多场耦合作用下页岩渗透特性实验研究

页岩气开采过程,其储层页岩渗透率受多重因素的影响。采用自主研发的多场耦合作用下不同相态CO₂致裂驱替CH₄实验装置,实验研究了有效应力、孔隙压力、温度以及吸附膨胀效应等因素对裂隙页岩体与型岩渗透特性的影响。结果表明:(1)页岩渗透率随有效应力增加呈负指数关系减小,且型岩对于有效应力变化具有更强的敏感性;(2)在相同应力状态下,由于吸附引起的差异性膨胀效应会降低页岩渗透率,不同气体作用下测得的页岩渗透率表现为He＞N₂＞CO₂。(3)两种页岩中渗透率随孔隙压力变化规律具有差异性。SC-CO₂致裂页岩在低压条件下Klingkenberg效应不明显,渗透率随平均孔隙压力的增大而增大,型岩在低压阶段由于Klingkenberg效应对渗透率变化起主导作用,随着孔隙压力增加,其渗透率降低,在达到极小值后,随着孔隙压力的增加,Klingkenberg效应减弱,有效应力起主导作用,渗透率随孔隙压力增加而增加;(4)温度作用通过改变页岩的孔隙结构、力学性质等控制页岩渗透率的变化,随着温度增加,页岩渗透率降低。因此,在页岩气开采过程以及CO₂强化页岩气开采过程需要考虑多因素耦合作用对页岩渗透率的影响。     

分形维数定量表征煤岩储层非均质性

针对传统方法难以定量描述煤岩储层非均质性的问题,提出了一种新的适用于煤岩的毛管压力模型,来评价煤岩储层的非均质性。该模型基于分形理论,引入孔隙分布指数,并考虑迂曲度参数的影响,通过恒速压汞法测量某煤矿的煤岩岩心的孔隙度、渗透率,得到毛管压力曲线,对毛管压力曲线进行拟合得到分形维数;利用孔隙大小分布曲线,分析并验证计算得到的分形维数,与其他几种常用的计算分形维数的方法相比,该方法更精确可靠。最后定量分析分形维数与非均质性的关系及分形维数与煤岩的孔隙喉道,以及孔隙度和渗透率的关系,结果表明,该方法可以定量评价煤岩储层的非均质性。     

二维核磁在火成岩地层评价中的应用研究

南海东部古潜山火成岩地层为双孔介质,岩性复杂,利用常规测井资料对储层进行定量评价及流体识别非常困难。MREX二维核磁测井仪器主要测量地层孔隙流体中的氢信号,不受岩石骨架影响。通过南海东部X井的实际钻探,一维核磁成果可以得到泥质束缚孔隙、毛管束缚孔隙、可动孔隙、渗透率等储层参数,二维核磁成果可以定性评价地层流体性质。二维核磁的储层评价和流体识别结果和实验室以及现场作业数据具有良好的一致性,具有非常强的实用价值。     

基于岩土介质三维孔隙结构的两相流模型

地下储层中岩土介质一般具有较低的孔隙连通性,宏观流动模拟一般忽略微观尺度的孔隙连通性,通过渗透率、弯曲度等参数反映储层的整体特性。但岩土介质的多孔性及孔隙间复杂的连通性,使得宏观描述流体在岩土介质中流动不能反映其内在流动特征。孔隙结构模型的建立可以反映岩土介质中孔隙的几何形态及空间连通性,为解释流体在复杂多孔介质中的流动特性提供有效手段。通过考虑岩土介质孔隙尺寸分布、孔隙孔喉空间相关性、孔隙连通性等特征参数,建立了反映不同岩土介质连通性、各向异性特征的等效孔隙网络模型。等效孔隙网络模型通过水力特征参数等效的方式反映岩土介质三维微观孔隙结构,通过渗透率计算验证了模型的有效性。此外,基于建立的孔隙结构模型,开发了孔隙尺度动态两相流计算模型,模型可以反映孔隙内弯液面的动态运动过程,直观反映多孔介质中的优势渗流,可以为不同孔隙尺度岩土介质提供表观渗透率、击穿曲线、相对渗透率曲线等宏观计算参数。将孔隙尺度两相流模型应用于页岩气开采中水力阻滞特性研究,结果表明：页岩基质的残余饱和度约为30%,随着平均配位数的增加,残余饱和度显著降低。     

