考虑软矿物纵横比的页岩岩石物理建模及其应用

以往针对页岩储层的岩石物理建模常忽略孔隙类型与软矿物纵横比对弹性模量的影响。本文同时考虑孔隙类型、孔隙形状与软矿物纵横比,建立横向各向同性页岩岩石物理模型:将固体矿物分为硬矿物与软矿物两类,考虑软矿物的各向异性特征与形状变化;基于储层实际情况将孔隙分为粒内孔、有机孔与粒间孔三类,孔隙形状分为硬孔隙与软孔隙两种;最后,利用粒子群法反演输入参数,进一步计算纵横波速度、各向异性参数与岩石力学参数。结合实际资料应用,用已知测井横波速度与各向同性岩石力学计算结果进行对比,结果表明该模型的应用效果较好。

渤海油田旋转井壁取心质效提升技术

壁心对储层评价至关重要。渤海油田中生界、古生界及太古界地层,一般使用旋转井壁取心进行作业。在实际的旋转井壁取心作业过程中,因地层的岩性、均质性、抗压强度等不同,导致旋转取心的收获率及作业效率呈现出较大的差异。同一井眼内存在沉积岩、变质岩和火成岩的条件下,传统的按照壁心设计点的顺序逐一取心的方式往往收获率低下且极易“堵心”。通过对岩石岩性、抗压强度和均质性的评估,选取合适的旋转取心仪器,制定合理的取心作业方案,提高旋转井壁取心的收获率和作业效率,对后期的旋转井壁取心作业具有重要的指导和借鉴意义。

用纵横波声时比法测螺栓轴力

用纵横波测量螺栓轴力的技术已取得较大发展。该文介绍了纵横波比值法原理,通过理论推导,获得比值法计算的简易公式。建立试验平台,用现场用螺栓进行标定和测量,得出比值法在工程实践状态下的测量误差在10%以内,基本能满足工程应用的要求。此外,针对试验结果,该文还初步探讨了误差出现的原因以及提高精度的方法。该文介绍的比值法,无需精确测量标定螺栓长度和纵横波声速,现场应用更加简洁,具有较大的工程应用价值。

基于孔隙结构的酸性火山岩储层流体识别方法研究

酸性火山岩由于成岩矿物类型多样,孔隙结构复杂,电阻率普遍较高,应用常规的中子-密度测井曲线交会和电阻率的高低已经不能判断储层流体性质.在天然气的测外响应特征分析基础上,应用三孔隙度组合、横纵波时差比值、核磁共振及综合参数识别流体性质.应用结果表明这些方法只能识别含气储层,对于气水同层的识别效果并不好.电阻率对储层流体性质变化反映灵敏,但是对于酸性火山岩储层并不如此.从储层微观孔隙结构入于,对火山岩储层电阻率影响因素进行研究,表明孔隙结构复杂是酸性火山岩电阻率普遍较高的原网之一,在此基础上,研制了基于孔隙结构的流体性质逐步判别法.应用本文的方法,对徐深气田49口井流体性质进行判断,经69个层试气验证,识别准确率达94.1%,提高了近15个百分点.

储层砂岩波阻抗及拉梅常数实验研究

地层条件下应用岩石物理参数测试系统(MTS)测试了岩石纵横波速度,结合已研究成果,根据实验数据和计算结果总结了波阻抗和拉梅常数与不同地层条件的关系,得到地表条件下岩样(饱气)的波阻抗随岩石孔隙度的增加而减小。同一个岩样(饱水)的波阻抗随着模拟地层深度的增加而增加。在各自相对应的模拟地层深度条件下,饱水岩样的纵波阻抗和拉梅常数值均明显大于饱气岩样的数值,但横波阻抗变化很小。

冻结粘土纵、横波速与温度的关系

用ＵＶＭ－２型声波仪和５００ ｋＨｚ宽带超声换能器实测了在－１℃，－３℃，－５℃，－７℃，－１０℃，－１２℃，－１５℃，－１７℃及－１８℃等９个不同温度下冻结粘土的纵、横波速，对试验数据进行了分析，结果表明，冻结粘上的纵、横波速度随温度的降低而增大，当温度从０℃降至－４℃时，波速与温度呈线性关系，随着温度的继续降低，波速增加减慢。结合弹性理论，求出了冻结粘土的弹性模量及泊松比。

