鄂尔多斯盆地奥陶系盐下储层中固体沥青的发现及其对天然气成藏的启示

近期,鄂尔多斯盆地奥陶系盐下地层取得了天然气重大勘探突破和新进展,已成为天然气勘探的重点新领域。但是,该领域天然气成因、资源潜力等关键成藏问题尚不清楚。为此,以鄂尔多斯盆地中东部奥陶系马家沟组五段7亚段—马家沟组四段(以下简称马五7亚段—马四段)为研究对象,通过岩心与显微镜观察,发现盐下储层中存在固体沥青,并明确了沥青的产状和地球化学特征,最后结合天然气地球化学分析,探讨了盐下地层中天然气(以下简称盐下天然气)的成因和资源潜力。研究结果表明:(1)奥陶系盐下储层中存在大量固体沥青,透射光显微镜观察沥青呈花状、片状、团块状、薄膜状或条带状赋存于白云岩和石灰岩的孔、缝、缝合线和沥青包裹体内,固体沥青的质量百分数介于0.07%~0.55%(平均值为0.17%),等效镜质体反射率介于1.75%~1.97%,碳同位素值介于-28.4‰~-27.7‰;(2)盐下天然气干燥系数介于0.95~1.00,为典型的干气,天然气的甲烷、乙烷和丙烷碳同位素值分别介于-44.8‰~-32.4‰、-31.1‰~-22.6‰和-28.8‰~-19.7‰,具有甲烷碳同位素偏轻、乙烷与丙烷碳同位素偏重的异常特征;(3)奥陶系盐下储层中的固体沥青和天然气均为石油热裂解成因,石油来自于马家沟组或更古老的地层,石油裂解发生在早白垩世中—晚期;(4)盐下天然气遭受了不同程度的硫酸盐热化学还原作用的改造,其中乌审旗地区改造程度较强,天然气中H2S含量高,最高可达13.31%。结论认为,马五7亚段—马四段天然气预测储量约为1.00×1012 m3,该盆地奥陶系盐下天然气勘探潜力巨大。

浅析催化裂化烟气中NO_(x)的形成与治理

本文分析了重叠两段再生催化裂化装置外排烟气中NO_(x)的形成原因,并结合南方某炼油厂催化裂化装置,提出了采用原油加工、操作调整和运用助剂三种措施治理降氮。最后对两种脱硝助剂进行了比较,找到更适用于该炼油厂脱硝使用的助剂。

空孔对裂纹扩展行为影响规律研究

为了研究空孔对裂纹扩展行为的影响规律,通过ABAQUS数值模拟软件,对含有空孔的圆形岩石进行了巴西压裂实验,分析了空孔对裂纹扩展的作用机理,探究了不同直径、不同位置的空孔对裂纹扩展的影响规律。研究结果表明:空孔对最大主应力方向上裂纹扩展起到“吸引”作用,且“吸引”作用随着空孔直径增加而增大。从裂纹扩展的能量角度来分析,空孔对裂纹的扩展行为具有抑制作用。当空孔位于最大主应力方向上时,对裂纹的影响表现为“排斥”作用。通过“吸引”与“排斥”作用可以改变裂纹扩展方向的弧度,完成裂纹扩展路径的引导。本研究可为空孔引导裂隙扩展提供数据和理论支撑。

钢板表面网状裂纹的成因及演化研究

某钢厂生产的热轧钢板存在表面网状裂纹缺陷,利用金相显微镜、扫描电子显微镜以及能谱仪对其进行了宏观和微观综合分析。微区显微分析发现裂纹区域奥氏体粗大,裂纹附近存在大量的高温氧化原点,其金相组织呈现脱碳状态,且出现沿晶界向晶粒延伸的呈锯齿状的魏氏体组织。利用高温共聚焦显微镜对试样进行加热和降温过程分析,发现在升温过程中晶界处优先熔化,经过金相处理可以看到由于过热形成奥氏体边界氧化网络;在冷却过程中观察到锯齿状魏氏体从晶界处析出;晶内硬度比晶界大26HV0.2。综合分析表明铸坯在加热过程中因过热导致奥氏体组织粗大,晶界弱化,组织脱碳,在后续轧制过程中,形变应力使裂纹沿奥氏体扩展而形成网状裂纹。生产中将出炉温度由1150℃降低到1120℃,开轧温度由1120℃调整至1080℃,出口温度由830℃提高到860℃,卷取温度控制在610℃,钢板表面网状裂纹得到有效控制,缺陷率由3.98%降至0.81%,质量显著提升。

