脆性指数计算公式

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连杆设计方法总结

连杆设计方法总结

连杆设计方法总结1. 简介连杆是机械设备中常用的零件,用于将转动运动转化为直线运动或者将直线运动转化为转动运动。

连杆的设计是机械工程中的重要任务,它的设计质量关系到整个机械设备的性能和寿命。

本文将总结连杆设计的方法,包括材料选择、几何设计和强度校核等方面。

2. 材料选择连杆的材料选择是连杆设计的重要一环,一般需要考虑以下几个因素:•强度和刚度:连杆需要能够承受特定的载荷,并且保持足够的刚度以确保运动的精度。

因此,材料的强度和刚度是首要考虑的因素。

•耐疲劳性:连杆在运动过程中会受到重复的载荷作用,因此需要选择具有良好疲劳寿命的材料,以确保连杆在长期使用时不会出现疲劳断裂。

•制造可行性:材料选择还需要考虑材料的可加工性和成本。

连杆的制造过程需要考虑到材料的可切削性、可焊性和可锻造性等因素。

常见的连杆材料包括碳素钢、合金钢和铸铁等。

根据具体的工程要求和经济考虑,可以选择适合的材料。

3. 几何设计3.1 连杆长度连杆的长度设计需要考虑到运动的幅度和工作空间的限制。

过长的连杆会增加系统的惯性和摩擦损失,而过短的连杆可能无法满足所需的运动幅度。

因此,需要综合考虑系统要求和实际制造条件,确定合适的连杆长度。

3.2 连杆截面形状连杆的截面形状对其强度和刚度有非常重要的影响。

一般来说,连杆的截面形状可以分为圆形、矩形和梯形等多种形式。

圆形截面是最常用的形式,因为它可以提供均匀的应力分布。

然而,根据具体的载荷和空间限制,也可以选择其他适合的截面形状。

3.3 连杆连接方式连杆的连接方式也是设计中需要考虑的因素之一。

常见的连接方式包括销销和螺栓连接等。

具体选择哪种连接方式需要综合考虑连杆的应力和振动情况,以及连接方式的制造成本和可靠性等因素。

4. 强度校核连杆的强度校核是设计过程中的关键一步。

强度校核的目的是确保连杆在工作过程中不会发生破坏。

常用的强度校核方法包括静态强度校核和疲劳强度校核。

4.1 静态强度校核静态强度校核主要是根据连杆的应力状态和工作载荷,计算连杆的应力和应变,然后与材料的强度和可靠度要求进行比较。

TOC含量对页岩脆性指数影响分析

TOC含量对页岩脆性指数影响分析

TOC含量对页岩脆性指数影响分析刘双莲;李浩;张元春【摘要】页岩储层的有效开发依赖水平井段的压裂,脆性指数是影响压裂施工设计的一个重要参数.有3种脆性指数计算结果常相互矛盾.通过基于岩心数据刻度对不同页岩层段测井响应特征的比较研究,发现总有机碳含量(TOC)对声波时差和补偿密度等用于计算脆性指数的测井曲线均有影响,是导致3种方法计算结果各不相同的主要原因.采用TOC校正方法与岩心实验数据约束测井评价可使3种计算结果非常接近,有效解决了TOC含量对脆性指数评价的影响.该方法在多口井中应用,效果良好.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2015(039)003【总页数】5页(P352-356)【关键词】测井评价;页岩储层;脆性指数;总有机碳含量【作者】刘双莲;李浩;张元春【作者单位】中国石化石油工程技术研究院,北京100101;中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;中国石化石油工程技术研究院,北京100101【正文语种】中文【中图分类】P631.840 引言页岩储层为低孔隙度特低渗透率致密储层,需要采用水平井技术及储层改造技术进行开采才能有效达到工业开发规模[1]。

水平井储层改造效果的好坏与页岩气储层的岩石力学特性、储层性质等密切相关[2]。

其中,页岩储层的脆性将直接影响储层的岩石力学特性,影响储层最终改造效果。

通常的做法是以脆性指数(BI)评价页岩脆性,脆性指数评价准确与否直接影响压裂施工参数设计及压裂效果。

调研情况分析,评价页岩脆性指数的方法有20种之多,易于操作且常用的评价方法主要有3种,一是Jarvie D M[3]和 Rickman R[4]等利用页岩中脆性矿物含量计算脆性指数;二是Rickman R提出利用测井曲线计算的弹性模量和泊松比计算脆性指数;三是Grieser B[5]提出的利用在一定深度段内读取弹性模量和泊松比的最大值与最小值的方法计算脆性指数。

