柯坪塔格组下砂岩段岩石力学参数特征分析及测井解释方法.pdf

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1、第13卷第26期2013年9月科学技术与工程Vo1．13No．26Sep．2013167l一1815(2013)26—7768—06ScienceTechnologyandEngineering@2013Sci．Tech．Engrg．柯坪塔格组下砂岩段岩石力学参数特征分析及测井解释方法尹帅单钰铭'谢润成'杨宏飞吕孝威杨波(成都理工大学能源学院，油气藏地质及开发工程国家重点实验室。，成都610059)摘要志留系柯坪塔格组下砂岩段为近年来下古生界碎屑岩油气勘查的重点领域。岩石力学参数特征研究对地应力分析、钻探设计和压裂改造等方面

2、意义重大。通过对某地区柯坪塔格组下砂岩段取样，利用MTS“岩石物理测试系统”开展了对岩石的声学和力学同步测试。分析了岩石力学参数饱气／饱水、阶段变化时的特征。区分砂、泥岩提取志留系测井纵横波时差校对关系；并在实验基础上拟合出弹性模量和泊松比的动静转换公式。通过岩石密度、波阻抗和泥质指数得出模拟地层条件下岩石抗压强度计算公式，抗张强度暂取经验值。最终获得志留系各井岩石力学参数测井解释剖面，并对抗压强度实测值和计算值进行检验，误差较小，从而证明该分析计算方法和剖面都是可信的。关键词志留系柯坪塔格组力学参数测井解释剖面检验中图法分

3、类号TEl22．113；文献标志码A志留系柯坪塔格组下砂岩段因同时赋存沥青、要的各井志留系力学参数连续测井剖面。该研究原油及天然气而成为近年来下古生界碎屑岩油气不仅展现出不同岩石问力学参数的内在关联，而且勘查的重点领域¨J，且柯坪塔格组中段泥岩为平均表明该分析方法的有效性。厚度约43．6m(6口井统计结果)，稳定分布的区域1实验样品、设备及原理盖层，对油气保存有利。在此基础上各石油单位先后开展了一系列工作来评价储层、落实圈闭，使该1．1实验样品层位油气富集成藏规律日趋明朗化，从而为制定合实验样品取自五口井柯坪塔格组下砂岩段，

4、样理探井部署方案提供依据。研究范围内多数井(包品尺寸为直径25mm，长度50mm岩心柱，取样深括完钻、正钻及测试井)在该层位均具有良好油气度为5168．96～5602．68mMD(measureddepth)。岩显示，部分井产工业油流，柯坪塔格组钻遇深度均性主要为细一中粒岩屑石英砂岩、细-中粒长石岩屑砂岩。泥砾细粒岩屑砂岩，部分样品镜下组分鉴定显超过5000mTVD(tureverticaldepth)。以三开方式完井，钻遇多套泥岩地层，易出现井壁稳定性问示：Ave石英％(石英平均含量)为61．5％，Ave长石％为题_2；因

5、而岩石力学性质研究尤为重要，但研究较9．4％，A岩屑％(Ave山岩屑％2．8％、Ave变质岩屑％6．2％及Ave沉积岩屑％20％)为29％，杂基(Ave泥质％4．1％)和胶结少。通过对柯坪塔格组下砂岩段取样，应用实验室物(Ave方解石％7．1％及Ave硅质％1．8％)等填隙物的模拟地层条件对下砂岩段岩样力学参数性质进行Ave填隙物％为13．9％。各种分析测试，进行动静参数转换，构建志留系地1．2实验设备及原理层各力学参数测井解释模型；最终获得符合工程需实验采用美国进口“MTS岩石物理测试系统”，该系统包括①数字电液伺服刚性岩

6、石力学测试；②2013年5月14日收到，5月1713修改第一作者简介：尹帅(1989一)，男，汉族，山东泰安新泰市人，硕超声波测量；③孔渗变化测试三个子系统构成，最士，研究方向：岩石力学。E—mail：speedysys@163．com。高伺服：轴压，1000kN；围压，140MPa；孔压，70MPa；环境温度，200℃；孔隙流体介质，饱水或饱26期尹帅，等：柯坪塔格组下砂岩段岩石力学参数特征分析及测井解释方法气。系统可在温度、压力(轴压、孔压及围压)变化波波速增量差异主要原因为声波传播方式及岩石组合条件下模拟各种地层条件(

7、<6000m)，并对岩性质，对于水或气的剪切模量为0，饱水后岩石的体石力学参数、超声波速及孔渗进行同步测试。压力积模量会增加而剪切模量不变J，由公式(2)、式传感器测量误差<1％；轴向位移传感器量程一50一(3)可知饱水后纵波会相应增加而横波变化较小。+50mm，位移分辨精度0．0001mm；超声波换能器白松比增加明显表明水介质对砂岩有一定“软化”。对于25mm直径样频率为1MHz，50mlTl直径样频2．1．2三轴条件下声学参数阶段增量率为500kHz。图2表明随着围压的增加各声学参数值都在增该实验对砂岩岩样进行单轴饱气(

8、常温25℃)加，但是纵横波波速和杨氏模量随围压增加增量逐和三轴饱水(逐步过渡到模拟地层条件125℃，围渐减小，而泊松比各阶段增量变化不大，平均为压65MPa)声学测试和力学测试。声波速度值(1，D、0．242，其实泊松比每个阶段的增量都很小，约为起、)系统可自动获取，抗压强度、静弹性模量、