储层砂岩波阻抗及拉梅常数实验研究

地层条件下应用岩石物理参数测试系统(MTS)测试了岩石纵横波速度,结合已研究成果,根据实验数 据和计算结果总结了波阻抗和拉梅常数与不同地层条件的关系,得到地表条件下岩样(饱气)的波阻抗随岩石孔 隙度的增加而减小。同一个岩样(饱水)的波阻抗随着模拟地层深度的增加而增加。在各自相对应的模拟地层 深度条件下,饱水岩样的纵波阻抗和拉梅常数值均明显大于饱气岩样的数值,但横波阻抗变化很小。     

TBM盘形滚刀切削饱水岩石试验研究

为了研究不同类型(软岩-硬岩,高孔隙率-低孔隙率)岩石饱水情况下全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀的切削特性,选用砂岩、花岗岩、板岩、石灰华、混凝土5种岩石开展干燥条件与饱水条件下的滚刀切削破碎试验和破碎块筛分实验,并利用三向力传感器对侵入过程中的侵入力进行测定.对比分析滚刀切削过程的侵入力-侵深曲线、破碎块特征以及破碎比能耗等规律.试验结果表明:饱水后岩石强度下降6%~27%;饱水后岩石侵入系数较干燥条件下的降幅与岩石吸水率呈正相关性,Pearson相关系数为0.957;混凝土和石灰华干燥条件下瞬间破碎,而在饱水条件下抑制了裂纹的扩展;饱水后岩石破碎块度增大,硬岩在饱水后的破岩量下降,软岩破岩量增加;饱水后硬岩破碎的比能耗下降明显,平均下降37.8%,软岩的破碎比能耗上升,其中混凝土饱水后比能耗升高20%,石灰华升高81.6%.     

含油饱和度对纵波速度影响规律的实验研究

油气储层的物性参数是勘探地球物理的重要基础资料,为了研究含油饱和度、孔隙度对纵波速度的影响,在实验室内对5块天然岩心及2块人造岩心样品进行了油驱水情况下弹性波速的测量,给出了纵波速度随含油百分比变化的拟合公式,并讨论了含油饱和度变化对岩石纵波速度的影响,实验结果表明,随着含油饱和度的增加及含水饱和度的减少,纵波速度有上升的趋势;孔隙度越小的岩石,纵波速度越高,纵波速度随含油饱和度变化的幅度就越大。     

储层温压条件下岩石的波速特性及变化规律

岩石处在一定的地质环境中,其温度和压力条件对岩石声学性质具有重要的影响。本文以超声波实验方法作为主要研究手段,在储层温压条件下对岩石的纵波速度进行了测量,得出纵波速度随温度、压力的变化曲线和拟合公式,实验结果表明,纵波波速随压力的增大以对数形式增加,随温度的升高呈线性减小,并对不同温度和压力对岩石纵波速度的影响机理进行了剖析。     

流纹岩类火山岩储层物性特征研究

火山岩油气藏储层岩石类型特殊、孔隙结构复杂,在开发过程中其储层物性将会对采出程度产生一定的影响,利用火山岩气田升深2-1井的流纹岩岩心、测井资料,通过对流纹岩岩石物性参数随净上覆岩层压力变化的实验研究,对实验结果进行处理分析,得出了一些有益的结论:该流纹岩岩石孔隙度随净上覆岩层压力呈多项式(三项式)函数变化关系、渗透率与净上覆岩层压力之间的关系满足幂指数关系、储层岩石的压缩系数与净上覆岩层压力之间的关系满足指数关系、岩石密度和孔隙度之间具有很好的线性关系.从而更进一步认识了该流纹岩储层的物性特征,为该特殊岩石气藏的合理开发提供了有利的基础资料.     

基于Xu-White模型横波速度预测的误差分析

在砂泥岩剖面中,基于Gassmann方程和Xu-White岩石物理模型,利用常规测井资料及实验室岩石物理数据进行横波速度估算。模型中考虑了泥质砂岩中基质性质、泥质含量、孔隙度大小和孔隙形状以及孔隙饱含流体性质对岩石速度的影响。综合分析了模型中沙、泥岩和孔隙流体弹性参数以及孔隙纵横比等输入参数的误差对预测横波速度精度的影响。数值模型试验表明,在Xu-White模型中采用变化的孔隙纵横比估算出的横波速度远远比采用固定孔隙纵横比估算出的横波速度准确。     

