温度对白垩系砂岩超声波P波特性的影响

为探索五种砂岩在不同低温状态下的超声波纵波特性,通过电液伺服控制低温岩石测试系统对五种饱和砂岩进行降温处理,同时利用ULT-200型超声波速仪进行超声波测试,获取了不同低温状态下的纵波波形,研究了低温作用下不同砂岩的纵波特性。结果表明：温度降至-5℃,波形更符合弹性介质的传播规律;初至时间和波速、波阻抗密切相关,随温度降低,五种饱和砂岩的纵波初至时间均减小,减小的趋势相似,从0℃降至-5℃,初至时间减小43% ~56%,五种饱和砂岩的波速和波阻抗增大速率几乎完全相同,由0℃降至-5℃,增大值约占总增大量的65% ~75%;初至波波峰、波谷、波速、波阻抗和品质因子(衰减特性)与不同种类的饱和砂岩粒径、孔隙率和密度不相关,与温度相关,五种饱和砂岩的初至波波峰、波谷、波速、波阻抗和品质因子在20℃时差别很大,均随温度降低而增大,不同降温阶段,增大速率相差较大,由0℃降至-10℃,增量约占总增大值的65% ~85%,从0℃降至-5℃增大最显著,其它降温阶段均缓慢增大。     

温度对深部砂岩波速的影响

为准确评价深部岩体的力学性质,采用脉冲透射测试方法,对鹤岗南山矿深部砂岩在18～ 130℃的波速进行了测试.结果表明:岩样的纵波波速vP在30～ 55 ℃、横波波速vS在30～ 80 ℃随温度升高略有下降趋势,下降幅度vP＜vS;vP/vS 随温度升高呈上升趋势;岩样的泊松比νd在30～130 ℃随温度升高而增长,但其值均在0.35以内;动弹性模量Ed随温度升高呈下降趋势,温度在18～ 80 ℃ Ed值下降较大,当温度＞80 ℃以后曲线较平缓.     

温度和有效应力对砂岩孔隙度的影响

为探讨温度和有效应力对孔隙度的影响，在不同温度水平和不同有效应力水平下进行了砂岩的孔隙度试验，根据试验结果分析了温度和有效应力对砂岩孔隙度的影响。试验结果表明，在温度水平一定的条件下，砂岩的孔隙度随有效应力的增加而呈负指数规律减小：而在有效应力水平一定的条件下，温度对砂岩孔隙度的影响却很小。因此，当温度变化范围不大时，在工程实践中基本上可忽略温度变化对砂岩孔隙度的影响，从而近似认为岩石(体)的孔隙度只受有效应力的影响。     

冻融温度区间对砂岩声发射特性的影响

为探究冻融作用对砂岩物理力学特性及内部破裂损伤规律的影响,对砂岩开展不同温度区间的冻融循环试验,并对冻融损伤岩石进行单轴加载作用的声发射试验,研究冻融温度区间对岩石物理力学参数及声发射特性的影响。结果表明：随着冻融循环温度区间增长,质量损失率和纵波波速变化率整体上呈先陡后缓的上升趋势,砂岩的峰值强度不断下降且峰值应变逐渐增加,单轴抗压强度和弹性模量逐渐减小,且同一冻融温度区间对弹性模量的影响较单轴抗压强度更为显著,泊松比呈现逐渐增长趋势;声发射振铃计数及累计振铃计数呈现逐渐增长趋势,沉寂期变小,声发射分布时间范围减小,峰值频率呈现向低频发展趋势。研究成果为寒区岩体工程稳定性预测提供实验依据。     

