爆炸技术与低渗透油气藏增产

爆炸技术引入石油行业已有一百多年的历史,大规模的工业应用也有二三十年的历史,在低渗透油藏的增产方面,涉及到了射孔、高能气体压裂等多个领域。总结了井内爆炸技术、核爆炸技术、高能气体压裂、爆炸松动、复合射孔、复合压裂以及水力裂缝“层内爆炸”采油技术对低渗透油藏进行改造的研究进展,同时对利用爆炸技术,尤其是水力裂缝层内爆炸采油技术对低渗透油藏进行改造的研究做了展望,并提出了利用射孔、高能气体压裂、“层内”爆炸技术的联合作业是低渗透油藏改造技术的最优方案之一。     

低渗油气藏井筒周围岩石动态破坏实验研究

建立了一种适合动载荷条件下岩石破坏模拟研究的实验装置,并通过实验研究总结出了一定实验条件下的动载特征与岩石开裂裂纹数量的定量经验关系式,同时分析了岩石破坏形成多裂纹的条件及主要影响因素,对低渗油气藏开发中油层改造施工作业具有一定的指导意义。     

Deformation and Failure of Polymer Bonded Explosives

The deformation and failure of pressed polymer bonded explosives under different types of loads including tension, compression and low velocity impact are presented. Brazilian test is used to study the tensile properties. The microstructure of polymer bonded explosives and its evolution are studied by use of scanning electronic microscopy and polarized light microscopy. Polishing techniques have been developed to prepare samples for microscopic examination. The failure mechanisms of polymer bonded explosives under different loads are analyzed. The results show that interfacial debonding is the predominant failure mode in quasi-static tension, while extensive crystal fractures are induced in compression. With the increase of strain rate, more crystal fractures occur. Low velocity impact also induces extensive crystal fractures.     

爆生气体作用下孔壁岩石开裂的机理及影响因素研究

开发低渗透油气田最有效的手段是改善低渗透储层物性,但目前常用的水力压裂、酸化和高能气体压裂等措施也各有其不足,因此对岩石具有应力波和爆生气体双重作用的"层内爆炸"方法应运而生.针对爆生气体作用下孔壁岩石的开裂问题,通过分析试验数据,建立了考虑试样惯性的力学模型,并从动力学角度对动态栽荷作用下孔壁岩石产生多裂缝的机制做了数值模拟研究.试验及数值模拟结果表明,爆生气体动态载荷作用下孔壁岩石产生多裂缝的实质是试样对动态载荷的结构响应,孔壁岩石能否产生多裂缝主要取决于载荷、约束、结构和材料属性等因素的影响.此外还得到了不同加栽速率和初始损伤条件下孔壁岩石开裂的一般规律.     

高聚物粘结炸药的力学行为及变形破坏机理

结合实验研究对高聚物粘结炸药（ＰＢＸ）的力学行为和细观力学现象进行了分析和讨论。认为ＰＢＸ材料量主要的破坏机理是界面脱粘和粘结剂的成穴失效。     

爆炸载荷作用下的岩石损伤断裂研究

岩石爆破机理是一个复杂的问题,目前理论研究还不是很成熟。根据以往经典固体力学方法解释岩石在爆炸载荷作用下的力学行为,是无法揭示岩石爆破破碎的全过程,也难以确定岩石内的损伤和破坏程度;采用细观力学方法可以深入了解岩石内部从损伤到破碎全过程。岩石爆破损伤断裂机理是由岩石爆破机理和岩石细观损伤力学理论组成的。本文在分析研究现有岩石爆破模型的基础上,指出了现有的岩石爆破损伤模型存在的不足及发展方向;并进行了水中爆炸实验,分析了激波对水泥试样的损伤特性。     

炸药冲击损伤的实验研究

采用低速气炮对B炸药和PBXN—5高聚物粘结炸药进行冲击损伤加载。通过控制弹速对试样进行不同程度的损伤，同时记录冲击加载过程中应力变化过程。对冲击损伤形貌进行显微观察，同时对冲击损伤前后试样密度和声衰减进行测量。结果表明，B炸药和PBXN—5炸药均表现出脆性材料的损伤特征，但其材料组成上的不同也导致了二者损伤特征有所差异。     

利用爆炸技术改善低渗透储层的实验研究

 为了更好地开发低渗透油气藏,首先介绍“层内爆炸”增产技术的基本思路,然后用水中炸药界面爆炸对水泥试样损伤破坏的实验来模拟水力裂缝“层内爆炸”增产中激波使岩石损伤开裂的现象。通过实验观察到3个损伤区域：压剪损伤区,拉伸损伤区和边界损伤区,并且微裂纹的启裂扩展与水泥试样的初始损伤有关。分析发现：压剪损伤区和拉伸损伤区内裂纹的密度与装药量相关;压剪损伤区和拉伸损伤区半径分别为装药当量半径的2～5和20～30倍;量纲分析表明,损伤区半径与装药当量半径成线性关系。通过简易渗透率实验,发现压实区有一定的渗透率,这对“层内爆炸”采油技术的研究具有重要意义。最后,定性分析激波在试样中的传播过程以及试样微裂纹的启裂扩展机制。     

低渗透油田层内爆炸增产技术研究进展

系统介绍了层内爆炸增产技术的技术思路、应用前景以及实现该技术所涉及到的一系列关键性技术问题;详细介绍了近年来针对此项技术所开展的一系列研究工作,报告了取得的一些研究成果,并对今后的主要研究工作做了展望。     

含能材料的细观损伤

综述了含能材料损伤的研究现状,介绍了损伤的产生、实验模拟及其表征,损伤对含能材料的撞击感度、燃烧及爆轰性能的影响以及损伤本构关系,并进行了相应的评述。对今后需要开展的工作进行了展望。