研究发现,当同时采用这3种方法对同一地层的脆性指数进行评价时,其中利用脆性矿物含量计算的脆性指数值在高总有机碳含量(TOC)页岩处与其他2种方法存在明显的差异。

页岩气储层可压裂性评价技术

页岩气储层可压裂性评价技术
第 34 卷 第 3 期 2013年5月
石油学报
ACTA PETROLEI SINICA
Vol.34 No.3
May 2013
文 章 编 号 :0253-2697(2013)03-0523-05 DOI:10.7623/syxb201303015
页岩气储层可压裂性评价技术
袁 俊 亮1 邓 金 根1 张 定 宇1 李 大 华2 闫 伟1 陈 朝 刚2 程 礼 军2 陈 子 剑1
Fracability evaluation of shale-gas reservoirs
YUAN Junliang1 DENG Jingen1 Zhang Dingyu1 LI Dahua2 YAN Wei 1 CHEN Chaogang2 Cheng Lijun2 CHEN Zijian1
(1.State Key Laboratory of Petroleum Resource & Prospecting,China University of Petroleum,Beijing102249,China; 2.Chongqing Municipal Bureau of Land & Resoureces,Chongqing400042,China)
(1.中 国 石 油 大 学 油 气 资 源 与 探 测 国 家 重 点 实 验 室 北 京 102249; 2.重 庆 市 国 土 资 源 和 房 屋 管 理 局 重 庆 400042)
摘要:从页岩气储层岩石的脆性指数、断裂韧性、岩石力学特性3 个 方 面,对 中 国 页 岩 气 储 层 可 压 裂 性 评 价 技 术 进 行 了 研 究 。 根 据 弹性模量与泊松比的分布范围,建立了适用于四川盆地下志留统 龙 马 溪 组 页 岩 的 脆 性 指 数 预 测 模 型 ;总 结 了 室 内 实 验 测 定 和 利 用 测井数据计算页岩储层Ⅰ型、Ⅱ型断裂韧性的计算方法;初步建立 了 以 弹 性 模 量 E、泊 松 比μ、单 轴 抗 拉 强 度 St 三 项 岩 石 力 学 参 数 为自变量,可压裂指数 Frac为因变量的可压裂性评价方法;绘制了可压裂指数立体图版,据此评价页岩气储层压裂的难易程度,弹 性 模量值越高,泊松比和抗拉强度值越低,则 Frac值越高,反映储层越容易被压裂。根据地震测井和垂直地震剖面(VSP)等 资 料,结 合 室 内 实 验 校 正 ,获 取 整 个 储 层 的 岩 石 力 学 参 数 后 ,可 以 计 算 任 意 处 的 可 压 裂 指 数 ,建 立 储 层 可 压 裂 性 立 体 分 布 图 。 关 键 词 :页 岩 气 ;可 压 性 评 价 ;脆 性 指 数 ;断 裂 韧 性 ;岩 石 力 学 特 性 ;可 压 裂 指 数 中 图 分 类 号 :TE357.1 文 献 标 识 码 :A

水平井压裂裂缝起裂与扩展

水平井压裂裂缝起裂与扩展

水平井压裂裂缝起裂与扩展引言:通过国内外研究人员实践表明:由于水平井具有单井产量高、穿透度大、泄油面积大、油气储量利用率高及能避开障碍与环境复杂的区域等特点。

对于低渗透油藏、薄差储层油藏、储量较小的边际油藏以及稠油油气藏等,水平井压裂是这类油藏最佳的开采方式。

最近一段时期,随着学者们的不断研究以及钻井完井等工艺技术水平的提高,水平井开发技术成为人们开发低渗透油田的研究重点并被广泛应用。

水平井与垂直井、普通定向井的裂缝起裂机理都有明显区别。

水平井自身存在复杂性与特殊性,钻遇地层环境比较复杂,水力裂缝在发生破裂时所需的起裂压力比垂直井的破裂压力高得多,通常会发生裂缝不张开,导致压裂失败。

深入研究水平井裂缝起裂机理,找出合理的起裂规律是水平井压裂施工成功前提保障。

第1章水平井井壁上的应力状态水力压裂时裂缝的形成主要是决定于井壁的应力状态。

一般认为:当井壁上出现有一个超过岩石抗拉强度的拉伸应力时,井壁便开始破裂。

1.1 由于地应力所产生的井壁应力地应力是由地壳岩层的重力场或即上覆地层压力及地质构造应力场所组成的。

一般可认为, 地应力中的一个主应力是垂直于地壳表面的,其余两个主应力则是水平的。

如果只考虑上覆地层载荷引起的重力作用(即不存在地质构造运动力),且认为地下岩石处于纯弹性状态,可将初始的地应力分解为垂道方向的正主应力σz和两个相等的水平方向的正主应力σx入和σy。

