基于水平集方法的低渗砂岩数字岩心气水两相渗流模拟

低渗致密砂岩气藏孔喉结构复杂,气水流动及分布规律表征难,常规岩心实验精细刻画困难。基于真实低渗砂岩岩心,利用Micro-CT扫描技术构建储层三维数字岩心,提取连通孔隙结构并建立非结构化四面体网格模型。结合水平集法与N-S方程,建立气水两相流数学模型并利用有限元方法进行求解,研究低渗砂岩气水两相流动中的水驱气过程、残余气分布特征、岩石润湿性对两相流的影响以及并联通道中的窜流特征。结果表明：利用水平集方法能清晰地观察到气水两相分布特征与驱替前缘的运移规律;岩石润湿性对两相流过程影响较大,水湿条件下采出程度更高;并联通道中的窜流现象明显,大通道中水相优先突破并形成优势流动通道,狭小通道中的流动受毛管现象影响,存在较大的附加阻力。     

高温对砂岩宏细观损伤及BP神经网络单轴强度预测研究

为了研究高温后砂岩的力学特性和宏细观损伤变化,对高温作用后的砂岩进行单轴压缩试验、声波损伤检测、X射线衍射试验、扫描电镜试验,分析应力-应变曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、质量损失率、X射线衍射成像和电镜扫描图像,得到砂岩的细观损伤变化对其单轴抗压强度的影响.利用BP神经网络模型对不同物理量进行训练,预测不同高温作...     

基于FLAC-3D砂岩块体超低摩擦鞭梢效应研究北大核心CSCD

随着矿山开采深度的持续增加,深部岩体力学行为呈现出新形式、新特征.广泛应用于建筑行业的鞭梢效应与深部岩体部分动力响应现象极为相似.故从结构特征出发,以砂岩块体为研究对象,工作块体(水平冲击作用块体)水平位移及加速度为参考指标,通过试验及FLAC-3D数值模拟计算的方式,探究工作块体“位置”及“尺寸”对其超低摩擦鞭梢效应影响机制.研究表明:系统产生超低摩擦鞭梢效应的难易程度与工作块体尺寸密切相关,模拟中工作块体边长为标准块体(边长100 mm立方体)边长2/5时,系统结构诱发超低摩擦鞭梢效应尤其显著;在一定范围内,工作块体所处位置距扰动源越远,超低摩擦鞭梢效应强度越大,当超过这一范围时,则会出现减小趋势,即超低摩擦鞭梢效应强度随工作块体与震源块体间距离呈先增后减关系.     

Boundary conditions for porous solids saturated with viscous fluid

Boundary conditions are derived to represent the continuity requirements at the boundaries of a porous solid saturated with viscous fluid. They are derived from the physically grounded principles with a mathematical check on the conservation of energy. The poroelastic solid is a dissipative one for the presence of viscosity in the interstitial fluid. The dissipative stresses due to the viscosity of pore-fluid are well represented in the boundary conditions. The unequal particle motions of two constituents of porous aggre~ gate at a boundary between two solids are explained in terms of the drainage of pore-fluid leading to imperfect bonding. A mathematical model is derived for the partial connec- tion of surface pores at the porous-porous interface. At this interface, the loose-contact slipping and partial pore opening/connection may dissipate a part of strain energy. A numerical example shows that, at the interface between water and oil-saturated sandstone, the modified boundary conditions do affect the energies of the waves refracting into the isotropic porous medium.     

产水气井井筒温度压力计算方法

应用考虑气液相间滑脱与流体沿井筒截面非均匀分布的漂移模型,结合动量守恒、能量守恒和井筒传热学,建立考虑井斜变化的气井井筒温度、压力耦合预测模型,通过15口实测井数据对模型进行验证.结果表明:所建模型可以准确计算产水气井井筒的温度和压力,计算结果平均绝对误差3.60%,满足工程计算要求.     

