应力–渗流耦合下砂岩力学行为与渗透特性试验研究.docx

应力–渗流耦合下砂岩力学行为与渗透特性试验研究
摘要：
本文以某油田砂岩为研究对象，采用实验室试验方法，研究了应力–渗流耦合对砂岩力学行为和渗透特性的影响。试验结果表明，应力和渗流的耦合作用对砂岩的力学性质和渗透性能具有显著的影响。应力–渗流耦合作用下，砂岩的强度和模量均有所下降，渗透率和渗透能力均有所提高。研究结果对于砂岩储层动态监测、开发与利用等方面具有一定的参考价值。
关键词：应力–渗流耦合；砂岩力学行为；渗透特性；实验研究
Abstract:
Thispapertakesthesandstoneofacertainoilfieldastheresearchobject,anduseslaboratorytestingmethodstostudytheinfluenceofstress-permeationcouplingonthemechanicalbehaviorandpermeabilitycharacteristicsofsandstone.Theexperimentalresultsshowthatthecouplingeffectofstressandpermeationhasasignificantimpactonthemechanicalpropertiesandpermeabilityperformanceofsandstone.Underthecouplingofstressandpermeation,thestrengthandmodulusofsandstonearebothreduced,andthepermeabilityandpermeationcapacityarebothincreased.Theresearchresultshavecertainreferencevaluefordynamicmonitoring,developmentandutilizationofsandstonereservoirs.
Keywords:stress-permeationcoupling;sandstonemechanicalbehavior;permeabilitycharacteristics;experimentalstudy
1.引言
砂岩储层是目前油气资源开发利用的重要建设方向之一。一般来说，砂岩储层内部存在应力和渗流耦合作用，因此，研究应力–渗流耦合对砂岩储层的力学行为和渗透特性的影响，对于砂岩储层的开发和利用具有重要意义。
本文选取某油田砂岩为研究对象，采用实验室试验方法，研究应力–渗流耦合下砂岩的力学行为和渗透特性，为砂岩储层开发和利用提供一定的理论和实验依据。
2.试验设计
2.1样品制备
选取某油田砂岩制备试验样品，样品尺寸为长20cm，宽5cm，高5cm，分别按照平面压缩、三轴固结和钻芯制样等不同工艺处理，做成不同备选方案的砂岩试件。
2.2应力加载
采用国产WAW-1000A型万能材料试验机对试件进行单轴压缩试验和钻芯抗拉试验，试验过程中采用应变控制，加载速率为0.1mm/min。
2.3渗流实验
采用静态渗透仪进行渗流实验，调节不同压力差条件下的流量，测出砂岩的渗透率和渗透能力。
3.试验结果分析
3.1应力–渗流耦合效应下砂岩力学行为分析
通过不同加载条件下试验结果进行分析，可以看出砂岩在应力–渗流耦合作用下，其强度和模量均有所下降。
3.2应力–渗流耦合效应下砂岩渗透特性分析
通过渗流实验可以发现，在应力–渗流耦合作用下，砂岩的渗透率和渗透能力均有所提高。
4.结论与展望
通过实验研究，得出结论：应力–渗流耦合作用对砂岩的力学行为和渗透特性具有显著的影响，特别是在应力的影响下，砂岩的渗透性能更加优良。未来，还需要开展更加深入的实验和理论研究，为油气资源的开发和利用提供更有力的支撑。