암석 역학 매개변수를 이용한 화산암 암석학 식별

암석의 기계적 성질은 암석 구성과 밀접한 관련이 있으므로 암석의 종류에 따라 암석의 기계적 매개변수 값도 달라야 합니다.

(1) 암석 역학 실험실 테스트

이 연구에서는 중가르 분지의 Well X1을 포함한 9개 우물에서 채취한 40개의 암석 샘플(15개의 안산암-현무암 및 화산 각력암 포함), 신장의 응회암 8개, 응회암 7개, 모래 역암 10개를 사용하여 암석 역학적 매개변수 측정 실험을 수행했습니다. 암석의 암석은 회색 응회암, 회색 화산 각력암, 안산암, 회색 응회암 미세 사암 등이다. 위 암석 중 상온 및 압력에서 사용된 시료는 20개, 고온 및 고압 형성 조건에서 사용된 시료는 20개이며, 측정변수는 압축강도(Sd), 인장강도(St), 전단강도(Sc)이다. ), 영률(E), 체적 계수(K), 전단 계수(G), 포아송 비(μ). 일부 테스트 결과는 표 2-1에 나와 있습니다.

표 2-1 석탄기암의 3축 시험 결과

저자의 시험 결과 분석을 통해 포아송비, 영률, 체적탄성계가 각각 3가지인 것으로 나타났다. 매개변수는 연구 유역에 있는 화산암의 암석학 유형에 민감합니다. 따라서 화산암 암석학을 식별하기 위해 포아송 비, 영률 및 체적 계수를 연구하는 데 중점을 둡니다.

(2) 암석 역학적 매개변수 계산 방법

푸아송비 등 암석 역학적 매개변수에 대한 실내 시험 시료가 제한되어 있다는 점을 고려하면 암석학 전체를 파악하기는 어려울 것으로 보인다. 이 연구에서는 암석 역학 실험에서 얻은 포아송비, 영률 및 체적 계수 데이터를 유정 로깅하여 계산한 암석 기계적 매개변수를 "스케일링"하는 방법을 사용하여 암석학을 식별합니다.

(1) 포아송비 μ

유정 로깅 데이터는 암석의 기계적 특성을 잘 반영할 수 있으며 모델은 일반적으로 종파 및 전단파 시간차와 밀도 로깅으로부터 쉽게 추출할 수 있습니다. 에 포함된 곡선 암석 역학 매개변수. 암석탄성 이론에 따르면 종파와 전단파 로깅 데이터를 이용하여 식 (2-3)으로부터 연속 동적 포아송비 μ를 구할 수 있다.

중가르 화산암 저수지에 대한 로깅 평가 기술 유역

공식에서: μ는 무차원 암석의 동적 푸아송 비입니다. Δt 및 ΔtS는 각각 지층의 종방향 및 전단파 시간 차이인 μs/ft입니다.

(2) 영률 E

중가르분지 화산암 저류층의 로깅 평가 기술

수식에서: E----영률, MPa;

ρb——부피 밀도, g/cm3.

위 공식은 암석의 영률 E가 밀도에 비례한다는 것을 보여주며, 이는 ρb, ΔtS 및 Δt의 함수입니다. 암석은 밀도가 다르고 종파와 횡파의 전파 속도가 다르기 때문에 암석마다 영률이 다릅니다. 따라서 화산암의 암석은 영률을 기준으로 구별할 수 있습니다.

(3) 체적 계수 K

중가르 분지 화산암 저수지의 벌목 평가 기술

여기서: K——체적 계수, MPa. ρb가 g/cm3이고 Δt가 μs/ft인 경우 K에 변환 계수 β=9.290304×107의 탄성 계수를 곱해야 합니다.

위 공식은 암석의 체적탄성계수가 밀도에 정비례하고 3Δt2S와 Δt2에 반비례한다는 것을 보여줍니다. 조밀한 암석층에서는 음파의 전파속도가 빨라져 K값이 커진다. 유체가 포함된 구조물에서는 K 값이 감소합니다. 다양한 암석은 밀도와 음파 전파 속도가 다르기 때문에 K 값은 암석을 식별하는 데 매우 중요합니다.

(3) 암석 식별

본 실험에서 측정된 암석 역학 데이터를 이용하여 암석 식별 차트를 제작하였다. 그림 2-27과 그림 2-28은 포아송 비, 영률 및 체적 계수의 교차 도표입니다. 이 차트에서 화산 각력암, 응회암 및 안산암의 경계가 매우 명확하다는 것을 알 수 있습니다.

그림 2-27 포아송비-영계수 교차 도표

그림 2-28 포아송비-부피 계수 교차 도표