轻质漂珠对HPMC/水泥基复合多孔保温材料性能的影响

为获得性能良好的羟丙基甲基纤维素(HPMC)/水泥基复合多孔保温材料,研究了不同掺量漂珠(FACs)对HPMC/水泥基复合多孔保温材料力学性能、导热系数、干密度、吸水性的影响,同时运用SEM、XRD等方法以及图像分析软件对复合材料气孔孔结构特征进行表征。研究表明,随着FACs掺量增加,导热系数呈先降低后增加的趋势,抗压强度先增大后降低。当FACs掺量为9.0%(质量分数)时,复合材料的导热系数最小,为0.094 W/(m·K),28 d抗压强度为1.58 MPa,干密度为418.9 kg/m^(3);当FACs掺量为18.0%时,复合材料的抗压强度最优,28 d抗压强度为2.15 MPa,导热系数为0.101 W/(m·K),干密度为431.0 kg/m^(3);随着FACs掺量增大,复合材料小于300μm的气孔比例逐渐增大,平均孔径呈降低趋势。

表观密度与孔结构对微孔混凝土性能的影响

采用料浆容重法进行配合比设计,分别制备了表观密度为600、800、1000、1200 kg/m^(3)的微孔混凝土,并研究了表观密度与孔结构对微孔混凝土性能的影响。结果表明,所制备的微孔混凝土抗压强度在1.68~10.57 MPa之间,导热系数在0.081~0.140 W/(m·K)之间,吸水率在29.76%~48.16%之间,且微孔混凝土的表观密度对上述性能的影响具有明显的规律性。孔结构测试结果表明,孔隙率、孔分布均匀性、平均孔径大小等因素对微孔混凝土性能也有一定的规律性影响。

宏观导电机理下的泥质砂岩含水饱和度解释模型

认为泥质砂岩的导电体积由两部分组成 ,即完全被束缚水占据的微孔隙 (孔喉半径小于 0 .1μm ,其中的流体不能渗流 )导电体积和有效孔隙中被可动水、束缚水占据部分的导电体积 ,泥质砂岩的整个导电响应为二者之和 ,但二者导电体的导电特性不同 ,各有其不同的几何因子。考虑成岩过程中地层水的变化和阳离子的交换吸附作用 ,提出泥质砂岩含水饱和度的双孔隙导电体积解释模型 ,模型所有特征参数均可由测井解释获得 ,并有明确的地质和物理意义 ,可与岩心数据对比。应用该模型解释胜利油区孤东油田 3口井的馆陶组泥质砂岩含水饱和度 ,解释结果与其油基钻井液取心分析的含水饱和度数据对应良好。图 2表 1参

饱和砂性土孔隙水电导率特性及测试技术

饱和砂性土的孔隙水电导率直接反映了孔隙水中离子的含量,对研究土体离子污染有重要意义。饱和砂性土中孔隙水电导率与土体电导率之间呈线性关系,符合Archie定律。研究了Archie定律在不同类型砂土中的m系数取值范围,提出了利用TDR测试技术监测饱和砂性土孔隙水电导率的方法。试验结果表明TDR能够很好地测得饱和砂性土的孔隙水电导率。研究成果对于土体中离子污染物监测有重要的应用价值。

浅埋煤层采动导水裂隙动态演化规律模拟分析

针对单一关键层浅埋煤层,采用实验室物理模拟揭示了采动导水裂隙动态发育规律。模拟结果表明,采动导水裂隙的演化分为发展期、贯通期和压实闭合期3个阶段;导水裂隙的动态发育受基本顶关键层控制;通过分析得出了防止工作面涌水溃沙的基本原理,能解决西部矿区保水防溃采煤的安全问题。

低孔渗泥质砂岩三水孔隙结合导电模型及其在海上油田的应用

针对低孔渗泥质砂岩储层孔渗低、孔隙结构复杂、微孔隙水高等特点,利用电导率差分方程和三水导电理论,建立低孔渗泥质砂岩三水孔隙结合电阻率模型.采用单参数变化方法,考察胶结指数和饱和度指数变化对模型预测的岩石导电规律的影响,得出电阻增大系数随黏土束缚水胶结指数和饱和度指数的增大而增大,随可动水胶结指数和微孔隙水胶结指数的增大而减小.利用储层温度压力下岩心实验数据,通过计算电导率与测量电导率对比,表明该模型能描述海上低孔渗泥质砂岩储层的导电规律.利用实验确定的胶结指数和饱和度指数以及经验确定的微孔隙水和黏土束缚水孔隙度进行实际应用,表明该模型可用于海上低孔渗泥质砂岩储层定量评价.

