气侵条件下裂缝性地层漏失模拟实验

顺北区块裂缝性储层发育,气侵和漏失复杂同存,严重制约了该地区的油气田开采.总结了顺北区块裂缝性储层气侵和漏失现状,并指出"先漏失后气侵"与"先气侵后漏失"两种漏溢同层模式.基于自制的钻井液动滤失与长裂缝封堵模拟实验装置,利用不同宽度楔形长裂缝模型,通过改变裂缝倾角、钻井液正压差和裂缝缝宽等不同裂缝性地层模拟情况,分析了气侵条件下裂缝性地层钻井液漏失规律.结果表明,垂直裂缝形成的封堵层最致密,气侵条件下承压能力较高,钻井液漏失深度为37.8 cm,但反向承压可达0.35 MPa,超出水平缝25％;钻井液正压差越大,漏失深度越大,3 MPa正压差漏失深度高达100 cm,比1 MPa条件下超出1倍;缝宽越大,漏失深度越大,形成的封堵层越多且致密,承压能力有一定提升,3 mm缝宽反向承压能力达1.12 MPa,超出1 mm缝宽65％,但气侵速度高达1.69 L/min.     

树脂基碳纤维智能层检测混凝土梁裂缝

针对现行规范对混凝土结构裂缝宽度的控制要求,根据碳纤维智能层的传感特性,采用单调弯拉的试验方法,并对无预制裂缝的混凝土梁试件裂缝是否产生进行判断试验,对有预制裂缝的混凝土梁试件表面裂缝宽度进行检测试验.试验结果表明:碳纤维智能层可通过其电阻的突变感知混凝土梁初始裂缝的发生;在试件表面缝宽度为0~0.6 mm时,碳纤维智能层的电阻随试件表面裂缝宽度的增大而呈线性增大的变化规律.     

混凝土裂缝宽度和深度对裂缝表面碳化的影响

为研究混凝土裂缝宽度和深度对裂缝表面混凝土碳化的影响,制作了带裂缝的钢筋混凝土试件并进行了碳化试验研究。研究采用碳化时未开裂的试件、裂缝近似贯通的试件、裂缝未贯通的试件的横断面,其中裂缝近似贯通试件、裂缝未贯通试件的横断面即为裂缝开裂断面。对于裂缝近似贯通和未贯通的试件,通过对比裂缝的宽度、深度和裂缝表面混凝土的碳化情况,并与未开裂试件断面混凝土碳化情况进行对比分析。研究结果表明,裂缝宽度对于混凝土裂缝表面的碳化几乎没有影响,表面碳化主要与裂缝深度有关。本文对混凝土开裂部位的耐久性研究仅以裂缝表面宽度为依据进行的方法提出了不同看法,建议将混凝土裂缝宽度和深度列为同等重要的研究依据。     

聚丙烯纤维对粉煤灰混凝土耐久性的影响

采用平板状试件和快速氯离子迁移试验研究了聚丙烯纤维对粉煤灰混凝土早期抗裂性及抗渗性的影响.试验结果表明,随着粉煤灰的掺量增加,混凝土裂缝的最大宽度和裂缝的最大长度均降低,混凝土表面裂缝的面积变小;聚丙烯纤维掺入粉煤灰混凝土后,可以分担部分应力,细化裂缝,减少开裂总面积,有效的改善混凝土的抗裂性.同时聚丙烯纤维降低了氯离子渗透系数,提高粉煤灰混凝土的抗渗性能,混凝土的耐久性增加.     

弱凝胶封堵裂缝性能研究

利用自制全直径岩心夹持器,岩面贴合垫片模拟裂缝,计算选择符合XF油田低渗透天然裂缝及压裂缝的宽度,并研究弱凝胶对缝宽和裂缝形态的封堵效果。驱替试验表明,弱凝胶封堵强度随裂缝宽度的增大而减小,且存在临界裂缝宽度0.69 mm,裂缝小于该值表现为胶体弹性作为封堵主导因素;反之,则为胶体黏性或内摩擦阻力,且其效果不及小裂缝。张裂缝油藏现场调剖时,应充分考虑裂缝宽度的影响,提高调剖剂强度,以增加其弹性能力。缝形实验中,直缝对弱凝胶封堵效果最差,且缝形愈复杂,封堵效果愈好。     

裂缝尺寸对微生物修复混凝土强度的影响

为研究微生物在不同宽度、深度的裂缝尺寸下对混凝土强度的修复效果,选用巴氏芽孢杆菌为裂缝修复剂,在宽度为0.75,1.0,1.25 mm及深度为15,30,45,60,75,90 mm的不同裂缝下对混凝土进行修复,通过混凝土抗压试验,测出未修复和修复的试块抗压强度.结果表明:(1)微生物在不同裂缝尺寸下的修复对混凝土强度都有提升作用;(2)裂缝深度对混凝土修复强度的影响更大;(3)在同一裂缝宽度下,修复效果出现了先上升后降低的趋势,在深度为30 mm和45 mm的时候,修复效果最佳.     

