温度对岩石渗透率影响的实验研究

对储层粉砂岩、灰岩、变质岩和砾岩渗透率受热变化规律进行了实验研究 ,并对岩石渗透率在高温作用下发生变化的机理进行了讨论。分析结果表明 ,岩石在常压条件下经过高温加热处理 ,其渗透率随温度的升高而呈增大趋势 ;岩石渗透率发生突变时存在一个阈值温度 ,组分不同的岩石 ,其阈值温度也不同。岩石渗透率的提高是由于岩心受热后产生了新的裂缝 ,裂缝延伸而形成了连通网络结构     

热处理对岩石波速及孔渗的影响

在常压条件下 ,对干燥粉砂岩、灰岩和砾岩 3种储层岩石进行了高温处理 ,测量并分析了岩石波速、渗透率和孔隙度与温度的变化关系。结果表明 ,热处理过程中岩石波速、渗透率和孔隙度等物理性质的变化存在一个突变温度域。经过高温处理后的岩石 ,其波速随温度升高而下降 ,渗透率和孔隙度随温度升高而增加。在阈值温度附近岩石波速、渗透率和孔隙度变化幅度最大 ;高于阈值温度后 ,影响岩石渗透率和孔隙度变化的主要机理是早期产生的微裂纹宽度增加。该实验结果为现场储层热处理效果评价及技术应用提供了依据。     

热处理对岩石波速及孔渗的影响

在常压条件下，对干燥粉砂岩、灰岩和砾岩3种储层岩石进行了高温处理，测量并分析了岩石波速、渗透率和孔隙度与温度的变化关系。结果表明，热处理过程中岩石波速、渗透率和孔隙度等物理性质的变化存在一个突变温度域。经过高温处理后的岩石，其波速随温度升高而下降，渗透率和孔隙度随温度升高而增加。在阈值温度附近岩石波速、渗透率和孔隙度变化幅度最大；高于阈值温度后，影响岩石渗透率和孔隙度变化的主要机理是早期产生的微裂纹宽度增加。该实验结果为现场储层热处理效果评价及技术应用提供了依据。     

热冲击作用下花岗岩渗透性演变规律试验研究

为研究高温花岗岩在热冲击作用下渗透性能变化规律,对不同温度花岗岩试件在空气中自然冷却、在水中(20℃,60℃,100℃)热冲击冷却等4种冷却条件下的渗透率变化规律进行分析,借助热冲击因子对不同冷却温度的热冲击破坏进行定量表征,研究结果表明:热冲击作用下试件渗透率增加幅度与岩石温度的升高呈指数关系;冷却介质与高温岩石之间的温差和对流换热系数共同影响热冲击过程中热量交换的速率,进而影响到热冲击破坏的结果;热冲击因子可以作为衡量热冲击破坏能力的物理量,热冲击破坏后花岗岩的渗透率随热冲击因子单调增加且存在阈值,超过阈值后试件渗透率随热冲击因子的增加而大幅度增加。     

不同温度下砂岩渗透性能的核磁共振响应

温度作用下研究岩石渗透性能对高温岩体工程建设具有重要意义。本文选取砂岩为研究对象,基于低场核磁共振在研究孔隙流体中无损、精细、定量化表征方面的优势,采用该技术考察了25～600℃砂岩渗透率变化。利用核磁共振方法,计算砂岩核磁孔隙参数。对比分析实测渗透率与模型之间的数值关系,评估了5种核磁共振渗透率模型。研究结果表明:SDR核磁渗透率模型可有效表征渗透率与温度的关系。不同温度下砂岩渗透率会发生改变,渗透率存在阈值温度点,在低于400℃时渗透率缓慢变化,在400℃以后渗透率显著增加。     

