液-固-水化耦合形式的井眼稳定性模型研究

在对井眼稳定性定量评价的分析过程中,重点讨论了岩层材料的非线性力学性能以及在非稳态孔隙流体作用下的岩层吸水软化与围压硬化效应。建立了考虑液-固-水化耦合机制的井眼稳定性评价模型;采用有限元数值模拟法,对孔隙流体压力、吸水软化和围压硬化的影响进行了定量分析与比较,证明了孔隙流场的分布形态对井眼应力分布格局及弹塑性变形发展有着显著的影响。

渤中油田疏松砂岩注水扩容解堵机理研究

针对渤中油田疏松砂岩多孔介质力学的特性,提出注水扩容增加疏松砂岩孔隙度,提高渗透性,从而解堵近井地带提高生产率的增产思路。通过室内实验测量渤中油田扩容注水条件下的疏松砂岩扩容变形参数,结合CT岩心成像技术,对疏松砂岩扩容机理及变化规律进行研究。实验结果表明:疏松砂岩在低围压条件下具有较强的剪胀效应,剪胀扩容量随轴向形变的增加而增大;高排量下疏松砂岩形成单缝,慢排量下疏松砂岩形成多裂缝,有利于形成复杂张剪扩容区。在实验基础上,结合数值模拟理论,现场试验证明采用扩容解堵技术使地层产生高渗扩容带穿透污染区域,解堵后可以恢复较高的注水量。

疏松砂岩扩容力学性质研究

研究岩石扩容对注水井解除污染、恢复注入能力意义重大。通过循环加载测试了东营组砂岩的对数体积弹性模量,并测得其剪胀角,开展了疏松砂岩不同条件下扩容模拟实验。研究结果表明:渤海疏松砂岩对数体积弹性模量为0.0055,岩石黏聚力2.17 MPa,剪胀角58°,具备扩容变形的基础。通过改变地应力和水力注入条件,可以形成不同的岩石变形结果;在接近最小主应力的条件下,疏松砂岩地层可以形成高渗的扩容裂缝网,解除储层污染。

地震地表破裂与发震断层的性状

本文在总结地震地面破坏实地考察和统计的基础上,发现地震地面破坏的类型与发震断层的性状关系密切。以走滑为主的发震断层,可产生大规模的地震地表破裂;以倾滑为主的高角度发震断层有时可产生一定规模的地震地表破裂;以倾滑为主的低角度发震断层或连通不好的发震断层,地震地表破裂不发育,而次生的地面破坏普遍发育。倾滑型发震断层产生的地面破坏在多方面具有类似的特征,但逆断层性质的发震断层产生的地面破坏分布在断层下盘,而正断层性质的发震断层产生的地面破坏分布在断层的上盘。并进行了有限元模拟,表明,地震地面破坏分布受断层能量释放区域的控制。