长期施用畜禽粪便对土壤孔隙结构特征的影响

畜禽粪便中含有大量有害物质可能影响农业土壤质量。土壤孔隙结构是反映土壤质量的重要指标。探讨长期施用畜禽粪便对土壤孔隙结构特征的影响,对于理解畜禽粪便对农业土壤质量影响有重要意义。该文分析稻麦轮作土壤上长期(>20年)施用畜禽粪便和化肥土壤孔隙度、孔隙分布、贮水性能及土壤饱和导水率等土壤孔隙结构指标。研究结果显示,长期施用畜禽粪便处理显著改变了土壤孔隙分布和土壤总孔隙度,施用畜禽粪便耕层土壤大孔隙和中孔隙的比例分别是施用化肥处理的1.48～1.70倍和1.35～1.75倍;耕层土壤总孔隙度也比施用化肥处理增加7.5%～11.3%。长期施用畜禽粪便显著提高了土壤贮水性能,施用畜禽粪便耕层土壤饱和含水量、毛管持水量以及田间持水量分别比施用化肥土壤提高了11.63%～23.98%,12.24%～21.72%和11.08%～16.25%。施用鸡粪和猪粪耕层土壤饱和导水率均大于180 cm/d,分别为施用化肥土壤的2.83倍和2.88倍。土壤有机碳与土壤孔隙结构指标间有极显著的相关关系,表明土壤有机碳在土壤孔隙结构的形成和稳定过程中起着重要作用。本研究结果表明,长期施用畜禽粪便主要是通过提高土壤有机碳来改善土壤孔隙结构特征。

用常规测井资料评价塔北低阻储层孔隙组分的方法

针对三孔隙水导电模型的应用和储层精细评价的需要,提出了三孔隙组分(自由流体孔隙、微孔隙、粘土水)的数值解法,并根据塔里木盆地北部地区部分低阻层的储层物性特征,利用岩心分析数据与测井数据建立了一组三孔隙组分的地区统计关系式,较好地满足了生产的需要。

砂泥岩薄互层低阻油层地质成因——以珠江口盆地A油藏M_1油组为例

珠江口盆地A油藏M1油组为高孔低渗低阻油藏,为了查明造成油层低电阻率的主要原因,从储集层岩石粒度、泥质含量及粘土矿物类型和分布形式、孔隙结构特征、导电矿物含量、砂泥岩薄互层发育状况等方面进行分析,并与高阻层段M2油组进行对比。形成M1油组低电阻率的主要原因是:储集层细颗粒含量高,泥质含量高,细微孔喉体积百分数高,造成储集层束缚水饱和度高,增强了油层的导电性能;粘土矿物以伊蒙混层和高岭石为主,呈薄膜状、絮状、分散状分布,增强了储集层的附加导电能力;砂泥岩薄互层的发育使本身低阻的油层受围岩低电阻率的影响而变得更低。导电矿物和地层水矿化度虽对储集层电阻率降低有一定影响,但不是主要因素。

考虑电导率变化的电渗固结模型

电渗是一种有效的软基加固技术。电渗过程中,随着土体的排水固结,其电导率会发生明显的变化。利用自行开发的轴对称电渗试验仪开展室内电渗试验,分析电渗过程中土体电导率的变化规律。同时考虑土体电导率的非线性变化特征,发展渗流场与应力应变场耦合的电渗数值分析模型。研究表明:电渗过程中土体内电势分布和电势梯度均会发生变化,考虑电导率变化的数值模型计算结果与试验结果更加接近。数值模拟结果表明电渗处理过程中阳极处沉降最大而阴极处沉降最小;室内试验时,由于阳极处边壁的约束作用,最大沉降则发生在靠近阳极的位置。

基于WET的银北地区盐渍土分布特征研究

首次应用WET土壤水分温度电导率速测仪(简称WET)测试了银川平原北部地区(简称银北地区)土壤的电导率等参数,分析银北地区土壤盐渍化分布特征,结果表明银北地区少部分地区土壤属于非盐渍土,其余均为盐渍土。其中惠农区中部、平罗的黄渠桥和灵沙均属于重盐渍化区,贺兰北部也属于重盐渍化区,但不及惠农区严重。与以往研究成果对比分析发现在土壤含水率、土壤pH值等相关参数变化不大的情况下,基于WET的土壤盐渍化研究在技术上是准确可靠的。

