Earth Science Frontiers ›› 2023, Vol. 30 ›› Issue (6): 351-364.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.2.27
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SUN Ke1,2(), LIU Huiqing1,*(
), WANG Jing1, LIU Renjie1, FENG Yabin1, KANG Zhijiang3, ZHANG Yun3
Received:
2023-01-15
Revised:
2023-02-14
Online:
2023-11-25
Published:
2023-11-25
CLC Number:
SUN Ke, LIU Huiqing, WANG Jing, LIU Renjie, FENG Yabin, KANG Zhijiang, ZHANG Yun. Stress sensitivity characteristics of deep carbonate fractured porous media[J]. Earth Science Frontiers, 2023, 30(6): 351-364.
样品 编号 | 长度/ cm | 直径/ cm | 体积/ cm3 | 干质量/g | 颗粒 体积/cm3 | 孔隙 体积/cm3 | 孔隙度/ % | 颗粒密度/ (g·cm-3) | 密度/ (g·cm-3) | 气测渗 透率/mD |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
TS-1 | 5.035 | 2.522 | 25.152 | 70.027 | 24.79 | 0.362 | 1.44 | 2.82 | 2.78 | 0.006 |
TS-2 | 5.025 | 2.522 | 25.102 | 69.147 | 24.476 | 0.626 | 2.50 | 2.83 | 2.75 | 0.015 |
TS-3 | 5.031 | 2.522 | 25.132 | 69.699 | 24.598 | 0.534 | 2.13 | 2.83 | 2.77 | 0.014 |
TS-4 | 5.025 | 2.522 | 25.102 | 69.491 | 24.628 | 0.474 | 1.89 | 2.82 | 2.77 | 0.005 |
TS-5 | 5.041 | 2.523 | 25.202 | 69.677 | 24.792 | 0.410 | 1.63 | 2.81 | 2.76 | 0.005 |
TS-6 | 5.057 | 2.523 | 25.282 | 70.102 | 24.856 | 0.426 | 1.69 | 2.82 | 2.77 | 0.011 |
TS-7 | 5.069 | 2.522 | 25.322 | 70.188 | 24.823 | 0.499 | 1.97 | 2.83 | 2.77 | 0.009 |
TS-8 | 5.073 | 2.523 | 25.362 | 69.971 | 24.826 | 0.536 | 2.11 | 2.82 | 2.76 | 0.010 |
Table 1 Test results of physical parameters for the carbonate core samples
样品 编号 | 长度/ cm | 直径/ cm | 体积/ cm3 | 干质量/g | 颗粒 体积/cm3 | 孔隙 体积/cm3 | 孔隙度/ % | 颗粒密度/ (g·cm-3) | 密度/ (g·cm-3) | 气测渗 透率/mD |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
TS-1 | 5.035 | 2.522 | 25.152 | 70.027 | 24.79 | 0.362 | 1.44 | 2.82 | 2.78 | 0.006 |
TS-2 | 5.025 | 2.522 | 25.102 | 69.147 | 24.476 | 0.626 | 2.50 | 2.83 | 2.75 | 0.015 |
TS-3 | 5.031 | 2.522 | 25.132 | 69.699 | 24.598 | 0.534 | 2.13 | 2.83 | 2.77 | 0.014 |
TS-4 | 5.025 | 2.522 | 25.102 | 69.491 | 24.628 | 0.474 | 1.89 | 2.82 | 2.77 | 0.005 |
TS-5 | 5.041 | 2.523 | 25.202 | 69.677 | 24.792 | 0.410 | 1.63 | 2.81 | 2.76 | 0.005 |
TS-6 | 5.057 | 2.523 | 25.282 | 70.102 | 24.856 | 0.426 | 1.69 | 2.82 | 2.77 | 0.011 |
TS-7 | 5.069 | 2.522 | 25.322 | 70.188 | 24.823 | 0.499 | 1.97 | 2.83 | 2.77 | 0.009 |
TS-8 | 5.073 | 2.523 | 25.362 | 69.971 | 24.826 | 0.536 | 2.11 | 2.82 | 2.76 | 0.010 |
项目 | 样品 编号 | 渗透率/ mD | 孔隙度/ % | 最大孔 喉半径/ μm | 平均孔 喉半径/ μm | 孔喉半 径中值/ μm | 孔喉分 布峰位/ μm | 孔喉分 布峰值/ % | 渗透率 分布峰 位/μm | 渗透率 分布峰 值/% | 分选 系数 | 歪度 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
测定 数值 | TS-M-1 | 0.004 6 | 0.92 | 0.358 | 0.103 | 0.029 | 0.25 | 11.994 | 0.25 | 64.284 | 2.379 | -0.041 | |||||||||
TS-M-2 | 0.018 1 | 1.74 | 0.539 | 0.147 | 0.069 | 0.16 | 12.350 | 0.40 | 38.838 | 2.550 | 0.283 | ||||||||||
TS-M-3 | 0.013 4 | 1.81 | 0.538 | 0.128 | 0.052 | 0.10 | 11.556 | 0.40 | 42.445 | 2.476 | 0.189 | ||||||||||
项目 | 样品 编号 | 峰态 | 半径 均值/ μm | 结构 系数 | 相对分 选系数 | 特征结 构系数 | 均质 系数 | 最大进 汞饱和 度/% | 最终剩余 汞饱和 度/% | 退汞 效率/% | 排驱 压力/ MPa | ||||||||||
测定 数值 | TS-M-1 | 0.511 | 0.081 | 2.660 | 29.524 | 0.013 | 0.289 | 70.346 | 55.827 | 20.640 | 2.054 | ||||||||||