巴楚露头地区海相地层沉积体系与声波速度、密度关系的研究

对巴楚露头地区下切谷和礁滩地层沉积环境岩样纵、横波速测量和密度测量的结果进行统计分析,其结果表明下切谷相中峡谷相的纵横波速度以及密度均高于斜坡相,礁滩相中礁前相和礁后相的物性变化较大,礁核相的纵、横波速度以及密度相对较高。另外,在测量过程中,由于岩石的裂缝、岩石速度的各向异性、超声仪的测量精度以及密度仪对温度的灵敏度等等因素,在一定程度上会影响测量的结果。尽管如此,通过对下切谷和礁滩沉积环境的物性分析,这些结果仍然能为塔里木巴楚一间房组沉积体系的精细储层预测提供重要的线索。     

水压环境下砂岩蠕变特性试验研究

水利工程中的坝基和库岸岩体长期在高应力和高水压的共同作用下会产生蠕变现象,对工程稳定性产生很大影响。针对水利工程中岩石在流固耦合作用下的蠕变问题,选取某水电站引水隧道线路上震旦系砂岩为研究对象,利用MTS试验机和扫描电镜（SEM）分别对干燥和饱和状态下砂岩的常规物理力学参数和微观结构进行测试,分析砂岩在不同状态下的主要物理参数和微观结构变化;在此基础上,利用专用的微机控制轴压水压联合作用岩石流变试验系统,通过对砂岩试样施加不同的水围压,对其蠕变过程进行试验研究,分析水压对蠕变变形量、蠕变速率和长期强度的影响。结果表明：砂岩内部存在大量的微孔隙,砂岩在饱水状态下,呈现出软化特性,饱水砂岩的抗压强度与弹性模量均小于干燥砂岩;砂岩在稳定蠕变阶段的变形量随水压的增大而增加,水压的增加降低了砂岩的强度和抵抗变形的能力,导致岩石初期和稳定蠕变阶段蠕变量的增大;水压越高岩石蠕变的初始应变率越大,衰减至稳定蠕变阶段所需时间越长;水压能通过岩石表面的孔隙渗入到岩石内部,在裂纹发展的过程中,孔隙水压力总能及时到达裂纹尖端,形成“锲入”作用,促使裂隙的扩展和贯通,加速岩石破坏变形,从而降低了岩石的承载能力和长期强度。     

温度对深井岩石力学性质的影响

研究温度对岩石力学性质的影响机理。岩石矿物颗粒受到温度的影响而热胀冷缩,导致矿物颗粒间接触发生了变化,进而使得其强度发生变化。岩石的强度、弹性模量与温度变化均呈线性相关关系,温度和压力组合变化状态对岩石力学性质的影响相对比较复杂。     

包气带柴油残余饱和度影响因素实验研究

汽油和柴油储存罐的泄漏已成为地下水污染的主要原因之一.包气带中非混溶液体的残余饱和度是模拟其迁移及选择治理方案的一个重要参数.本文的目的是评价柴油在砂土完全干燥、残余含水和水位波动状态下的残余饱和度以及在此基础上进行的淋滤实验对残余饱和度的影响和淋滤水中总油浓度的变化.结果表明,砂土完全干燥或饱水条件下,油残余饱和度随粒径的变化较大.起始含水量及淋滤作用对残余饱和度也有明显影响.     

PS测井在公路隧道勘察中的应用

介绍了单孔法PS测井的原理极其相应的数据处理方法。通过获取地震波经过不同深度的岩土的直达波旅行时便可求得纵横波波速,进而通过弹性波理论基础即可根据纵横波速度计算出泊松比、剪切模量、扬氏模量、体积模量、拉梅常数、风化系数、岩体完整性系数、岩体波速等岩土动力学参数。这些参数可对隧道围岩等级做出评定,为隧道设计提供必要的依据。同时,由PS测井所得到的土层及强、中、弱风化层的纵横波速还可对面波和折射波勘探中风化层位的划分起标定作用。文中结合某一具体公路隧道勘察的应用效果,展现了该方法获取岩土动力学参数的有效、快捷的特点及其在隧道勘察中的应用前景。     

中国东部下地壳是中性的吗？

采用Li等和Gao等归纳的中国东部主要构造单元地壳速度结构研究中国东部下地壳组分特征。对下地壳的岩性推测通过两个方面展开:①通过实测地壳P波波速与Christensen等实测的不同岩性P波波速进行对比;②采用Hasterok等提出的P波波速-密度转换方法,将下地壳速度结构转化为密度结构,并采用Monte Carlo法对密度的误差进行估算。结果表明:中国东部各构造单元下地壳P波波速与基性岩类相当,绝大多数构造单元下地壳密度大于3 000 kg.m^-3,该密度范围对应的岩性是基性岩类。因此,中国东部下地壳是基性的。     

