为什么我们分开考虑静水压力和地面压力吗?

Question

在石油地质,为什么我们分开考虑静水压力和地面压力吗?肯定在任何时候的压力,是否液体或岩石,在深度是相等的重量流体和岩石覆盖它吗?因此为什么不是液体和固体的压力等于在一个特定的深度?

Answer 1

我认为(但我不是专家主题),你的假设是错了!的孔隙流体压力和有效压力施加在磐石上是不相同的。在测井测量,它只是衡量的孔隙流体压力,$ \ sigma_ \文本{孔隙}={水}\ rho_ \文本广州美元。只要水是通过毛孔连接到地球表面,它被认为是静水(没有),毛孔将创建一个测量压力的压力只推覆水,携带上覆岩石的岩石会照顾自己!如果你钻钻孔,水列将地球表面完全注满水。整个系统的有效压力$ \ sigma_ \文本{有效}={地面}\ sigma_ \文本,文本\ sigma_ \{孔隙}$。

然而,一旦形成密封(如页岩地层覆盖形成),孔隙水突然也必须携带上覆岩层!压力会显著增加,孔隙水压力,测量变得更加类似于有效压力。

下面的孔隙水压力从而增加密封,因为它是卡住了。一旦你从这个表面形成钻一个洞,你让水表面自由流动,并且很明显,它是在地面压力超压对下,因为它会吹!

也看到这一组全面的幻灯片:http://ocw.utm.my/pluginfile.php/1509/mod_resource/content/0/To_upload_OCW_Formation_pressures.pdf。

Answer 2

我花了一段时间才得到它(和我不是一个地质学家或石油工程师或任何东西,只是有人谁知道基本的物理学和已读地质教材),但我想我明白了埃里克的回答是:它是基于浮力。

考虑一个列透水岩石和土壤的曝气带饱和带。(我要讲水,但是它也适用于油或空气或其他流体密度小于当地的岩石或土壤)。如果任何重量从土壤/摇滚推饱和带的水,它就会把水的方式,提高水位,同时降低一些岩石和土壤。这是由于岩石和土壤的密度比水,所以重力势能减小当岩石/土壤和推动同等体积的水。

水的不透水层上面可以支持一些石头的重量,因为浮力这将创建不能把水从防渗层。如果一个洞是在说不透水层,流离失所的水可以通过那个洞允许支持摇滚解决有点低(承压井如何工作)。

---

如果水支持一些石头的重量,这部分重量(这一部分静岩压力)必须支持的压力,是本地(大约)静水(等于各个方向),因为这是静止的液体可以施加压力的唯一途径。这意味着水压力也可以推动,这似乎应该当地层倾斜或弯曲,透水层对表面开放的一部分,其余的则由不透水过于床上,在一个典型的含水层,和它:

当你移动侧表面(恒定的引力势(锅。能量÷质量)/重力势)水的静水压力必须保持不变;否则,水会流横向平衡。(实际上,这并非完全正确,可以确定地质教科书,它指出,“毛孔…提供流动阻力”,与岩石/土壤的渗透性和粘度的液体我猜,,“压力失去了通过骨折(泄漏)”,大概是在“imperable”层,但这是一个很好的近似开始。)当你移动通过水,根据多少重量的压力上升(水的重量和可能的岩石)水在这一点上需要支持。(反向上升。)

现在,记住水的水位在该地区与曝气带上面,上面和大气,不能支持任何地面压力。你从这里直走下来,我们假设只有上面的水的重量被支持的水,没有任何岩石和土壤。(我认为这是真的,但我不确定。在任何情况下,它不会明显影响我的观点如果不是。)移动横向从以下permable曝气带点下面一个impermable床,水的高度比你从水位的高度下降的高度impermable床的底部(只要这低于地下水位下空气)。更重要的是,这通常意味着更少的体重的(连续的)水压低的你在哪里。(我只是注意到,因为大部分或大部分体积地下岩石和土壤,因此体积和重量的水在一个列中只有高度成正比的岩石/土壤孔隙度不变,但这基本上近似工作在单个permable床。)然而,静水压力必须保持(大约)是一样的。完成这个的唯一方法是水推一些岩石和支持足够的静岩压力(大约)等于水的重量损失。(实际上流动阻力和泄漏的压力会略有下降,从侧面进一步远离面积低于空气,这就是为什么“承压水压力面”/“等势面”上面一个含水层斜坡下来当你远离“补给区”而不是平的。)

---

我想添加一些额外的复杂性当你处理气体而不是液体(液体的密度是高度依赖于静水压力下),当流体在运动而不是静止不动的,或者当你考虑岩石的渗透率定量而不仅仅是“渗透”和“不”。