基于岩土介质三维孔隙结构的两相流模型

地下储层中岩土介质一般具有较低的孔隙连通性,宏观流动模拟一般忽略微观尺度的孔隙连通性,通过渗透率、弯曲度等参数反映储层的整体特性。但岩土介质的多孔性及孔隙间复杂的连通性,使得宏观描述流体在岩土介质中流动不能反映其内在流动特征。孔隙结构模型的建立可以反映岩土介质中孔隙的几何形态及空间连通性,为解释流体在复杂多孔介质中的流动特性提供有效手段。通过考虑岩土介质孔隙尺寸分布、孔隙孔喉空间相关性、孔隙连通性等特征参数,建立了反映不同岩土介质连通性、各向异性特征的等效孔隙网络模型。等效孔隙网络模型通过水力特征参数等效的方式反映岩土介质三维微观孔隙结构,通过渗透率计算验证了模型的有效性。此外,基于建立的孔隙结构模型,开发了孔隙尺度动态两相流计算模型,模型可以反映孔隙内弯液面的动态运动过程,直观反映多孔介质中的优势渗流,可以为不同孔隙尺度岩土介质提供表观渗透率、击穿曲线、相对渗透率曲线等宏观计算参数。将孔隙尺度两相流模型应用于页岩气开采中水力阻滞特性研究,结果表明:页岩基质的残余饱和度约为30%,随着平均配位数的增加,残余饱和度显著降低。     

变饱和裂隙多孔介质的双渗透率数值模型与参数分析

针对裂隙多孔介质中的变饱和流动与运移,分析了双渗透率数值模型的参数构成与计算特征。双渗透率模型由分别代表裂隙等效连续介质和孔隙介质的两组并列体积单元集合构成,用平均裂隙宽度和平均裂隙间距表达裂隙等效连续介质的参数,用裂隙单元与孔隙单元之间的有效作用面积、有效作用距离和有效渗透系数描述裂隙-孔隙相对流动和运移。裂隙-孔隙相互作用参数取决于概念模型,并与流体动态相关。计算分析表明,裂隙单元与孔隙单元之间的毛细力梯度与重力的共同作用决定裂隙流动、孔隙流动和裂隙-孔隙相对流动的相对大小,流体和溶质的动态受到裂隙宽度变化的显著影响。     

页岩应力敏感实验研究及影响因素分析

页岩储层渗透率极低,富含黏土矿物,压缩性较致密砂岩储层更大,为进一步研究页岩储层的应力敏感机制,对宁夏六盘山盆地和内蒙古雅布赖盆地三块页岩岩芯进行应力敏感评价实验。结合岩石动力学实验、X射线衍射分析、场发射扫描电镜图像分析和高压压汞实验对页岩岩芯的矿物组分、力学性质及微观孔隙结构进行研究,并分析影响应力敏感的主要因素。研究结果表明,有效应力与渗透率关系满足乘幂式;页岩泥质含量越高,杨氏模量越低,应力敏感系数越大;页岩储层普遍发育的纳米级片状孔隙在有效应力作用下呈现强应力敏感;高压压汞实验表明孔喉半径为10~50 nm的孔隙分布频率较高,当对渗透率起主要贡献的孔隙分布在这一范围内时,应力敏感强,当对渗透率起主要贡献的孔隙为大孔时,应力敏感弱。     

幂率型裂隙分布煤层渗流场与变形应力场耦合模型及数值模拟

煤体的微观结构对其产气量有着显著的影响,然而,现阶段的煤层气开采模型都未将此因素考虑在内。为了定量分析煤层微观结构对宏观渗流过程的影响,基于幂律分形渗透模型,构建一种能够同时考虑煤层微观结构与多物理场因素相互作用的裂隙–孔隙渗流模型。模型将多物理场效应(包括气体吸附–解吸效应、气体渗流诱导储层形变效应、煤层基质形变、裂隙–基质相互作用等)定义为储层有效应力的函数,进而作用于储层孔隙率与微观结构。分析煤体的主要结构参数对宏观渗透率的影响,包括：(1)裂隙长度幂律指数α;(2)裂隙长度最值比r;(3)最大裂隙长度l,并分析煤层形变及渗透率的时空演化趋势。模拟结果表明：煤体结构参数对煤体渗透率有着显著的影响。当孔隙率等其他煤体参数保持不变时,储层宏观渗透率与裂隙长度最值比r、最大裂隙长度l成正比,与裂隙长度幂律指数α成反比;此外,与裂隙长度幂律指数、裂隙长度最值比相比,煤层最大裂隙长度对煤层渗透率有着更为显著的影响。     