劲性钢筋轻骨料混凝土梁正截面受弯数值模拟

为研究劲性钢筋轻骨料混凝土构件的抗裂性能,采用跨中集中荷载的加载方式,通过数值模拟,分析劲性钢筋轻骨料混凝土梁受弯构件变形与荷载的关系。模拟结果表明:劲性钢筋轻骨料混凝土梁刚度较大,但破坏时挠度很大,有很好的延性。当受压区混凝土压碎破坏时,试验梁仍具有很大的承压能力。随着跨中荷载的增大,梁的位移变形也随之增多。跨中荷载增加到40 t时,梁的位移变形开始大幅度增大,导致混凝土开裂。混凝土开裂后,试件截面刚度退化,裂缝宽度增幅显著,裂缝宽度逐渐加宽。试件梁开裂后,裂缝宽度随荷载变化的增长趋于稳定,抗裂性能较好。模拟结果与试验值相符。     

裂缝性地层承压堵漏模型研究及应用*

裂缝性地层承压能力低,承压堵漏难度高。为了解决该难题,从裂缝承压失稳机理出发,建立了考虑封堵层和裂缝扩展的承压堵漏新模型,分析了影响承压的关键因素,据此指导研发了高承压堵漏配方,形成了新型交联成膜堵漏技术,并开展了现场应用。研究表明,裂缝承压失稳包含封堵层失效和裂缝扩展两种形式;裂缝性地层承压能力由封堵层承压和裂缝扩展共同决定;提高承压能力要求堵漏材料抗压强度高,封堵层摩擦系数大、弹性变形率高、渗透率低,封堵层尽量封至缝口及封堵层厚度适中;新型交联成膜堵漏配方对1~5mm宽的裂缝,封堵层承压可达20MPa,抗返吐达3MPa以上,现场应用显著提高了地层承压能力。表明,承压堵漏模型具有较好的适用性,能够有效指导现场施工,为承压堵漏技术的研发提供了理论依据。     

裂缝性地层承压堵漏模型建立及应用

裂缝性地层承压能力低,承压堵漏难度高。为了解决该难题,从裂缝承压失稳机理出发,建立了考虑封堵层和裂缝扩展的承压堵漏新模型,分析了影响承压的关键因素,据此指导研发了高承压堵漏配方,形成了新型交联成膜堵漏技术,并开展了现场应用。研究表明,裂缝承压失稳包含封堵层失效和裂缝扩展两种形式;裂缝性地层承压能力由封堵层承压和裂缝扩展共同决定;提高承压能力要求堵漏材料抗压强度高,封堵层摩擦系数大、弹性变形率高、渗透率低,封堵层尽量封至缝口及封堵层厚度适中;新型交联成膜堵漏配方对1~5 mm宽的裂缝,封堵层承压可达20 MPa,抗返吐达3 MPa以上,现场应用显著提高了地层承压能力。表明,承压堵漏模型具有较好的适用性,能够有效指导现场施工,为承压堵漏技术的研发提供了理论依据。     

混凝土水平施工缝抗渗及力学性能试验研究

针对水平施工缝对混凝土抗渗及力学性能影响的问题，本文采用对比试验的方法，分别研究了整浇试件、界面凿毛处理试件及界面不处理试件的抗渗及力学性能，同时研究了7 d 和28 d 的浇筑间隔影响。结果表明：水平施工缝的存在会严重影响混凝土的抗渗能力，同时也在一定程度上影响其力学性能，而对接缝界面进行凿毛处理能在一定程度上改善其性能，但作用不明显，7 d 和28 d 的浇筑间隔对接缝界面性能的影响也不显著。     