式中h-底层的埋藏深度;ρ-上覆岩层的平均容重,其理论值可取。

00231kg/cm3;μ-岩石的泊松比。

在有些构造运动活跃的地区会出现异常大的侧应力(水平应力) , 井且在通常的情况下三个原地主应力是不相等的。

设取压应力的符号为正, 拉应力为负, 三个主应力分别表示为σ1,σ2和σ3 (σ1>σ2>σ3>0) , 根据地质构造形成时的受力特点, 正断层、逆断层和平推断层发育的区域里, 三个主应力的方向是不相同的(图1)。

煤岩体积压裂脆性评价研究

煤岩体积压裂脆性评价研究

煤岩体积压裂脆性评价研究路艳军;杨兆中;Shelepov V V;韩金轩;李小刚;韩威【摘要】水力压裂是煤层气开发的主要手段,通过压裂可以在煤层中形成有效的甲烷渗流通道,而体积压裂不仅能够在煤层中形成渗流通道,还能通过复杂裂缝的切割增大甲烷的解吸扩散面积,提高单井产量.脆性指数是体积压裂实施评价的关键参数,因此,基于煤岩和页岩的应力应变曲线,借助应变能密度的概念,分析了煤岩和页岩的脆性指数.页岩的应变能密度与脆性指数计算结果表明,页岩脆性指数越高,应变能密度越低.在页岩脆性指数的计算方法上,结合应变能密度与最小能量原理,提出了煤岩脆性指数的计算方法,并通过修正得到了用于表征煤岩脆性破坏能力和评价煤层压后产生多裂缝能力的煤岩脆性指数.最后,结合现场6口压裂井的数据进行了实例分析,结果表明,煤岩脆性指数与单位改造体积具有强相关性,即脆性指数越高,单位压裂液的煤层改造体积越大.该方法可以用于煤岩体积压裂设计,指导煤层气的开发.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2018(008)001【总页数】7页(P64-70)【关键词】体积压裂;煤岩力学特征;应变能密度;脆性指数;多裂缝【作者】路艳军;杨兆中;Shelepov V V;韩金轩;李小刚;韩威【作者单位】莫斯科国立罗蒙诺索夫大学地质系,俄罗斯莫斯科119991;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;莫斯科国立罗蒙诺索夫大学地质系,俄罗斯莫斯科119991;莫斯科国立罗蒙诺索夫大学地质系,俄罗斯莫斯科119991;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500;陕西海荔石油机械有限公司,陕西渭南715106【正文语种】中文【中图分类】TE357我国煤层气资源丰富,埋深2 000 m以浅煤层气地质资源量为36.81×1012m3[1]。

但我国煤层气藏具有低压、低饱和、低渗透、非均质性强、变质程度高以及储层构造复杂、临界解吸压力低[2-7]的特点。

昭通地区五峰组-龙马溪组页岩气储层分级综合评价

昭通地区五峰组-龙马溪组页岩气储层分级综合评价

收稿日期:2023-10-26;修订日期:2023-12-29。

作者简介:熊康(1999—),女,在读硕士研究生,现从事非常规石油地质与勘探研究工作。

E-mail:1689611244@qq.com。

文章编号:1673-8217(2024)02-0082-06昭通地区五峰组-龙马溪组页岩气储层分级综合评价熊 康1,2,张凤生3,谭玉涵3(1.西安石油大学地球科学与工程学院,陕西西安710065;2.西安石油大学陕西省油气成藏地质学重点实验室,陕西西安710065;3.中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077)摘要:建立完善的页岩气储层评价体系对指导非常规页岩气勘探开发具有重要意义。

根据昭通地区五峰组-龙马溪组常规测井资料,构建页岩气储层关键参数地质评价模型;采用层次分析法完成页岩气储层的可压性计算,并建立基于可压性分级的储层工程评价模型;然后结合地质评价与工程评价双重因素,构建页岩气储层综合评价模型,并利用实测压裂射孔资料进行验证分析。