基于孔隙几何形态导电理论的低孔隙度低渗透率储层饱和度解释模型

在Herrick和Kennedy孔隙几何形态导电理论的基础上,结合低孔隙度低渗透率储集层的孔隙结构特征,将低孔隙度低渗透率储层岩石电导率看成黏土束缚水导电相、微孔隙水导电相和可动水导电相的等效电导率之和,考虑黏土束缚水孔隙、微孔隙、自由流体孔隙的孔隙几何形态以及自由流体孔隙中可动水的几何分布特征对岩石导电性影响,建立一种新的基于孔隙几何形态导电理论的低孔隙度低渗透率储层通用饱和度解释模型。利用大庆C地区F油层岩样的岩电实验数据,对提出的模型进行了实验精度分析,并确定出该地区低孔隙度低渗透率储层通用饱和度模型中的参数值。利用建立的模型及确定的模型参数值处理了大庆C地区F油层实际井资料,将处理结果与密闭取心分析饱和度和试油结果进行了对比。结果表明,该模型适用于低孔隙度低渗透率储层饱和度评价。

辽东半岛大清河海岸平原全新世海陆变迁——基于黏土混浊水导电率的研究

通过对辽东半岛大清河海岸平原的地貌考察和人工钻孔取样,对研究区内7个钻孔不同层位的113个样品进行了混浊水导电率测定;根据钻孔剖面海陆相沉积环境变化与导电率曲线特征值,推断出大清河海岸平原全新世时期海陆变化规律。结果表明:g1和g2的导电率曲线有2个明显的峰值,显示研究区发生了一次完整的海侵过程,且海水到达接近g3孔位置之处;另外,靠近陆侧的g3孔在海拔2.1 m处出现一小峰值,推测由于海水到达此处使得导电率变大,由此进一步得出研究区海侵时海平面(即平均高潮线)达到的最大高度为海拔接近2.1 m处,比现今海平面低1.0 m左右,说明全新世高海面之后,研究区表现为构造隆升。

混凝土渗透系数与交流电导相关性的试验研究

在高性能混凝土的渗透性和耐久性研究中,利用电化学理论对其进行快速评定是目前较常用的一种方法,而传统的透水试验方法则难以实施.用交流电导法和透水法测定了水泥砂浆试块的渗透性并研究了这两种试验方法所得结果的相关性.结果表明,经试块粉末浸液化学成分修正后的交流电导值与渗透系数有较好的相关性;用交流电测量普通混凝土的电导并以此反映混凝土的渗透性是可行的.

基于WET的红寺堡灌区土壤盐渍化分布特征研究

宁夏中北部黄河灌区的土壤盐渍化问题已经成为影响宁夏农业生产的重要问题之一,红寺堡灌区是宁夏扶贫扬黄灌溉工程重点开发的新灌区,土壤盐渍化问题尤为严重,急需治理改良。本文分析了潜水位埋深、地质、水文地质条件等与土壤盐渍化的关系;同时,在宁夏首次应用WET土壤水分温度电导率速测仪(以下简称WET)测试了灌区土壤的电导率等参数,对土壤盐渍化进行了评价。结果表明:在红寺堡灌区,潜水埋深自北向南逐渐增大,TDS浓度自北向南逐渐减小,全盐量的变化也是由北向南逐渐减小。地下水位埋深浅,地下水TDS值高的区域土壤盐渍化严重。在红寺堡镇、海子塘、甜水河脑及上游地段土壤全盐量达到了区内最大值,这些地区土壤盐渍化严重,其中甜水河脑及上游地段属于重盐渍化区。