微生物作用下混凝土裂缝修复效果试验研究

微生物矿化作用可以有效愈合混凝土裂缝,达到修复混凝土裂缝的目的.本文以带裂缝混凝土为研究对象,设置0.2、0.3、0.6 mm三个裂缝宽度和20、30 mm两个裂缝深度,以巴氏芽孢杆菌为菌株,通过裂缝观测、超声波测试、立方体抗压强度测试及裂缝内部微生物沉积物质的微观形貌分析,研究微生物对不同深度及宽度混凝土裂缝的修复效果.研究结果表明:巴氏芽孢杆菌可有效修复混凝土表面裂缝;氧气的供给是微生物在裂缝内部矿化的重要环境条件,随着裂缝深度的增加,巴氏芽孢杆菌的修复效果减弱;随着裂缝宽度的增大,微生物在裂缝内部的矿化效果减弱.     

冻融后预应力混凝土受弯构件最大裂缝宽度研究

试验研究了5根预应力钢筋混凝土受弯试件经历不同冻融次数后的力学性能. 通过对实验过程的分析及得到的荷载-挠度曲线,研究遭受冻融作用后预应力混凝土受弯构件使用阶段最大裂缝宽度随冻融次数的变化规律,参考规范法,将试验得到的最大裂缝宽度值与理论计算值进行对比,从而建立反映冻融影响的预应力混凝土受弯构件的最大裂缝宽度计算公式,在计算遭受冻融作用后的预应力混凝土受弯构件的最大裂缝宽度时,受力特征系数取1. 8更为合适. 这一结果为我国寒区的预应力混凝土结构的变形验算提供了参考.     

地铁车站叠合墙抗渗防裂混凝土配合比优化与应用

针对地铁车站叠合墙的开裂渗水问题,为提高混凝土抗渗防裂性能,开展混凝土配合比设计优化.首先,基于混凝土配合比设计规程,对混凝土配合比中多个因素进行正交试验设计法筛选,并对混凝土的粗骨料级配进行优化.然后,选择绝热温升最低的混凝土配合比,掺入混凝土外加剂DHZ复合液,经混凝土和易性试验,确定外加剂最佳掺量,得到混凝土最优配合比.最后,开展混凝土性能试验与地铁车站叠合墙裂缝现场监测分析.结果表明:经配合比优化并掺入DHZ复合液的混凝土能够减少大体积混凝土裂缝的产生,具有良好的抗渗防裂能力.     

树脂基碳纤维智能层电测混凝土表面裂缝宽度

针对国内现行建筑和路桥规范对混凝土结构表面裂缝宽度的控制要求,根据碳纤维智能层的力电传感特性,采用单调三点弯拉静力加载制度,以试件梁的挠度进行加载控制,对带有预制裂缝的混凝土梁试件表面裂缝宽度变化进行检测试验.研究结果表明:树脂基碳纤维智能层传感器可感知混凝土粱裂缝宽度的变化;随着荷载的增大,裂缝宽度增大,碳纤维智能层的电阻也发生相应变化,而在混凝土裂缝宽度0～1.0 mm时,碳纤维智能层的电阻随裂缝宽度的增大呈线性增大趋势;树脂基碳纤维智能层对裂缝宽度变化的敏感性存在差异,但是,混凝土表面裂缝宽度在0～0.5 mm之间变化时,碳纤维智能层的电阻在2～4Ω之间变化,其离散性不大,且线性关系好,可满足国内现行规范允许混凝土表面无害裂缝宽度0～0.3 mm的检测要求.     

钢-聚丙烯混杂纤维配筋混凝土抗裂性能试验

为了研究钢纤维和聚丙烯纤维对于配筋混凝土裂缝生发的影响,设计并开展了钢-聚丙烯混杂纤维配筋混凝土轴心拉伸试验.通过分析试件裂缝的形成过程、试件的初裂荷载以及平均裂缝宽度,得到不同应力水平下混杂纤维掺量对于基体混凝土抗裂性能的影响.试验结果表明:掺入混杂纤维可以明显改变有效配筋率在2%以下的混凝土的裂缝形态;混杂纤维能显著提高试件的初裂荷载并且减小试件的平均裂缝宽度;随着钢筋应力的增大,混杂纤维表现出了不同的阻裂效应;在同等纤维体积掺量下,配筋率越大则试件平均裂缝宽度越小.     

