岩石声学特性影响因素的实验研究

论文摘要

岩石的声学特性,是一较真实反映岩石机械、物理、力学综合性质的参数。岩石声学特性的应用研究对深入了解声波在多相孔隙岩石介质中的传播特点,探索声波的传播规律和影响因素具有重要实际意义和较大学术价值。文中以超声波实验方法作为主要研究手段,分别在常温常压条件下测量了干燥前后岩心的纵、横波速度,得到:岩心干燥后与干燥前相比,纵、横波速度均略有升高,纵、横波速度比略有降低,杨氏模量、剪切模量升高,体积模量基本保持不变或略有降低,泊松比略有降低;在温度28～80 0C及5.4～32.1MPa围压条件下,通过对11块干燥和饱水岩心进行测量,得到了岩心纵波速度随围压及温度的变化规律,实验结果表明,波速随压力的增大以对数形式增加,随温度的升高呈线性减小,温度每增加10 C ,岩石纵波速度约减小1.0%左右,围压每增加5.4MPa,岩石纵波速度约增加1.0～4.0%;最后在实验室对4块岩石样品进行了油驱水情况下弹性波速的测量,重点分析了含油饱和度变化对岩石纵波速度的影响,实验结果表明,随着含油饱和度的增加,及含水饱和度的减少,纵波速度有上升的趋势,且孔隙度越小,纵波速度越高,纵波速度随含油饱和度变化的幅度就越大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究意义
• 1.2 岩石声学特性影响因素的研究现状
• 1.2.1 岩石波速及动弹模量研究的实验技术
• 1.2.2 温度和压力对岩石波速的影响
• 1.2.3 储层特性、孔隙流体状态等对纵横波速度的影响
• 1.3 本文研究的主要内容
• 1.4 技术路线
• 第二章 超声波实验技术
• 2.1 超声波速的测试方法
• 2.1.1 脉冲透射法
• 2.1.2 脉冲反射法
• 2.1.3 脉冲反射－透射法
• 2.2 实验装置
• 2.3 岩心的制备技术
• 2.3.1 岩心的制作方法
• 2.3.2 岩心的精度要求
• 2.4 实验条件的控制与模拟
• 2.4.1 原始地层温度的模拟
• 2.4.2 原始地层压力的模拟
• 2.5 岩石的物理模型
• 2.5.1 空间平均模型
• 2.5.2 球堆模型
• 2.5.3 裂纹模型
• 2.6 岩心孔隙度和渗透率的测定方法
• 2.6.1 岩心孔隙度的测定
• 2.6.2 岩心渗透率的测定方法
• 第三章 岩石波速和弹性模量变化规律的实验研究
• 3.1 波速和岩石弹性模量之间的关系
• 3.2 岩石干燥前后对纵横波速度和动弹模量的影响
• 3.2.1 实验过程
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.3 小结
• 第四章 油井温压条件下超声波速测试技术
• 4.1 岩石纵波速度随温度变化的实验研究
• 4.1.1 实验过程
• 4.1.2 结果与讨论
• 4.2 岩石纵波速度随围压变化的实验研究
• 4.2.1 实验过程
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.3 饱水岩心纵波速度随围压的变化
• 4.3.1 压力与孔隙度的关系式
• 4.3.2 饱和水岩心的孔隙度与波速关系
• 4.3.3 饱水情况下纵波速度随围压变化的理论值和实验值的对比
• 4.4 利用岩石物理模型解释人造纵波速度随围压变化的实验结果
• 4.5 小结
• 第五章 岩石孔隙流体对纵波速度影响的实验研究
• 5.1 实验条件和实验方法
• 5.1.1 实验条件
• 5.1.2 实验方法
• 5.1.3 实验结果与讨论
• 5.2 小结
• 结论和有待解决的问题
• 参考文献
• 致谢