纵横波联合勘探方法初探

反射波地震勘探在工程勘察中应用日益广泛。纵波反射波由于其速度较高,波长较长,勘探深度大,在石油等勘探领域应用较广泛;横波由于其速度相对较低,波长短,分辨率高,近年来,横波勘探已得到推广。在工程勘察中由于实际工作环境的限制,对于不同的地质条件,以及针对不同的勘探目的与任务,单波勘探经常会有其局限性。采用纵、横波联合勘探既可以解决浅部地层的分辨率问题,同时又可以提高勘探深度。因此,采取纵、横波联合勘探,具有互补性。本文即通过纵横波勘探的实例对比,说明多波勘探的优越性,对提高反射波地震勘探在工程勘察中的应用效果具有重要意义。     

应用地震纵横波速综合参数识别层序地层界面

以高分辨率层序地层学、旋回地层学理论为基础,以邯郸盆地第四系钻孔HZ-S、HZ5-3为例,探索了应用地震纵横波速综合参数识别层序地层界面进而划分层序的方法。根据波速参数随地层深度变化的曲线在层序界面附近存在的突变点或拐点,对HZ-S钻孔剖面进行了详细的四级、五级层序界面识别和对应层序的划分,并与岩心、测井、孢粉资料的分析结果进行对比,显示了很好的一致性,进一步通过HZ5-3钻孔的分析结果验证,表明应用地震纵横波速综合参数可以识别层序地层界面,进而划分地层。     

Digital microstructure insights to phase evolution and thermal flow properties of hydrates by X-ray computed tomography

Natural gas-hydrates are valuable energy resource with rich deposits, and their thermal transport and thermal dynamic mechanical behaviors significantly affect the long-term production process and phase change-based thermal energy storage characteristics of these energy resources. This paper aims to propose novel relations to predict the thermophysical properties, to investigate the hydrate phase evolution in microstructures, and to study the thermal transport and thermal dynamic mechanical properties. Hydrates formation experiments in sandpack samples and ultrasonic wave tests are conducted with the aid of X-ray CT imaging. Digitalization microstructures models and variables are defined to describe the hydrate phase evolution, and novel relations are proposed to accurately predict the thermophysical properties based on the microporosity and ultrasonic wave velocities. The thermal transport and thermal dynamic mechanical properties in microstructures with hydrate, water, residuary pore and grain phases are studied. Results show that the average errors of porosity, P-wave and S-wave velocities between the experimental data and computed results by the proposed relations are less than 5%, indicating the accuracy and reliability of the proposed method. The temperature fraction decreases with increasing underground temperature and decreasing hydrate saturation. The thermal stress and thermal displacement increase as temperature and hydrate saturation increase. There are strong anisotropy for the temperature fraction, thermal stress and thermal displacement during the thermal transport of hydrates.

     

Effect of CO2 on coal P-wave velocity under triaxial stressOA

As P-wave velocity is sensitive to the variations in coal reservoir parameters,it is possible to monitor the injected CO₂through P-wave velocity during CO₂sequestration in coal.However,the effects of CO₂on the coal P-wave velocity under triaxial stress are not clearly discerned.In the present study,different boundary conditions and gases were utilised to investigate the factors affecting the P-wave velocity after the interaction of coal with CO₂.Experi...     

工程场地浅层剪切波速结构反演

目的反演工程场地浅层剪切波速结构,验证中美联合地脉动台阵观测记录适合应用于实际工程场地的浅层剪切波速结构.方法对唐山地区两个实际场地观测,从地脉动台阵观测竖向记录中提取了Rayleigh波相速度频散曲线,从地脉动台阵3分量记录中提取了Love波相速度频散曲线,采用Haskell矩阵计算理论的Rayleigh波和Love波相速度.结合遗传算法与单纯形结合的反演算法对唐山地区的两个具体场地浅层剪切波速度结构进行了反演,并与实际的钻孔资料进行了对比.结果场地1提取的相速度频散曲线与理论计算结果有一定的差别.场地2提取的相速度频散曲线与理论计算结果符合较好,场地2的剪切波速结构反演结果较好,与钻孔资料的平均误差均在20%以内.结论利用从地脉动记录中提取Rayleigh波和Love波相速度频散曲线,反演场地剪切波速结构效果较好,适用于实际工程场地的浅层剪切波速度结构反演.