热焦化防砂机理分析

热焦化防砂是通过向地层内注入热空气使原油在高温下发生反应从而将地层砂固结的一种防砂新技术.通过对焦化处理后的岩样组成进行组分分析,探讨了原油胶结机理.揭示出氧化作用使原油的部分原生胶质变成沥青质,沥青质受到高度的缩合作用而成为高分子量的苯不溶物.因此适合焦化防砂的油层,其原油必须含有一定量的原生胶质和沥青质.     

铁铝型高水速凝全尾砂充填材料的试验研究

铁铝型高水速凝全尾砂充填材料是一种以铁铝型高水速凝材料为胶凝材料的新型充填材料．介绍了铁铝型高水速凝材料的组成及特点,分析了全尾砂的物理化学性质,重点对铁铝型高水速凝全尾砂充填材料的配比及其物理化学性质进行了试验研究．结果表明,该材料是一种成本低,适于单管输送的优良充填材料,具有在矿山广泛推广应用的价值     

水库淹没区岩土体文物遗址保护方案研究——以皎平渡山洞遗址为例

皎平渡山洞遗址在金沙江乌东德水电站蓄水后将淹没于水下约90 m,由于水库蓄水及调蓄对地质环境的改变常诱发地质灾害,因此需对其进行保护加固。以皎平渡山洞遗址及其赋存岸坡为研究对象,综合考虑岸坡整体稳定性、山洞遗址局部稳定性以及长周期、高水压下的耐久性,提出了“抗滑桩、桩板墙、坡体注浆、坡表防渗、土方回填注浆、防渗帷幕、坡表锚喷及山洞回填”的综合治理方案。在此基础上,采用有限元法对治理前后库水位升降各阶段的瞬态渗流场进行了分析。结果表明：治理区的浸润线位置变化进程由单向快速抬升转变为双向“包围式”缓慢抬升;山洞遗址区土体饱和时间由18 d延长至148 d,其孔隙水压力变化速率在水位上升阶段由(10～35) kPa·d^-1降低至1.64 kPa·d^-1,水位下降阶段则由10 kPa·d^-1降低至(0.1～0.51) kPa·d^-1。说明该方案可有效减缓治理区地下水位的抬升和土体的饱和进程,并显著降低孔隙水压力的变化速率。     

Ⅱ型加载条件下复合材料与管线钢共固化界面有效搭接长度试验

为了确定复合材料与管线钢共固化胶结界面受剪时的有效搭接长度,设计了双搭接胶结试件拉伸试验.对界面在Ⅱ型加载条件下的失效扩展过程进行了试验研究和有限元模拟.试验结果表明,界面的破坏形式为脱粘失效.试验得到了复合材料表面沿拉伸方向上的应变分布规律,胶结界面剪切应力与滑移量之间的关系(Bond-Slip曲线),计算可得Ⅱ型加载条件下复合材料与管线钢胶结界面的临界能量释放率为1062 N/m,界面的有效搭接长度约为15.5 mm.将临界能量释放率应用到有限元模拟的界面本构,模拟得到的复合材料沿拉伸方向的应变分布规律与试验结果对比较好.有限元分析结果表明,裂纹沿着胶结界面由两侧向中间位置逐渐发生与扩展.     

铀矿尾渣胶结充填体塌落度影响因素及预测模型

采用生石灰中和后的铀矿尾渣为试验骨料,水泥为胶结剂,试验了不同渣浆质量浓度和灰渣质量比条件下尾渣胶结充填体试件塌落度。利用自适应神经模糊推理系统(adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS)预测不同渣浆质量浓度和灰渣质量比条件下塌落度。试验结果和模型预测结果表明,在同等条件下,铀矿尾渣胶结充填体的塌落度与渣浆质量浓度和灰渣质量比均成反比;随着渣浆质量浓度变小,铀矿尾渣胶结充填体流动性变大,如果再降低灰渣质量比,铀矿尾渣胶结充填体会出现明显离析现象;铀矿尾渣胶结充填体塌落度ANFIS模型的预测精度较高,结果唯一且可靠;如果不同矿山铀尾渣物理参数相似性较高,则已知的铀矿尾渣胶结充填体塌落度ANFIS模型可以预测该矿山尾渣胶结充填体的塌落度。     

