溫度條件下孔隙壓力對(duì)長(zhǎng)石細(xì)砂巖滲透率影響試驗(yàn)研究

溫度對(duì)巖石滲透率影響的實(shí)驗(yàn)研究——對(duì)儲(chǔ)層糟砂巖、灰?guī)r、變質(zhì)巖和礫巖滲透率受熱變化規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)巖石營(yíng)透率在高溫作用下發(fā)生變化的機(jī)理進(jìn)行了討論。分析結(jié)果表明，巖石在常壓條件下經(jīng)過高溫加熱處理，其滲透率隨溫度的升高而呈增大趨勢(shì)；巖石滲透...

第5卷第1期 1989年3月 中國(guó)地震 earthquakeresearch1、china v01．5．n_ol mar．1g89 不同溫壓條件下飽水砂巖的 變形破壞與孔隙壓力問題的試驗(yàn)研 車用太楊會(huì)年宋瑞卿尹嘉標(biāo) (國(guó)家地震局地質(zhì)研究所) 摘要 l奉文涵過司溫度與圍條件f的巖石三軸試驗(yàn)，研究r水、溫度、有效壓對(duì)飽術(shù)的新沂砂 巖孌形破壞過程的影響及此過程中孔隙壓力變化的特征。研究結(jié)果表明：(1)飽水砂巖的強(qiáng)度比風(fēng) f巖低2030，而排水條件下的這種差異更^；(2)巖石變形破壞過程中．孔隙力的變化可 劃分lfj陰個(gè)基本階段：fl、緩升、f降與保持不變階段，其中第二階段相當(dāng)丁微破裂拉生階段， 三

巖石滲透率與溫度關(guān)系的理論分析和試驗(yàn)研究——在高溫作用下巖石內(nèi)部物理化學(xué)特性和結(jié)構(gòu)特性將發(fā)生變化，這將導(dǎo)致裂隙延伸、礦物脫水及汽化，改變了巖石孔隙率，從而使得巖石的滲透率發(fā)生明顯的變化。基于熱彈性理論，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，導(dǎo)出巖石滲透率和...

利用自主研制的伺服控制三軸巖石力學(xué)試驗(yàn)機(jī),研究了砂巖在0.01~1μm/s不同加載速率下全應(yīng)力應(yīng)變過程中的滲透特性演化規(guī)律。結(jié)果表明:不同加載速率下砂巖滲透率隨應(yīng)變?cè)黾哟嬖陂撝禎B透率、拐點(diǎn)滲透率和峰值滲透率,對(duì)應(yīng)的應(yīng)變?yōu)殚撝祽?yīng)變、拐點(diǎn)應(yīng)變和峰值應(yīng)變；不同加載速率下,砂巖滲透率曲線變化趨勢(shì)基本一致,即砂巖滲透率隨應(yīng)變變化呈現(xiàn)階段性,初始應(yīng)變至閾值應(yīng)變?yōu)榈谝浑A段,滲透率隨應(yīng)變?cè)黾硬粩嘟档?閾值應(yīng)變至拐點(diǎn)應(yīng)變?yōu)榈诙A段,滲透率隨著應(yīng)變的增加緩慢增加,拐點(diǎn)應(yīng)變至峰值應(yīng)變?yōu)榈谌A段,滲透率在該階段內(nèi)迅速增加,直至達(dá)到最大值；峰值應(yīng)變之后是第四階段,該階段內(nèi)滲透率隨應(yīng)變?cè)黾佣晕⒔档?；隨加載速率從0.01μm/s增加至1μm/s,拐點(diǎn)應(yīng)變之后的滲透率隨加載速率增加而降低。

來(lái)源于五種不同背景、年代和埋藏深度的一系列碳酸鹽巖淺海臺(tái)地的空隙度和滲透率數(shù)據(jù)可以用來(lái)識(shí)別具有夾層的石灰?guī)r和白云巖儲(chǔ)層的整體相似性和差異性。每個(gè)系列主要成分是石灰?guī)r和白云巖，夾有少量比例的白云巖化的成分。在其中的三個(gè)深埋藏臺(tái)地中，主要的特征是石灰?guī)r比伴生的白云巖具有極低的平均孔隙度，以及對(duì)于給定孔隙度的石灰?guī)r和白云巖儲(chǔ)層的平均滲透率差別很小。相反，淺埋藏的臺(tái)地中石灰?guī)r和白云巖的平均孔隙度差別很小，并且對(duì)于給定孔隙度的白云巖儲(chǔ)層比石灰?guī)r儲(chǔ)層具有較高的平均孔隙度。

