辽河油田小龙湾地区粗面岩油藏岩石力学特性研究

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1、第３５卷第１期石油钻探技术Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１２００７年１月ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＤＲＩＬＬＩＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳＪａｎ．，２００７钻井与完井辽河油田小龙湾地区粗面岩油藏岩石力学特性研究蒋宏伟１王克雄１翟应虎１刘德铸２高义兵３（１．中国石油大学（北京）石油天然气工程学院，北京昌平１０２２４９；２．辽河油田公司钻采工艺研究院，辽宁盘锦１２４０１０；３．四川石油管理局测井公司，重庆４０００２１）摘要：粗面岩油藏是一种特殊油气藏，已受到国内外油田的广泛关注，但目前国内对粗面岩力学特性的研究还很少。分析了粗面岩的岩性和裂缝发育情况，以岩石力学和弹性力学为理论基础，从岩石的

2、应力应变曲线和试验的基本原理出发，结合辽河油田小龙湾地区现场实际，通过粗面岩岩心单轴试验，得到了粗面岩的抗压强度、弹性模量、泊松比和抗拉强度等基本岩石力学参数。根据试验得到的应力应变曲线，结合弹性力学相关理论，得出小龙湾地区粗面岩的力学特性为线弹性，并给出了其基本力学参数的取值范围。该结果对辽河油田小龙湾地区粗面岩油气藏的压裂设计和油气田开发具有重要的指导意义和参考价值。关键词：火成岩；岩心试验；岩心分析；辽河油田中图分类号：ＴＥ２１文献标识码：Ａ文章编号：１００１０８９０（２００７）０１００２６０３１９９６年，辽河东部凹陷欧利坨子地区的欧２６井质含量５％。在

3、预计的沙３段火成岩中获得１５０ｔ／ｄ的高产工业油小龙湾地区粗面岩的裂缝较发育。粗面岩次生储气流，与此相应的储层被确定为以火成岩为单一目的集空间分为裂缝和孔隙两类，其中裂缝为晚期断裂活层的粗面岩油气藏。此后陆续在黄沙坨地区、青龙动致使粗面岩体破碎而形成的构造裂缝，这些裂缝虽台、驾掌寺等地区的火成岩中勘探获得成功，发现了有些被碳酸盐所填充，但相当一部分被溶蚀，成为有小龙湾千万吨级的粗面岩油气藏。效储集空间；而形成较晚的裂缝基本未被充填，成为在辽河油田粗面岩开发过程中发现，粗面岩油藏油气聚集的场所。小龙湾地区的粗面岩不仅具有复杂必须进行压裂改造。但由于粗面岩油藏属于火成岩，的

4、孔隙类型，而且孔隙结构也具有特殊性，主要表现它的成岩过程、成岩机理、矿物成分均不同于沉积在以下几个方面：孔隙类型多，几何形态各异，孔、岩。目前对它的压裂特性研究又尚未进行［１］，因而在洞、缝交织在一起，储集空间结构复杂，孔隙分布不压裂过程中根据粗面岩力学特性确定压裂压力、分析均，孔隙连通性差，裂缝起改善储集物性的重要作裂缝产生规律，是粗面岩油藏开发中必不可少的环用。这些都反映出小龙湾地区粗面岩储层孔隙、裂缝节，对油藏的开发过程具有重要的指导意义。分布的非均质性。１粗面岩岩性分析２试验原理和设备粗面岩由正常粗面质熔岩流形成，它的显著特点２１理论分析是斑晶发育，具有粗面结

5、构，总体呈浅灰、灰、深研究岩石力学特性最普遍的方法是对长度为直径灰、灰绿色。矿物成分以正长石为主，并含有少量的２～３倍的圆柱体岩心进行三轴试验。对于作用在圆斜长石、角闪石、黑云母、方沸石。小龙湾地区的粗柱体上的任何应力，轴向和侧向应变可用贴在圆柱体面岩具有斑状、块状结构，基质具有粗面结构。斑晶上的应变试验测定片来测量，或者通过位移来测量，含量１５％，粒径为０．２～２．２ｍｍ。基质晶粒粒径０．０１～０．２０ｍｍ。斑晶：碱性长石自形－半自形，短柱状，蚀变中等，含量１３％；斜长石自形长板状，收稿日期：２００５０５１０；改回日期：２００６０９２１作者简介：蒋宏伟（１９７

6、８－），男，河南鄢陵人，２００１年毕业双晶发育，蚀变中等，含量１％；辉石见暗化边，含于江汉石油学院石油工程专业，在读博士研究生，从事油气井岩石量１％。基质以碱性长石微晶为主，少量斜长石微力学与工程方面的研究。晶，板状、长板状定向排列，含量８０％。玻璃隐晶联系电话：（０１０）８９７３３７０６第３５卷第１期蒋宏伟等：辽河油田小龙湾地区粗面岩油藏岩石力学特性研究·２７·并根据测试数据作应力应变曲线（如图１所示）［２］。值即为岩石的抗压强度。３）液压式压力试验机。用液压式压力试验机做抗拉强度试验，按照式（４）计算岩心的抗拉强度。３试验结果图１应力应变曲线３１试验岩心将从油

7、田现场取回的岩心分为３组。第１组为在图１中（ａ）表示线弹性材料，（ｂ）表示切线模小２４井取得的４块岩心，分别编号为：１１、１２、１量犘犙和割线模量犗犘的完全弹性模量，（ｃ）表示加３、１４；第２组为在小２５井取得的３块岩心，分别载和卸载循环的有滞变的弹性材料。编号为：２１、２２、２３；第３组为在小２３井取得３图１（ａ）的应力应变曲线在犉点以破坏突然终块岩心，分别编号为：３１、３２、３３（见表１）。结，可表示为：表１所取岩心的规格和质量σ＝犈ε（１）岩心井号井深／ｍ直径／ｍｍ长度／ｍｍ质量／ｇ式中，犈为杨氏模量。１１小