微型氢化物发生原子吸收光谱法测定砂岩铀矿中微量硒

利用三毛细管微型在线氢化发生技术和装置,研究了微型氢化物发生AAS测定砂岩铀矿中微量硒的分析方法。着重研究了共存离子对硒的干扰影响。结果表明：该方法除Cu^2 有干扰外,其它干扰元素允许量都较大。采用Fe^3 可抑制Cu^2 的干扰,结果令人满意。该方法灵敏度高,干扰少,硒的检出限为0．9μg/L,操作简单、快速、试剂消耗少,样品分析精密度RSD=2．4％,是一种测定砂岩铀矿中微量硒的好方法。     

不同含水量砂岩的中红外光谱特征与预测模型研究

水对岩石具有软化、溶蚀等作用,准确预测岩石的含水量对岩土工程的地下深部开采至关重要。该文将中红外光谱技术应用于砂岩的含水量分析,研究了不同砂岩样品的中红外光谱特征与其含水量之间的关系。通过多种预处理方法提取有效特征向量,构建了针对砂岩含水量的中红外光谱预测模型。结果表明,多元散射校正+偏最小二乘法、归一化特征向量提取+随机森林及一阶微分+支持向量机3种模型在测试集上预测的含水量与实测值之间的相关系数（R2）分别为0.985、0.995和0.951,均方根误差分别为0.074、0.022和0.137,即特征向量提取+随机森林的预测模型效果最佳。该方法通过中红外光谱技术实现了砂岩含水量的无损、快速分析,为地质工程中砂岩的水分预测提供了参考。     

基于Lemaitre原理改进砂岩蠕变损伤模型研究

以煤矿巷道围岩（砂岩）为研究对象,采用MTS815.02岩石力学试验系统,对流固耦合蠕变过程中孔隙水压力作用机制展开研究,以伯格斯模型为基础,基于Lemaitre原理建立改进的伯格斯非线性蠕变损伤模型,可以得到如下主要结论：当围压越大,岩石蠕变最后一级荷载作用持续时间越长,相对经历衰减蠕变和稳定蠕变时间越长;且由最终一级破坏蠕变变形值可知,孔隙水压较小时,蠕变变形量相对较大,此时围压增大提升了岩石延性特性,但是孔隙水压增大却削弱了围压作用,由于孔隙水压使得岩石力学性能劣化,因而减少了岩石在破坏时蠕变变形量;随后基于Lemaitre原理建立的伯格斯非线性损伤蠕变模型,可以较好地描述岩石的衰减蠕变、稳定蠕变与加速蠕变阶段;且试验曲线与拟合曲线吻合度高,验证了本文所建立损伤流变模型的合理性．     

粉末压片-X-射线荧光光谱法分析砂岩型铀矿制样中粘结剂用量的探讨

由于砂岩型铀矿的成矿特性,样品粉末的内聚力小,采用直接压片法有时难以成型,样片表面常见裂纹,上机测量易碎裂。混合压片法适应性强,制样成功率高,但常见的问题是样品经粘结剂稀释会影响元素的检出限及结果的准确性。本文对粉末压片-X射线荧光光谱法测定砂岩型铀矿地质样品时,前期制样中添加粘结剂的比例进行了研究。试验按照不同比例在铀矿石标准物质GBW04101、GBW04102中添加粘结剂,在扫描电镜下观察到随着粘结剂用量的增加样片表面的光滑度及致密度都呈上升趋势,在X-射线荧光光谱仪上对主量元素进行测定后发现X射线强度在粘结剂添加量大于0.2 g时明显下降,经与GBW04101、GBW04102标准值进行对比后优选出粘结剂与样品的最佳比例为1：20,在此比例下制成的样片光滑平整,不易碎裂,用粉末压片-X射线荧光光谱法进行测定,标准物质测定结果的相对误差为0.56%～6.76 %,相对标准偏差(RSD,n=12)为0.013 %～7.68 %,均达到了《地质矿产实验室测试质量管理规范》DZ/T 0130-2006的要求。本文为粉末压片-X射线荧光光谱法分析砂岩型铀矿地质样品提供了可靠的实验参考依据。     

基于形状改变能密度的岩石强度准则研究

分析砂岩在常规三轴压缩试验过程中弹性应变能密度、体积改变能密度和形状改变能密度的演化规律,根据峰值形状改变能密度与围压的线性变化关系建立形状改变能密度岩石强度准则。结果表明：（1）体积改变能密度与形状改变能密度,在峰前阶段逐渐增加,峰后急剧下降;（2）形状改变能密度强度准则参数物理意义明确,且可通过参数变换转化为经典的Hoek-Brown准则;（3）形状改变能密度强度准则计算结果与8种不同类型岩石的常规三轴压缩试验结果基本一致,验证了准则的精确性和适用性。