合成纤维混凝土楼板中长期非荷载抗裂性能

为了探讨解决现浇混凝土楼板中长期非荷载抗裂性的难题,对聚丙烯纤维混凝土的平板进行了中长期抗裂试验,研究聚丙烯纤维对提高混凝土中长期抗裂、抗渗等耐久性能的效果和机理,通过实际工程的应用进一步验证了聚丙烯纤维对混凝土裂缝有较好的抑制作用。研究结果表明,聚丙烯纤维对混凝土中长期裂缝有较好的抑制作用;聚丙烯纤维能有效改善混凝土的抗渗性能;聚丙烯纤维使混凝土的抗拉强度、拉伸极限应变、临界断裂时的最大裂缝宽度增加。使用聚丙烯纤维混凝土楼板具有较显著的经济效益和社会效益。     

伊拉克S油田碳酸盐岩油藏裂缝封堵

伊拉克S油田主力开发层系为中高孔、中低渗的孔隙-裂缝型碳酸盐岩油藏,酸化压裂是该碳酸盐岩储层改造的主要技术手段之一。由于储层裂缝溶洞发育,非均质强,酸液滤失量大,作用距离有限,需要结合裂缝暂堵技术,实现对非均质储层的均匀改造。根据该油田储层地质油藏资料,对裂缝尺寸进行分析,并将储层裂缝划分为微缝和常规缝。实验通过巴西劈裂,对储层标准岩心进行劈裂造缝,模拟了真实粗糙微缝(0.03 mm、0.05 mm、0.08 mm),然后采用3D打印岩板模拟了常规粗糙裂缝(1 mm、2 mm、3 mm),最后将粉末、纤维、颗粒合理配比作为暂堵剂对裂缝进行封堵,优选了裂缝封堵配方。实验结果表明：针对微缝,纤维和粉末均能有效封堵裂缝,纤维相比粉末更易封堵微缝,封堵后承压均超过30 MPa;针对常规缝,采用纤维或纤维与颗粒组合可有效堵裂缝,封堵后承压均超过30 MPa。通过裂缝封堵实验,探索了碳酸盐岩缝内封堵规律,优选了暂堵剂配方,可为现场裂缝封堵施工提供理论依据。     

保护层厚度及配筋参数对混凝土裂缝宽度的影响研究

混凝土保护层厚度和配筋参数是影响钢筋混凝土构件裂缝宽度的两个主要因素.本文通过设计配筋混凝土单轴拉伸试验,探究配筋混凝土的开裂过程,重点研究保护层厚度和配筋参数对配筋混凝土试件的裂缝宽度、裂缝间距的影响.试验结果分析表明,裂缝宽度随着钢筋应力的增大而增大;保护层厚度、配筋参数均为平均裂缝间距和平均裂缝宽度的主要影响因素;总结裂缝宽度随钢筋应力、保护层厚度以及配筋参数d/ρ的变化规律,为钢筋混凝土构件在实际工程中的裂缝控制提供依据.     

竖向拼缝L形剪力墙抗震性能试验

为研究竖向拼缝对预制装配L形混凝土剪力墙抗震性能的影响,对3个剪跨比为2.15的足尺L形混凝土剪力墙试件进行了低周反复荷载试验。拼缝采用无筋键槽形式,其中2个装配试件的竖向拼缝位置不同,另1个是整浇对比试件。试验结果表明:竖向拼缝对墙体的裂缝发展有一定影响,试件的裂缝在发展至拼缝键槽处后,会错动至键槽的尖点后再继续发展;竖向拼缝对试件的水平承载力及破坏形态没有明显影响,但对试件的延性及耗能有显著的影响,2个装配试件的正向位移延性分别提高了0.2%和14%,负向位移延性提高了8%和14%,耗能能力提高了30%,但竖向拼缝的位置对于耗能能力的影响不大;穿过竖向拼缝的水平钢筋没有发生应变突增或提前屈服。     

碾压混凝土工拱坝诱导缝断裂特性研究

为了防止碾压混凝土坝出现无规则裂缝，通常采用在碾压混凝土坝体特别是在碾压混凝土拱坝的内部设置诱导缝，通过对带有穿透形预留缝的碾压混凝土试件和内含椭圆形预留缝、内含矩形预留缝的碾压混凝土试件的轴拉试验和分析得出了关于内含非穿透椭圆形预留缝碾压混凝土试件和内含非穿透矩形预留缝碾压混凝土试件的应力强度因子的计算公式并进行了修正，取得了较好的结果。