本文以勝利油區(qū)低滲透砂巖油藏巖心為研究對(duì)象,利用cms-300巖心自動(dòng)分析儀進(jìn)行了應(yīng)力敏感性實(shí)驗(yàn),通過分析不同凈上覆壓力下的滲透率與凈上覆壓力的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),確定了低滲透砂巖油藏滲透率與凈上覆壓力的關(guān)系——對(duì)數(shù)函數(shù)關(guān)系,并建立了判斷應(yīng)力敏感性強(qiáng)弱的參數(shù)——應(yīng)力敏感性系數(shù)以及勝利油區(qū)低滲透砂巖油藏的滲透率與凈上覆壓力間的經(jīng)驗(yàn)公式。低滲透砂巖油藏巖石滲透率與凈上覆壓力關(guān)系的確立,對(duì)于低滲透油藏開采方式的選擇、合適的試油壓差及生產(chǎn)壓差的確定、滲流模型以及數(shù)值模擬的建立具有重要意義。

在應(yīng)力敏感性實(shí)驗(yàn)中,采用改變圍壓的方法近似模擬儲(chǔ)層所受壓力變化,研究應(yīng)力變化對(duì)儲(chǔ)集層滲透率的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立滲透率與有效應(yīng)力之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式,并基于terzaghi有效應(yīng)力理論考慮應(yīng)力敏感性的產(chǎn)能方程,分析應(yīng)力敏感性對(duì)氣井產(chǎn)能的影響。

通過壓汞試驗(yàn)探究了混凝土在滲透孔隙水壓作用前后,孔隙的孔隙率、總孔隙面積、平均孔徑、最可幾孔徑、臨界孔徑、孔徑分布的演化規(guī)律,并計(jì)算不同狀態(tài)下混凝土孔體積分形維數(shù),進(jìn)一步分析滲透孔隙水壓對(duì)混凝土不同位置孔隙結(jié)構(gòu)以及混凝土滲透性能的影響.結(jié)果表明,受滲透孔隙水壓后混凝土孔隙結(jié)構(gòu)與孔徑分布都發(fā)生變化,其中對(duì)毛細(xì)孔改變最大;混凝土外側(cè)孔隙特征改變要比內(nèi)部顯著;滲透率和孔隙率與大孔階段的分形維數(shù)d1呈正相關(guān)關(guān)系,定性分析了混凝土滲透率與孔結(jié)構(gòu)的關(guān)系.

對(duì)開放條件下,粒徑對(duì)塊、碎石護(hù)坡降溫效果的影響進(jìn)行了一系列試驗(yàn)研究,試驗(yàn)中選擇的粒徑范圍為:6～8、14～16、21～23、28～30cm。結(jié)果表明:迎風(fēng)與背風(fēng)兩種條件下,4種粒徑塊、碎石護(hù)坡均具有較好的降溫效果,均可在第2個(gè)試驗(yàn)周期將其下部土坡表面平均溫度迅速降至0℃以下,有效地對(duì)其下部土體進(jìn)行降溫。在迎風(fēng)條件下,粒徑在6～30cm內(nèi),塊、碎石護(hù)坡降溫效果隨粒徑的增大而加強(qiáng);背風(fēng)條件下,塊、碎石護(hù)坡降溫效果在粒徑為21～23cm時(shí)最好。在外界氣溫等同的條件下,塊、碎石護(hù)坡底部溫度周期變化幅值主要受到迎風(fēng)與背風(fēng)條件的影響,塊、碎石粒徑的作用并不十分明顯,即在迎風(fēng)條件下,塊、碎石護(hù)坡底部溫度變化幅值遠(yuǎn)大于背風(fēng)條件,并且每個(gè)試驗(yàn)周期中迎風(fēng)護(hù)坡底部的正溫高于背風(fēng)護(hù)坡,且維持時(shí)間較長(zhǎng),這將不利于凍土路基的穩(wěn)定。

低滲透巖石滲透率對(duì)有效應(yīng)力敏感系數(shù)的試驗(yàn)研究——低滲透巖石滲流過程中存在明顯的流固耦合效應(yīng)，采用fdes一641驅(qū)替評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)采自長(zhǎng)慶油田的砂巖巖樣進(jìn)行試驗(yàn)和分析以研究低滲透巖石滲透率與有效應(yīng)力之間的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明，巖石滲透率隨著有效應(yīng)力的增加...