结果表明,综合评价较好的Ⅰ类储层产气量较高;采取水平井分段分簇设计,可达到提高压裂产能效率的目的。

所构建的储层综合评价模型能够系统而有效地开展对页岩气储层的评价,可为昭通地区页岩气储层勘探提供借鉴。

关键词:页岩气;地质评价;工程评价;评价参数;层次分析法;压裂射孔中图分类号:TE122 文献标识码:AComprehensiveevaluationofshalegasreservoirclassificationofWufengFormation-LongmaxiFormationinZhaotongareaXIONGKang1,2,ZHANGFengsheng3,TANYuhan3(1.SchoolofEarthSciencesandEngineering,Xi’anShiyouUniversity,Xi’an710065,Shaanxi,China;2.ShaanxiKeyLaboratoryofPetroleumAccumulationGeology,Xi’anShiyouUniversity,Xi’an710065,Shaanxi,China;3.CNPCLoggingCo.,Ltd.,Xi’an710077,Shaanxi,China)Abstract:Asoundshalegasreservoirevaluationsystemisimportantforguidingunconventionalshalegasexplorationanddevelopment.BasedonconventionalloggingdatafromWufeng-LongmaxiFormationinZhaotongarea,ageologicalevaluationmodelforkeyparametersofshalegasreservoirsisconstructed.Thecompressibilityofshalegasreservoiriscalculatedbytheanalytichierarchyprocess(AHP),andthereser voirengineeringevaluationmodelbasedonthecompressibilityclassificationisestablished.Then,combinedwithgeologicalevaluationandengineeringevaluation,acomprehensiveevaluationmodelofshalegasreser voirisconstructed,andtheactualfracturingperforationdataisusedtoverifyandanalyze.Theresultsindi catethatClassⅠreservoirswithbetterevaluationhavehighergasproduction.Adoptingasegmentedandclustereddesignforhorizontalwellscanimprovefracturingproductivityefficiency.Theconstructedreservoircomprehensiveevaluationmodelcanevaluateshalegasreservoirs,whichprovidesagoodreferenceforshalegasreservoirsexplorationinZhaotongarea.Keywords:shalegas;geologicalevaluation;engineeringevaluation;evaluationparameters;analytichier archyprocess;fracturingperforation 页岩气在世界范围内分布广泛。

柴北缘中侏罗统湖相泥页岩储层矿物组成与脆性特征

柴北缘中侏罗统湖相泥页岩储层矿物组成与脆性特征

柴北缘中侏罗统湖相泥页岩储层矿物组成与脆性特征原园;姜振学;喻宸;郭天旭;申玉山;赵若彤【摘要】运用X射线衍射技术,对柴北缘中侏罗统46块岩心泥页岩样品和15块露头泥页岩样品进行了定性和定量分析.结果表明研究区泥页岩矿物成分中黏土矿物含量最高,介于33%~79.7%之间,平均54.3%;其次为石英,含量介于14.5%~57.8%之间,平均35.4%;碳酸盐矿物含量较少,总量一般介于0~13%之间,个别样品大于15%,露头样品与岩心样品矿物成分有差别.黏土矿物组合特征反映出研究区进入中成岩阶段,对应有机质演化的成熟阶段,具有适宜页岩油气形成的成熟度条件.扫描电镜显示,研究区泥页岩发育3种孔隙类型.与海相页岩相比,柴北缘中侏罗统泥页岩黏土矿物含量高但敏感性矿物含量低,石英、长石等脆性矿物含量偏低但达到湖相泥页岩开发标准,脆性指数平均为42.6%,整体上具有较好的脆性和可压性,有利于该区湖相页岩的压裂改造.【期刊名称】《高校地质学报》【年(卷),期】2015(021)001【总页数】7页(P117-123)【关键词】泥页岩储层;矿物成分;脆性特征;X射线衍射;中侏罗统;柴达木盆地北缘【作者】原园;姜振学;喻宸;郭天旭;申玉山;赵若彤【作者单位】中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学非常规天然气研究院,北京102249;中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学非常规天然气研究院,北京102249;中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;国土资源部油气资源战略研究中心,北京100034;中国石油青海油田公司勘探开发研究院,敦煌736202;中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学非常规天然气研究院,北京102249【正文语种】中文【中图分类】P588.2;P618.13随着美国页岩气勘探开发的成功,我国针对页岩气的研究也相继开展,并在陆相泥页岩中获得了重要突破。