冻融循环对绿砂岩动态抗压性能影响的试验研究

冻融循环对岩石材料的性能有着至关重要的影响.为研究冻融循环对绿砂岩物理及动态抗压强度特性的影响，对冻融0、25、50、75、100次的绿砂岩开展了应变率范围为55.98～151.84 s^-1的动态压缩试验.研究发现，随冻融循环次数增加，质量、纵波波速减小，孔隙率以及饱和吸水率增大. 50次冻融循环后绿砂岩内部损伤严重，饱和吸水率增速逐渐降低，穿晶裂纹及裂纹簇增多.冻融次数对动态抗压强度起劣化作用，应变率对动态抗压强度起强化作用，两者影响机制相反，而冻融次数和应变率增加均会提高砂岩的破碎程度.综合纵波波速和孔隙率建立冻融损伤因子，给出了考虑冻融损伤、应变率的动态抗压强度经验方程.基于纵波波速、孔隙率分别建立的强度衰减模型均能够很好地反映动态抗压强度的劣化规律；动态抗压强度均随纵波波速变化量、孔隙率变化量增加而减小.     

循环冲击对围压作用下砂岩特征的影响

利用带围压装置的分离式霍普金森压杆系统对砂岩试样进行不同围压下的循环冲击试验,探讨了冲击应变波的波形特征,并对围压与应力应变、损伤因子等物理量间的关系进行了分析.结果表明:透射波在砂岩试件中传播时存在明显的非线性,并可计算得到砂岩中冲击波的形成距离;砂岩在无围压作用下发生脆性破坏,有围压时表现出明显的弹塑性特征.当围压一定时,应力-应变曲线的上升段斜率随冲击次数增加而减小;当围压增大时,不同冲击次数下的应力-应变曲线差异减小;砂岩损伤因子随平均应变率增大呈幂函数增长,且二者均随围压增加呈现出良好的规律性.     

地下水的化学淋滤对砂岩强度的影响

本文通过对成渝铁路沿线红色砂岩的调查研究,应用实验分析手段研究地下水淋滤作用对砂岩强度的影响,并得出淋滤率与砂岩强度的关系式,为红层边坡的稳定性评价提供了依据。     

地下水的化学淋滤对砂岩强度的影响

本文通过对成渝铁路沿线红色砂岩的调查研究,应用实验分析手段研究地下水淋滤作用对砂岩强度的影响,并得出淋滤率与砂岩强度的关系式,为红层边坡的稳定性评价提供了依据.     

砂岩扩容过程中超声波衰减的实验研究

利用振幅谱比法对砂岩扩容过程中超声波衰减的实验结果进行分析表明:岩石存在裂纹稳定性传播与裂纹的非稳定性传播和宏观破裂过程;在前期研究三轴实验中横波速度极大值作为岩石应力门槛值的基础上,增添了横波的衰减系数的最小值,即品质因子的最大值作为新的判据.提出了裂纹稳定性传播阶段与裂纹的非稳定性传播阶段分界的特征是:横波的衰减系数、横波损伤因子、泊松比、体积应变曲线在该分界处出现拐点.将其归属于裂纹传播过程中具有局部贯通时破裂的特征,该分界点处在岩石的应力门槛值与抗压强度之间.此项研究结果具有广泛的应用价值.     

压力变化对裂缝性致密砂岩储层气体渗透率的影响

裂缝性致密砂岩气的渗透率随环境压力的改变而发生动态变化,直接影响气藏的开采。为研究裂缝性致密砂岩储层气体渗透率的变化机理,选取了塔里木盆地库车坳陷典型裂缝性致密砂岩样品,在固定围压、内压、有效应力三种条件下,运用非稳态法进行测量氦气渗透率的实验,并基于滑脱效应和有效应力的分析,探讨了二者对裂缝性致密砂岩气渗透率变化的耦合控制作用。结果表明,在裂缝性致密砂岩储层中:(1)固定围压时,在内压增加的过程中,有效应力与滑脱效应互相竞争,开始阶段滑脱效应占主导,达到气体渗透率低值点后,有效应力占主导;(2)固定内压时,有效应力对渗透率的影响占优势;(3)固定有效应力时,渗透率只受滑脱效应的影响;(4)内压与绝对渗透率损失系数、有效应力与滑脱因子都呈现正相关关系;(5)有效应力由大到小变化,对孔隙结构的破坏不可逆,渗透率损失大。该项研究对进一步认识裂缝性致密砂岩储层气体渗透率变化机理具有理论参考意义。     

