基于数字岩心模型的页岩气储层岩石弹性数值模拟研究

发布时间：2017-12-10 00:04

  本文关键词：基于数字岩心模型的页岩气储层岩石弹性数值模拟研究

  更多相关文章： 页岩气储层岩石 数字岩心 有限元方法 数值模拟 弹性模量

【摘要】：页岩气是一类重要且潜力巨大的非常规油气资源,该类油气赋存的岩石为富含有机质的泥页岩。页岩矿物组成丰富,储集空间复杂多样,油气赋存方式也大相径庭。此外,页岩的基质孔隙极不发育,孔隙类型以微毛细管孔隙为主,渗透率极低。因此,页岩气勘探比常规油气勘探更为困难。岩石物理实验是地球物理勘探的基础。但是传统岩石物理实验周期长、成本高,在低孔、低渗等极端条件下误差大。而且针对非均质性和各向异性较强的页岩,难以取得具有代表性的样品,实验结果不具有普遍性。因此,针对页岩气储层开展传统常规的岩石物理实验的难度很大,页岩气勘探的理论基础研究受到了制约。而基于三维数字岩心的岩石物理数值模拟实验是一种全新的研究页岩气储层岩石的岩石物理性质的有效手段,能弥补传统常规岩石物理实验的不足。本文采用改进的马尔科夫链—蒙特卡洛法(Markov Chain—Monte Carlo Method,简称MCMC法),基于页岩气储层岩石的二维岩心切片图像,分别重构各个组分的三维数字岩心,再组合得到最终的页岩气储层岩石的三维数字岩心模型,为开展弹性数值模拟研究奠定了基础。基于三维数字岩心的基础,利用有限元方法进行了弹性数值模拟研究。通过定量控制三维数字岩心中各组分的含量,探究了各组分含量不同情况下页岩气储层岩石弹性模量的变化规律,并分析了不同类型的粘土矿物及不同孔隙流体对页岩气储层岩石弹性模量的影响规律。对比孔隙度不同的数字岩心的模拟结果可知,岩石各方向上的等效弹性模量均随孔隙度的变化呈线性变化,但不同方向上的等效弹性模量对孔隙度变化的敏感程度不同。对比孔隙饱含气和孔隙饱含水两种情况下的数值模拟结果发现,孔隙流体类型对岩石等效剪切模量无影响。此外,还探究了实际地层情况下孔隙流体对岩石等效弹性模量的影响情况,模拟结果表明,非理想孔隙流体对岩石等效弹性模量影响很小。对于粘土矿物,模拟结果表明其含量及类型均对岩石等效弹性模量有影响:岩石等效弹性模量随粘土含量的变化呈线性变化;但对于不同类型粘土,岩石等效弹性模量随粘土弹性模量的变化可呈指数形式、幂形式或线性形式变化。对于非粘土矿物组分,岩石等效弹性模量随着矿物含量的变化均呈线性变化。但对不同矿物,岩石等效弹性模量对矿物含量变化的敏感程度不同。从弹性数值模拟研究的结果可知,影响页岩气储层岩石弹性性质的因素众多,不同影响因素的影响规律和影响程度不相同。从模拟结果可知,相同外部条件下,同一数字岩心不同方向上的等效弹性模量不相同,且不同方向上的等效弹性模量对各影响因素的敏感度也不相同,这证实了页岩较强的各向异性。
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P618.13

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈辉;关继腾;房文静;;储层岩石周期性电渗流特性的微观机制[J];应用数学和力学;2012年10期

2 孙德明;油田开发后期储层岩石导电机理的实验研究[J];地球物理学进展;1993年04期

3 张曙光,刘景龙,邓颖;储层岩石表面接触角的不确定性研究[J];矿物岩石;2001年01期

4 程媛媛;关继腾;王殿生;;基于毛管模型的含油储层岩石激发极化特性[J];石油地球物理勘探;2013年03期

5 白亚新,王尤富;流体粘度对储层岩石流速敏感性的影响[J];江汉石油学院学报;2003年01期

6 王中言,黄杰藩;储层岩石应力裂缝演化的逐级连通模型及意义[J];地球物理学进展;1993年04期

7 于华;关继腾;陈辉;郑海霞;房文静;;储层岩石流动电位频散特性的数学模拟[J];地球物理学报;2013年02期

8 刘庆生,刘树根;塔北雅克拉油田储层岩石的磁性与矿物学特征及其意义[J];科学通报;1997年24期

9 云美厚,管志宁;油藏注水开发对储层岩石速度和密度的影响[J];石油地球物理勘探;2002年03期

10 汪杰;;储层岩石平均空隙半径两种计算方法的比较与分析[J];消费导刊;2009年03期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 于华;关继腾;房文静;王谦;程媛媛;;储层岩石渗流场-电流场-离子流场微观耦合机理及应用[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

2 汪绪刚;邹洪岚;程兴生;蒋晓岚;张贵霞;;砂岩酸化前后储层岩石力学性质研究[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年

3 孙军昌;郭和坤;刘卫;;复杂储层岩石微观非均质性分形几何描述[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

4 史哥;沈联蒂;;非均质砂砾岩油(气)储层岩石声波特征及规律探讨[A];1995年中国地球物理学会第十一届学术年会论文集[C];1995年

5 李红梅;王兴谋;;济阳坳陷中深层天然气藏储层岩石物理特征研究[A];中深层天然气勘探技术研讨会论文汇编[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 郑水平;辽河油田蒸汽驱开发国内领先[N];中国工业报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 李铭辉;真三轴应力条件下储层岩石的多物理场耦合响应特性研究[D];重庆大学;2016年

2 姜黎明;基于数字岩心的天然气储层岩石声电特性数值模拟研究[D];中国石油大学（华东）;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 张小千;非饱和储层岩石动电耦合微观机理研究[D];中国石油大学(华东);2014年

2 陈永达;ASP驱油过程中储层岩石溶蚀结垢规律及预测方法[D];东北石油大学;2016年

3 魏e，

本文编号：1272341