高渗压条件下裂隙岩体的劈裂破坏特性

基于岩体工程中普遍存在节理裂隙岩体,裂隙岩体在地下工程卸荷扰动后形成复杂应力状态和高水头压力的共同作用下将发生压剪复合破坏或拉剪复合破坏,对裂纹面的应力状态进行分析以判定其破坏模式,并进一步研究岩体裂纹开裂特性及岩桥断裂贯通力学机理,建立相应的临界水压和初裂强度判据。同时,对处于水力劈裂状态的高水头压力隧洞围岩的破坏特性进行模拟。研究结果表明:隧洞在高渗透水压的驱动下周边围岩开始发生水力劈裂,形成拉剪劈裂区;随着内水外渗的发展,随即在拉剪劈裂区外侧形成压剪劈裂带,同时,拉剪区和压剪区继续扩展直至渗流衰减趋于稳定。     

磺酸型表面活性剂压裂液的制备及性能研究

合成了一种阴离子磺酸型表面活性剂,将其与助剂配合使用作为压裂液增稠剂,在中性氯化钠溶液中反应交联,制得一种阴离子清洁压裂液.实验结果表明:体系配比为5%增稠剂+3.5%氯化钠时,性能较好,具有优良的耐温、耐剪切、流变黏弹性及携砂性,破胶彻底易返排,对岩层伤害小等特点,满足了低压、低渗透油气藏压裂液的要求.     

基于试井数据的低流度储层增产措施选层方法研究

压力酸化是低流度油气藏进行改造的主要措施,储层物性、措施选层和措施设计是影响增产措施能否获得成功的重要因素。在实际生产中,油田主要依靠经验来进行措施选层,为了避免措施选层的盲目性和主观性,提出了一种基于试井数据的增产措施选层方法。首先,以试井参数流度为标准,将低流度储层分类四种类型;以南堡油田为例,对每一种类型储层的试井曲线特征和储层特点与增产措施效果进行了分析对比,建立了低流度储层增产措施的选层方法。采用该方法在华北油田二连探区乌兰花凹陷和南堡油田优选了10个层,措施后效果均与措施选层结果相吻合。研究表明该方法能够适用于砂岩岩性的低流度油田,具有普遍性和可移植性。     

压裂液返排速度对支撑剂回流量影响实验研究

压裂液返排速度是影响油气井压后效果的重要因素。为研究压裂液返排速度对支撑剂回流量的影响,运用自主研发的裂缝模拟实验装置,进行不同压裂液返排速度下支撑剂回流量的实验测试。实验过程中针对每一个压裂液返排速度,测试不同返排阶段支撑剂的回流量。实验结果表明,压裂液返排速度以43.2 m~3/d为界限,返排速度低于43.2 m~3/d时支撑剂回流量随压裂液返排速度增加较慢;而当返排速度高于43.2 m~3/d后,支撑剂回流量增加明显加快。支撑剂回流主要集中在压裂液返排初期,前33.33%的返排液量携带出了75%以上的回流支撑剂;因此在压裂液返排初期应选用相对较小的返排速度以达到控制支撑剂回流的目的,返排后期在不造成出砂的前提下,适当增大返排速度以实现压裂液尽快返排,减少地层伤害。     

时效强化铝合金的机械性能分析

从基体组织和沉淀相质点等方面分析了时效强化铝合金机械性能的变化规律。时效强化铝合金基体组织的粗细，时效强化沉淀相质点的大小、分布和弥散程度以及杂质中间相质点的存在是影响合金机械性能的主要因素。     

Experiments on thermal fracture in rocks

The thermally induced fracturing appeared in the boundaries of mineral grains of rocks due to the different thermal expansion of different minerals while heating the rocks. When the microscopic fracturing connected like a network, the macroscopic permeability and the fluid transport properties of the rock changed remarkably. The implication of thermal fracturing to petroleum industry, earthquake process and transport modeling have been discussed.     

辽河裂谷玄武岩成因机理与盆地演化

认为辽河裂谷第三系玄武岩由两类原生玄武岩浆喷发形成，一是形成于地下７０～８５ｋｍ的碱性橄榄玄武岩浆，二是形成于地下３５～５０ｋｍ的拉斑玄武岩浆。两者分别为源区岩石局部熔融３．８８％和１０．１１％的产物。下辽河平原处于中国北方大陆地幔热柱、亚热柱之上。随着热柱的形成、拱起和岩石圈的飘移，火山活动由强而弱，由碱性趋向亚碱性，岩浆熔出位置由深而浅，源区岩石熔融程度由低而高。与此相应，下辽河裂谷盆地经历了裂前成穹、张裂破碎、拉张沉陷及拗陷４个阶段，裂谷由张裂而拗陷，直至消亡。     

地层水力压裂中的应力强度因子

本文根据弹性断裂力学的叠加原理,建立了地应力场和流体压力作用下水力压裂中孔边轴对称裂纹尖端应力强度因子K_1的近似解析表达式。这些近似公式在工程意义上是相当精确的,与可以获得的数值结果的比较表明其相对误差仅百分之几,为水力压裂中破裂压力的断裂力学方法预测和裂缝扩展过程的模拟提供了快速、简单且相当精确的方法。     

基于气泡尺度的泡沫压裂液流变机理研究

从介观层次入手，以高压高剪切速率下气泡尺寸均匀分布的泡沫压裂液为基础，建立了一个二维泡沫压裂液物理模型．该模型视泡沫压裂液的最小组成单元为气泡，将气泡和周围液相以及气泡与气泡之间的作用力用弹簧表示，并从能量耗散的角度出发，成功推导了当泡沫质量（气相的体积分数）大于70％、剪切速率大于500s^-1时的泡沫压裂液流变特性的本构方程．利用该本构方程计算得到的泡沫压裂液有效黏度和试验结果对比最大误差只有9．7％，平均误差只有4．9％，所得结果明显地优于Reidenbach和Mathel等人给出的拟合公式．该模型不仅可以从机理上阐述泡沫压裂液的流变特性，而且还能够很好地表现出泡沫压裂液在泡沫质量较高时的有效黏度特性．更为主要的是该模型还可以用于解释泡沫压裂液的屈服应力和壁面滑夥现象．     

压裂水平井裂缝参数优化研究

裂缝是影响压裂水平井产能的主要因素,为了成功的压裂水平井,在压前的施工设计中要充分考虑裂缝参数的优化.利用电模拟实验研究了裂缝参数与压裂水平井产能的关系,所考虑的裂缝参数包括水平井筒与裂缝夹角、裂缝长度、水平井筒长度、裂缝数目、裂缝位置及裂缝间距等.研究表明产能随水平井筒与裂缝夹角的增大而增大,超过45°后产能增加的趋势变缓;产能随裂缝长度的增加而增加,但在具体的油藏地质条件下存在最优的裂缝长度和水平井筒长度的匹配;实验中压裂水平井的最优裂缝数为3~5条,其中外裂缝对产能的贡献最大;产能随裂缝间距的增大相应增加.裂缝参数的优化研究可为压裂水平井的施工设计提供理论性指导.