通過改變細(xì)顆粒含量分析了孔隙率、不均勻系數(shù)以及曲率系數(shù)與滲透系數(shù)的相關(guān)關(guān)系,建立了砂礫土的滲透系數(shù)與三個(gè)孔隙特征參數(shù)的多元回歸模型,探討了砂礫土滲透系數(shù)與孔隙特征參數(shù)的相互關(guān)聯(lián)。研究結(jié)果表明,砂礫土的滲透系數(shù)與三個(gè)孔隙特征參數(shù)具有綜合相關(guān)關(guān)系,單個(gè)參數(shù)對(duì)滲透系數(shù)的影響具有隨機(jī)性;40%的細(xì)粒含量可作為砂礫石滲透系數(shù)的界限含量,細(xì)粒含量高于40%后,滲透系數(shù)隨細(xì)粒含量的減小而平緩增大,當(dāng)細(xì)粒含量低于40%時(shí),滲透系數(shù)隨細(xì)粒含量的增大而迅速減小。采用相同骨架結(jié)構(gòu)特征的土體,才能得到一致性的滲透系數(shù)變化規(guī)律。

通過在mts815.03電液伺服巖石力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上對(duì)焦作方莊煤礦煤層頂板粗砂巖進(jìn)行高溫后常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn),基于試驗(yàn)結(jié)果研究不同溫度作用后常規(guī)三向壓縮條件下粗砂巖宏觀力學(xué)特性,分析粗砂巖強(qiáng)度、平均模量、黏聚力、內(nèi)摩擦角和極限應(yīng)變與溫度的關(guān)系;同時(shí)對(duì)粗砂巖強(qiáng)度、平均模量與圍壓關(guān)系進(jìn)行探討。研究結(jié)果表明,圍壓一定,溫度為25℃～300℃時(shí),隨著溫度的升高,試樣的強(qiáng)度、平均模量、黏聚力、內(nèi)摩擦角均逐漸增大,而變形模量有所降低。高溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力起到容納變形和裂隙閉合作用,砂巖試件部分原生裂隙逐漸愈合,裂隙數(shù)量減少,密實(shí)程度提高,礦物顆粒間接觸關(guān)系得到改善,摩擦特性得以增強(qiáng);超過300℃以后,隨著溫度的升高,粗砂巖試樣的強(qiáng)度、平均模量、黏聚力、內(nèi)摩擦角均有所減小,而峰值變形逐漸增大,由高溫引起的粗砂巖礦物顆粒的不同熱膨脹率導(dǎo)致跨顆粒邊界的熱膨脹不協(xié)調(diào),從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力使試樣內(nèi)部產(chǎn)生微裂隙,試樣承載能力和抗變形能力減弱。而圍壓對(duì)粗砂巖的力學(xué)性質(zhì)起到改善和強(qiáng)化作用,當(dāng)溫度一定時(shí),隨著圍壓的升高,粗砂巖試件強(qiáng)度、平均模量、黏聚力、內(nèi)摩擦角均逐漸增大。

從遼寧錦州擬建地下儲(chǔ)庫(kù)工程現(xiàn)場(chǎng)鉆取典型花崗巖巖芯,進(jìn)行不同凍結(jié)溫度(-10℃～-50℃)和不同含水狀態(tài)(干燥和飽和)的單軸及三軸壓縮試驗(yàn),分析巖石的變形破壞規(guī)律、干燥和飽和狀態(tài)抗壓強(qiáng)度以及三軸剪切強(qiáng)度參數(shù)c,?值隨溫度的變化關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)無(wú)論干燥還是飽和試樣,微風(fēng)化花崗巖單軸及三軸抗壓強(qiáng)度隨著低溫溫度的降低而提高,但呈現(xiàn)非線性增加的趨勢(shì),得到花崗巖抗壓強(qiáng)度隨低溫溫度變化的非線性關(guān)系擬合式,并認(rèn)為微風(fēng)化花崗巖存在一個(gè)抗壓強(qiáng)度趨于穩(wěn)定的溫度界限值,此值約為-40℃;(2)微風(fēng)化花崗巖在干燥和飽和條件下,黏聚力c值隨溫度的降低而增大,在干燥條件下尤為明顯。干燥條件下,微風(fēng)化花崗巖內(nèi)摩擦角隨低溫溫度降低變化較小,摩擦角基本保持在57°左右,飽和條件下,微風(fēng)化花崗巖內(nèi)摩擦角隨溫度降低而增加,由-10℃～-50℃增長(zhǎng)幅度約為3.43%。該研究成果可為液化天然氣(lng)的低溫地下存儲(chǔ)提供一定的力學(xué)參數(shù)依據(jù)。

高強(qiáng)度混凝土高溫下易發(fā)生爆裂破壞,升溫時(shí)混凝土微細(xì)觀孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)部蒸汽壓的變化與爆裂密切相關(guān)。本文通過自行設(shè)計(jì)的蒸汽壓裝置測(cè)量了混凝土從室溫加熱至600℃時(shí)孔隙結(jié)構(gòu)中蒸汽壓的變化,分析了孔隙蒸汽壓隨溫度變化的規(guī)律,為探究混凝土高溫爆裂蒸汽壓機(jī)理提供了一種可行的試驗(yàn)方法。