致密气层控水压裂用纳米乳液的制备及性能评价

以氨基聚硅氧烷与绿色表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)为主要原料,应用正交设计实验优化得到致密气井压裂控水用纳米乳液形成的最佳条件。分析纳米乳液中液滴尺寸分布与致密岩心孔喉的匹配性,考察纳米液滴吸附后对致密岩心表面微观结构与界面性质的影响,评价纳米乳液的耐冲刷与控水性能。结果表明:为形成良好的纳米乳液,应调节氨基聚硅氧烷与水质量比为1∶2,乳化剂MES、正丁醇、氯化钾加量分别为氨基聚硅氧烷质量的40.0%、20.0%、5.0%,乙酸调节p H至6.5;纳米乳液中液滴中值粒径平均为28.5 nm,与致密岩心孔喉尺度匹配良好;随着纳米乳液质量分数的增加,岩心孔隙表面从尖锐的沟槽形貌逐渐转变为均匀、平滑的峰谷结构,润湿性也呈现强疏水性质;纳米乳液耐冲刷性能良好,0.5%的纳米乳液能降低水相相对渗透率超过60%,而对气相渗透率影响较小,说明纳米液滴借助氨基、硅氧键与硅氢键等极性基团通过物理化学吸附作用牢固附着在岩石表面,而分子链中疏水基团硅甲基改变了岩石表面润湿性质,对气/水在致密孔隙裂缝中的渗流产生了较大影响。     

含水层微观孔隙分形特征与渗透性关联研究

为了探索宏观渗透性能与微观孔隙结构之间的相关性,本文研究了宏观参数渗透率与微观孔隙分形特征之间的关系。在分析砂岩孔隙介质分形模型的基础上,以林南仓矿补勘孔含水层段的9个岩芯样本为研究实例,采用切片制样和SEM技术,扫描断面微观结构,辅以MATLAB计算SEM图像中微观孔隙结构参数、计算其分形特征参数D f,建立了渗透率与分形特征参数D f的理论关系,并利用该公式计算了渗透率的理论值。为验证理论关系的正确性,对样本渗透率参数进行了实测,对比实测值与理论值,误差小于10%,说明微观孔隙分形特征与宏观渗透性能之间确实存在相关性。结论:利用钻孔岩芯微观分形特征及文中理论公式获取宏观渗透性规律将是一条可以尝试的技术路线。     

住宅楼安装中央空调的加固案例分析

文章通过两处住宅用房安装中央空调的事例,现场查勘、验算与鉴定,证实了在住宅用房的混凝土梁上钻孔洞安装中央空调管线的做法,影响了房屋结构的安全,同时给出了加固处理意见,提出了个人的几点看法.     

测量标志普查资料汇集技术处理

为了适应新的形势发展需要,安徽省国土资源厅已启动新一轮测量标志普查工作。与过去不同,此次普查在资料汇集、调查人员组织、调查资料归档与调用等方面做了较大变革,文章简明阐述了变革后的测量标志普查资料汇集技术处理的过程。     

Regularities of development of settling of models of deep footings

Conclusions 1. The effect of relative penetration on the change in magnitude of settlement is substantial. With the same specific pressure on the base the settlement of the model decreases as the relative penetration increases.2. Published data on values of unit friction forces along lateral surfaces of deep foundations were confirmed. The maximum value of resistance along the side surface was 2 tons/m².3. It was established that the realtionship between the settlement of the model and its diameter is nonlinear. This is of great importance in working out a method for calculating foundations of deep footings from deformations especially if one considers that in this case the foundation carries substantial pressures and deforms under conditions of strongly developed shear regions.Translated from Osnovaniya, Fundamenty i Mekhanika Gruntov, No. 6, pp. 11–12, November–December, 1971.     

自动扶梯逆行故障成因与分析

对自动扶梯突然反转而导致逆行故障的类别和成因进行了分析,讨论了逆行速度及症状,分析了逆行概率及风险,并针对逆行提出了一些对策。     

浅析步行街的建筑工效学——上海市吴江路步行街建筑工效学调研

从建筑工效学的角度对上海市吴江路休闲步行街进行了调查研究，根据调查结果，分析了其在建筑工效学上的一些特点与不足之处并进行了探讨，以期对步行街的建筑工效学设计提供准确的参考。     

环境的共鸣--大连水产学院图书馆的设计

本文通过对大连水产学院图书馆的介绍,向人们展示了建筑与环境之间相辅相成,共同作用,引起环境共鸣的原则方法.     

浅谈饲料中有效能的测定技术

饲料中有效能是供动物生长发育的基础。不同动物所用的有效能体系不同,目前大多数动物采用消化能、代谢能体系,但随着研究的发展与深入,发现最能反映饲料有效能的是净能体系。无论哪种体系,采用合理的测定技术准确测定饲料中的有效能值显得尤其重要,通过对饲料有效能值的准确测定可以实现动物所需能量的精确供给,减少养殖成本,使经济效益最大化。文章综述了几种有效能评价体系的测定技术。     

混凝土碳化深度的灰色预测

混凝土碳化是导致钢筋混凝土结构耐久性损伤的主要原因之一。为了预测混凝土碳化深度,本文建议采用一种基于灰色系统理论的预测模型,该模型可以根据已知的混凝土碳化序列,较精确地预测未来时刻的碳化深度。文章最后以实例说明了该模型的应用。