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川西致密储层岩石力学特性及裂缝应力敏感性研究

高艳霞  
【摘要】: 本文以川西坳陷中段致密砂岩气藏为研究对象,以气藏地质资料为基础,结合岩石力学理论,以实验分析为主要研究手段,对研究区主要产层段岩心进行岩石力学特性和应力敏感性研究。 利用“MTS岩石物理参数自动测试系统”对研究区岩心进行了岩石的变形、强度及动静力学参数测试,依据实验结果及相关理论分析了研究区岩石的变形特征、强度特征、动静力学参数特征及其变化规律和影响因素,讨论了动静弹性参数间的相互关系。 利用FC-040地层裂缝参数测试系统,对研究区砂岩基质和裂缝岩样的应力敏感性进行实验研究,并在实验中考虑了应力变化路径、温度、充填等影响裂缝应力敏感性的因素,用应力敏感系数法评价了研究区砂岩基质及裂缝的应力敏感程度,同时结合岩石力学性质及裂缝闭合力学实验对应力敏感性机理进行分析。研究表明:砂岩基质渗透率的应力敏感程度远大于孔隙度,基质渗透率的应力敏感性与岩石致密程度及岩石本身力学性质有关;研究区基质渗透率应力敏感性总体表现为中等偏弱;裂缝的存在增强了应力敏感性,特别在低有效应力阶段,渗透率随有效应力的增加下降趋势很快,研究区裂缝应力敏感性总体表现为中等偏强;裂缝渗透率表现出较强的滞后现象,经过一次加压后,渗透率的恢复程度较低;温度对砂岩基质和裂缝渗透率均有一定的影响,但其影响程度远远小于有效应力;裂缝充填物能起到抑制裂缝闭合的作用,充填物硬度越高,充填浓度越大,裂缝应力敏感性越弱;裂缝闭合量是随着应力的增大而增加的,且在应力增加的初期阶段,裂缝闭合量最大,以后裂缝的闭合量逐渐减小并趋向缓和,与裂缝应力敏感实验吻合;裂缝变形及恢复与应力作用历史有关;不同应力水平下,裂缝性岩石中变形的主体以及变形量大小不同,因而表现出不同的应力敏感特征。


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