阿姆河右岸灰岩纵波速度与密度的关系分析

基于阿姆河右岸地区31块饱和盐水的灰岩岩样的岩石物性测试数据,对Castagna等提出的纵波速度-密度的多项式和指数关系式的正确性进行了分析.实际测试数据的分析结果表明,Castagna等提出的指数关系式在该区的预测误差较大,而多项式关系式可以较好地反映该区灰岩岩样的纵波速度-密度的关系,且随着围压的增加,多项式拟合的精度逐步提高,有效地验证了多项式关系式的正确性.该结论有助于研究区的储层预测研究,具有重要的理论和实际应用价值.     

灰岩声波波速和力学参数之间的关系研究

首先利用非金属超声波仪器设备测量风化灰岩试样的纵波波速和横波波速,然后对试样开展单轴静抗压试验,对试验结果进行统计分析,得到纵波波速与横波波速和岩石单轴静抗压强度、静弹性模量及静泊松比之间的关系,并给出相应的拟合关系式.研究结果表明:纵波波速和单轴静抗压强度、纵波波速和静弹性模量之间具有良好的线性正相关性;横波波速和单轴静抗压强度、横波波速和静弹性模量之间也具有线性正相关性,但相关性不如纵波波速显著;纵波波速和静泊松比、横波波速与和静泊松比之间的相关性差.对于实际工程应用,可以根据给出的拟合关系式和纵波波速测量结果预测灰岩的单轴静抗压强度与静弹性模量.     

声波时差与岩石岩性参数关系的统计分析研究

物理量之间的关系可能是多元函数的关系。本文用统计分析的方法来研究有效压力P、孔隙度φ、岩石密度ρ_b、渗透率κ对声波时差的影响。在实验室测定18个砂岩样品所得的一系列数据进行统计分析,并对于每一个样品,拟合出声波时差和有效压力的关系式。从这些关系式,可以看出声波时差随有效压力的增大而指数衰减,并且所有的样品均很好地满足这种关系式。对于不同的样品,这些关系式里的系数不同。对所有的样品所测得的岩石岩性参数进行综合,得到了最佳多元函数拟合公式。这个最佳拟合经验关系式描述了有效压力、孔隙度、渗透率和岩石密度对声波时差的综合影响。     

基于近似流体替代的快速无迭代横波速度预测方法

 横波速度对于储层表征、流体识别具有重要意义。实际测井数据中横波速度信息缺乏,因而横波速度预测已成为岩石物理研究的重要内容。经验回归公式法横波速度预测都是建立在水饱和岩石的基础之上,油气饱和储层横波速度预测需要先对流体进行替代。利用无需横波速度的流体替代方法预测油气储层饱含水时的纵波速度,克服了传统流体替代方法需要横波速度的局限。再借助水饱和岩石纵波速度-横波速度回归关系式实现储层完全饱含水时的横波速度预测。进而通过密度校正,获得储层含油气时的横波速度,建立了一种快速无迭代的横波速度预测方法。将该方法成功地应用于实际测井资料的横波速度预测,预测结果表明,预测精度相对未进行流体替代的预测结果,有较大的提高,说明快速无迭代横波速度预测方法是行之有效的。     

岩石裂隙中的含水量对岩石声波速度的影响

曾采用超声波测量了岩石中纵波速度随含水量的变化。通过干燥和饱和岩石的纵波速度之差异随孔隙率的增加而增加的关系,在本文中,我们定量地探讨了岩石中含水饱和程度对纵波速度的影响。     

岩石点荷载试验在隧道动态围岩分级中的应用——以郑万高铁向家湾隧道为例

点荷载试验可以在施工现场简便快捷地获取岩石强度,但现有的点荷载强度和单轴抗压强度经验换算公式在不同地区、不同岩性的岩石中难以具有普适性。本文以向家湾隧道三叠系灰岩为研究对象,开展了大量点荷载与单轴抗压对比试验;并采用数值模拟研究了不同形状岩块在点荷载作用下的应力分布,从理论上印证了点荷载试验在不同形状的岩块中的适用性;在此基础上建立了适用于兴山地区三叠系灰岩的点荷载强度和单轴抗压强度经验换算公式,并以此为依据对向家湾隧道试验段灰岩围岩进行了亚分级,为今后具有相似工程地质条件的地区的工程建设提供借鉴。     