温度、压力对莺-琼盆地储层岩石物性影响的实验研究

为探讨温度、压力的变化对储层岩石物性的影响,利用高温高压岩石物性参数测试系统对莺-琼盆地中深层砂岩储层岩样进行了气体介质的变温及高温变围压孔隙度和渗透率测试。实验结果表明,莺-琼盆地储层岩石在高温下的热膨胀会造成岩石的孔隙度和渗透率出现轻微下降,热膨胀效应对孔隙度影响很小(变化率3%),对渗透率的影响相对明显(平均变化率8%),且喉道越小,影响越大。在高温条件下(170℃),压力因素引起孔隙度和渗透率的下降幅度要大于单一温度的影响,岩石孔隙度的变化主要受初始孔隙空间大小及泥质含量的控制,而高温条件对岩石的渗透率降低有抑制作用。实验岩石表现出的温度及压力敏感特性主要受岩石刚性颗粒含量及胶结强度的控制。     

循环高温冷却作用后花岗岩渗透率演变试验

干热岩利用介质发电过程中，其内部不同温度梯度的岩层会产生温度交替变化，研究循环高温作用下岩石的渗透性可提高其利用效率。本文开展了循环高温（400 ℃和600 ℃）冷却后花岗岩的气体渗透率试验，探讨温度、循环次数、冷却方式、围压对花岗岩内部流体传输的影响，从不同角度分析花岗岩气体渗透率在循环高温冷却作用下的演变规律。结果表明：随着循环次数增加，温度越高，岩样劣化越明显，高温淬火普遍比自然冷却劣化严重。岩样第一次高温冷却后的损伤程度最为严重，质量损失率均占6次循环过程总质量损失率的近一半。岩样表观渗透率在2次循环后增大了两个数量级（从10^-18 m2到10^-16 m2）。第4和第6次循环，其表观渗透率在高温淬火冷却下有缓慢增长，在自然冷却下变化很小。     

液氮冷却作用下高温花岗岩损伤实验

液氮作用于高温岩石能够损伤致裂岩石,因此可用于提高干热岩地层的钻井和压裂效率。为研究液氮快速冷却高温岩石对其物理和力学性质的影响规律,分别采用液氮冷却和自然冷却对不同温度(25～600℃)的干燥花岗岩岩样进行处理,通过对比两种处理方式下岩样的声波速度、渗透率、抗拉及单轴抗压强度的差异,得到液氮冷却对高温花岗岩的损伤特性。结果表明:液氮冷却可有效损伤高温花岗岩;对于实验中150～600℃的花岗岩,经液氮冷却产生的损伤能使其波速降低4.13%～10.04%,渗透率提高0.21～182.80倍,抗拉强度降低4.95%～34.54%,抗压强度降低13.95%～29.30%,弹性模量降低7.33%～45.74%;冷却前岩石温度越高,冷却过程中产生的热应力越大,冷却损伤程度越大。     

基于Normal分布的岩石统计热损伤本构模型研究

基于Lemaitre应变等价性理论的岩石损伤模型,假定受热损伤的岩石微元强度服从Normal分布,考虑温度对岩石力学参数的影响,引入热损伤变量,在微元破坏符合Mohr-Coulomb准则条件下,建立高温作用后岩石统计热损伤本构模型。依据岩石屈服的概念,利用极值法确定模型参数,并与不同温度下花岗岩的压缩试验结果进行对比分析。研究结果表明:本模型所得曲线与三轴压缩试验曲线较吻合,并能很好地反映高温作用后岩石软化特征;本模型不包含非常规岩石力学参数,便于工程应用;研究成果能够为高温岩体工程的开发和防护提供参考。     

高温状态下石灰岩力学性能实验研究

为了研究高温状态下石灰岩力学性能,采用液压伺服刚性岩石力学实验系统对常温～800℃高温作用下石灰岩的力学性能进行了实验研究,分析了石灰岩应力应变曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量等的变化情况。研究结果表明:在600℃以内的高温下,温度对石灰岩的力学特性的影响不明显。但在600℃以后,随受热温度升高石灰岩力学性能迅速劣化,峰值应力和弹性模量急剧降低,而峰值应变迅速增长。800℃时已形成缓和的应力-应变全过程曲线,表现出软化现象。