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岩石力学性质与电性相关性数学模型研究

作　者: 李佳蕙
导　师: 孙小洁；施尚明
学　校: 大庆石油学院
专　业: 矿产普查与勘探
关键词: 井径扩大杨氏模量剪切模量声波时差数学模型
分类号: P618.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 158次
引　用: 3次
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内容摘要

岩石强度降低会引起岩石刚性下降,导致声波在岩石中传播速度下降,而长期注水的溶蚀和冲刷作用会引起岩石密度下降。随着测井技术的发展,特别是长源距声波测井和岩石密度测井技术的广泛应用,人们可以直接从声波测井中提取纵波和横波,再结合密度测井对岩石强度变化进行准确地描述。声波测井及密度测井等测井资料可以反映地层的力学特性,可以利用这些资料来确定岩石的力学参数,包括地层的剪切模量、杨氏模量、泊松比等。因此,在大庆长垣北部调整井钻井过程中,开展预防高渗透砂岩层井径扩大技术研究,对于保证钻井施工安全、提高固井质量具有非常重要的意义。本文通过选取1997年和2006年三口井不同层位的岩心样品进行岩石单轴抗压强度和剪切强度实验,分析新老井岩石力学参数中弹性模量、剪切模量和弹性强度的变化规律,利用X-射线衍射、扫描电镜等实验方法找出影响大庆长垣北部岩石力学参数的主要因素;并比较研究区新老井的声波时差、自然电位及密度等测井资料,从中分析出测井数据发生的变化及其原因,同时将测井数据与力学参数结合起来并通过数理统计方法得出适用于大庆喇嘛甸地区岩石力学参数计算的数学模型。研究了大庆油田喇嘛甸地区经过三十年注水开发后主力油层的岩石力学性质变化情况,对测井资料中反映出异常的地层取样并进行X-射线衍射、扫描电镜及偏光镜下鉴定实验,利用井深对应岩石力学力学参数与电性数据,拟合出岩石力学性质与电性相关性数学模型,经数据验证后具有较高的准确性,其符合率大于80%。大庆油田喇嘛甸地区近年来新钻井发生砂岩层井眼扩大现象,这与注入水长期溶蚀冲刷和喇区的构造位置有直接关系。应用该模型进行岩石力学参数的预测,可以对砂岩疏松引起的工程复杂问题起到一定的预防作用,同时结合编制计算软件,使其应用性更强。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
创新点摘要  8-12
前言  12-14
  1. 立项的目的和意义  12
  2. 国内外研究现状  12-13
  3. 研究内容与思路  13
  4. 完成的主要工作及成果  13-14
第一章研究区地质特征  14-21
  1.1 研究区地质概况  14
  1.2 大庆喇萨杏油田地质特征  14-19
    1.2.1 构造特征及油藏类型  14-15
    1.2.2 沉积及储层特征  15-17
    1.2.3 油气水性质与分布  17-18
    1.2.4 油藏注水开发现状  18-19
  1.3 研究区开发历程回顾  19-21
第二章砂岩层电性特征变化研究  21-28
  2.1 测井曲线变化  21-24
    2.1.1 喇嘛甸地区老井PⅠ-Ⅱ号层电性特征  22
    2.1.2 喇区新井PⅠ-Ⅱ号层电性特征  22-23
    2.1.3 新老井电性特征对比  23-24
  2.2 变化原因分析  24-28
    2.2.1 自然电位变化原因分析  24-26
    2.2.2 声波时差变化原因分析  26-27
    2.2.3 电阻率变化原因分析  27-28
第三章岩石力学参数变化研究  28-40
  3.1 影响岩石力学性质的主要因素  28-31
    3.1.1 水对岩石力学性质的影响  28-29
    3.1.2 温度对岩石力学性质的影响  29
    3.1.3 加载速率对岩石力学性质的影响  29-30
    3.1.4 围压对岩石力学性质的影响  30
    3.1.5 风化对岩石力学性质的影响  30-31
  3.2 岩石力学性质的主要参数  31-33
    3.2.1 岩石的弹性参数  31-32
    3.2.2 岩石的各种弹性参数的关系  32
    3.2.3 岩石的强度参数  32-33
  3.3 岩石力学实验  33-36
    3.3.1 实验样品  33
    3.3.2 实验方法  33-34
    3.3.3 岩石岩石性质变化结果  34-35
    3.3.4 新老井岩石力学参数对比  35-36
  3.4 变化原因分析  36-40
    3.4.1 注入水溶蚀  36-38
    3.4.2 黏土矿物水化膨胀的影响  38-39
    3.4.3 区域构造因素  39
    3.4.4 力学因素的影响  39-40
第四章岩石力学参数与电性相关性数学模型的建立  40-46
  4.1 数学模型的提出  40
  4.2 岩石力学参数与电性相关性  40-42
  4.3 相关性数学模型的建立  42-44
    4.3.1 剪切模量与电性相关性  42-43
    4.3.2 杨氏模量与电性相关性  43
    4.3.3 岩石弹性强度与电性相关性  43-44
  4.4 数据验证  44-46
第五章计算软件的编制  46-49
  5.1 软件的特点和运行  46
    5.1.1 软件特点  46
    5.1.2 软件运行  46
  5.2 软件基本功能介绍  46-49
结论  49-50
参考文献  50-53
发表文章目录  53-54
致谢  54-55
详细摘要  55-62

岩石力学性质与电性相关性数学模型研究

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