页岩气开发的地质与工程一体化技术

页岩气开发的地质与工程一体化技术

页岩气开发的地质与工程一体化技术曾义金【摘要】页岩气储层非均质性强,实现工程技术与储层条件的最佳匹配,是实现页岩气经济有效开发的关键。

分析了我国页岩气开发中存在的主要问题,阐述了页岩气储层特征分析方法及关键技术,从地质与工程一体化的角度,系统论述了针对于页岩气储层特征的工程技术思路和方法,建立了页岩气地质与工程一体化的技术体系。

%Because of the strong heterogeneity of shale gas reservoir ,the key to economic and effective shale gas development is to achieve the best match between engineering parameters and reservoir condi-tions .In this paper ,the analysis of problems during shale gas development in China has been obtained ;the analysis methods and key technologies of shale gas reservoir characteristics have been elaborated .From the view of integration of geology and engineering ,the technical idea and methods of engineering closely related to shale reservoir characteristics have been discussed systematically ,and the shale gas geology and engi-neering integration technology system has been established .【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】页岩气;地质参数;工程技术;一体化【作者】曾义金【作者单位】中国石化石油工程技术研究院,北京 100101【正文语种】中文【中图分类】TE22页岩气在全球范围内分布广泛,且开发潜力巨大。

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国外页岩脆性指数评价与致密砂岩评价指标适用性?
脆性系数的明确的定义:
文献出处:岩石脆性及描述岩爆倾向的脆性系数杨氏模量和泊松比并非直接反映岩石脆性的参数,但是目前一来定性的认为杨氏模量越大,泊松比越小,岩石脆性越好。

但其实杨氏模量的大小受控于岩石强度和弹性应变量两个方面。

而脆性是指岩石在破裂前发生很小的塑变能力,破裂时全部以弹性能的形式释放出来。

①利用岩石矿物学方法进行计算(Jarvie, D.,2007)
brittlenessidex=石英/石英+碳酸盐+粘土
文献出处:A Practical Use of Shale Petrophysics forStimulation Design Optimization
理想的页岩气特征在脆性指标上是这样评价的:相对较高的硅质或者碳酸盐矿物,粘土含量<30%。

针对国内页岩气的岩心做了X衍射以及全岩矿物组成之后对比美国的页岩气岩心粘土含量总结而来的这个数值。

并不是说一定要小于30%,但是只能说这可以作为国内页岩气评价的一个考虑标准。

粘土矿物和脆性指数的多少只是对我们工程方面有好处,脆性矿物高,容易压裂改造,粘土矿物高,不容易压力改造,填充进去的石英砂或者陶粒没有起到支撑人工裂缝的作用,而镶嵌在了储层中。

②利用岩石力学方法杨氏模量和泊松比综合计算(rickman R ,2008),
文献出处:Petrophysical consideration in evaluation shale gasresources
动态法:通过岩石力学实验直接测量得到,难度在于岩石样品的加工钻取,尤其是对于泥页岩。

静态法:通过波速测量,能较好的反应岩石在水力作用下裂缝扩展能力的参数主要是断裂韧性和裂缝扩展速率因子。

可以通过双扭法测量。

附件提供了barnett 页岩相关岩石力学参数的测试方法供参考。

文献出处:Natural fractures in the barret shale andimportance for hydrofracture
动静态参数间的关系:Larry Britt, Jerry Schoeffler. The Geomechanics OfA Shale Play: What Makes A Shale Prospective. SPE Eastern RegionalMeetingSPE125525-MS 2009
由于泊松比和杨氏模量的单位有很大的不同,为了评价每个参数对岩石脆性的影响,应该将单位进行均一化处理,然后平均产生百分数表示的脆性系数。

Rickman 在文章中提出基于北美泥页岩数据统计的基础上,认为泥页岩的杨氏模量分布在1~8GPa,泊松比分布在0.15~0.4分为内。

通过计算归一化杨氏模量和泊松比的平均值来得到脆性系数,
BI=(YM_BRIT+PR_BRIT)/2 (2)
YM_BRIT=(YMS_c-1)/(8-1)×100%
PR_BRIT=(〖PR〗_c-0.4)/(0.15-0.4)×100%
式中:YMSC,综合测定的杨氏模量,MPa;PRC,综合测定的泊松比,μ;YM_BRIT,均一化后的杨氏模量,无量纲;PR_BRIT,均一化后的泊松比,无量纲;BI,脆性系数,%。

该公式不适合静态参数的脆性指数计算。

个人认为针对致密砂岩的脆性指数评价仍然应该以两个方向入手,与页岩一样。

只是评价方法需要革新,其侧重点可能不仅仅是杨氏模量、泊松比,还有其他参数?又对这个方向感兴趣的吗?。

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