伊朗Y油田孔隙型灰岩地层压力检测方法研究

灰岩地层纵波速度对地层压力变化敏感性较低,若采用传统针对砂泥岩地层的模型进行孔隙压力计算可能导致较大计算误差。伊朗Y油田上部地层主要为砂泥岩夹孔隙型灰岩地层,中下部为大段孔隙型灰岩地层。针对该油田孔隙型灰岩地层岩性、异常高压形成机制、地球物理响应特点,形成了一套孔隙型灰岩地层压力综合检测方法。对于中部具有泥岩夹层的灰岩地层,优选传统基于泥页岩沉积压实规律的计算方法;对于无法提取泥岩点的大段孔隙型灰岩地层,采用多元速度模型和有效应力定理进行检测。方法在Y油田20口井得到应用,检测精度达90%以上,为井身结构和钻井参数优化提供了重要地质参数。     

塔里木盆地塔中地区岩石力学参数模型建立及其应用

通过对塔里木盆地塔中地区鹰山组地层的岩心进行室内岩石力学试验,获得了该地区岩石的杨氏模量、泊松比、内聚力、内摩察角等静态岩石力学参数和动态岩石力学参数。对试验结果进行了分析研究,得到了岩石纵横波时差关系拟合模型、岩石力学参数拟合模型及动静态参数关系模型。根据回归分析建立的岩石力学参数模型,结合测井资料得到的岩石力学参数剖面,为预测区块地应力、地层孔隙压力、合理钻井液密度确定等提供准确的岩石力学参数,为钻探提供合理的工程参数。     

改进的鲁棒迭代最小二乘平面拟合算法

针对迭代特征值最小二乘法不具备鲁棒性,提出一种改进的统计分析方法,用于含有大量异常点的点云的平面拟合.首先由移动最小二乘法拟合抽样点的近邻域平面,采用最小平方中位数法选择拟合模型,将该模型作为初始模型调用迭代特征值最小二乘法对点集拟合,通过逐渐剔除异常点,不断精炼模型,最终得到较精确的平面模型.此算法克服了一般向后剔除方法的缺点,具有了鲁棒性,且不失原方法的精确性,同时提高了迭代收敛速度.     

天然气水合物样品声纵波特性和温压影响测量

介绍了低温实验室合成天然气水合物声纵波传播速度和衰减的测量,以及不同温度和压力条件对纯甲烷水合物样品纵波传播速度的影响．在0—15℃温度范围内测量了冰、四氢呋喃（tetrahydrofuran,THF）水合物、天然气水合物样品及它们与砂的混合物样品的声纵波速度和声波穿透后的幅度．当冰、THF水合物、天然气水合物的密度分别为898,895和475kg／m3时,纵波速度分别为3574,3428和2439m／s,衰减依次增大．天然气水合物与砂的混合物的纵波速度明显低于冰与砂和THF水合物与砂的混合物样品的速度,它们的声衰减都比较小．实验室合成的天然气水合物密度比较低,当密度为475kg／m3时,纵波速度为2439m／s;经过压实密度增加,纵波速度随之增加,而衰减逐步减小,当密度为890kg／m3时,速度为3259m／s．在温压影响实验中的两个样品均在同样的初始条件下生成,但水的转化率不一样．在9．6～38MPa的压力范围内,随着活塞压力和孔隙压力的增加,甲烷水合物样品纵波速度也随着增加,从3049m／s增加到3337m／s．不同温度下甲烷水合物样品纵波速度随温度的增加而减少,速度从3800m／s降到3546m／s,且在冰点附近变化很大．     

致密砂岩储层的非线性AVO分析方法

现有AVO分析方法基于纵波、横波速度比近似为2这一假设条件,且不能反映界面的密度变化。结合苏里格气田致密碎屑岩储层特点,提出不完全依赖速度比假设的,基于纵波速度变化率、横波速度变化率和密度变化率的三参量非线性AVO分析方法。数值模拟结果表明,提出的近似方法所得的反射系数介于Zoeppritz精确表达式和AkiRichard近似之间,苏五试验区流体预测结果与实钻井吻合较好,证实了方法的有效性。     

