酸压动态条件下酸岩反应动力学参数测试新方法

酸压中活酸作用距离是评价酸压效果的重要因素。活酸作用距离取决于酸岩反应速度,酸岩反应动力学参数是酸压优化设计基础,这些参数的准确性决定优化设计的可靠性。设计了一种测试动态条件下裂缝中酸液有效传质系数和有效消耗时间的新方法,该方法通过酸蚀裂缝导流驱替实验,测试酸化前后岩板质量变化;基于岩板质量变化计算酸液消耗速度、酸液有效传质系数,再基于裂缝中的酸液量和酸液消耗速度计算酸液有效消耗时间。采用延长马家沟组岩板测试了稠化酸和交联酸的反应动力学参数,交联酸比稠化酸黏度高,有效传质系数比稠化酸低,在使用的实验条件下,稠化酸和交联酸在裂缝中的有效消耗时间分别为20 min和28 min左右。研究为酸压优化设计和酸液体系评价提供了依据。     

考虑孔隙压力影响的碳酸盐岩裂缝成因模式研究

通过三轴压缩实验研究了在不同围压和孔隙压力下碳酸盐岩破裂方式及裂缝分布形态。在设定的加载方式下,针对某异常高压油田碳酸盐岩实验结果表明:岩石在压缩导致破裂的过程中,破裂方式主要与有效应力有关;随着有效围压的增大,岩石逐渐由脆性变形转化为塑性变形。对三轴压缩实验后的岩心磨制了薄片,从微观上分析裂缝成因模式。随着有效围压的增大,裂缝类型分别为劈裂面、高角度缝、共轭剪切缝、高密度网状缝。     

断层破碎带注浆加固稳定性综合测试

断层破碎带岩性复杂、节理发育,为维护破碎带影响范围内巷道围岩稳定性,降低突水风险,常对其进行超前注浆加固。以淮南潘二煤矿F1断层为例,提出采用钻孔光纤及电法测试技术,对巷道掘进过程中断层破碎带注浆加固稳定性进行动态监测和分析。根据巷道掘进速度,定期采集钻孔应变和电阻率数据,分析了应变及电阻率分布特征及演化规律,指出断层破碎带注浆加固后场源变化特征与正常岩层区段具有明显差异性,表明注浆加固将有效改善破碎区段岩层物性。根据光缆应变分布及电阻率分布特征,结合巷道围岩地质属性,认为断层破碎带注浆加固后稳定性得到有效提升,断层活化变形程度较小。     

水力压裂切割煤层顶板力学机理及参数优化

煤层开采中,上顶板难以断裂,易形成大面积悬顶结构,进而诱发严重的冲击地压等灾害,不利于矿井的安全高效生产。针对利用水力压裂技术解决煤层上悬顶的工程问题,采用地质-工程一体化模拟技术,考虑岩层纵向分层属性,建立了大尺度水平井段内多簇压裂精细模型,开展了水力压裂切割煤层厚顶板力学机理和施工参数优化研究。研究结果表明：(1)水平井多级压裂能够充分切割上顶板,产生密切割缝网结构,附加诱导应力值增大10%,能够有效解决悬顶卸压问题;(2)高粘滑溜水+交联冻胶压裂液体系形成的裂缝体积高于低粘滑溜水体系约40%;(3)影响裂缝扩展的主控因素从强到弱依次为：压裂液类型、地层物性、液量、排量、段长。本文耦合地质建模-裂缝扩展-应力计算,深入研究了水力压裂裂缝扩展规模及其对厚层顶板弱化改造程度,研究成果将指导含厚层顶板煤层安全高效开发。     

