测井资料在井壁稳定性研究中的应用

井壁稳定性问题是石油钻井工业面临的一个重大课题。利用测井资料研究井壁稳定性是一种有效的方法。文章利用声波、密度测井资料计算了岩石力学参数、岩石强度参数，在此基础上进行了地应力计算、进而确定了地层破裂压力和坍塌压力，预测了安全钻井液密度范围，为钻井设计提供参考，并可指导安全钻井。通过新疆X 201井安全钻井液密度窗口的测井预测值与实钻钻井液密度对比分析，证明利用测井资料评价井壁稳定性的可行性和准确性，具有工程应用价值。     

软岩巷道破裂特征与分阶段分区域控制研究

解决软岩巷道维护问题的关键在于准确把握该类巷道围岩内部裂隙发展演化规律和破裂特征.以某矿典型的软岩巷道为研究对象,实验研究了巷道围岩组份及微结构的特征;现场测试了巷道围岩内部破裂发展过程和规律,得到了典型软岩巷道围岩内部裂隙扩展贯通具有阶段性和非均匀性的破裂特征;根据巷道破裂发展的时间效应和区域特征,提出了分阶段、分区域控制的关键技术,包括:分阶段喷射混凝土、锚杆(索)强力支护、围岩注浆加固的过程控制和重点部位的加强支护技术.现场工程实践表明,针对软岩巷道破裂特征的分阶段控制技术可以有效控制软岩巷道的围岩变形破裂的发展,实现该类巷道的围岩稳定.     

Chaotic characteristics of electromagnetic emission signals during deformation and fracture of coal

Electromagnetic emission (EME) is a kind of physical phenomenon accompanying the process of deformation and frac-ture of loaded coal and rock and it is of importance in quantitatively analyzing its characteristics. This will reveal the process of deformation and fracture of coal and predicting dynamic disasters in coal mines. In this study, the G-P (Grassberger and Procaccia) algorithm, calculation steps of the (if only 1 dimension) correlation dimension of time series and the identification standards of chaotic signals are introduced. Furthermore, the correlation dimensions of EME and the acoustic emission (AE) signals of time series during deformation and fracture of coal bodies are calculated and analyzed. The results show that the time series of pulses number of EME and the time series of AE count rate are chaotic and that the saturation embedding dimensions of a K3 coal sample are, respectively, 5 and 6. The results can be used to provide basic parameters for predicting of EME and AE time series.     

含沙稠油过滤孔尺寸优化研究

为设计一种能最大限度地滤除沙砾而不影响抽油效率的过滤器,研究含沙稠油最佳滤孔半径。基于油膜凹度测定实验,确定油液团破裂角,依据实验数据建立稠油过滤器数学模型,通过模型计算,找出在一定压力和黏度下稠油可穿越的最小滤孔半径。     

偶极横波资料在低孔低渗储层改造中的应用

水力压裂至今一直是低孔渗储层改造的最有效措施。为了提高低孔渗油田压裂开发的整体效益和效果,为油层改造有针对性地提供施工层位和准确的储层参数,本文以胜利油气区渤南-孤北地区中生界、上古生界的低孔低渗储层为研究目标,探索、研究偶极横波测井资料在低孔低渗储层评价及改造中发挥的作用。本文充分利用偶极横波测井资料提供的纵、横波数据,结合其他常规测井资料及压裂、试油资料,建立适合本区低孔低渗油藏特性的岩石力学参数计算模型和压裂预测模型,对所改造层位进行压裂高度及施工压力参数预测,为优选压裂层位和方案设计提供依据。现场应用表明,本文提出的方法预测结果与现场压裂、试油验证结果一致性较好。     

酸处理降低碳酸盐岩储层破裂压力的影响因素分析

以碳酸盐岩储层为研究对象,通过碳酸盐岩岩石力学强度本质分析,研究岩石的矿物组成、结构特征、构造、水或者化学溶液作用以及缺陷对碳酸盐岩岩石力学性质的影响.     

基于应变率损伤本构模型的围岩分区破裂化现象数值模拟

为了探究深部巷道围岩的分区破裂化现象,利用ANSYS/LS-DYNA软件数值模拟,使用Cowper-Symonds本构模型结合GISSMO模型,将巷道的开挖视为动力过程。从岩石的细观角度出发,考虑岩石的应变率效应以及损伤对岩石的力学性质的影响,构建应变率损伤本构模型。同时结合应力三轴度,以更全面地描述岩石在各种应力条件下的力学特性,并基于最大应变和最大拉应力准则建立单元破坏准则。对岩石进行单轴压缩数值、掘进开挖法模拟及实际观测的结果表明:岩石单轴压缩全应力-应变曲线拟合效果较好;掘进开挖速率对分区破裂化现象有影响;掘进开挖法的分区破裂化模拟结果与实际观测数据具有一定的一致性。提出的模型对于围岩分区破裂化现场的模拟及预测有一定的参考意义。     

基于室内试验与数值模拟的煤岩围压效应研究

为研究不同围压下煤岩的变形破坏特征,对0、8、16、25 MPa 4种不同围压下的煤岩采用MTS 815岩石力学实验和RFPA 2D数值模拟软件展开应力应变特征、强度特征、声发射特征等研究,旨在揭示不同围压作用下煤岩的围压效应。结果表明:围压对煤岩的变形破坏特征影响显著,随着围压的增大,煤岩最大抗压强度线性增大,煤岩逐渐由脆性破坏向延性破坏转变,破坏形态以单轴压缩下的压剪-劈裂破坏和三轴压缩下的剪切破坏为主;煤岩强度特征参数随围压增大而增大,弹性模量随围压增大呈非线性增大,围压越大,则塑性应变越大,残余应变增大;声发射现象在煤岩单轴压缩状态下十分强烈,但随着围压的升高,声发射现象、应变能释放等声发射特征参数均趋于稳定; RFPA可再现煤岩在不同围压下裂纹萌生、扩展至完全破坏的渐进破坏过程,模拟结果与室内试验耦合度较好,验证了数值模拟的可靠性。     

煤层气井高破裂压力因素分析及解决措施

以沁水盆地某区块68口压裂施工井中的8口失败井为研究对象,分析18次施工改造成功率仅78%的主要原因是煤储层破裂压力较高。造成破裂压力高的主要原因是射孔不够完善及地层滤失严重、施工过程中砂比使用不恰当以及煤储层自身的低杨氏模量和高泊松比。提出了3种解决措施:压裂施工过程采用大尺寸套管注入;研发适合煤储层压裂的高效压裂液体系,提高液体密度,增加井筒液柱压力;结合生产实际,采用高孔密、螺旋布孔方式使孔眼与裂缝起裂平面夹角最小从而降低破裂压力。此研究为煤层气井压裂提供了技术支持。     

深部硐室围岩分区破裂化现象数值模拟研究

围绕深部岩体工程的分区破裂化现象,通过数值模拟方法研究了深部硐室围岩分区破裂化现象产生的力学机理及其应力的变化规律。针对深部圆形硐室围岩,分别对应力状态PyPx、Py=Px、PyPx进行数值模拟,发现了深部围岩产生的应力集中现象。当应力集中的应力值超过岩石的强度时,就会产生分区破裂化现象。