注水开发对储层砂岩粒度分布的影响

通过对中国东部某油田老第三系沙河街组第三段中亚段砂岩储层注水开发前后粒度分布特征的对照研究 ,以及研究区块内由生产井带出沉积物粒度分布特征的对照研究 ,认为注水开发过程造成了储层砂岩极细砂粒级沉积物的丢失。由于这些极细砂的主要赋存状态是粗砂、以及砾级碎屑颗粒间的充填物 ,因而极细砂沉积物丢失可造成岩石物性和孔隙结构的一系列变化 ,尤其是渗透率的大幅度提高。同时也说明注入水的压差、流速、流体粘度和流动方式等物理学特征 ,以及储层本身的孔隙大小、孔隙度和渗透率等特征 ,在很大程度上是与极细砂级沉积物的搬运条件相适应的     

纳米-滑溜水在致密砂岩中的滞留及其对微观孔隙结构的影响

纳米材料已被证明可以提高非常规油气采收率,但其在储层孔隙中的吸附与滞留机理尚未明确。本文以大庆油田上白垩统青山口组致密砂岩为研究对象,采用低温液氮吸附、润湿角测定、扫描电镜、核磁共振及离心实验方法,研究了纳米-滑溜水压裂液在孔隙中的吸附与滞留,以及其对微观孔隙结构参数的影响。结果表明,纳米滑溜水压裂液处理后,扫描电镜观察到纳米颗粒在孔隙中滞留,岩石润湿角降低30.28%~58.17%;孔隙结构由平板孔向墨水瓶孔过渡,比表面积及吸附量显著增加;微孔占比减小20%~25%,过渡孔占比增大21%~26%,总孔体积增大;分形维数变小更接近2,孔隙结构变简单。纳米颗粒在储层孔隙中的吸附与滞留,导致微观孔隙结构发生变化。实验结果与认识对纳米-滑溜水压裂液在致密砂岩储层中的应用具有重要意义。     

海洋环境参数对Scholte波特性的影响

采用半无限海底的Scholte波模型并将其推广至分层海底,在直角坐标系下利用流体和弹性体中的波动方程,提出基于水平分层弹性海底模型的Scholte波的求解方法,结合简正波理论分析了Scholte波的频散特性及其质点运动轨迹和质点位移的传播特性,并分析了海洋环境参数(声速与海底参数)对Scholte波传播特征的影响.结果表明,Scholte波受海底介质中横波声速的影响最大,其频散曲线转折点可用于估算弹性沉积层厚度.     

无机盐对气藏砂岩表面动态润湿性的影响研究

为了研究低矿化度水水驱过程中盐离子及矿化度与岩石润湿性的关系,用接触角测定仪测定了盐水在砂岩表面的接触角随时间的变化,并对变化机理进行了探讨。结果表明:液固之间的接触角随时间的增加而减小,初期减小速度较大,后期较小;水相中盐离子增加了砂岩表面的疏水性,降低了水在砂岩表面的润湿速率,润湿速率随矿化度的增加先增加后降低;Ca2+、Mg2+对润湿性的影响大于Na+。     

致密砂岩成岩作用及其对储层的影响

针对鄂尔多斯盆地乌审旗地区上古生界山1-盒8段地层为一套富含同沉积火山物质的致密砂岩,其成岩作用与孔隙演化关系密切的实际,在沉积相研究基础上,利用X衍射、扫描电镜和20口井的300余块常规薄片观察分析得出：本区盒8、山1段砂岩储集层主要成岩作用有水化反应、压实作用、碎屑物质的蚀变作用、交代作用、胶结作用、溶蚀作用。其成岩序列为水化反应-压实作用-石英次生加大-（火山物质的碳酸盐化、火山物质和长石的高岭石化、火山物质的硅化作用）-溶蚀作用-高岭石胶结-自生石英胶结-方解石胶结。压实和溶蚀作用分别为主要破坏性成岩作用和建设性成岩作用,二者对砂岩储层孔隙发育影响较大     

