岩石热开裂影响因素分析

室内大量岩心的实验结果表明，岩心经过高温热处理后，其渗透率、孔隙度等参数会发生较大的变化且这些变化存在一定的温度界限，不同类型的岩心具有不同的温度界限。从这些实验结果出发，对影响岩石热开裂的因素进行了初步的探讨和分析。     

温压下岩石孔隙度,渗透率参数测定仪研制及实验研究

本论述了温压下岩石孔隙度，渗透率参数测定仪器原理，仪器结构以及各种条件实验，实验结果表明，该仪器在不同温压下，孔隙度，渗透率测量最大相对误差分别小于０．３％和１．９％，同一压力下，随温度升高，岩石孔隙度变化呈负相关，同一温度下，随压力的升高，岩石孔隙度变化呈负相关，而岩石的气体渗透率与压力和温度变化不太明显。     

低孔低渗透岩心分析中的几个问题——以中原油田文东地区为例

本文介绍了常规岩心分析中经常遇到的低孔低渗透岩心的诸如孔隙度、渗透率等测定中的几个问题,及其对实验室内测定结果的影响因素。储层岩心试验表明,围压对气体渗透率的测定有较大影响,岩石渗透率随围压的增加而减小;地层水中含有不同浓度的盐,对实验室内渗透率的测定也有不同程度的影响,而对岩石孔隙度的测定基本没有影响;用饱和液体法确定岩石孔隙度,其饱和程序对孔隙度的测定结果有较大影响。     

注采过程中岩石压缩系数、孔隙度及渗透率的变化规律

目前我国许多油气藏进行了保压开采措施及对部分衰竭油气藏进行储气库改造措施, 油气藏流体反复注采,使得孔隙内外压差不断变化, 导致岩石压缩系数、孔隙度、渗透率发生着不断的变化。对于岩石物性参数随压力下降的变化规律已有统一认识, 但对于地层压力循环升降过程中岩石物性参数的变化规律研究还较少。研究过程中采用实际人造岩心, 从实验角度经过反复升降围压实验对岩石压缩系数、孔隙度及渗透率进行了测试。研究表明, 岩石物性参数随压力的变化而变化; 岩石孔隙度不同, 其他参数变化规律不同; 渗透率随压力循环升降存在滞后效应。     

注采过程中岩石物性参数变化规律研究

目前我国许多油气藏采用保压开采措施生产，对部分衰竭油气藏进行储气库改造措施。油气藏流体反复注采，使得孔隙内外压差不断变化，导致岩石压缩系数、孔隙度、渗透率等物性参数也在不断发生变化。本研究采用人造岩心，经过反复升降围压实验对岩石压缩系数、孔隙度及渗透率进行了测试。研究结果表明，岩石物性参数随压力的变化而变化。岩石孔隙度不同．其它参数变化规律不同：渗透率随压力循环升降存在滞后效应。     

温度与压力对岩石物性和电性影响实验研究

由岩石高压物性实验和高温高压电性实验得知，岩石在高温高压条件下，其物性参数与电性参数都将发生较大变化。岩石孔隙度的减小量与压力有关，岩石受压后的渗透率除与孔隙度有关外，亦与所受压力大小有关。随温度的升高，m和n值降低；随压力的增大，m和n均增大。     

莺歌海盆地高温高压储层渗透率敏感性研究

莺歌海盆地快速沉积、泥流体底辟活动等多因素促使其高温高压特征的形成,对该地区储层岩石在变温度条件下的渗透率进行了测试,旨在研究该地区砂岩从20℃升温到150℃过程物理和物理-化学的机制对砂岩渗透率的影响。实验结果表明:在压力水平一定的情况下,岩样的渗透率随温度的增加都呈现下降的趋势,且随着温度逐渐增加,渗透率下降较快,幅度多超过30%,在温度升到80℃附近时,渗透率变化率为突变台阶,岩样在80℃时的渗透率下降幅度一般都超过40%,而温度升高到80℃之后渗透率下降变缓,变化率多小于10%;不同物性的岩石样品因受物理和化学改造程度的不同而呈现出较大的温度敏感性差异。     

非均质致密砂岩应力敏感性的定量表征

基于渗透率应力敏感实验研究非均质致密砂岩渗透率应力敏感性,根据颗粒Hertz接触变形法则,建立非均质致密砂岩毛管孔隙渗透率应力敏感定量表征模型,对孔隙度、渗透率和渗透率级差随有效应力变化规律进行了量化分析,并将理论计算结果与实验结果进行对比验证,从理论上对实验结果及规律进行了解释。结果表明,非均质致密砂岩的应力敏感性主要表现为渗透率应力敏感性,不同岩石渗透率随有效应力的变化具有不同步性,岩石渗透率越低,渗透率下降速度越快,非均质岩石渗透率下降速度介于岩石高渗透层与低渗透层渗透率下降速度之间;非均质岩石渗透率级差越大,渗透率应力敏感曲线越靠近岩石低渗透层渗透率应力敏感曲线,且渗透率级差随着有效应力的增大而不断增大。     

