水对砂岩纵横波速及弹性参数影响的实验研究

水对含不同黏土矿物油气储层的纵横波速以及弹性参数有很大影响。为研究此影响，在相同条件下制作了三组（黏土成分分别为蒙脱石、伊利石和伊利石／蒙脱石混合）不同黏土含量（体积分数）的人造泥质砂岩岩样，并先后在常态、饱和及干燥三种状态下进行了纵横波速测量，在人工岩样黏土填隙分布模型下计算了孔隙度。首先，通过结合临界孔隙度模型和Gassmann模型，验证了人工岩样实验数据的合理性；然后，确定了影响岩样波速及弹性参数的主要因素，并在主要因素控制下对比分析了常态、干燥态岩样的纵横波速及剪切模量和体积模量。结果表明：对于含伊利石岩样，水对纵横波速及弹性参数影响较小，且孔隙度越大影响越小；对于含伊蒙混合岩样，水的影响较大，浸泡水后岩样纵横波速及弹性参数均明显变小，说明蒙脱石吸水膨胀后其内部微观孔隙不能被忽略。

多功能触探装置及其独特测试方法

本文介绍一种多功能触探样机及其独特的测试方法。发展这项崭新的岩土工程技艺的目的在于改变和扩容现有的静力触探功能,使之成为静动双态和物理力学参数兼测的原位测试工具。在新的探测指标中,有土的冲剪强度Sp,经室内模型试验证明,土的冲剪破损机理与三轴试验压剪破损完全一致,从而可以测求土的抗剪强度τ(c,φ)指标。为求得土的动力学参数,样机中装设有三维检波器,在正反双向贯入过程中,可根据需要反复验证某一土层的纵横波速,从而求得土动力学指标。所有各项静动力学参数测试,均可通过一次向下贯入和向上提升多功能触探头来完成。

热交变循环对水泥石动态弹性参数的影响研究

针对多级压裂过程中井底水泥环温度周期性变化的特点,对水泥石进行热交变循环实验,测量不同热循环次数条件下声波在水泥石中的纵、横波波速,并基于波速与动态弹性参数之间的关系,计算不同热循环次数下水泥石的动态弹性模量和动态泊松比,从而明确不同压裂级数条件下水泥环动态弹性参数的变化规律。试验结果表明:随着热交变循环次数的增加,水泥石的纵、横波波速先降低,后趋于稳定,而纵、横波速比呈指数增加的趋势;水泥石动态弹性模量随着热交变次数的增加先降低后稳定,动态泊松比则随着热循环次数的增加逐渐增加;相比于自然冷却条件,冷水浴冷却条件对水泥石动态弹性参数的影响更大。

不同影响因素下致密灰岩声波特性研究

在研究岩石力学性质、获取地层参数的过程中,岩石的声波特性发挥着重要作用。为了研究致密灰岩的声波特性,从鄂尔多斯盆地3 500 m以下4段灰岩地层取不同孔隙度的岩样进行实验,研究了不同孔隙度、层理、围压、轴压对致密砂岩声波性质的影响。实验结果表明,3 500 m以下致密灰岩的孔隙度分布在5%-13%之间,并且随着孔隙度的增加,灰岩的弹性模量减小,纵横波速呈线性减小;致密灰岩在平行层理方向纵横波速大于垂直层理方向,因为垂直层理方向灰岩声阻抗大;在0-5 MPa内,随着围压增大致密砂岩纵横波速增大明显,围压继续增大,纵横波速变化不明显;轴压较小时,致密灰岩的纵横波速随着轴压的增大变化不明显,当轴压增大到一定程度时,不同围压下纵横波速基本一样,围压对其影响减小。

变有效应力条件下致密砂岩声波特性实验研究

致密砂岩气藏在钻完井、生产过程中有效应力会发生变化,致密砂岩孔隙结构复杂,微裂隙发育,当有效应力增大时,微裂缝发生闭合,孔隙被压缩,使得声波在致密砂岩中的传播特性发生变化。通过探究变有效应力条件下声波传播特点对预测致密砂岩地层压力以及对岩石动态力学参数响应特征的认识具有重要意义。以鄂尔多斯盆地上古生界二叠系典型致密砂岩为研究对象,测定了有效应力增加时,干岩样纵波、横波波速和渗透率。结果表明,当有效应力低于临界有效应力时(0~15 MPa),致密砂岩主要表现为微裂缝的闭合,纵、横波波速与有效应力均呈幂指数关系;当高于临界有效应力时(15~50 MPa),岩石变形特征由线弹性阶段逐渐向塑性变形阶段过渡,致密砂岩发生层间错动,孔隙被压缩,纵、横波波速随有效应力线性变化。同时,渗透率和波速对有效应力的响应具有一致性,当小于临界有效应力时,渗透率随有效应力呈幂指数递减。

不同因素作用下致密灰岩声波特性和孔压关系研究

灰岩的成岩作用复杂,常规的孔隙压力预测方法不再适用;可以利用灰岩的声波性质和孔压之间的关系来实现孔压的预测。为了探究致密灰岩声波特性和孔压之间的关系,对苏里格气田马五组灰岩岩样进行了声波特性试验,研究了孔隙度、层理、围压和轴压等不同影响因素作用下,灰岩纵横波波速随孔压的变化规律及其产生的原因。实验结果表明,灰岩的孔隙度与渗透率没有特定关系;纵横波波速与孔压的关系呈现规律性变化。当孔压较小时;纵横波波速变化较小,当孔压增大到一定程度后,纵横波波速随孔压的增大而迅速减小,这种现象可以通过有效应力来解释。随着孔隙度的增加,纵横波波速会呈现非线性减小;平行层理方向纵横波波速要大于垂直层理方向,因为平行层理方向声波阻抗小;不同围压和轴压作用下,灰岩纵横波波速随孔压的变化规律相似,并且在孔压较小时,纵横波波速相差不大,当孔压增大到一定程度后,纵横波波速之间差距变大。

Effects of Aspect Ratio in a Transonic Shock Tube Airfoil Flow

In the present study, the flow visualizations were performed around the NACA 0012 models which differ in aspect ratios. We discussed the effects of the aspect ratio in the test models. Additionally the unsteady, two-dimensional, compressible Euler equations were solved for the NACA 0012 airfoil. Experiments were performed utilizing the conventional gas driven shock tube as the intermittent transonic wind tunnel. The aspect ratios of the models are about 0.86 and 1.5, respectively. The Mach numbers M 2 are about 0.84. The Reynolds numbers of the present experimental conditions were constant that Re based on chord length is about 4.0×10 5 . The results are as follows: in different aspect ratios, the difference of the shock wave location is confirmed though the Mach number and Reynolds number are same. It indicates the different correction Mach number by the effects of the side wall boundary layer though the nominal Mach number measured the same value. Also, on the difference of shock wave location for the effects of the aspect ratio, the tend of CFD shows the qualitative agreement with the result of an experiment.