动车组用联轴节断裂原因分析

某动车组用联轴节在使用过程中发生断裂,通过断口宏微观形貌观察、金相组织分析、化学成分分析、布氏硬度测试等手段对联轴节断裂原因进行综合分析。结果表明:联轴节表面氮化处理前存在原始裂纹是导致其在使用中发生断裂的主要原因。鼓形齿表面氮化处理存在硬而脆的网状氮化物,导致表面层脆性增加,也是加速其断裂的原因。

度尾文旦柚裂果发生过程中裂原的发生与消长

以度尾文旦柚为试材,采用石蜡切片法,研究了度尾文旦柚裂果发生过程中裂原的发生与消长,及用度柚6号授粉对度尾文旦柚裂原发生与消长的影响。结果表明度尾文旦柚人工授粉与否都有裂果发生的潜在,即都存在裂原。度尾文旦柚在果实成熟过程中裂原不断发生并朝外发展引发了裂口的出现。人工授粉处理的在裂原出现的早期就受到木质部管胞捆绑而没有向外发展,减少了裂果的发生。

爆炸荷载下含预裂缝的裂纹扩展实验研究

预裂爆破技术目前广泛应用于爆破工程中,为了探究预裂爆破形成的预裂缝对爆生裂纹和原生裂纹动态断裂特性的影响,基于数字激光动态焦散线实验开展了一系列研究,获得了裂纹扩展的时实动力学参数。研究结果表明:预裂爆破形成的预裂缝可以阻挡爆生裂纹向保留岩体内扩展,加大被爆岩体的损伤;其两端产生的翼裂纹向保留岩体扩展,且扩展长度随着预裂缝长度的增加而增大;长度较短的预裂缝(L=20～80 mm),对保留岩体内原生裂纹扩展有促进作用,只有当预裂缝长度增加到一定程度(L=100 mm),才会对保留岩体内原生裂纹扩展有抑制作用,预裂缝A长度L=100 mm时,其B裂纹扩展长度为无预裂缝A模型时的21%,Bz和By扩展速度均值为无预裂缝A时的0和64. 8%;当有预裂缝存在时,原生裂纹两端翼裂纹的起裂时间随着预裂缝长度增加而增加,当预裂缝长度增加到一定程度(L=100 mm),迎爆侧翼裂纹没有起裂,By起裂时间推迟到和无预裂缝时一样的150μs;原生裂纹迎爆侧翼裂纹断裂韧度小于背爆侧断裂韧度;当有预裂缝存在时,原生裂纹两端起裂韧度均小于无预裂缝时的起裂韧度,且随着预裂缝长度增加迎爆侧翼裂纹起裂韧度降低;原生裂纹两端应力强度因子峰值随着预裂缝长度增加而减小。

16MnR钢三点弯曲解理断裂起裂源的类型

通过扫描电子显微镜观察了不同温度(-30～-150℃)下粗晶粗碳化物组织16MnR钢的三点弯曲解理断口,分析了解理断裂起裂源的类型。结果表明:试验条件下起裂源的类型主要为晶界碳化物开裂、夹杂物开裂、较大的碳化物界面分离、球状碳化物与铁素体基体界面分离、晶粒边界开裂;起裂源距塑性裂纹尖端的距离Xf对解理断裂起着决定性作用,并随温度升高呈增大的趋势;起裂源的类型对Xf值没有直接影响。

某井油管穿孔原因分析

通过宏观和微观检验、化学成分分析、力学性能测试、能谱分析等方法,对某井油管穿孔的原因进行了分析。结果表明:油管穿孔是原始缺陷形成裂纹并扩展所致。建议在油管生产过程中应严格执行有关标准和用户订货技术条件。

