
                     ε(或ε')=f(σ ,T, t,......)
        岩石在弹性范围被压缩，其岩石的力学性质和物理性质都发生了变化，孔隙度和渗透率都降低，而油藏开发过程岩石一直处于“压缩”状态。
        由于岩石是由固体骨架和孔隙流体组成的两相体，孔隙压力和其流体均对岩石的变形具有较大影响。岩石在较长时间的有效应力作用下，岩石就表现出了一种与时间相关的“蠕变”特性。如果岩石达到稳态蠕变，岩石的应变不可恢复，当有效压力足够高时，就会导致岩石骨架破碎，进而使孔隙度发生较大改变。岩石物理学家MIT获得博士学位的布雷斯（W.F.Brace）认为：岩石在高的有效应力作用下，岩石破坏之前会发生“膨胀现象”岩石在有效应力作用下，内部会产生微裂缝，体积发生膨胀，改变了孔隙体积，使得由基质和孔隙组成的两相体的岩石的物理、力学性质均发生变化。何来“本体变形过程中的孔隙度不变性原则”？


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树袋熊 2012-12-05 10:05
请各位高手冷静的探讨科学问题，真理与谬误只能是越辩越明了，有些观点或理论是需要一代人甚至几代人去研究去证实的，请高手们仅就科学问题提出自己的观点，不要掺杂攻击性言语，和平探讨，不要让火药味十足啊，呵呵 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-12-05 10:26
树袋熊:请各位高手冷静的探讨科学问题，真理与谬误只能是越辩越明了，有些观点或理论是需要一代人甚至几代人去研究去证实的，请高手们仅就科学问题提出自己的观点，不要掺杂攻击性言语，和平探讨，不要让火药味十足啊，呵呵 (2012-12-05 10:05)

树袋熊版主所言极是！敬请就探讨的焦点问题给予学术性的论述。
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halimeda 2012-12-05 11:07
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：
[attachment=217934]

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。





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cllipe 2012-12-05 12:18
回楼上，你假定外观体积不变肯定是不对的，内压降低后，外压不变，骨架应力必然增加，骨架就会被压缩，外观体积就会跟着减小。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-12-05 12:25
cllipe:回楼上，你假定外观体积不变肯定是不对的，内压降低后，外压不变，骨架应力必然增加，骨架就会被压缩，外观体积就会跟着减小。 (2012-12-05 12:18)

嗯，系统考虑压实变形的话外观体积肯定会变小。我假定了砂岩胶结好，对压实的支撑能力强，压实不引起外观变形。
如果骨架应力导致了外观体积变形，那我认为压实作用已经发生了。如果压实作用发生，就不能单独考虑颗粒压缩来理解Hall曲线。
Hall在文中描述流体排出时用了compaction，而不是compression。




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cllipe 2012-12-05 13:06
halimeda:嗯，系统考虑压实变形的话外观体积肯定会变小。我假定了砂岩胶结好，对压实的支撑能力强，压实不引起外观变形。
如果骨架应力导致了外观体积变形，那我认为压实作用已经发生了。如果压实作用发生，就不能单独考虑颗粒压缩来理解Hall曲线。
Hall在文中用了描述流体排出时用了compa .. (2012-12-05 12:25) 

骨架颗粒压缩导致的岩石变形不是压实变形，而是压缩变形，颗粒重排导致的岩石变形才叫压实变形。骨架应力变化了，必然会产生变形。骨架压缩了，岩石外观体积能不压缩吗？ 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-12-05 13:25
cllipe:骨架颗粒压缩导致的岩石变形不是压实变形，而是压缩变形，颗粒重排导致的岩石变形才叫压实变形。骨架应力变化了，必然会产生变形。骨架压缩了，岩石外观体积能不压缩吗？ (2012-12-05 13:06)

对于致密砂岩，不考虑压实变形前提下，在一定压力变化条件下颗粒的位置和排列方式是基本不变的，如果垂向产生了有效骨架应力，对李教授说的压缩变形，我认为主要在颗粒的孔隙部位产生“压缩效应”即颗粒膨胀恢复和挤压变形，其结果主要是使孔隙度有一定的减小，对外观体积影响很有限。


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cllipe 2012-12-05 13:34
halimeda:对于致密砂岩，不考虑压实变形前提下，在一定压力变化条件下颗粒的位置和排列方式是基本不变的，如果垂向产生了有效骨架应力，对李教授说的压缩变形，我认为主要在颗粒的孔隙部位产生“压缩效应”即颗粒膨胀恢复和挤压变形，其结果主要是使孔隙度有一定的减小，对外观体积影响很 .. (2012-12-05 13:25) 

应该不是这样，骨架应力是增加的，因此整体上是压缩的，不会膨胀。不能把矿物颗粒想象成面团似的塑性材料，实际上它很坚硬，属于弹性材料，尤其是在室内实验中只有弹性变形，没有塑性变形。 阿果石油网旗下站点：石油文库 | 石油资讯 |石油英才 | 石油供求 | 石油搜索

halimeda 2012-12-05 13:46
cllipe:应该不是这样，骨架应力是增加的，因此整体上是压缩的，不会膨胀。不能把矿物颗粒想象成面团似的塑性材料，实际上它很坚硬，属于弹性材料，尤其是在室内实验中只有弹性变形，没有塑性变形。 (2012-12-05 13:34)

呵呵！我所指的膨胀，意思就是岩石颗粒在孔隙压力降低后的弹性恢复（当然也不完全是弹性）。正是因为我们讨论的岩石是可视为由弹性材料组成。那对这种坚硬、弹性岩石的骨架颗粒，不考虑颗粒破碎，那弹性压缩量是很低的，主要是弹性变形（变形量也很低），变形位置是在孔隙部位的开放空间。所以不会出现我前面帖子那种塑性材料模型压缩情况。
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