基于水流与电流流动相似性的泥质岩石油水相对渗透率与电阻率关系

大庆G地区葡萄花油层具有高泥、复杂孔隙结构特征。建立该区葡萄花油层油水相对渗透率与电阻率之间关系必须考虑泥质对于岩石导电性以及渗流的影响。引入"三水"概念,将泥质岩石总孔隙水分成可动水、微孔隙水和黏土水,将可动水孔隙等效为n根毛细管组成,结合泊肃叶方程和达西定律,推导水相相对渗透率与含水饱和度及可动水流动等效曲折度之间的关系式。利用三孔隙导电模型推导只有可动流体孔隙存在的岩石电阻率增大系数与含水饱和度及可动水导电等效曲折度之间的关系式。再依据可动水水流与电流流动相似性原理建立泥质岩石水相相对渗透率与含水饱和度及电阻率增大系数之间的关系。依据可动流体孔隙各组分体积等量关系以及比面积概念推导出水相相对渗透率与油相相对渗透率关系式,得出泥质岩石油相相对渗透率与含水饱和度及电阻率增大系数之间的关系式。设计了岩石物理实验,保证储层孔隙结构和泥质含量在岩电和压汞实验测量中的一致性。利用泥质岩样的压汞实验数据根据Burdine模型获得水相和油相相对渗透率实验关系曲线,利用同一泥质岩样的岩电实验数据根据三孔隙导电模型获得假定只有流动孔隙存在的岩石电阻率增大系数值。泥质岩石油水相对渗透率与电阻率关系模型实验数据拟合,证明建立的泥质岩石油水相对渗透率与电阻率关系模型能够准确求取储层相对渗透率,可用于高含泥储层产水率测井解释。

川西马井气田蓬莱镇组致密砂岩储层可动水饱和度计算方法

马井气田主力产气层段为侏罗系蓬莱镇组地层,该地层主要是具有复杂岩性、复杂孔隙结构、低孔隙度低渗透率等特点的致密砂岩储层,储层岩电参数之间表现出明显的非阿尔奇现象,使得常规阿尔奇模型难以准确计算储层含水饱和度;现有的建立在常规砂岩储层中的束缚水饱和度模型在复杂孔隙结构致密砂岩储层中应用效果较差,利用阿尔奇含水饱和度与常规束缚水饱和度的差值难以准确确定储层可动水饱和度。在储层基本特征分析的基础上,结合岩电实验数据研究认为双孔隙导电体积模型能较好表征储层的导电规律;在双孔隙导电体积模型的基础上,推导建立了可动水饱和度计算模型。基于岩电实验、核磁共振束缚水饱和度测试结果以及常规测井数据,分析了模型中的各个参数,提出确定束缚水饱和度的新方法,进而确定了模型中微孔孔隙度这一关键参数。现场实例应用表明,可动水饱和度计算结果与储层产水特征相符,利用计算的可动水饱和度判别储层中流体的可动性运用效果较好。

用测井资料确定储层三孔隙组分的理论与方法

分析了岩石的孔隙和孔隙结构与岩石的成分尤其是泥质和粘土之间的密切联系,并从常规测井、核磁测井反映的孔隙度、泥质含量等参数入手,研究建立了常规测井资料划分三种孔隙组分的理论和实现方法,结合实际测井资料,对这些方法进行了检验。实例表明,根据该理论和方法确定的储层的三孔隙组分——粘土水孔隙、微孔隙水孔隙以及自由水孔隙组分可以取得较好的效果。

基于变截面孔隙模型描述岩土介质的渗透及持水特性

为研究孔隙变截面特征对岩土介质渗透及持水特性的影响,先构建了圆柱形孔喉–大孔隙联合体组成的变截面孔隙模型。其次,假定孔径分布服从分形分布,基于构建的变截面孔隙模型推得岩土介质的饱和渗透系数函数、相对渗透系数函数及滞回持水曲线的理论表达式。最后,利用已有文献中4种砂岩、8种土的饱和–非饱和渗透试验以及3种土的减、增湿持水试验(含一种黏土的补充持水试验)结果分别验证了理论表达式在表征饱和渗透率与孔隙率关系、相对渗透系数与有效饱和度关系以及滞回持水特性时的有效性,通过计算饱和渗透率及相对渗透系数的预测值与其实测值之间的均方根偏差,发现理论表达式在描述4种砂岩和8种土的饱和–非饱和渗透特性时优于Kozeny-Carman公式和Assouline模型。

堤坝中充泥袋设计初探

从原料、织造方式、孔径大小、老化等角度对土工织物袋主要参数的选择进行讨论。理论上推导了充泥袋应用在堤坝上的有关计算式,即确定充泥袋间距、周长大小。通过采用等间距和不等间距两种方案的计算比较,说明了采用不等间距铺设方法更经济。同时在不同的土工织物容许抗拉强度T_a情况下,验证袋体的间距、周长、层间稳定系数。同时也推断出随着T_a的增加,可减少铺设层数。