某井油管接箍开裂原因分析

对某井在酸化压裂过程中油管接箍开裂导致的脱扣事故进行了调查研究,通过化学成分分析、力学性能试验、金相检验和断口微观分析等方法对开裂接箍进行了失效分析,同时对该批油管抽样进行了质量检查。结果表明:接箍开裂是由于其本身存在原始缺陷,原始缺陷在使用过程中扩展导致其开裂;抽检的其他油管质量合格。最后为了安全使用该批剩余的油管,防止类似事故的再次发生,提出了具体的预防措施。

某井超级13Cr钢特殊螺纹接头油管接箍横向开裂原因分析

对某井超级13Cr钢特殊螺纹接头油管接箍横向开裂事故进行了调查研究,对开裂油管接箍和未开裂油管取样进行了裂纹宏观分析、断口微观分析、化学成分分析、金相分析和力学性能试验。结果表明:接箍横向开裂导致油管特殊螺纹接头金属对金属密封结构失效,油管里的高压气体通过金属密封位置和接箍横向开裂位置发生泄漏;而油管接箍横向开裂与其存在原始裂纹和材料屈服强度偏高有关。

水工混凝土冲击磨损行为与机理研究

本文进行了混凝土材料含沙高速水流冲蚀试验 ,考察和分析了其冲蚀性能与磨损机理 ,混凝土材料呈现出脆性材料的冲蚀特点。低角度冲击时 ,硬质磨粒水平方向的切削作用起主导作用 ;90°冲击角度条件下 ,裂纹的形成、扩展、微断裂是混凝土冲蚀破坏的根本原因 。

钢轨弹条腐蚀疲劳断裂研究

钢轨固定用弹条使用两年左右后发生断裂,断裂弹条用于隧道内,环境比较潮湿。为弄清断裂原因,通过宏观观察、扫描电镜及能谱分析、金相检验等方法对断裂弹条进行了分析。结果表明:环境酸性较强,弹条锈蚀严重,锈蚀产物中探测到少量Cl、S元素;断裂起源于弹条对称内弧拉应力最大部位,断裂源锈蚀更为严重,局部形成尖锐缝隙,扩展区疲劳贝纹线明显,弹条断裂属腐蚀疲劳开裂。可通过使用抗腐蚀性能较强的材料,适当提高材料回火温度,表面热镀锌以及降低弹条使用年限等措施来预防。

低透气性煤层脉动注水增透机理研究及数值分析

为了有效提高低透气性煤层渗透率,提出脉动注水增透技术,从微观机理上对脉动注水原理和疲劳裂纹起裂扩展过程进行了研究。在充分考虑有效应力以及滑动摩擦力的基础上,结合Ⅰ-Ⅱ型裂纹断裂判据,首次计算得到考虑影响因素较全面的煤体原级裂纹起裂的临界裂隙水压计算公式;通过将分支裂纹力学模型简化为悬臂梁模型,计算得到适合分支裂纹起裂扩展的裂隙水压范围。通过FLAC3D内嵌FISH程序语言编写脉动注水函数,实现了对裂纹尖端裂隙水压变化趋势以及裂纹扩展规律的数值模拟,模拟结果表明原级裂纹起裂扩展临界裂隙水压为13.1 MPa,分支裂纹初次起裂扩展水压为12.91 MPa;裂纹扩展半径在水平方向为3.6 m,竖直方向为2.3 m。现场试验表明脉动注水压裂增透效果明显优于普通注水压裂增透效果。

某水电站钢筋砼压力水管裂缝成因试验研究

水电站在我国的水利建设中占据重要的地位,作为水电站的重要组成部分,压力水管安全性对水电站的稳定运行至关重要。针对某水电站钢筋混凝土压力水管出现裂缝的情况,为了研究其开裂成因,采用现场试验和有限元计算分析的方法,对水电站压力水管进行甩负荷试验,并进行裂缝宽度变化的长期监测、统计和计算分析,结果指出:管道裂缝宽度变化与季节和昼夜温度变化关系较大,应重视压力水管的温度效应与养护,可为同类型的水电站设计和维护提供借鉴和参考意义。

