石灰岩渗透率的有效应力定律

通过在三轴室中不同围压和孔隙压力条件下进行常水头渗透试验，实验研究了石灰岩渗透率的有效应力定律。试验结果表明，孔隙压力增加和围压降低均会导致渗透率增加，且孔隙压力变化对渗透率变化的影响比围压变化的影响更为显著。提出了渗透率随有效应力变化的幂律关系。渗透率有效应力系数随压差线性增加，且一旦压差超过几个巴，该系数即大于1。采用所提出的渗透率-有效应力定律能够很好地再现试验结果。基于对所研究石灰岩微观结构的详细观察，提出了一个概念性的孔隙-壳层模型。该模型能够解释总应力和孔隙压力对石灰岩渗透率影响的实验观测结果。得到了大于1的应力相关渗透率的有效应力系数。研究表明，控制因素是岩石各组分不同体积模量的比值。通过进行显微硬度试验，对该比值进行了实验研究。