利用叠前弹性参数反演进行储层含气性预测

常规的叠后波阻抗反演没有考虑地震反射振幅随入射角变化的情况,反演结果只有声波阻抗一种参数,信息单一,很难进行储层预测。基于AVO原理发展起来的叠前反演技术可以同时预测地层的纵波速度、横波速度和密度。虽然这些与岩性和流体有关的岩石物理信息比波阻抗更为丰富,但其他一些重要的岩石物理参数(如拉梅系数和剪切模量)只能由这3个参数间接计算得到,这样不可避免地引入了额外的计算误差,并且降低了信噪比。为了减小这种误差,利用Zoeppritz方程的Gray近似公式来拟合振幅随入射角的变化特征,采用直接反演出拉梅系数、剪切模量和密度的叠前弹性参数反演方法,大大提高了反演结果的准确性。使用模型进行验证,并将该方法应用于中国西部某地区的含气储层预测,取得了较好的效果。实际资料的应用表明,该方法能用于储层含气性预测。     

适用于三氟碘甲烷的PT状态方程

为研究三氟碘甲烷的循环性能，根据该物质已有的p、v和T实验数据，以饱和蒸气数据(T，P)为输入量，以平衡气、液相逸度相等为约束条件，以饱和液相密度平均相对计算误差最小为目标函数，关联确定了PT状态方程参数——常数ζc-Tr和α—T关系式中的斜率常数F，为进一步提高精度，将ζc处理成温度的函数，并分别以多项式和分段多项式拟合了ζc-Tr和α—Tr关系．结果表明，与分段多项式ζc-Tr和α-Tr关系相应的PT状态方程．计算饱和液相密度和饱和蒸气压的平均相对误差在Tr=0．7593～0．9904范围内分别为0．230％和0．064％；在Tr=0．9904～1．0000范围内分别为1．920％和0．003％；3种ζc-Tr和α—Tr关系下的PT状态方程，均可方便地应用于CF3I的循环性能研究，并具有足够的精度．     

温度循环对岩石物理力学性质影响试验研究

温度的交替性变化对岩体内部损伤加剧,岩石损伤的积累与发展,导致高寒区岩土工程发生破坏失稳。选取花岗岩、砂岩进行不同温度循环条件下的单轴压缩试验,分析花岗岩抗压强度、弹性模量、抗拉强度与温度循环次数的变化关系;对经历不同温度循环次数的岩石试件进行纵波波速测定,并引入纵波波速劣化度,定量分析温度循环对岩石的损伤。结果表明：花岗岩抗压强度、弹性模量、抗拉强度逐渐减小,且与温度循环次数拟合关系可表征为负指数变化关系;温度循环条件下,岩石试件的纵波波速随循环次数的增大而减小,温度循环初期,波速值变化速率较快,后期变化趋势基本平缓。试件纵波波速劣化度最大可达15.02%,表明温度循环对岩石产生明显损伤。研究为寒区岩土工程的稳定性分析提供试验依据,具有较高的参考价值。     

温度循环对岩石物理力学性质影响

温度的交替性变化对岩体内部损伤加剧,岩石损伤的积累与发展,导致高寒区岩土工程发生破坏失稳。选取花岗岩、砂岩进行不同温度循环条件下的单轴压缩试验,分析花岗岩抗压强度、弹性模量、抗拉强度与温度循环次数的变化关系;对经历不同温度循环次数的岩石试件进行纵波波速测定;并引入纵波波速劣化度,定量分析温度循环对岩石的损伤。结果表明,花岗岩抗压强度、弹性模量、抗拉强度逐渐减小,且与温度循环次数拟合关系可表征为负指数变化关系;温度循环条件下,岩石试件的纵波波速随循环次数的增大而减小,温度循环初期,波速值变化速率较快,后期变化趋势基本平缓。试件纵波波速劣化度最大可达15.02%,表明温度循环对岩石产生明显损伤。研究为寒区岩土工程的稳定性分析提供试验依据,具有较高的参考价值。     

