储层岩石微观结构性质的分析方法

介绍了用以分析储层岩石微观结构性质的若干函数,以模拟退火算法建立的数字岩心为基础,详细讨论了各个函数的应用方法,并用这些方法进行了实例计算。研究表明,连通孔隙体积比能够准确描述岩心中孔隙的整体连通性;孔隙尺寸分布函数可以定量表征岩心孔隙的分布;局部孔隙度分布函数不但可以对岩心中孔隙、岩石骨架的最大发育规模进行定量评价,而且能够对岩心均质性进行定性分析;测量单元标准差分布曲线可以为岩心均质性分析时测量单元边长的合理选取提供重要依据;借助局部渗流概率函数能够对岩心的连通性能及是否为各向同性作出合理的定性判断。格子Boltzmann方法计算数字岩心渗透率简便易行、结果准确,可以作为评价数字岩心可靠性的重要标准。

循环应力对储气库岩石微观结构及力学性质影响数值模拟

众所周知,我国能源种类丰富,随着国民经济增长,枯竭型油气藏储气库投入建设和运行,而对储气库建设仍处于初级技术阶段。针对循环应力对储气库岩石微观结构和力学性质的影响,通过室内岩心三轴加卸载试验研究岩石变形破坏特征,分析了累积塑性变形的变化规律。通过室内试验研究储气库生产过程中的剪切破坏、拉伸破坏及断层剪切滑移失稳风险等问题。

岩石微观颗粒接触特性的试验研究

微观上,岩石是由许多大小不等的颗粒和粒间填充的胶结物构成,不同位置的胶结厚度不同。岩石的这种微观结构特征从根本上决定其宏观力学响应,从微观尺度出发采用离散元数值模拟有利于探索岩石宏观力学特性的微观机制。基于这一思路,通过室内铝棒胶结模型试验,研究不同胶结厚度下胶结颗粒在压剪扭加载作用下的接触力学特性,发现胶结铝棒在不同胶结物质、不同胶结厚度下的力学响应均呈现出一定的相似性。将蒋明镜提出的岩石微观胶结模型与D.O.Potyondy和P.A.Cundall提出的岩石微观接触力学模型进行对比分析发现,蒋明镜模型提出的破坏准则与岩石的实际较为符合,进一步为离散元模拟岩石奠定基础。

某地区白云岩室内溶蚀试验及微观溶蚀机理研究

揭示白云岩溶蚀砂化形成机理。开展室内不同溶液条件、不同结构白云岩溶蚀试验,对比分析溶蚀速率控制因素,采用铸体薄片、扫描电镜分析不同溶蚀阶段白云岩微观结构变化特征。结果表明:岩石微观结构对溶蚀速率起控制性作用,不同结构白云岩溶蚀速率关系为:中-细晶白云岩>细-粉晶白云岩>粉-泥晶白云岩;比表面积与总溶蚀量有关,与单位面积溶蚀速率无关;溶蚀起始于粒间、晶间孔隙、构造微裂隙与解理,并逐步扩展使孔隙、裂隙相互连通;溶蚀使白云岩微观结构逐步劣化,晶体联结力减弱,伴随晶体崩解脱落,最终分解成细小颗粒而形成白云岩溶蚀砂化。

贵州地区碳酸盐岩差异性溶蚀微观机理研究

贵州地区特殊的地层岩性、水文地质和气候条件,使该地区崩塌灾害多与溶蚀作用有着密切的关系。以贵州省惠水新寨崩塌为实例,对崩塌体厚层和薄层碳酸盐岩进行研究,分析岩石的化学成分、微观结构以及酸性溶液不同pH值对溶蚀作用的影响,并利用颗粒(孔隙)及裂隙图像识别分析软件(PCAS)对溶蚀后岩样表面的空隙进行统计分析。研究结果表明:岩石的化学成分和微观结构均对岩石的差异性溶蚀起到了控制作用,薄层纯灰岩的溶蚀作用要明显强于厚层白云岩质灰岩,溶蚀作用起始于岩石的晶间孔隙、构造与解理处,逐渐扩展使得孔隙、裂隙相互连通;岩石的溶蚀作用随着溶液pH值的降低而逐渐剧烈;厚层灰岩在溶蚀后岩体表面的孔隙面积和孔隙数量与酸性溶液pH值成反比,而薄层灰岩在溶蚀后岩体表面的孔隙面积和孔隙数量与酸性溶液pH值成正比。