岩心裂缝观测与破裂实验分析

如题所述

(一)岩心裂缝观测

储层的定量分析与预测,立足于裂缝观察与测量资料的基础上。通过岩心观察描述,可以大体了解储层裂缝的性质与特征、裂缝的产状与填充情况,定性确定裂缝形成的机制和成因,为建立三维地质模型和数值模型打下基础。

岩心裂缝观测方法包括全岩心裂缝观测和切片岩心裂缝观测。不同的观测方法,描述内容有所不同。全岩心裂缝观测与统计内容如下。

1.岩心裂缝几何参数

1)裂缝类型,包括张裂缝、张剪缝、剪切缝、缝合线、溶蚀缝、风化缝等。

2)裂缝的几何参数,包括裂缝的长度与宽度。

3)裂缝产状,包括倾角与方位。

4)裂缝形状,即裂缝的规则程度。

5)裂缝充填情况,包括充填物及充填程度。

6)裂缝面特征,包括镜面、擦痕、锯齿等。

7)裂缝间的交切关系及连通性。

切片岩心裂缝观测,着重描述裂缝宽度、裂缝充填物、裂缝间距、裂缝交切关系、裂缝充填程度等。

2.岩心裂缝密度的统计与分析

裂缝密度表示岩石破裂的程度。体积裂缝密度指裂缝总表面积与基质总体积的比值,计算公式如下:

地球物理测井

式中:Vt为统一尺度的岩心柱体积;≈表示用岩心柱总体积代替基质总体积,在基质孔隙度比较低的情况下,可以近似代替;Si为第i条裂缝表面积;N为岩心柱体积内观测到的裂缝总条数。

研究岩心裂缝体密度有两个重要意义:一是用于计算裂缝孔隙度;二是用于建立储层裂缝预测模型和检验裂缝预测的可靠性。关于裂缝体密度观测统计公式如下:

地球物理测井

式中:H为岩心柱高;N为岩心柱内观测的总裂缝条数。

(二)破裂实验

岩心裂缝观测是指地质时期的构造运动遗留下来的破裂痕迹,试件裂缝是指室内岩石力学实验后在试件上形成和保留的裂缝轨迹。试件是指从钻井岩心上选取的岩石样品,在不同的温度压力条件下(模拟地壳深度环境条件)进行岩石力学实验,保留试件在实验过程中的破裂痕迹,观测裂缝特征。根据裂缝的力学成因,通过试件裂缝分析,掌握天然裂缝的形成机制,为建立裂缝预测模型打下基础。实验内容如下:

1)裂缝性质随围压增加,裂缝由张裂缝向剪切缝过渡。

2)裂缝张开度、裂缝长度及裂缝倾角。

3)裂缝面粗糙、光滑、凹凸不平等裂缝面特征。

4)试件裂缝体密度与应变能密度的关系。统计分析试件裂缝体密度与应变能密度之间的关系发现,裂缝体密度与围压、岩性及结构有关。不同试件之间的对应关系不同。

(三)裂缝统计与分析

岩心裂缝统计与分析结果具有两种意义。一是了解储层裂缝的大致情况;二是为数值模拟提供基本数据及验证资料。统计与分析内容主要包括如下内容。

1)裂缝几何参数之间的相互关系。

2)裂缝发育程度与深度的关系。

3)裂缝密度与裂缝孔隙度的关系。

4)裂缝与构造的关系。

5)裂缝与岩性的关系。

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