侧限压缩条件下砂岩/泥岩颗粒混合物的渗流特性

在地下采矿活动期间很容易形成具有高渗透性的塌陷区,引起地下水的蓄积和渗流,进而导致突水灾害,严重威胁地下开采的安全。为探讨砂岩/泥岩颗粒混合物(GSMM)在塌陷区中的危害机理,本文采用岩石颗粒渗流实验装置,对砂岩/泥岩颗粒混合物的渗流特性(渗透率κ和非达西系数ζ)进行了一系列实验研究。实验结果表明:试样的孔隙率随着侧限压缩位移的增加(试样高度的降低)而逐渐减小。由于加载过程中裂缝和空隙的减少,砂岩/泥岩颗粒混合物的渗透率降低,非达西系数升高。渗流特性的变化趋势会发生局部波折,且泥岩比重更高的试样渗流特性波动更加明显,说明砂岩/泥岩颗粒混合物的渗流特性与侧限压缩位移、颗粒混合物成分、颗粒粒径、孔隙结构等有关。

砂岩、泥岩颗粒崩解特性试验研究

为了科学、有效地在工程中利用泥岩,从砂岩、泥岩颗粒的崩解性质出发,通过室内崩解试验,探讨其崩解机理,并结合崩解试验现象,探讨砂岩、泥岩颗粒的崩解规律。结果表明,砂岩、泥岩各粒径颗粒均存在崩解,会分裂成较小的颗粒,块体岩石的崩解是各级粒径颗粒崩解效应的集合。

井眼冲蚀模型的建立与影响因素分析

随着钻井技术的不断进步,井眼尺寸越来越小,井深不断增加,井径扩大的预测显得尤为重要。针对以往预测模型的不足,根据对钻井液引起井径扩大的原因的讨论,认为钻井液自身流体切应力引起井眼冲蚀的可能性并不大,而引起井径扩大的真正原因是钻井液中的固相颗粒对井壁的碰撞,因此提出了固相冲蚀井径扩大理论。文章建立了固相颗粒冲击井壁的物理数学模型,对模型进行求解,分析了影响冲击效果的因素。研究表明,钻井液中固相颗粒对井壁岩石的冲蚀作用具有选择性,固相颗粒对强度较大和颗粒较粗的井壁岩石冲击作用很弱,但对颗粒较小的砂岩和泥岩具有较强的冲蚀能力,并且冲击作用对颗粒大小非常敏感,随着井壁岩石颗粒直径的减小,冲击作用力将呈指数增加。这些结论对指导现场施工中的固控、泵排量标准等具有实际指导意义。