实时高温富有机质页岩变角剪切力学特性及应变场演化研究     

王磊  张睿  杨栋  康志勤  张鹏宇 《岩土力学》2023,(9):2579-2592

原位注热开采富有机质页岩是复杂的固流热化学耦合过程,矿层热解过程中采场和井筒均受到剪切力作用,而高温作用后与实时高温作用下页岩的力学响应规律是截然不同的。为了研究实时高温作用下页岩剪切力学特性和变形演变规律,设计了实时高温岩石变角剪切试验系统,结合声发射和数字图像相关技术,对不同温度和剪切角度下页岩的抗剪强度和变形场分布特征进行了深入研究。研究结果显示：首先,随着温度的升高,页岩表现出由脆性破坏向延性破坏的转化,而抗剪强度随着剪切角度的增大呈减小趋势;然后,页岩的抗剪强度随温度的升高呈现“V”字形变化趋势,400℃后其抗剪强度降至最低（2.93MPa）,可将该温度点视为页岩剪切特性的阈值温度;当温度超过400℃时,页岩内部矿物晶格的转变使得其抗剪强度继续增大;最后,常温～600℃范围内页岩在剪切过程中的应变场演化可以分为两个阶段：常温～400℃,页岩在剪切破坏时沿层理结构形成一条明显的应变局部化带,沿着该局部化带发生直接剪切破坏;400～600℃范围内,页岩表现出明显的应变软化特征,沿各层理间发生相互“错位剪切”,不再以沿层理结构直接发生剪切破坏,表现为渐进剪切破坏特征。  相似文献   

水合物开采过程中影响套管式加热器对井周地层加热效果的数值模拟          下载免费PDF全文

康家浩  郭威  陆程  李冰  贾瑞  陆红锋  张鹏宇  杨翔 《探矿工程》2019,46(6):1-7

套管式加热器在维持孔壁稳定的同时还可实现对井周地层加热，以防止水合物开采过程中井周形成二次水合物。为分析水合物开采过程中日产水量、气水比和加热功率对井周地层温度分布的影响，采用COMSOL Multiphysics对加热过程进行模拟。模拟结果表明，日产水量对加热效果的影响明显大于加热功率，加热功率主要影响近井段的地层温度，气水比主要影响加热半径。通过数值模拟对套管加热器的加热效果进行了分析和评价，对天然气水合物的经济高效开采具有指导意义。  相似文献   

分水钻具的设计及其数值模拟分析          下载免费PDF全文

张鹏宇  郭威  贾瑞  赵帅 《探矿工程》2017,44(5):53-57

岩（矿）心采取率低是单管取心钻进的主要问题。在钻进时由于冲洗液对岩心的冲刷作用，使岩（矿）心中的矿物颗粒不断被冲洗液带走，造成岩心缺失、岩心采取率过低。从钻具内部流速分布、冲洗液冲刷作用、岩心采取率、冲洗液携粉等角度出发，分析了单管钻进时造成岩心采取率过低的原因，采取分流、降速等方法，设计了一套可以在一定程度上提高岩心采取率的分水单管钻具，通过数值模拟，证明了该钻具在满足及时清除孔底岩粉的条件下，能使单管钻具中岩心周围冲洗液流速降低25%左右，进而解决常规单管钻进岩心采取率不足等问题。  相似文献   

三江盆地富地1井软塑地层钻探技术          下载免费PDF全文

赵帅  谷波  孙友宏  郭威  贾瑞  陈光华  张鹏宇 《探矿工程》2017,44(1):24-28

具有中生界海相和海陆相交互沉积、且被多次构造运动改造后的三江盆地，其覆盖层均为软塑地层，并且厚度较大；针对三江盆地厚覆盖层软塑地层保直钻进施工存在的难点，从钻进方法、井身结构、钻井液护壁、工艺措施等方面进行研究，分析得出适合于在三江盆地软塑地层不下套管的情况下，实施保直取心钻进的技术措施，并且在生产实践中解决了钻进技术难点，取得较好的经济效果。  相似文献   

