三轴循环荷载下页岩变形及破坏特征试验研究

前期工作已经研究了含裂隙页岩在单轴循环荷载下的变形及破裂特征,为进一步认清围压与循环荷载耦合作用下的变形及破坏特征,利用MTS815.03岩石刚性压力机展开了对含裂隙页岩的三轴循环加卸载试验研究。试验结果表明:在三轴循环荷载下,含裂隙页岩的破坏形式主要为混合破坏,呈现出拉剪贯通模式;随围压逐渐增大,页岩的峰值强度呈线性增大,完整页岩经11周加卸载循环后,峰值强度增大9.98%~25.03%;而含裂隙页岩经15周加卸载循环后,峰值强度增大1.47%~6.98%;含裂隙页岩在同一循环内的弹性模量大于变形模量,卸载弹性模量大于加载弹性模量,卸载变形模量大于加载变形模量,并且损伤面积系数F越大,卸载弹性模量与加载弹性模量的差值也越大;随循环加卸载次数逐渐增加,加载变形模量与卸载变形模量呈先增大后单调减小的规律,加载弹性模量与卸载弹性模量表现出先增大,后逐渐呈"波浪式"减小的规律,剧烈波动的弹性模量是内部结构不断发生局部调整的有效证据。该研究为揭示在围压与循环荷载耦合作用下含裂隙页岩破坏形成复杂裂缝网的发展机理提供了有益参考。     

低浓度的NO_3~--N对厌氧系统的影响研究

当含低浓度的硝酸盐的高浓度有机废水中厌氧生化降解时,硝酸盐转化过程中首先发生的是氨化作用;随着水解酸化产生挥发性脂肪酸VFA,硝酸盐开始发生反硝化作用,并越来越明显,逐步占主导作用。整个过程对处理效率产生一定的影响。即便是低浓度的硝酸盐,仍可能对厌氧系统产生影响。     

三轴压缩下层状盐岩体细观损伤本构模型

基于层状盐岩体的结构特征,引入已有细观损伤本构模型描述盐岩相的响应特性,运用混合物理论推导得到适合于描述层状盐岩体在三轴压缩过程中损伤演化特性的层状盐岩体细观损伤本构模型,对云应层状盐岩三轴压缩进行计算,分析围压对盐岩所受等效附加侧向应力的影响。计算结果表明,该模型能较好地描述试验现象,其结果对深部盐岩油地下储存和层状盐岩体内的油(气)储库的稳定性分析具有重要意义。     

套管修复的多功能膨胀技术

本文介绍了在5(1/2) in生产套管中安装膨胀管补贴的三种不同应用.先期由于腐蚀泄露已经关井的Wyoming与Texas 2口气井的试验中,分别安装了2 530 ft和8 380 ft的修复管.第三次修复应用在新井上,205 ft的修复管修复了由于射孔误操作造成的套管孔洞.3口井全部成功通过压力测试,可以进行酸化压裂生产.在由常规石油管材(OCTG)组成的尾管底部,该产品提供了高强度、大直径膨胀密封系统.系统的独特之处在于心轴涨开与密封系统合为一体,所承受的内压力、抗挤压力和常规OCTG尾管相同.液压坐封工具的动力将胀开心轴推入补贴体中,其动力经由工作管柱,由高压、小排量的泵输送.该产品的最初开发为一次起下作业,目前经简化提高了可靠性,现可以进行两次起下钻作业.首先,安装底部膨胀密封和抛光孔座,然后将带有上部密封的隔离管柱插入下部抛光孔座,上部密封系统胀开密封.该产品的多功能性在于上部膨胀密封系统提供了抛光孔座,从而实现尾管、生产油管或其他的贴片进行回接.本文重点强调了施工设计及作业施工,包括套管检测测井、遇见的问题、系统的改进以及较好的应用结果.     

层状页岩储层水平井破裂压力模型

地层破裂压力对于钻井、完井和水力压裂都十分重要,但破裂压力预测时往往忽略了抗张强度各向异性的影响。为此,收集并分析了不同加载角度下页岩巴西劈裂抗张强度的各向异性特征,根据巴西劈裂实验数据对比分析了Hobbs-Barron(H-B)、Nova-Zaninetti(N-Z)、SPW和Lee-Pietruszczak(L-P)四种各向异性抗张强度准则,并基于水平井井壁应力解析解建立了考虑各向异性抗张强度后的地层破裂压力计算模型,分析了层理产状、井眼方位、各向异性程度、地应力及孔隙压力的影响。结果表明：层状页岩抗张强度各向异性特征显著,且抗张强度随着加载角的增加而增加;N-Z和L-P准则计算的抗张强度与多种页岩的实验结果吻合程度相对较好。低倾角的层理对破裂压力几乎没有影响,而高角度层理对破裂压力影响显著,各向异性影响下的破裂压力显著下降,破裂压力降幅随各向异性指数增加而降低,且最高降幅接近20%(最大值18.44%),说明各向异性的影响不能忽略。破裂压力随地应力比值σv/σH和孔隙压力的增加而减小,随地应力比值σH/σh的增加而增加,而且,地应力比值和孔隙压力增加后,各向异性的影响进一步加剧。该模型提高了地层破裂压力计算的精度,可为层状页岩地层水平井钻井、完井和水力压裂等工程设计和施工提供理论依据和参考。     

花岗岩破裂过程中声波与声发射变化特征试验研究

采用声波、声发射一体化监测装置研究了单轴加载及循环荷载作用下花岗岩波速和声发射变化特征。研究结果表明：①加载初期,岩石内部微裂纹受力闭合,纵波、横波波速显著增加,而声发射事件数量极少;加载中期,岩石处于线弹性变形阶段,纵波、横波波速缓慢增加后保持稳定,声发射事件少量产生,约占声发射事件总量的9.44%;加载后期,岩石处于破裂损伤阶段,裂纹开始萌生,拓展,岩石纵波波速呈现略微下降趋势,而横波波速明显降低,声发射活动剧烈,约占声发射事件总量的50.63%。峰值应力之后,花岗岩横波波速开始急剧下降,而纵波波速缓慢降低,声发射活动依然活跃。②由于岩石的内部损伤需要积蓄一定能量才会形成,因此声发射活动呈现“相对平静、间隔突发”的规律,“相对平静期”最明显的时段位于峰值应力之前。③循环加卸载条件下,岩石的波速和声发射变化特征与应力状态表现出良好的一致性。统计分析声发射事件数量随应力的变化规律,论证了岩石的Felicity效应;比较分析加载过程中的Felicity比变化,证明了岩体的累积损伤。     

不同储气内压下盐岩地下储气库可靠性分析

目前我国已经开始大规模兴建盐岩能源地下储库群,客观存在的不确定性因素使得盐岩地下储气库不可避免地存在风险,因此开展盐岩地下油气储库风险分析研究具有重要的理论意义和工程应用价值.本文探索基于可靠度的随机力学方法在盐岩地下储气库工程中的应用,以金坛盐岩地下储气库为研究对象,基于可靠度随机力学分析方法对盐岩地下储气库的可靠性...     

都江堰灌区水环境污染现状

举世闻名的都江堰水利工程的产生和发展促进了成都平原社会经济的跃进。随着城市工业的迅猛发展和人口的急剧增长,工业废水和生活污水不经处理就排入江河渠库,造成灌区地表及地下水环境的污染。这种日益严重的污染正在威胁着这座古老工程效益的发挥,也严重影响着成都及其周围城市的发展。