TS-M-2 | 0.534 | 0.117 | 2.589 | 21.815 | 0.018 | 0.273 | 76.447 | 65.247 | 14.652 | 1.365 | |||||||||||
TS-M-3 | 0.522 | 0.096 | 2.758 | 25.884 | 0.014 | 0.237 | 74.691 | 65.600 | 12.171 | 1.365 |
Table 2 Results of capillary pressure curve test by using mercury intrusion porosimetry for carbonate core samples
项目 | 样品 编号 | 渗透率/ mD | 孔隙度/ % | 最大孔 喉半径/ μm | 平均孔 喉半径/ μm | 孔喉半 径中值/ μm | 孔喉分 布峰位/ μm | 孔喉分 布峰值/ % | 渗透率 分布峰 位/μm | 渗透率 分布峰 值/% | 分选 系数 | 歪度 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
测定 数值 | TS-M-1 | 0.004 6 | 0.92 | 0.358 | 0.103 | 0.029 | 0.25 | 11.994 | 0.25 | 64.284 | 2.379 | -0.041 | |||||||||
TS-M-2 | 0.018 1 | 1.74 | 0.539 | 0.147 | 0.069 | 0.16 | 12.350 | 0.40 | 38.838 | 2.550 | 0.283 | ||||||||||
TS-M-3 | 0.013 4 | 1.81 | 0.538 | 0.128 | 0.052 | 0.10 | 11.556 | 0.40 | 42.445 | 2.476 | 0.189 | ||||||||||
项目 | 样品 编号 | 峰态 | 半径 均值/ μm | 结构 系数 | 相对分 选系数 | 特征结 构系数 | 均质 系数 | 最大进 汞饱和 度/% | 最终剩余 汞饱和 度/% | 退汞 效率/% | 排驱 压力/ MPa | ||||||||||
测定 数值 | TS-M-1 | 0.511 | 0.081 | 2.660 | 29.524 | 0.013 | 0.289 | 70.346 | 55.827 | 20.640 | 2.054 | ||||||||||
TS-M-2 | 0.534 | 0.117 | 2.589 | 21.815 | 0.018 | 0.273 | 76.447 | 65.247 | 14.652 | 1.365 | |||||||||||
TS-M-3 | 0.522 | 0.096 | 2.758 | 25.884 | 0.014 | 0.237 | 74.691 | 65.600 | 12.171 | 1.365 |
Fig.5 Design schematics (the left side) and photos (the right side) of the experimental models for carbonate media with different fracture development
碳酸盐岩缝洞介质类型 | KDmin | KDmax | Dstmax/% | Dstirr/% | DR,K/ (%·MPa-1) | RR,K/ (%·MPa-1) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
不同裂缝发育程度介质 | 单条裂缝型 | 0.10 | 0.26 | 89.87 | 73.67 | 3.53 | 1.66 |
平行双缝型 | 0.23 | 0.53 | 77.24 | 47.04 | 2.47 | 1.46 | |
垂直双缝型 | 0.29 | 0.80 | 71.44 | 19.80 | 2.13 | 1.78 | |
裂缝网络型 | 0.47 | 0.93 | 52.73 | 7.12 | 1.11 | 1.23 | |
不同裂缝粗糙度介质 | 光滑裂缝型 | 0.06 | 0.14 | 94.41 | 85.98 | 4.16 | 1.67 |
粗糙裂缝型 | 0.58 | 0.68 | 42.20 | 31.74 | 1.02 | 0.33 | |
不同类型孔洞介质 | 裂缝孔洞型 | 0.20 | 0.75 | 79.78 | 24.72 | 2.68 | 2.12 |
溶蚀通洞型 | 0.92 | 0.99 | 7.81 | 0.74 | 0.16 | 0.15 | |
不同类型充填介质 | 充填单缝型 | 0.78 | 0.90 | 21.57 | 9.78 | 0.47 | 0.27 |
充填孔洞型 | 0.89 | 0.96 | 10.82 | 4.21 | 0.23 | 0.14 | |
充填通洞型 | 0.96 | 0.98 | 4.12 | 1.96 | 0.08 | 0.04 |
Table 3 Calculation results of stress sensitivity evaluation parameters for carbonate fractured-vuggy media with different developmental characteristics under deep conditions
碳酸盐岩缝洞介质类型 | KDmin | KDmax | Dstmax/% | Dstirr/% | DR,K/ (%·MPa-1) | RR,K/ (%·MPa-1) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
不同裂缝发育程度介质 | 单条裂缝型 | 0.10 | 0.26 | 89.87 | 73.67 | 3.53 | 1.66 |
平行双缝型 | 0.23 | 0.53 | 77.24 | 47.04 | 2.47 | 1.46 | |
垂直双缝型 | 0.29 | 0.80 | 71.44 | 19.80 | 2.13 | 1.78 | |
裂缝网络型 | 0.47 | 0.93 | 52.73 | 7.12 | 1.11 | 1.23 | |
不同裂缝粗糙度介质 | 光滑裂缝型 | 0.06 | 0.14 | 94.41 | 85.98 | 4.16 | 1.67 |
粗糙裂缝型 | 0.58 | 0.68 | 42.20 | 31.74 | 1.02 | 0.33 | |
不同类型孔洞介质 | 裂缝孔洞型 | 0.20 | 0.75 | 79.78 | 24.72 | 2.68 | 2.12 |
溶蚀通洞型 | 0.92 | 0.99 | 7.81 | 0.74 | 0.16 | 0.15 | |
不同类型充填介质 | 充填单缝型 | 0.78 | 0.90 | 21.57 | 9.78 | 0.47 | 0.27 |
充填孔洞型 | 0.89 | 0.96 | 10.82 | 4.21 | 0.23 | 0.14 | |
充填通洞型 | 0.96 | 0.98 | 4.12 | 1.96 | 0.08 | 0.04 |
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