U71Mn重轨裂纹分析

U71Mn重轨在安装使用半年后现场探伤时发现裂纹。通过现场取样,运用宏观及微观分析方法,对重轨裂纹进行了分析。结果表明:裂纹起源于重轨闪光对焊余高根部裂隙,并在工作应力作用下不断扩展。通过改善焊接接头余高形状,使其为圆弧过渡可有效防止此类问题的发生。

板厚对14MnNbq钢焊接件疲劳裂纹扩展速率的影响

为研究厚板的原始焊接板厚及取样位置对疲劳裂纹扩展速率的影响规律,完成了14MnNbq钢5种原始焊接板厚(40 mm、50 mm、60 mm、80 mm和100 mm),共计30个疲劳试件的裂纹扩展试验。运用数理统计方法回归处理试验数据,得到了在给定置信水平下的5组da/dN-ΔK曲线以及Paris公式的拟合值参量,同时还得到了100 mm厚板不同取样部位的da/dN-ΔK曲线。结果表明:随着原始焊接板厚的增加,疲劳裂纹扩展速率也在加大;受取样位置的影响,表面试件比中部试件的疲劳裂纹扩展速率快。

北京地区地裂缝灾害的分布特征及其成因探讨

地裂缝灾害是地质灾害中的一种地面变形灾害,它隐蔽性强,危害性大,不仅会造成各类工程建筑,如城市建筑、生命线工程、交通、农田和水利设施等的直接破坏,而且还会引起一系列的环境问题,对人类的生产和生活构成极大威胁。本文在进行实地调查的基础上,结合大量的地质、物探等资料,对北京地区地裂缝的分布特征及其成因类型进行了初步的研究和探讨,并就如何防治地裂缝灾害提出了几点建议。

游车大钩断裂原因分析及预防措施

对游车大钩断裂事故进行了调查研究,对其断口形貌进行了宏观和微观分析,发现游车大钩为脆性断裂,断口起源于原始缺陷。对游车大钩使用工况和受力状态进行了分析,认为其断裂位置不在危险截面。对游车大钩的化学成分、机械性能和金相组织进行了全面试验分析,发现游车大钩材质不符合标准要求,且出厂之前存在原始裂纹。依据试验分析结果,最终判定游车大钩断裂主要与游车大钩存在原始缺陷和材料韧性不足有关。为有效地防止类似事故再次发生,建议油田采取预防措施,对钻机提升系统实施驻厂监督,加强钻机系统的到货验收和检查,严格对在用钻机提升系统关键部件定期进行探伤检查和维修。

四川盆地震旦系—下古生界天然气地球化学特征及成因判识

四川盆地震旦系灯影组,寒武系筇竹寺组、龙王庙组、洗象池组的天然气组成、同位素值在不同构造位置上表现出不同的特征,造成了对其天然气成因及来源等认识上的差异。基于前人的研究成果,结合大量新钻探井资料,开展了该区天然气地球化学特征对比研究。结果表明:①天然气总体上表现为典型的干气,以烃类气体为主,甲烷含量为74.85%~97.35%,以83.0%~96.0%为主;非烃气体含量的差别主要表现在N2和He,威远—资阳地区相对高N2、高He,高石梯—磨溪地区相对低N2、低He,这种差异与烃源岩中的泥质含量有关。②不同地区天然气δ13 C1值、δ13 C2值差异大:资阳震旦系天然气δ13 C1值最轻(-38.0‰^-35.5‰),其他地区则介于-33.9‰^-32.0‰,反映了捕获阶段的不同,早期捕获的天然气同位素值较轻;威远震旦系—寒武系天然气δ13 C2为-36.5‰^-32.7‰,高石梯—磨溪龙王庙组天然气δ13 C2为-33.6‰^-31.8‰,高石梯—磨溪灯影组天然气δ13 C2则与上述天然气有较大差别,为-29.1‰^-26.8‰,主要反映了母质类型的差异。③天然气C6~C7轻烃组成均以环烷烃和异构烷烃为主,主要表现为原油裂解气特征。