灵丘南山中生代逆冲推覆构造特征及其意义

灵丘南山逆冲推覆构造位于燕山造山带的西南端、唐河断裂带北段,空间展布与太古宙恒山陆缘火山弧岩基带南部边界大致吻合。逆冲推覆构造具有薄皮构造和厚皮构造共存的构造属性,主要由一系列近平行相间排列的褶皱和逆冲断层组成,沿其走向具有三种不同的组合型式,主要表现为前后陡、中间缓的叠瓦状构造,上盘运动方向总体指向SE,逆冲推覆构造主要变形发生在130.5~129.63 Ma。太白维山逆冲推覆构造运移距离不少于7 km,古路河逆冲断层仅500 m左右。逆冲后首次伸展构造变形破坏了逆冲推覆构造的连续展布,并造成了大规模的岩浆侵入活动及其伴生矿床的成生,新生代伸展构造变形以发育于逆冲推覆构造后侧为主,并利用其先存逆冲推覆构造薄弱带。     

海上钻井井壁稳定性研究及应用——以A-1井为例

井壁的稳定性问题是一项急需解决的世界级难题,井壁失稳在世界范围内的各个油田中普遍存在。A-1井是一口位于东海某区块的直井,根据相邻已钻井复杂情况统计可知,该区块遇阻、掉块、卡钻等问题频发。将理论分析与数值模拟相结合,通过收集大量的地质、地震、钻井和测井资料,选择合适的理论模型,预测计算了A-1井的地应力、孔隙压力、破裂压力、坍塌压力等,绘制出了地层七压力剖面图,进而得到该井的安全钻井液密度窗口。经与实测点比对,孔隙压力和破裂压力的预测误差均小于5%。本文基于弹塑性力学理论,分析了井壁围岩的应力状态,并利用ABAQUS软件对井壁稳定性进行了数值模拟,分析了钻井液密度对井筒稳定性的影响,发现在低钻井液密度条件下,井周应变不均匀性明显,最小主应力方向上的井周应变远大于最大主应力方向上的井周应变;而在高钻井液密度下,井周应变较为均匀,没有明显的差异性。研究成果为了解目标区块井壁稳定机理提供了有力工具。     

一种基于图像融合的岩石裂隙充填物分割方法

岩体的变形特性主要取决于结构面、裂隙,尤其是微裂隙及充填物等方面的共同作用,因此在研究岩石节 理时对充填物的研究也非常重要。研究充填物首先须把其图像分割出来。由于彩色图像的噪声太多,以往对岩石 裂隙及充填物的分割方法均是基于灰度图像的处理,这不利于对充填物的进一步分析。在处理一个欧盟项目所提 供的两种光照图像〔普通日光和紫外线光〕时,我们发现了一种新的获取岩石裂隙和充填物的方法。该方法基于 RGB空间,利用普通日光和紫外线（UV）两种光照系统对岩石样本进行拍照,对所获得的图像分别处理后,再融合、 屏蔽掉无关数据,最后利用区域生长法自动在彩色图像上实现了对裂隙充填物的提取。试验证明这是一种高速低 噪声的彩色图像分割方法。     

龙门山唐王寨地区逆冲推覆体构造特征

推覆构造体系是由几条逆冲断裂带及其逆冲席、逆冲片组成,主干断层与次级断层组成叠瓦式构造。本文对研完这四条主干,搏冲断裂带及其间的逆冲席、前缘区的侍征进行了详细描述,并通过野外观察和室内泥.模拟试脸研充了推覆构造的发展演变及形成机制,指出其前缘三角区是最有利的油气勘探区。     

层间作用对岩层断裂的影响

运用弹性力学基本理论分析了采场顶板岩层层间作用对应力状态的影响;根据最大拉应力准则,建立了岩层破断位置的确定方法。这一结论很好地解释了采场上覆岩层塌落范围自下而上逐层收敛的现象。     

BJ212汽车轮壳螺栓低扭矩断裂分析

借助金相、扫描电等手术对低扭矩脆断的ＢＪ２１２汽车轮壳螺栓的金相组织特征,宏观和向量观断口形貌等进行了研究,结果表明,这种头部薄的螺栓,渗层和淬透层过使头我脆断抗力降低,在头部与杆的根部,由于淬火应力不均匀导致根部产生拉应力,均是导致螺栓低扭矩断裂的原因。