裂缝性油藏动态应力场岩体孔渗演化研究

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在油田实际生产过程中,随着注采时间的不断推进,注采工作制度的不断改变,目的层孔隙压力不断变化,进而导致地层压力重新分布并呈动态变化;同时地层孔隙压力又诱导地应力发生改变,这就是地层岩石在动态应力场作用下发生损伤。损伤不断积累地层岩石渗透性必然发生改变。目前人们还没有找到一种方法将动态应力场与孔渗演化结合起来。建立有效的注采动态应力场岩体孔渗演化模型对油田制定新的开发方案具有一定指导意义,尤其是对于井网部署和制定油井增产措施方面意义重大。可以有效的预测开发制度改变下地层岩石孔渗特性随时间的变化,了解地层岩体参数变化,进而强化采油,提高采收率并延长油田开发年限。此外本研究对于石油工程以外的水利工程、隧道工程、地下仓库工程等多个工程领域有积极的指导意义,具有很高的理论价值与使用价值。本研究的对象是含天然裂隙的地层岩石,目的是建立动态应力场下的孔渗演化模型,而沟通应力场和孔渗演化的桥梁是损伤。本文从孔隙压力入手,研究了动态应力场地层孔隙压力随时间的变化规律,建立了应力场随时间变化的动态模型;其次运用损伤力学理论建立了裂隙岩体本构方程,确立了损伤发生判据、建立了裂缝扩展模型,并推导出了裂隙岩体损伤演化应力应变方程;最终在前人研究的基础上建立了岩体损伤场和渗流场的耦合方程,进而得出了动态应力场下裂隙岩体孔隙度和渗透率随时间演化的模型。
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