研究了低氧高純氬氣氛中,不同溫度下am(ⅲ)在甘肅北山花崗巖上的吸附。研究結(jié)果表明:北山花崗巖對(duì)am(ⅲ)的吸附分配系數(shù)隨著溫度的升高而增大,說明花崗巖對(duì)am(ⅲ)的吸附是吸熱反應(yīng);并對(duì)可能的吸附機(jī)理進(jìn)行了討論,am(ⅲ)在北山花崗巖上的吸附機(jī)理主要為表面配合反應(yīng),總體表現(xiàn)為不可逆吸附。

為探討溫度對(duì)巖石導(dǎo)熱系數(shù)的影響,在不同平均溫度水平下(28～62℃),采用平板熱流計(jì)法測(cè)試花崗巖和砂巖巖樣的導(dǎo)熱系數(shù),并初步分析溫度對(duì)花崗巖和砂巖導(dǎo)熱系數(shù)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)試驗(yàn)所用的巖樣而言,花崗巖導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而緩慢下降,兩者之間存在負(fù)相關(guān)的線性關(guān)系,而砂巖導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高變化很小。因此,在精確計(jì)算隧道圍巖溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的分布時(shí),應(yīng)考慮溫度變化對(duì)巖石導(dǎo)熱系數(shù)的影響以及由此引起的圍巖應(yīng)力場(chǎng)的變化。

砂巖滲透參數(shù)隨滲透水壓力變化的ct試驗(yàn)——運(yùn)用巖石高壓三軸加載裝置和滲透壓加載裝置，對(duì)砂巖進(jìn)行固定應(yīng)力變滲透水壓力試驗(yàn)，同時(shí)借助somatomplus螺旋ct掃描機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。通過試驗(yàn)結(jié)果分析，推出了基于ct數(shù)的巖石空隙率計(jì)算公式，從ct尺度上分析了...

混凝土在承受外荷載作用前,其內(nèi)部就存在一定量孔隙。為定量研究孔隙率對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響,采用1~2mm左右的eps顆粒近似作為混凝土中的孔結(jié)構(gòu),測(cè)試孔隙率分別為0、1%、3%、5%時(shí),c15、c20、c30三種混凝土的抗壓強(qiáng)度、劈拉強(qiáng)度以及靜力抗壓彈性模量。結(jié)果表明：在同一強(qiáng)度等級(jí)下,混凝土3類基本力學(xué)參數(shù)均隨著孔隙率的增大而減小,且隨著孔隙率的增大,這3類力學(xué)參數(shù)的折減率也依次減小。在同一孔隙率下,混凝土強(qiáng)度等級(jí)越高,抗壓強(qiáng)度與彈性模量的折減率越大,而劈拉強(qiáng)度的折減率基本不受混凝土強(qiáng)度等級(jí)影響。

軟粘土層深厚的地區(qū)進(jìn)行預(yù)制樁沉樁將產(chǎn)生超靜孔隙水壓力的累積,過高的超靜孔隙水壓力使周圍土體及建筑、地下管線等產(chǎn)生較大的變位,甚至產(chǎn)生破壞。以一次沉樁引起的超靜孔隙水壓力的原型試驗(yàn),表明,單樁沉樁顯著影響范圍可達(dá)15m,沉樁引起的超靜孔隙水壓力水平可以達(dá)到甚至超過上覆有效土壓力,并出現(xiàn)兩個(gè)不同的相對(duì)穩(wěn)定水平階段。

不同固結(jié)壓力下飽和軟粘土孔隙分布試驗(yàn)研究——土體的微結(jié)構(gòu)對(duì)土的工程力學(xué)特性具有決定性影響，運(yùn)用壓汞試驗(yàn)方法對(duì)上海淤泥質(zhì)粘土單軸固結(jié)過程中的不同固結(jié)壓力水平下的土樣進(jìn)行試驗(yàn)，采用孔隙種類、孔隙大小兩種不同的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上海淤泥質(zhì)粘土的孔隙分布特點(diǎn)及孔...

從試驗(yàn)角度出發(fā),研究了孔隙率和級(jí)配對(duì)多孔混凝土強(qiáng)度的影響,通過對(duì)不同級(jí)配條件下孔隙率與強(qiáng)度關(guān)系以及不同孔隙率、不同齡期下抗壓強(qiáng)度與抗彎拉強(qiáng)度關(guān)系的分析,得出了滿足臨界孔隙率條件下,采用小孔隙率可以獲得較高的抗壓強(qiáng)度和抗彎拉強(qiáng)度的結(jié)論。

到目前為止,已經(jīng)提出了許多種用電測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)估算儲(chǔ)層滲透率的關(guān)系式。不幸的是,在這些關(guān)系式中沒有一種是普遍有效的,因?yàn)榈谝环N關(guān)系式都強(qiáng)烈地依賴于局部巖性以及井中的儲(chǔ)層流體分布和性質(zhì),因此,需要開發(fā)一種適用于尼日爾三角洲盆地中儲(chǔ)集巖的關(guān)系式。