压缩条件下岩石密度损伤增量的CT动态观测

采用医用计算机层析(CT)设备与其配套的三轴压力仪,对压缩条件下岩石细观损伤过程进行了动态观测.以CT数为基础定义了岩石密度损伤增量,提出了CT数与岩石密度损伤增量的定量关系式.采用CT图像分析了岩石细观损伤过程;利用提出的岩石密度损伤增量定量地分析了峰值强度前的裂纹萌生、扩展、连通的细观损伤演化规律.发现岩石在峰值强度前普遍经历压密和扩容两个阶段,不同层位或同一层位的不同部位损伤具有明显的差异性,即在同一应力作用下各部位的压密程度和扩容状态是不同的.密度损伤增量异常带是微裂纹萌生带,在密度损伤增量与应力关系曲线上的拐点是岩石局部破坏的起始点.     

贺兰山岩画区岩石吸水特性试验研究

岩石吸水率、纵波波速及其相互关系对研究岩石的物理性质与力学性质具有重要意义.选取贺兰山岩画区岩石为样品,进行岩样吸水率实验,探究岩样吸水率和随浸水时间的关系,建立吸水率的数值拟合函数.在吸水率实验的基础上,探究岩样在干燥状态及浸水饱和状态下纵波波速的变化,并分析岩样分别在自然吸水和饱和吸水过程中,岩样吸水率对纵波波速的影响.实验结果表明,岩样吸水率随浸水时间的延长而增大,并能够用对数型函数进行数值拟合,岩样在浸水饱和状态下的纵波波速明显大于干燥状态下的纵波波速.     

塔南凝灰质火山碎屑岩储层岩石物理试验研究

在模拟地层温度、压力条件下,试验观测塔南白垩系南屯组、铜钵庙组的凝灰质砾岩、凝灰质岩屑砂岩储层的纵、横波速度,考察岩性、矿物含量、胶结方式和接触类型、密度、孔隙度、泥质含量、含水饱和度对火山碎屑岩声波速度的影响。在试验考查的范围内,发现:①致密凝灰质砾岩的声速明显高于储油物性较好的凝灰质砾岩和凝灰质岩屑砂岩的声速;②纵、横波速度随岩浆岩岩屑含量的增加而增大,随石英、长石含量的增大而减小;③相同孔隙度条件下,孔隙式胶结、线性接触岩石的纵、横波速度最大,基底式胶结、不接触-点接触岩石的纵、横波速度最小,纵波速度较横波速度对胶结类型、接触方式更敏感一些;④纵、横波速度随密度增大而增大,凝灰质岩屑砂岩的声波速度与密度存在较好的幂函数关系,纵横波速度随孔隙度、泥质含量增大而减小,凝灰质岩屑砂岩的声速与孔隙度和泥质含量有很好的负线性函数关系,但泥质(主要为凝灰质)的影响仅为孔隙度影响的1/5～1/10,可以忽略不计;⑤随着含水饱和度增加,纵波速度对流体变化比横波速度更为敏感,且声速变化幅度与孔隙度存在正相关关系。     

鄂尔多斯盆地C区长8储层岩石力学参数剖面建立方法

为了精确预测鄂尔多斯C区长8储层岩石力学表征参数,在文献调研基础上,归纳总结出岩石力学性质表征参数的预测方法,并结合研究区资料,利用纵波时差和体积密度联合预测横波时差、密度与纵横波速度联合预测岩石弹性参数、自然伽马和体积模量预测岩石强度参数。研究表明:岩石弹性参数预测方法主要包括密度与纵横波速度联合预测法、泥质含量估算泊松比预测法;岩石强度参数主要利用泥质含量和杨氏模量预测。基于上述方法建立的C区长8储层岩石强度剖面较好地揭示了单井岩石力学参数纵向变化特征。     

岩石抗压强度与试件尺寸相关性试验研究

针对江苏宜兴抽水蓄能电站提供的石英砂岩、砂岩、灰岩岩石试样进行抗压强度特性试验研究．依据岩石单轴压缩试验结果,将灰色预测改进GM(1,1)模型与跳变灰过程理论耦合,建立了风干状态、自然状态、饱和状态下岩石的单轴抗压强度与试件高径比之间的非线性关系式,利用该关系式可以很方便地在相关岩土工程中为相似岩石估算其强度值提供参考、借鉴．