Numerical analysis on mechanical difference of sandstone under in-situ stress,pore pressure preserved environment at depth

Deep in-situ rock mechanics considers the influence of the in-situ environment on mechanical properties,differentiating it from traditional rock mechanics.To investigate the effect of in-situ stress,pore pressure preserved environment on the mechanical difference of sandstone,four tests are numerically modeled by COMSOL:conventional triaxial test,conventional pore pressure test,in-situ stress restoration and reconstruction test,and in-situ pore pressure-preserved test(not yet realized in the laboratory).The in-situ stress restoration parameter is introduced to characterize the recovery effect of in-situ stress on elastic modulus and heterogeneous distribution of sandstone at different depths.A random function and nonuniform pore pressure coefficient are employed to describe the non-uniform distribution of pore pressure in the in-situ environment.Numerical results are compared with existing experimental data to validate the models and calibrate the numerical parameters.By extracting mechanical parameters from numerical cores,the stress-strain curves of the four tests under different depths,in-situ stress and pore pressure are compared.The influence of non-uniform pore pressure coefficient and depth on the peak strength of sandstone is analyzed.The results show a strong linear relationship between the in-situ stress restoration parameter and depth,effectively characterizing the enhanced effect of stress restoration and reconstruction methods on the elastic modulus of conventional cores at different depths.The in-situ pore pressurepreserved test exhibits lower peak stress and peak strain compared to the other three tests,and sandstone subjected to non-uniform pore pressure is more prone to plastic damage and failure.Moreover,the influence of non-uniform pore pressure on peak strength gradually diminished with increasing depth.

煤层顶板间接压裂裂缝扩展机制及影响因素

碎软低渗煤层在我国普遍发育,制约煤层气单井产气量提高和产业发展。间接压裂是通过在邻近层产生垂直裂缝沟通煤层进而实现煤层有效改造的一种压裂方式,可以有效应对钻井塌陷、煤粉产出、压裂液滤失和煤层厚度薄等不利因素。通过间接压裂物理模拟试验和扩展有限元数值模拟分析,揭示煤层顶板间接压裂裂缝扩展影响因素,明确裂缝扩展机制,以期为间接压裂技术提供指导。通过直接压裂煤层和不同起裂位置、垂向应力和施工排量影响下间接压裂试验表明,起裂压力高,更易产生长裂缝,且受原生裂缝影响程度减小;但起裂点距离煤层越远,起裂所需能量越大,高破裂压力会对煤层造成粉碎性破坏;大施工排量下,起裂压力对应升高,起裂时间变短,原生裂缝影响程度变小。考虑地应力、起裂位置、岩石力学和施工排量等参数的数值模拟结果显示,在模型参数设置条件下,最大水平主应力和垂向应力差在<4 MPa,煤层与顶板有效应力差>3 MPa、弹性模量差<15 GPa的地层和岩性组合适合间接压裂,起裂位置距离煤层最优距离为<6 m,施工排量需要根据力学性质、断裂能密度等参数确定最优范围。

页岩气储层改造有效性分析

针对目前美国页岩气成功开发所采用的水平井技术和储层改造技术,总结了水平井水力压裂裂缝起裂机理和地层各向异性对压裂裂缝形态的影响规律。分析表明:页岩地层水平井压裂在低应力各向异性区产生有效的裂缝网络,而在高应力各向异性区产生窄裂缝通道;压裂过程中同时产生主裂缝和垂直于主缝的二级裂缝,两者构成裂缝网络,当井眼轨迹方位与水平最大主应力方向垂直,裂缝网络体积最大;有效裂缝网络的产生要考虑应力干扰的作用,合理的射孔段或者压裂间距可增大产生裂缝网络的机率。这些认识在交叉压裂技术和同步压裂技术得到广泛应用,取得显著应用效果。

浅谈原岩应力及测量方法

随着地下工程作业深度的增加,岩体的原岩应力也越来越大。为了保证工程作业时岩体的稳定,讨论了原岩应力的形成、影响原岩应力的因素及几种原岩应力的测量方法,并对这几种测量方法进行了比较,提出今后测量原理原岩应力应改进的地方。

应激性溃疡与原位再生复原技术推荐治疗方案

目的:针对应激性溃疡发病机制,提出并验证原位再生复原技术的疗效。方法:根据对应激性溃疡的病因分析,发病机理和临床诊断依据,提出应用美宝胃肠胶囊采用人体组织器官原位再生复原技术治疗方法。结果:经临床应用观察,美宝胃肠胶囊能在短时间内达到止血和促进溃疡创面生理性复原无瘢痕愈合的目的。结论:美宝胃肠胶囊在预防和治疗应激性消化道溃疡中,疗效可靠,持久,可有效保护和促进胃肠黏膜生理性再生。

深部原位岩石力学构想与初步探索

深部资源开发的基础是研究深地科学规律,关键是探明不同赋存深度原位环境对岩石物理力学行为影响的差异性规律。适用于浅部资源开采的岩石力学实验与理论研究很难充分考虑不同深度原位赋存环境对岩石物理力学特征和工程的影响。提出"深部原位岩石力学"构想的定义和内涵,利用取自松科二井同一地质区域的10个不同深度(1 000~6 400 m)的岩芯研究了不同赋存深度下岩石力学行为的差异性变化特征,并提出了原位应力恢复重构方法近似模拟了不同深度原位应力对岩石力学参数的影响规律。不同深度岩石的单轴压缩实验表明岩石力学参数随深度呈现明显的非线性变化,不能假设为常数。考虑不同深度地应力影响的常规三轴实验表明赋存地应力使得不同深度岩石的力学参数差异性增大,且力学参数随深度的非线性变化规律与单轴压缩条件下显著不同。模拟不同深度原位应力影响的原位应力恢复重构实验结果显示在不同赋存深度原位应力影响下岩石力学参数均随深度增加呈现更加显著的非线性变化;模拟不同深度原位应力影响的应力恢复重构实验的岩石弹性模量和峰值强度均比考虑不同深度地应力影响的常规三轴实验结果大且与深度之间的关系为对数函数,峰后应变软化变形特征更加凸显;特别是深度超过4 800 m后,不同赋存深度原位应力影响下岩石泊松比、应变硬化模量、峰后跌落模量的差异性特征更加明显。该研究将为探索深地科学规律、提升深部资源获取能力提供支撑。