高温及超高温下水泥石力学及孔渗特性变化规律

页岩油原位注热开采过程中,井筒温度处于高温或者超高温状态,容易导致水泥环密封完整性失效,开展水泥石在高温及超高温下的力学特性和孔渗特征变化规律极为重要。对此,研究了不同温度热处理条件下水泥石力学特性的变化,基于数字图像相关技术,分析了高温处理后水泥石破坏模式的变化,采用低场核磁共振技术对于热处理后水泥石孔隙度和渗透率的变化规律进行了研究,并分析了孔隙度与渗透率关系的相关性。研究结果表明,对于高温处理后的水泥石试样,随着热处理温度的不断增加,水泥石单轴压缩强度先增加、后减少。试样的孔隙度和渗透率不断增加,其规律为先缓慢增加、后快速增加,主要是因为热处理温度较低时,产生的主要是微、小孔隙且并未发生连通;随着热处理温度的不断提升,部分微、小孔隙聚合成为中、大孔,且不同级别的孔隙之间出现连通,进而导致渗透率显著升高。研究结果对于页岩油原位注热开采过程中水泥环密封完整性的保护以及水泥浆配方的优化具有重要的参考意义。     

地层上覆压力下物性参数特征研究

由于净上覆压力在油田开发过程中变化幅度较大,因此对净上覆压力下物性参数特征的研究就显得尤为重要。利用CMS-300岩心自动分析仪模拟地层上覆压力的变化过程,研究油藏岩石渗透率、孔隙度和孔隙体积压缩系数随净上覆压力的变化关系,得出了各参数的变化规律,给出了它们之间的回归表达式,并从岩石孔隙结构特征和岩石骨架特征等方面进行了机理性分析。研究表明,在净上覆压力作用下,岩石渗透率和孔隙度变化程度不同,低渗透岩石的渗透率比其孔隙度的变化率更大,而低孔隙度岩石的孔隙体积压缩系数变化幅度较大;同时,幂律关系能较好地描述上述变化特征。     

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沁水盆地煤岩样品高温高压变形实验结果表明,不同煤级的煤岩,在其相同的实验条件下,煤岩强度即表现出一致性又显现出差异性。而在不同的实验条件下，对于煤岩强度的影响，温度效应要高于压力效应。在一定的温压条件下（300 ℃/300 MPa），中煤级煤应力强度低于高煤级煤的应力强度；高煤级煤惰质组含量低的煤岩应力强度最小。煤岩的脆—韧性转变发育于200 ℃/200 MPa和300 ℃/300 MPa之间，此时煤储层的孔隙率在减小，同时产生了一些裂隙，增加了煤储层的渗透性。文章试图结合煤岩显微组分、渗透率和比表面积等测试结果，探讨煤岩变形与储集性能的关系。     

富有机质页岩高温热激增渗效果实验评价方法

高温热激可有效缓解致密型油气层钻完井及水力压裂过程中造成的水相圈闭损害,并因诱发岩石破裂而一定程度地增加储层渗透率.然而目前关于高温热激岩样的预处理、实验程序及评价指标等方面尚未取得共识.以四川盆地志留系龙马溪组页岩储层为研究对象,建立了高温热激增渗效果评价实验流程,分别考虑干燥岩样和含水岩样的情况,开展了5℃/min...     

利用数字岩心方法评价稠油开采方式对渗透率的影响研究

参照目标储层岩石物性参数分布范围,采集了相对低、中、高渗的典型岩样,分别模拟地层温度和热采高温环境下的防砂及排砂流动过程,并对实验岩样进行CT扫描及图像后处理三维重构,建立数字岩心,利用孔道网络流动模拟技术,研究热采防砂、排砂开发方式对储层岩石孔道微观结构和地层渗透率的影响规律.结果表明:在地层温度条件下,防砂导致孔隙...     

热处理提高煤岩渗透率的机理

为了探索煤岩渗透率与温度的关系及其机理,通过加热实验研究了二者在 200 ℃以内的关系,通过 X衍射分析、电镜扫描等手段,并从煤化学、煤地质学等角度对其机理进行了分析。结果表明:初始渗透率在 0.5 mD以内的煤岩,经加热处理后其渗透率可显著增至 15 mD以上。分析认为:煤岩热处理后渗透率提高的机理为:煤岩脱水以及部分挥发组分的逸散会产生新的渗流孔隙;甲烷分子的解吸以及基质凝胶化组分脱水,导致煤基质收缩;煤岩中碳氢原子发生氧化生成气态产物并逸散,形成了微小裂缝并降低了煤岩的致密程度;热应力作用下煤岩内部变形不均产生了微小裂缝。最后提出可以对煤层注入热 CO2提高采收率。     

不同冷却方式对热损伤砂岩力学与声学特征影响

本文选取地球岩石圈中典型的砂岩作为研究对象,通过开展高温作用后的砂岩在自然冷却与遇水冷却两种条件下的声波透射试验、岩石孔渗测量.分析砂岩在不同温度处理、不同冷却方式下的声发射特征、孔渗参数、弹性模量,结合岩石在常温下各参数进行对比分析.研究结果表明:(1)随热处理温度的增加,砂岩P波速度不断下降,质量损失率不断上升,且...     

