变有效应力条件下致密砂岩声波特性实验研究

摘要

致密砂岩气藏在钻完井、生产过程中有效应力会发生变化,致密砂岩孔隙结构复杂,微裂隙发育,当有效应力增大时,微裂缝发生闭合,孔隙被压缩,使得声波在致密砂岩中的传播特性发生变化.通过探究变有效应力条件下声波传播特点对预测致密砂岩地层压力以及对岩石动态力学参数响应特征的认识具有重要意义.以鄂尔多斯盆地上古生界二叠系典型致密砂岩为研究对象,测定了有效应力增加时,干岩样纵波、横波波速和渗透率.结果表明,当有效应力低于临界有效应力时(0～15 MPa),致密砂岩主要表现为微裂缝的闭合,纵、横波波速与有效应力均呈幂指数关系;当高于临界有效应力时(15～50 MPa),岩石变形特征由线弹性阶段逐渐向塑性变形阶段过渡,致密砂岩发生层间错动,孔隙被压缩,纵、横波波速随有效应力线性变化.同时,渗透率和波速对有效应力的响应具有一致性,当小于临界有效应力时,渗透率随有效应力呈幂指数递减.