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油井压裂过程中岩石破裂压力计算公式的理论研究

在油井压裂设计过程中,根据有关理论公式事先预测岩石破裂压力,对成功进行压裂作业有很大帮助。影响岩石破裂压力的因素很多,井筒周围的地应力及其分布、地层岩石的性质是其主要影响因素。破裂压力的理论计算公式必须充分反映这些因素。本文以形成垂直裂缝的情形为例,首先对现用破裂压力计算公式存在的问题进行了分析,然后给出了一个新的通用理论计算公式。一、现用公式介绍目前压裂设计过程中广泛使用的破裂压力计算公式有2个[1~2]。1.Hubbert-Willis(H-W)公式pb=3σh-σH+σf-po(1)该式适用于非渗透性岩石。2.Haimson-Fairhurst(H-F)公式[3]pb=3σh-σH+σf-2ηpo2(1—η)(2)该式适用于渗透性岩石。式中η取值范围为0≤η≤0.5。当η→0时,岩石即趋向于非渗透性岩石,此时,(2)式变成pb=12(3σh-σH+σf)(3)由此可见,当地层由渗透性岩石趋向于非渗透性岩石时,H-F公式并未...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国矿业大学学报》2007年02期
中国矿业大学学报

岩石破裂过程微裂纹演化规律有限元统计分析

在长期的地质作用下,岩石材料内部不可避免地存在着或多或少、大小不一、形状各异的缺陷与损伤,使得岩石介质在变形破坏过程中表现出极强的非线性特征[1].要弄清岩石介质破坏性质转化的内在规律以及破裂失稳的本质特征,就必须从岩石在各级应力状态下微裂纹的发生、发展的全过程入手,系统完整地研究整个岩石破裂过程的微裂纹演化规律[2-3].大量实验研究表明,岩石介质宏观破裂失稳与其在变形时内部微裂隙分布以及微裂纹产生、扩展和聚集密切相关[4].在一定外界应力作用下,岩石材料的变形破坏会表现出扩展的裂纹及其破裂过程中产生的声发射由随机、分散分布向最终破裂面丛集的自组织行为[2,5].岩石微裂纹分布遵守幂律规则,具有自相似特征[6-7].当岩石的承载超过某一临界值时,岩石微破裂表现出连锁反应式的崩塌(avalanche)行为,直至试件完全破裂[8].先前对岩石微破裂特征的研究主要是借助实验室诸如电镜扫描,CT监测,红外线等手段来进行,这些手段的应用...  (本文共6页) 阅读全文>>

《地球物理学报》1991年05期
地球物理学报

岩石破裂时电磁辐射的机理研究

一已!言 、砂.卜」 岩石破裂时产生电磁辐射的现象早就被人们发现,并在野外和实验过程中记录下来[1一习.但岩石破裂时为什么会产生电磁辐射?它又是怎样产生的?一直是一个悬而未决的问题. Cress等[61首先排除了岩石破裂时不存在电荷的放电.他们把多种岩石样品进行破裂实验,没有记录到能证明放电现象的三种主要特征:微波、岩石成分元素谱线、电离的周围介质原子谱线.吴小平等叨排除了岩石受压时岩石表面的电荷是由压电效应所引起.他们对花岗岩标本表面的电荷性质进行了实验研究,得出岩石在常压力的作用下记录到的岩石表面电流不变.这和Brady等〔幻应用光学摄谱方法得到的结论一致. 本文根据一系列实验和观测结果〔,一‘们以及郭自强等Lll]提出的破裂岩石的电子发射与压缩原子模型理论,提出了岩石破裂时的电磁辐射是裂纹尖端电荷随着裂纹加速扩展运动所产生的假说. 众所周知,当电荷加速运动时就能产生电磁辐射,故只需证明岩石在快速破裂时有足够大的加速度和裂纹...  (本文共8页) 阅读全文>>

《东北大学学报》1940年10期
东北大学学报

系统科学在岩石破裂失稳研究中的应用(一)