天然气水合物孔底冷冻取样器储冷腔的设计与试验研究          下载免费PDF全文

陈光华  郭威  贾瑞  王元  孙中瑾  张鹏宇 《探矿工程》2016,43(10):182-187

孔底冷冻取样是一种有效的钻取天然气水合物岩心的方法,绳索取心式孔底冷冻取样器的制冷能力由可存储冷源干冰和制冷酒精的储冷腔决定。本文就不同内部结构的储冷腔进行了储冷能力和制冷效果的设计与试验研究,计算了储冷腔的保冷层厚度,并设计了分层式、螺旋阶梯式和带孔管式3种储冷腔内部结构;通过对储冷腔保冷能力的试验研究,干冰存储1 h后平均损失率为31.3%,能满足后续制冷酒精的要求;并对不同结构的储冷腔开展试验研究,试验结果表明,带孔管式储冷腔可在短时间内完成对酒精的冷冻,酒精降温幅度达36.3 ℃,可满足水合物冷冻取样的能量要求。  相似文献   

涌水含气地层封孔材料的设计及野外试验          下载免费PDF全文

杨翔  郭威  马银龙  王元  张鹏宇  曲莉莉 《探矿工程》2018,45(9):12-15

常规水泥封孔材料不能完全满足涌水含气特殊地层条件的封孔要求。以封孔水泥砂浆为研究对象,通过正交实验方法,设计封孔水泥砂浆的成分配比,得到既满足钻探质量指标要求,又适用于涌水含气地层的封孔材料配方。由室内实验得到,水灰比的改变对湿态水泥砂浆的凝结时间具有显著影响。结合通地1井,根据不同的井段要求,应用相适应配方的封孔材料进行野外应用实验。结果表明,设计的封孔材料能够满足涌水含气地层的封孔质量要求。  相似文献   

不同管电压对头颈部CTA图像质量影响的研究     

王永胜  张鹏宇  李方中  王正华  鲁梦云  陈蕾  何俊林  陈文静 《CT理论与应用研究》2022,31(5):631-638

目的:研究不同管电压对头颈部CTA图像质量的影响。资料与方法:收集亭林医院2021年9月至2022年1月临床怀疑头颈部血管疾病的患者共67例,其中男37例,女30例,平均年龄（68.94±11.68）岁,根据施加的管电压不同分成3组,将患者分配到A、B、C三组,A组为120 kV 23例、B组为100 kV 24例、C组为80 kV 20例。采用单因素ANOVA检验,比较3组间的主动脉弓、颈内动脉、大脑中动脉M1段以及胸锁乳突肌的CT值、SD值、SNR、CNR,以及图像质量主观评分、TDLP以及ED,采用Kappa检验法,检验两名医师主观评分的一致性。结果:3组间主动脉弓、颈内动脉、大脑中动脉M1段血管CT值及SD值差异有统计学意义;主动脉弓、颈内动脉、大脑中动脉M1段血管CT值及SD值随管电压下降而上升,上升幅度为15％～55％;3组间SNR及CNR差异无统计学意义;3组间的图像质量主观评分差异有统计学意义,B组＞A组＞C组,以B组评分最高;两名医师主观评分的Kappa=0.80,为高度一致;3组间TDLP以及ED有统计学差异,TDLP以及ED随管电压下降而下降,下降幅度为25％ 和39％。结论:根据CT辐射剂量诊断参考水平的要求,在进行头颈部CTA检查时,3种管电压以100 kV为最佳管电压条件。   相似文献   

天然气水合物冷源外置式孔底冷冻绳索取样器冷冻效率优化研究          下载免费PDF全文

曲莉莉  王元  贾瑞  陈光华  张鹏宇 《探矿工程》2019,46(7):14-20

为解决天然气水合物冷冻取样钻具冷源难以在孔底长时间存储及冷冻岩心效率低的问题，本文提出了采用冷源外置式冷冻岩心样品的方法，即将冷源存放在打捞器中减少冷源在孔内的存储时间，提高冷源的存储效率，并在冷冻过程中向冷冻腔内通入氮气增强低温酒精与岩心的对流换热以提高岩心的冷冻效率。采用液氮与酒精混合形成的低温酒精（-130 ℃）作为冷源进行冷源存储及岩心冷冻试验，模拟孔内环境存储30 min后，冷冻能量保存率为731%。通过注入氮气提高冷源与岩心的换热效率，可将岩心平均温度降至-1492 ℃，与传统方式相比冷冻效率提高243%。试验结果表明，通过冷源外置式的结构和通过注气增强对流换热的方法能够解决冷源不能长时间存储及岩心冷冻效率低的问题，为天然气水合物钻探获取原始样品提供了一种可行的方法。  相似文献