[发明专利]孔隙度影响因素测试方法

说明书

本发明提供孔隙度影响因素测试方法，其包含以下步骤：构建骨架颗粒变形模型，并将骨架颗粒变形模型置于不发生位移和变形的刚性约束体内；在骨架颗粒变形模型的孔隙填充刚性流体，并对刚性约束体的上表面施加上覆压力；改变骨架颗粒变形模型的球体数量、杨氏模量以及泊松比，逐步降低刚性流体的孔隙充填压力，计算球体变形情况以及骨架颗粒变形模型的孔隙度变化情况，分析得到表皮效应对孔隙度变化的影响以及有约束变形对孔隙度变化的影响。本发明提供的孔隙度影响因素测试方法采用有限元数值模拟方法，研究多孔介质本体变形过程中的骨架颗粒变形与孔隙度的变化，测试了表皮效应和有约束颗粒变形对孔隙度影响。

技术领域

本发明涉及油气藏开采技术领域，具体地说，涉及一种孔隙度影响因素测试方法。

背景技术

多数油气藏岩石已完成压实和胶结，属于致密多孔介质。油藏开采过程中，孔隙压力下降，岩石被压缩，主要发生弹性变形，孔隙度随应力变化的程度较小。

现有技术中，油藏孔隙度随应力的变化程度通常采用实验方法进行研究，实验表明在10-30MPa的围压条件下，油藏岩石的孔隙度变化幅度在5～40％。储量评价研究中，也通常采用加载围压的实验测试方法对孔隙度进行校正。根据多孔介质的双重有效应力理论，岩石的本体变形遵循孔隙度不变的原则。本体变形的假设条件为骨架颗粒压缩过程中的形状不变，骨架与孔隙的变形是等比例的。岩石压缩后，骨架颗粒的排列形式和粒径分布均没有改变，因此本体变形过程中，岩石的孔隙度不会发生改变。

然而，真实条件下岩石骨架颗粒之间相互接触，颗粒的变形受到邻近颗粒的约束，压缩过程中骨架颗粒的形状会发生改变，不严格遵守等比例变形的假设。

目前，常规测试孔隙度难以避免表皮效应的影响，常规孔隙度变化的分析局限在颗粒的无约束变形前提条件。然而，测试的表皮效应会夸大孔隙度的应力敏感性，同时孔隙度的变化过程中颗粒是有约束变形的。

因此，本发明提供了一种孔隙度影响因素测试方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种孔隙度影响因素测试方法，所述方法包含以下步骤：

构建骨架颗粒变形模型，并将所述骨架颗粒变形模型置于不发生位移和变形的刚性约束体内；

在所述骨架颗粒变形模型的孔隙填充刚性流体，并对所述刚性约束体的上表面施加上覆压力；

改变所述骨架颗粒变形模型的球体数量、杨氏模量以及泊松比，逐步降低所述刚性流体的孔隙充填压力，计算球体变形情况以及所述骨架颗粒变形模型的孔隙度变化情况，分析得到表皮效应对孔隙度变化的影响以及有约束变形对孔隙度变化的影响。

根据本发明的一个实施例，所述骨架颗粒变形模型为多个球体紧密排列的立方堆积体，所述骨架颗粒变形模型的六个表接触壁面为恒应力边界，允许发生位移，壁面为刚性无变形壁面。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包含以下步骤：

设置多组不同球体数量的所述骨架颗粒变形模型，每组骨架颗粒变形模型的杨氏模量和泊松比相同，逐步降低所述刚性流体的孔隙充填压力，计算球体变形情况以及所述骨架颗粒变形模型的孔隙度变化情况，分析得到表皮效应对孔隙度变化的影响。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包含以下步骤：

基于多组不同球体数量的所述骨架颗粒变形模型进行试验，确定球体数量、表皮效应与孔隙度变化的关系，其中，球体数量与表皮效应呈负相关，表皮效应与孔隙度变化量呈正相关。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包含以下步骤：

设置多组不同泊松比的所述骨架颗粒变形模型，每组骨架颗粒变形模型的杨氏模量和球体数量相同，逐步降低所述刚性流体的孔隙充填压力，计算球体变形情况以及所述骨架颗粒变形模型的孔隙度变化情况，分析得到有约束变形对孔隙度变化的影响。