Plasma Heating of Carbonate Formations

Calcium carbonate rock samples were exposed to high temperature argon plasma to investigate the efficiency of plasma heating for fracturing carbonate formations. Plasma temperature can change the basic properties of the rock through fracture and calcination, which in turn can result in a significant increase in its porosity and permeability. Several calcium carbonate cores with a diameter of 25.4 mm and a height of 29 mm were subjected to axial plasma heating at different temperatures and for different periods of time. The experimental results indicated that the top surface temperatures of the samples ranged from 800°C to 900°C and the temperature reached steady state within 4 min. The scanning electron microscope (SEM) and porosity analysis of the treated samples indicated significant changes in the basic structure of the rocks and a substantial increase in both porosity and permeability. A mathematical model was developed to predict the temperature distribution along the axis of the heated sample and to estimate the time needed to achieve steady state. The model predictions were in good agreement with experimental results.     

高温对富有机质页岩岩石物理特性的影响

以四川盆地下志留统龙马溪组富有机质页岩为研究对象,分析了高温处理后页岩岩石物理特性的变化规律,同时也探讨了高温对页岩岩石力学特性的影响。研究结果表明,随着温度的升高,页岩岩样的色调逐渐由黑色变为灰白色;页岩样品质量随着温度增加先缓慢下降后再快速下降,而孔隙度和渗透率先缓慢上升后快速上升,即质量、孔隙度和渗透率在温度增加的过程中发生了较明显变化,说明该过程中存在一个阈值温度,龙马溪组页岩的阈值温度范围在300~400℃;随着温度的增加,页岩样品纵横波时差降低,而纵横波衰减系数增大;随着温度增加,页岩样品单轴抗压强度降低,弹性模量下降,泊松比变化规律不明显。     

Plasma Heating of Carbonate Formations

Abstract

Calcium carbonate rock samples were exposed to high temperature argon plasma to investigate the efficiency of plasma heating for fracturing carbonate formations. Plasma temperature can change the basic properties of the rock through fracture and calcination, which in turn can result in a significant increase in its porosity and permeability. Several calcium carbonate cores with a diameter of 25.4 mm and a height of 29 mm were subjected to axial plasma heating at different temperatures and for different periods of time. The experimental results indicated that the top surface temperatures of the samples ranged from 800°C to 900°C and the temperature reached steady state within 4 min. The scanning electron microscope (SEM) and porosity analysis of the treated samples indicated significant changes in the basic structure of the rocks and a substantial increase in both porosity and permeability. A mathematical model was developed to predict the temperature distribution along the axis of the heated sample and to estimate the time needed to achieve steady state. The model predictions were in good agreement with experimental results.     

页岩储层超临界CO2增透规律实验

为研究超临界CO2对页岩储层的增透效果,利用自主研制的岩石三轴渗流实验装置,开展超临界CO2注入页岩储层增透规律研究.研究结果表明:页岩储层CH4渗透率随孔隙压力增加呈负指数变化,页岩样品注入超临界CO2后增透效果显著,CH4渗透率最大可提高103.98％(3号样品);恒温条件下,注入压力为9.0 MPa时超临界CO2...     

POROSITY AND PERMEABILITY EVOLUTION ACCOMPANYING HOT FLUID INJECTION INTO DIATOMITE

An experimental study of silica dissolution was performed to probe the evolution of permeability and porosity in siliceous diatomite during hot fluid injection such as water or steam flooding. Two competing mechanisms were identified. Silica solubility in water at elevated temperature causes rock dissolution thereby increasing permeability; however, the rock is mechanically weak leading to compression of the solid matrix during injection. Permeability and porosity can decrease at the onset of fluid flow. A laboratory flow apparatus was designed and built to examine these processes in diatomite core samples. At the core level, we measured the pressure drop as a function of time for fixed injection rates to determine permeability variation and utilized an X-ray Computerized Tomography (CT) scanner to measure in-situ porosity. At the pore level, a scanning electron microscope (SEM) was used to observe changes in pore morphology. We found that porosity decreased initially due to compaction caused by the imposed pressure drop across the core. Later, porosity increased as silica dissolved. Dissolution of the rock matrix appeared to be relatively uniform; wormholes were not observed even after tens of pore volumes of fluid injection.