深层岩石力学与技术

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香山科学会议:深部地下空间开发中的基础研究关键技术问题

香山科学会议:深部地下空间开发中的基础研究关键技术问题

230:深部地下空间开发中的基础研究关键技术问题香山科学会议第230次学术会议随着经济建设的快速发展,传统意义上的地球生存空间(地面和浅地表)已经不能满足人类活动的需求,向地球深部寻求发展和生存空间已经成为世界围岩土工程建设和开发的共同趋势。

近年来,深部岩石力学特性与工程应用研究是目前岩石力学基础研究中十分活跃的研究领域。

目前,国际上该领域研究在与其它学科的交叉融合中迅速发展,已成为当前重要的科技前沿之一。

香山科学会议于2004年6月23~25日在召开了以“深部地下空间开发中的基础研究关键技术问题”为主题的第230次学术讨论会。

本次会议旨在通过跨学科的学术交流,充分了解国外在深部地下空间的开发和利用的趋势以其引发的工程和岩石力学问题,深入探讨我国在地下的国防工程、地下大型洞室或巷道的建设、高放废料地质处置库场址评估、石油资源储备等重大工程实践中面临的科学技术挑战,以把握可能的发展机会,推动整个岩石力学学科向非传统非标准方向的全面深化。

钱七虎院士(中国人民解放军理工大学)、夏庭研究员(中科院岩土力学研究所)、修润院士(中科院岩土力学研究所)被聘请担任本次会议执行主席会议。

中国科学院和中国工程院7位院士以与来自全国各地的40位专家学者参加了会议。

会议设置了深地下战略防护工程中的岩石力学问题;深部岩体中国家战略能源贮存与核废料地质处置工程中的岩石力学问题;其它复杂条件下深部地下工程中的岩石力学问题;深部岩层岩体构造和力学特性与其研究容和途径四个会议中心议题。

钱七虎院士在主题评述报告中指出,随着经济建设和国防建设的不断发展,地下空间开发利用的深度不断加大。

核废料的深层地质处理深度已达数百米至千米;核心防护工程,如北美防空司令部达七百米,有的将达一千米。

所有这些地下空间工程施工和设计,引发诸多与浅部完全不同的亟需解决共同的深部工程技术问题。

他详细阐述了伴随深部岩体工程的响应发生的一系列具有新特征的科学现象,并探讨了“深部地下空间开发中的关键科学问题”。

矿山开采中的岩石岩层掘进技术

矿山开采中的岩石岩层掘进技术

新型掘进材料与工艺
新型掘进材料与工艺是指利用新材料和新工艺,提高岩石 岩层掘进效率和安全性。通过新型掘进材料与工艺,可以 降低采矿成本、提高采矿效率,同时也可以解决传统采矿 工艺难以解决的问题。
新型掘进材料与工艺包括高强度耐磨材料、新型切割工具 、高效爆破技术等,通过这些新材料和新工艺的应用,可 以提高采矿作业的效率和安全性。
随着机械技术的不断发展,各种挖掘 机、钻机等设备逐渐应用于矿山开采 ,提高了开采效率。
02
岩石岩层掘进技术原理
岩石力学基础
岩石的物理性质
包括密度、孔隙率、含水量等, 这些性质决定了岩石的强度和变
形特性。
岩石的力学性质
包括抗压、抗拉、抗剪等强度指 标,以及弹性模量、泊松比等弹 性指标,这些性质决定了岩石在
矿山开采中的岩石岩层掘进技术
汇报人:可编辑 2023-12-31
contents
目录
• 岩石岩层掘进技术概述 • 岩石岩层掘进技术原理 • 岩石岩层掘进技术应用 • 岩石岩层掘进技术挑战与解决方案 • 岩石岩层掘进技术发展趋势
01
岩石岩层掘进技术概述
定义与特点
定义
岩石岩层掘进技术是指在矿山开采过程中,利用各种工具和方法对岩石和岩层 进行切割、破碎、挖掘等作业,以达到开采目的的技术。
适用场景
适用于大部分矿山开采和隧道建设等工程。
软岩掘进
01 02
软岩掘进技术
针对松软、破碎或含水较多的岩石岩层,采用松土机或注浆法进行掘进 。松土机将软岩破碎,注浆法则通过注浆管将浆液注入软岩中,提高其 稳定性。
软岩掘进特点
软岩掘进速度较慢,效率较低,但可有效保护围岩稳定性,减少坍塌风 险。需注意控制挖掘深度和注浆压力。

深部岩体力学与开采理论研究进展

深部岩体力学与开采理论研究进展

深部岩体力学与开采理论研究进展随着矿产资源的不断开采,浅层矿产资源日益枯竭,矿产开采逐步向深部转移。

深部岩体力学与开采理论作为矿产资源开采的重要支撑,近年来取得了长足的发展。

本文将探讨深部岩体力学与开采理论的研究现状及进展,旨在为相关领域的研究提供参考和借鉴。

深部岩体力学与开采理论是一个涉及多个学科领域的复杂系统。

在研究过程中,需要综合运用地球物理学、地质学、岩石力学、采矿学等多个学科的知识和方法,以揭示深部岩体复杂的物理、力学行为和开采过程中的动态变化规律。

针对深部岩体力学与开采理论的研究,国内外学者已取得一系列重要成果。

在理论方面,建立了深部岩体应力场、位移场分析方法,提出了多种数值计算模型和数值求解技术,为准确预测岩体动态行为提供了有效手段。

在实践方面,不断探索和发展了各种高效、安全的采矿技术和装备,为实现深部矿产资源的高效、安全开采提供了重要保障。

然而,深部岩体力学与开采理论仍面临诸多挑战和问题。

深部岩体复杂的物理、力学特性给理论研究带来很大困难,需要加强基础理论研究,深入揭示深部岩体的力学行为和变形规律。

深部开采过程中岩体应力场、位移场的调控技术和装备亟待研发,以实现开采过程的安全、高效和可控。

针对不同地域、不同矿种的开采技术需要进一步集成和创新,以满足多样化的矿产资源需求。

深部岩体力学与开采理论是矿产资源开采的重要基础,在未来的研究中需要不断加强基础理论、关键技术和装备的研究和开发,以适应矿产资源开采深度和广度的不断增加,推动我国矿业事业的持续发展。