环境因子对稻米品质的影响

本文从生态条件与栽培措施两个角度,概述了环境因子对稻米品质影响的研究。     

致密砂岩填隙物特征及其对储层的影响

鄂尔多斯盆地中北部二叠系山1 盒8 段为一套富含同沉积火山物质的致密砂岩,与普通的陆源碎屑岩相 比,其填隙物类型多样、成分复杂、成岩演化程度高。填隙物主要包括同沉积火山灰、黏土矿物、碳酸盐胶结和交代 物、硅质胶结物和少量细云母屑、泥屑、碳屑。针对致密砂岩中填隙物与孔隙演化相关性问题,在储层岩石学特征分析 的基础上,利用铸体薄片、扫描电镜及阴极发光等分析测试手段开展了填隙物的成因、特征、成岩演化等方面的研究。 研究表明,孔隙中充填的同沉积火山灰物质是次生溶孔形成的主要母质,而晚成岩期的铁方解石胶结物使残留的孔隙 再次遭到强烈的破坏,含一定量淀高岭石的储层孔隙相对发育。     

颗粒刚度变化对胶结砂岩力学响应的影响

为分析胶结砂岩的力学响应和破坏机理,基于试验建立不同刚度比的三维颗粒流数值模型,验证数值模型的可行性,并分析不同胶结性状的砂岩力学响应,进一步说明胶结物质的重要作用及模型的适用性.分析颗粒接触刚度比和平行黏结刚度与颗粒接触刚度的比值变化时,砂岩的应力比、体应变、配位数和平行黏结破坏数的变化规律以及对模型的泊松比、初始刚度和延性的影响.结果表明:不同的颗粒刚度比对岩样宏观力学响应的影响不同,颗粒接触刚度比越小,且切向刚度越大时,胶结砂岩的脆性越强;平行黏结刚度与颗粒接触刚度的比值越大,脆性越强,黏结破坏越容易,剪切破坏越明显.颗粒刚度对胶结砂岩的力学响应和变形能力有重要的影响,是实际储层砂岩力学模拟选择有效细观参数和构建本构关系的关键.     

干湿循环对不同密度砂岩强度劣化的影响

揭示干湿循环过程中砂岩强度的劣化规律对防治失稳岩质边坡具有重要指导意义.以兰州市岩质边坡的砂岩为研究对象,通过抗压、抗拉试验及电镜扫描观察,分析干湿循环对不同初始干密度砂岩强度的劣化影响.研究结果表明,砂岩的单轴抗压强度、弹性模量、抗拉强度及其劣化速率与干湿循环次数成负相关,单轴抗压强度、弹性模量和抗拉强度与干湿循环次数具有良好的指数关系.同一强度参数中,不同初始干密度砂岩强度参数值的差别随干湿循环次数的增加呈减小趋势.干湿循环次数相同时,随初始干密度的增大,单轴抗压强度、弹性模量和抗拉强度及其劣化程度呈递增趋势.在干湿循环递进的过程中,砂岩的微观结构发生显著改变,不同初始干密度砂岩的微观结构差别逐渐减小.干湿循环对砂岩强度的劣化与循环次数和初始干密度密切相关.     

粒度分布对胶结砂岩力学特性的影响

储层出砂过程中砂岩颗粒的离散与其细观结构性有密切关系。以胶结砂岩为研究对象,基于三维颗粒流数值模型(PFC3D)建立4种不同粒度分布的数值模型,模拟剪切过程的砂岩力学响应,研究不同粒度分布的砂岩体应力比、体应变、配位数和黏结破坏与轴应变之间的关系。结果表明:粒度分布对砂岩力学特性的影响较大,仅基于随机方法产生颗粒建立的数值模型不能完全代表实际砂岩的物理结构。须根据实测的砂岩粒度分布建立三维数值模型,才能准确描述储层砂岩的力学特性。粒径越小,连接的颗粒越少,自由度越大,开采中成为离散颗粒的可能性越大。