添加CaCl2·6H2O/膨胀蛭石定形相变材料的尾砂基充填体热学与力学性能试验研究

采用常压浸渍法制备了CaCl₂·6H₂O/膨胀蛭石定形相变材料(CEV),以金矿尾砂为充填材料骨料,制备添加CEV的充填体,对不同灰砂比和不同CEV添加比例下充填体的比热容、导热系数和单轴抗压强度(UCS)进行试验测试,分析了上述变量对充填体热学、力学性能的影响。结果表明:膨胀蛭石对CaCl₂·6H₂O的最大封装能力约为60%,CEV的熔化焓和凝固焓分别高达98.87 J/g和97.56 J/g。对于未添加CEV的充填体,比热容、导热系数和单轴抗压强度均随着灰砂比的降低而降低,对于添加CEV的充填体,比热容随CEV添加比例的增加显著提高,添加12% CEV后,其显热和潜热蓄热能力至少分别提高了10.74%和218.97%。然而CEV的添加会导致充填体孔隙增加,导热系数和单轴抗压强度均随CEV添加比例的增加而降低。当灰砂比为1:8,CEV添加比例分别为6%、9%、12%时,养护期为28天的充填体单轴抗压强度均小于1 MPa。综合考虑充填体蓄热能力和材料成本,推荐充填材料配比方案为灰砂比1:6、添加12% CEV,且添加CEV充填体的蓄热/释热温度区间推荐为20–40°C。本研究可为绿色矿山蓄热充填技术的应用提供理论依据。     

焦化防砂效果的影响因素分析

焦化防砂是一种防砂新技术 ,采取向地层内注入热空气使原油在高温下发生氧化裂解生成焦炭 ,从而将地层砂固结。通过实验的方法对影响焦化防砂效果的因素进行了分析。实验结果表明 ,注入热空气的最高温度是影响抗压强度的主要因素之一 ,只有在适宜的温度范围内 ,才能高效地得到固结的岩样 ;热空气达到预定的最高温度后 ,应该持续一定的时间 ,以保证一定的反应深度。化学反应前的温升速度与岩样抗压强度无关 ,在达到反应温度后维持足够的反应时间 ,所得岩样就能得到一定的抗压强度。空气流量越大 ,化学反应速度越快 ;当注入的空气量超过了化学反应所需的流量时 ,流量对抗压强度的影响不大。当反应生成适量的胶结物时 ,砂粒粒径越大 ,其固结抗压强度越高。此外 ,经过焦化处理的岩样的抗压强度还与砂粒粒度、油砂体积比、原油性质等因素有关。     

鄂尔多斯盆地宜川—句邑地区长8储集层碳酸盐胶结物特征

鄂尔多斯盆地廷长组储层质量严重地受碳酸盐胶结物影响.通过对宜川—句邑地区长8储集层薄片、碳酸盐胶结物碳氧同位素及流体包裹体测试分析,表明碳酸盐胶结物主要是铁方解石(含铁方解石),在薄层砂岩中和厚层砂岩顶底与泥岩紧密毗邻的区域含量较高,以中细晶及粗—巨晶颗粒充填孔隙.碳酸盐胶结物δ13CPDB值为-5.56‰～0.22‰...     

密井网条件下钙质胶结条带空间展布研究

综合应用铸体薄片、物性分析等资料,以鄂尔多斯盆地华庆地区长8油组为例,对密井网条件下低渗致密砂岩内部的钙质胶结条带进行了研究,明确了其基本特征,阐明了不同位置胶结条带的发育控制因素,建立了密井网条件下钙质胶结条带的空间展布模式。研究表明,华庆地区长8油组砂岩中,钙质胶结条带广泛发育,主要成分为晚期铁方解石。不同发育位置的钙质胶结条带发育主控因素不一,整体胶结式发育主要受控于粒度,中部式主要受侧向临近泥页岩和长石溶蚀影响,顶底式则主要受到粒度和泥页岩发育程度配置关系影响。不同沉积微相组合和构型界面控制了钙质胶结条带的垂向分布,平面上钙质胶结条带主要呈团块状、条带状分布于研究区中部远离物源的分流河道末端及其附近河口坝中部。总体上,密井网条件下钙质胶结条带在空间上呈厚层粗粒砂体内部"顶底胶结厚延伸远中部胶结薄延伸近"和薄层砂体"整体胶结薄延伸近"的展布模式。     

顶替速度对粘砂套管水泥环胶结强度影响研究

套管粘砂增加了管壁的粗糙度,造成部分钻井液滞留在砂粒间无法顶替,降低了水泥浆的顶替效率和粘砂套管的胶结强度。通过分析幂律水泥浆在套管-井壁环空中轴向紊流流场,计算粘砂套管水泥浆的顶替效率,并在此基础上建立考虑钻井液滞留的粘砂套管胶结强度计算模型。研究结果表明:随着水泥浆顶替速度增大,粘砂套管顶替效率逐渐增大,顶替速度为2.9m/s时,粘砂套管胶结强度达到最大值;粘砂套管破坏位置主要发生在胶结剂-砂粒界面,砂粒粒径4～6mm和6～8mm粘砂套管的胶结强度分别为1.509MPa和2.480MPa。