含水率对泥质白云岩力学特性影响的试验研究

水-岩相互作用,将对岩质边坡和路基的稳定发生严重的影响,分析不同含水率情况下泥质白云岩的变形特性和强度变化规律,可以为水-岩相互作用地层中的工程设计、施工和运营提供参考。本文根据干燥状态下泥质白云岩纵波波速波动范围对岩样进行分组,并对岩样进行含水率配制,将不同含水率岩样进行单轴压缩试验。试验结果表明:随着含水率的增加,泥质白云岩的单轴抗压强度和弹性模量呈下降趋势,而泊松比呈上升趋势;岩样干燥状态下纵波波速越大,岩样越密实,单轴抗压强度和弹性模量越大;岩样含水率越小,对单轴抗压强度和弹性模量的影响程度越小;采用纵波波速对岩样进行分组,可以减小试验数据的离散性,增加试验结果的规律性和可靠性。

冻土测试用1-3、2-2复合宽带超声换能器及其系统

本文研制成功一种冻土测试用 ５００ ｋＨｚ纵波、横波 １－３、２－２复合宽带换能器．其灵敏度高、频带宽，声阻抗低，很适于冻土力学特性测试．文中介绍了换能器的结构及相应测试系统特性，并仅以１０ｐｓ的延时时间和在零度以下气温的条件下，实测了多种含水量冻结兰州黄土试块的纵、横波声速．

板材弹性模量的激光超声测试方法

为了能够准确测量板材的弹性模量,提出一种基于激光超声的测量方法.研究不同模态超声波在不同传播路径上的传播特性,确定时域信号上波包的模态属性,通过激光超声实验装置精确测量出纵波和表面波的传播速度;通过弹性模量和波速的固有关系,计算得到板材的弹性模量.结果表明,随着激励和接收距离的变化,多种模态超声波在时域上有不同程度的叠加,其叠加程度和超声波的传播路径有关.该方法测量出的板材弹性模量结果和参考值相符,具有较高的精度和无损的特点,为精确测量板材弹性模量提供了一种有效的测试方法.

测量固体材料泊松比和杨氏模量的新方法

介绍了一种测量固体材料的泊松比和杨氏模量的新方法。该方法根据声波在两种介质界面上发生折射和反射时的波形转换,由斯涅尔定律测出纵波声速和横波声速,利用固体材料的泊松比与纵波声速、横波声速及杨氏模量的关系,测得固体的泊松比和杨氏模量。通过示波器观测,现象直观,过程清楚,内容充实,注重操作,能调动学生的积极性,提高学生对实验的兴趣,启发创新思维。

纵横波独立成像的弹性波逆时偏移方法

本文采用逆时递推,在空间域完成纵横波分离,同时实现了位移场成像和纵、横波的独立成像。模拟数据与实际资料试算表明,对纵波和横波分别成像不仅有理论意义,而且有明显的应用价值。文中还就偏移速度对成像结果的影响和实际资料的预处理问题进行了讨论。

回旋速调管双阳极磁控注入电子枪的设计与优化

根据8 mm回旋速调管放大器对双阳极磁控注入电子枪的要求,分析了电极形状、阳极电压、磁场、注电流对电子注横纵速度比和速度零散的影响,并进行了粒子模拟。分析表明:这些因素可归根为电场和磁场的作用,阴极附近高的电场有助于提高横纵速度比和降低速度零散;而高的磁场及低的磁压缩比将降低横纵速度比,但对速度零散影响无明显规律。在此基础上通过优化电极形状、磁场分布、电流、第一阳极电压和第二阳极电压,模拟并试制出工作电压65 kV、电流12 A、磁场1.4 T的双阳极电子枪,得到的横纵速度比值为1.4,横向速度零散为4.5%,为8 mm回旋速调管提供了稳定高质量的电子注。

冻土纵、横波宽带超声换能器的研制

根据冻土弹性波测试的要求，研制了一种冻土测试用的 ５００ ｋＨｚ纵波、横波复合宽带超声换能器，其性能具有灵敏度高、频带宽、声阻抗低的特点，适用于冻土力学特性的测试．文章介绍了它的结构及相应系统特性，并以１０ｐｓ的延时时间精度，在零度以下气温条件下，实测了不同含水量及负温冻结兰州黄土试块的纵、横波速，获得了好的结果．

