再谈岩石本体变形的孔隙度不变原则

作者：朱苏阳; 李冬梅; 李传亮^*; 李会会; 刘雄志

来源：岩性油气藏, 2021, 33(02): 180-188.

• 岩石骨架
• 孔隙度
• 本体变形
• 有约束变形
• 数值模拟
• 表皮效应

油藏岩石的本体变形中,骨架颗粒形状不变的假设认为岩石在压缩过程中孔隙度保持不变,然而,岩石骨架颗粒的形状并非严格保持不变。为研究骨架颗粒形状变化对孔隙度的影响,基于弹性变形模型,采用有限元数值模拟方法,研究了多孔介质本体变形过程中的骨架颗粒变形及其对孔隙度的影响机制。结果表明,加载过程中骨架颗粒在约束方向(颗粒接触位置)位移较小,在无约束方向(孔隙位置)位移较大,从而改变了颗粒的形状,降低了岩石的孔隙度,然而,岩石矿物的杨氏模量较大,且岩石中骨架颗粒的约束条件比数值实验中更为苛刻。因此,骨架颗粒变形对于孔隙度的影响极为微弱。数值实验中的刚性表皮仅对孔隙度的初始值有一定的影响;但是岩心夹持器中的柔性表皮则对测量过程有较大的影响,这是导致实验中孔隙度较大变化的直接原因。因此,油藏开采过程中,岩石的变形过程依然可以认为遵循"孔隙度不变性原则"。

• 单位
  中国石油勘探开发研究院西北分院; 油气藏地质及开发工程国家重点实验室; 西南石油大学