系统科学在岩石破裂失稳研究中的应用(一)唐春安,费鸿禄,徐小荷(采矿系)摘要运用现代系统科学理论,从突变、耗散结构、结构模式对偶性原理及分形等方面对岩石破裂过程中的失稳进行了研究.在本文的第一部分,研究了试验机与岩石试件所组成的作用系统.认为岩石破裂过程的失稳.从结构稳定性来研究是一种突变结构.而从动力学角度来研究这种突变的过程.则又是一种耗散结构.关键词突变,耗散结构,结构对偶,分形,岩石破裂.分类号TD313.1.TD315.l60年代以前,在物理学界,对于复杂的非平衡系统,常常认为是不可捉摸、杂乱无章的.然而,1969年,1.普利高津首先提出了耗散结构的概念,取得了重大突破,他和他的同事们因此开辟了一个全新的物理学前沿阵地.也是在60年代前后,岩石力学界也遇到了同样的非平衡系统问题——岩石破裂过程在所谓柔性试验机加载情况下的失稳,尽管当时提出的刚性加载理论使人们避开了加载系统的失稳,并发现了岩石的应力应变全过程特性,然而由...  (本文共6页) 阅读全文>>

《黄金时代(学生族)》2017年07期
黄金时代(学生族)

坠落的草原

长途跋涉,我终r抵达。 视线,【丨:我n/i:第.眼,就沉沉地陷入r这里应该就是草原了。 这片绿色的梦境,为之痴狂。深沉的绿,-·望无垠,浅浅地没过我 这里一定是草原。的脚踝。踏卜的毎·步,都能尤比淸晰地 我极丨丨望叫远乃·,远//的尺空tii被这感受来自它的温柔。·迠,我a得〇i加小叫以染绿了t·边,我终r站迮梦寐以求的心,生怕踩疼了这块绿毯。更龙妙的足,草原h的这刻,箏原也以它独有的温采尤论肾分这片的何处,邰".种很好 尤比热烈地欢迎名:我..激动的-;丨丨m的味道尾随着我,然后不容抗拒地将我水顿吋充满了我的眼imfw投糊的人包1丨彳,n然的清新之中混着一丝甜意,若is小线我深深地叩邱。这胃,就比我今生有若无地挑麵的嗅觉。 流连于这片草原!那么,这里应该就是草原了。 我依in保持着跪利的姿态,却rwAi人们对&拟的个部赞龙在它4_丨:都得沿,怕是仆何一个细微的幼作邰会牛述到到了验证,词藻也好,诗句也罢,均是这她细腻的神纟(、...  (本文共3页) 阅读全文>>

《地球物理学报》1988年01期
地球物理学报

岩石破裂中的光声效应

仁1 岩石破裂中的光辐射由于与地震时的光现象有关,一直引起人们的兴趣.徐为民等“’用肉眼观察到花岗岩在空气中单轴压缩破裂时的闪光.孙正江等乜’用胶片贴在标本上的直接感光法记录到了闪长岩、大理岩破裂时胶片感光图片. B.T.Brady等咖用光学摄谱法研究了花岗岩及玄武岩在氩氦以及水汽中破裂时的光谱,得到了相应介质的中性原子谱线.我们利用粒子探测方法研究了花岗岩样品在空气中单轴压缩破裂中的光辐射特性及其与声发射效应的相关性.这种方法是利用光电倍增管接收光子,通过光电效应转换成电脉冲信号,经放大后输入到多道脉冲分析器进行脉冲幅度分析.它的优点是对瞬间微弱光非常灵敏,除可见光外还可记录红外、紫外光.在光电倍增管前配上不同的探测器还可测得可能存在的带电粒子发射. 用这一方法我们记录到了花岗岩破裂中的光辐射,同时还研究了它们与声发射率的关系.二、实验方法 实验用花岗岩样品,采自郯庐断裂带怀远段.标本加工成10×10×20 cm。长方体,受压...  (本文共5页) 阅读全文>>