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。

具有水平对称轴的横向各向同性线性粘弹性介质波场特征

根据具有水平对称轴的横向各向同性 (HTI)线性粘弹性介质特征 ,推导出了本构关系式。使用平面均匀简谐波的方法 ,得到了Christoffel方程 ,利用此方程推导出纵波及快、慢横波的慢度和复速度方程。在此基础上 ,对粘弹性各向异性砂岩和页岩进行了模拟 ,得到相速度、衰减系数和品质因子随频率、方位和入射角的变化规律。模拟结果显示 ,3种波的品质因子和相速度在大于 10Hz的地震频带内随频率的变化基本保持不变 ;而在低频带 ,品质因子趋于无穷大 ,介质基本上接近弹性。纵波的衰减系数在地震频带内基本上呈线性变化 ,而横波的衰减系数在地震频带内除低频外基本保持稳定。

人工冻土波速及爆破性的研究

从理论上分析了人工冻土波速与爆破性的关系，进行了冻结砂土、冻结粘土在３个不同温度下（－７℃，－１２℃，－１７℃）的纵波速度、横波速度和冻土爆破性试验．结果表明，纵波速度与变形能系数关联度最大，纵波速度能较好地反映冻土的爆破性．

闪长岩力学性能实验

针对燕山期的蚀变闪长岩静动态基础力学参数缺乏的问题.采用现场取样、现场试验及实验室实验的方法,分别对闪长岩岩石样本进行了密度测试、点载荷仪的点载荷试验、压力机的单轴抗压强度试验和声波测试仪的纵横波测试试验.得到了该燕山期蚀变闪长岩的密度为2 848 kg/m3、点载荷强度为7.12 MPa,单轴抗压强度为140.68 MPa,纵波平均波速为4 797 m/s,横波平均波速为2 705 m/s,并在此试验数据基础上运用弹性波理论计算公式得出了该闪长岩试件的动弹性模量52.8GPa和动泊松比0.267.该试验结果为制定井筒爆破方案设计及确定脆性岩石材料本构模型参数提供参考数据.

基于地震波速度预测岩体物性参数模型与应用

以地震属性和钻孔测井参数为基础,依据试验数据构建数学模型,实现对煤层顶底板岩石物性参数的定量预测。通过试验拟合出纵横波波速之间关系、波速与密度的关系、动静杨氏模量、动静泊松比之间的关系,且相关程度较高。依据试验模拟结果对淮南刘庄区煤层顶底板岩石物性参数及孔隙度进行了预测。结果表明该地区的物性参数分布规律明显,且与实测结果吻合较好。模型计算与实例应用证实地震信息用于预测岩石力学参数具有可行性。

火山岩储层天然气产能预测方法研究

利用测井资料预测油气储层产能还没有一套成熟的方法。研究区酸性火山岩储层非均质性强,产能变化大,测井产能预测难。在天然气测井响应特征研究基础上,提出利用中子—密度孔隙度组合、核磁共振—密度孔隙度、横纵波时差比值以及综合参数反映储层含气性;将综合参数与有效厚度结合,得到产能指数,用于判别储层产能级别;根据储层孔隙度、饱和度、渗透率及有效厚度特性对产能贡献的大小不同,分别采用不同指数建立产能计算模型。应用该方法对徐深气田火山岩储层进行产能预测,储层级别预测准确率达到90%,预测相对误差较低,效果较好,为天然气试气选层提供了准确的依据。

岩石负泊松比的探讨

基于热力学原理，油松比允许范围为－１≤σ≤０．５。虽然具有负泊松比的物质在理论上是存在的，但是除密度泡沫材料外，具有负泊松比的物质没有被发现．当岩石纵波速度与横波速度之比＜，则泊松比为负值。它揭示了岩石破碎的深层次问题，促使人们对能引导宏观观察负油松比效应的微观结构去探索，即从矿物、岩石的微观结构去探讨岩石破碎问题。这对深部地质钻探和深部地质理论也是一项必须探索的课题。