不同影响因素下致密灰岩声波特性研究-论文.pdf

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1、第14卷第15期2014年5月科学技术与工程Vo1．14No．15May20141671—1815(2014)15—0143—05ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．地球科学不同影响因素下致密灰岩声波特性研究程远方孙元伟常鑫时贤许瑞(中国石油大学(华东)石油工程学院，青岛266580)摘要在研究岩石力学性质、获取地层参数的过程中，岩石的声波特性发挥着重要作用。为了研究致密灰岩的声波特性，从鄂尔多斯盆地3500m以下4段灰岩地层取不

2、同孔隙度的岩样进行实验，研究了不同孔隙度、层理、围压、轴压对致密砂岩声波性质的影响。实验结果表明，3500m以下致密灰岩的孔隙度分布在5％～13％之间，并且随着孔隙度的增加，灰岩的弹性模量减小，纵横波速呈线性减小；致密灰岩在平行层理方向纵横波速大于垂直层理方向，因为垂直层理方向灰岩声阻抗大；在0～5MPa内，随着围压增大致密砂岩纵横波速增大明显，围压继续增大，纵横波速变化不明显；轴压较小时，致密灰岩的纵横波速随着轴压的增大变化不明显，当轴压增大到一定程度时，不同围压下纵横波速基本一样，围压对其影

3、响减小。关键词致密灰岩纵横波波速层理孔隙度围压轴压中图法分类号P313．1；文献标志码A随着岩石力学设备的不断发展和完善，越来越1试验多的岩石力学实验能够由室内实验完成；但是现场取心代价太昂贵，所以可以利用岩石的声波特性来1．1试验样品研究岩石的力学性质¨J。声波实验是通过简单便灰岩样品取自鄂尔多斯盆地埋深3500m以下捷的实验手段来获取岩石的动态弹性参数J，然后的4段灰岩地层，每段灰岩地层的样品默认具有相与实验结合，获取整个地层剖面的静态弹性参数；因同的矿物成分，而不同层段的灰岩矿物成分不同，

4、全此，分析灰岩的声波特性具有重要意义。国内外的岩矿物分析由中国石油大学仪器分析中心完成。研究表明，声波在岩石中的传播速度与很多因素有表1给出了采用了×射线衍射矿物含量分析方法获关J，也能够反映出很多的岩石力学性质。灰岩得的部分全岩矿物分析结果，分析了不同的矿物成的孔隙度、层理以及所受的围压和轴压对于灰岩的分和岩样孔隙度之间的关系。为了提高实验过程中岩石力学性质具有很大的影响，也会对纵横波速产的测量精度，所有钻取的岩样保持为直径25mm、高生相应的影响。对于石油生产开采中的盖层泥50mm的圆柱体；

5、并对钻取的岩心柱进行表面精细岩和储层砂岩，前人们已经深入的研究了它们的声处理，高精度抛磨加工，并且保证两端面不平行度最波特性，并对于不同地区不同深度的泥岩和砂岩建大不超过0．05mm，端面不平整度误差最大不超过立了相应的理论模型。”，但是对于埋深极大的致0．02mm。实验过程中要保证岩样和围压油分隔密灰岩的声波特性研究确实极少。所以特别选取了开，用热缩管进行密封，两端装上探头，用橡皮圈将鄂尔多斯盆地埋深在3500m以下的4段灰岩地层密封套和探头夹紧。为了消除测量误差，实验中选的灰岩进行了声波特性

6、实验研究，分析了不同因素用了大量岩心进行实验规律分析，并且选用表面无影响下灰岩的声波特性，这对于鄂尔多斯地区岩石缺陷的岩心，以消除岩样个体差异的影响，减小了岩力学参数的获取具有帮助，其他地区和深度处灰岩石的离散性；为了消除实验中岩样非均质对实验结声波性质的研究具有重要的借鉴意义。果造成影响，首先对岩样进行纵横波速测量，剔除波速值差异较大的岩样(表明岩石内部有明显缺陷)，保证了同一灰岩层段岩样的均质性。表1部分灰岩样品的全岩矿物分析(％)2014年1月3}t收到国家科技重大专项(2011ZX050

7、37—004)；Table1Petrologicaldataforcarbonateset(％)教育部长江学者和创新团队发展计划(RT1086)资助第一作肯简介：程远方(1964一)，男，黑龙江集贤人，博士，教授。研11—96l一一2究方向：石油工程岩石力学。E—mail：y~heng@126．eoln。23—9I3一一335—836一一644一R11n一一15期程远方，等：不同影响因素下致密灰岩声波特性研究145关系曲线，如图9所示。2实验结果及分析2．1孔隙对灰岩声波波速的影响不同灰岩试样的

8、孔隙度见图3，灰岩试样从4段灰岩地层中获取，孔隙度也有4个范围。首先将宣灰岩的孔隙度与矿物成分进行分析比较；然后测定部分岩样的纵横波速以及弹性模量，分析其规律。67891O．：·孔隙度，％、：：-’．：。诖鲢图4波速随孔隙度的变化关系曲线一毯Fig．4Curveofwavevelocitychangingwithporosity样品编号图3样品孔隙度图Fig．3Porosityofsample鲁剥从图3样品的孑L隙度分布图中可以看出，样品的孔隙度基本上可以分为四个范围，与灰岩岩样的㈣㈣㈣㈣㈣㈣㈣