需要重视学科交叉和融合,加强国内外学术交流与合作,共同推进深部岩体力学与开采理论的研究和应用水平不断提升。

深部岩体力学与开采理论是采矿工程领域的重要研究方向。

本文将探讨这一领域的研究构思和预期成果展望。

深部岩体力学与开采理论的研究目标包括: a.深入了解深部岩体的应力场和变形特征; b.探究采矿活动对周围环境的影响; c.提出有效的开采技术和方法,提高开采效率; d.确保开采过程的安全性和环境保护。

岩石力学与工程应用

岩石力学与工程应用

岩石力学与工程应用一、引言岩石力学是物理力学的一个分支,研究岩石的形变、破坏、应力和应变等力学性质。

岩石是地球地壳的主要构成部分之一,广泛应用于不同领域,如土木工程、矿山工程、地震学等。

因此,岩石力学对于岩石和地球科学的研究、岩石工程的设计和可持续的发展具有重要的意义。

二、岩石力学1. 岩石力学的基本概念岩石力学研究的对象是岩石的力学性质,包括力学实验、力学分析和地震学。

岩石力学在发展中形成了自己的理论体系,如岩石三轴压缩实验、岩石力学参数、岩石破坏模型等。

2. 岩石力学的研究方法岩石力学研究的方法包括实验和理论分析。

实验方法通常用于确定材料的力学性质和破坏特性,在多种标准实验中常用的有三轴压实验、拉伸实验、弯曲实验、剪切强度试验等。

理论方法包括材料力学、破碎力学、爆炸力学、结构力学、地震动力学等。

三、岩石工程应用1. 岩石工程的概念岩石工程是应用岩石力学原理和方法的一种工程领域,比如地下矿山、隧道、堡坝、房屋和公路等。

它主要研究岩石工程设计、施工和安全问题。

2. 岩石工程应用的重要性岩石工程应用的重要性不言而喻。

如在隧道建设中,建筑师需要对隧道内的岩石进行勘探和分析,以便确定建造隧道的最佳方式。

在矿山工程中,岩石承载能力的计算将决定采矿过程中的安全和效率。

在堡坝建设中,岩石的自重将是安全和稳定性的重要因素。

四、岩石工程案例1. 三峡大坝三峡大坝是一个式样相当独特的工程,其建设涉及到岩石固结、渗透和力学特性等问题。

在建设过程中,需要不断地对岩石进行研究和实验。

并且,三峡大坝的设计和建设对于深入研究岩石力学的理论和实践提出了重大挑战。

2. 北京大兴国际机场在北京大兴国际机场建设中,因地质条件不同,采取了不同的岩石工程技术。

比如,在南部,采用了爆破开挖的方法;在北部,则采用了高压水射流切割装备。

通过对不同岩石工程技术的使用,有效地保证了建设过程顺利进行。

五、结论随着工程技术和理论的不断发展,岩石力学和岩石工程应用将在各个领域解决越来越多的问题。

深部开采工程岩石力学现状及其展望

深部开采工程岩石力学现状及其展望

深部开采工程岩石力学现状及其展望摘要:随着浅部资源的日益减少,进入深部开采已成为国内外矿产资源开采的必然趋势。

深部“三高一扰动”的复杂力学环境,使得深部岩体力学特性及其工程响应有着明显的不同,同时也在造成了岩爆、突水、顶板大面积来压和采空区失稳等灾害性事故在程度上加剧,频度上提高,成灾机理更加复杂。

因此,正确认识深部开采工程岩行力学与浅部开采岩石力学的区别,深入研究深部开采条件下的岩体力学特性、工程稳定性控制理论及其设计方法,对于避免深部资源开采中的重大事故发生,降低深部开采的成本,提高经济效益,保证21世纪我国主体能源的后备储量,具有重要的理论指导意义和现实意义。

关键词:深部开采;岩石力学;现状;展望深部开采岩石力学,主要是指在进行深部资源开采过程中引发的与巷道工程及采场工程有关的岩石力学问题。

目前,对能源的需求逐步增加,开采强度也不断加大,这些都造成了浅部资源的日益减少,因而国内外的矿山都相继进入深部资源开采状态。

而开采深度的不断增加,工程灾害也随之增多,这对深部资源安全高效的开采造成了巨大威胁。

1.深部开采岩体的力学特点1.1开采环境深部开采和浅部开采最明显的区别在于深部岩石所处的特殊环境,也就是“三高一扰动”的复杂力学环境。

“三高”主要是指高地温、高地应力和高岩溶水压。

“一扰动”主要是指强烈的开采扰动。

当进入深部开采后,岩体呈现塑性状态,即由各向不等压的原岩应力引起的压、剪应力超过岩石的强度,并且对岩石造成破坏。

1.2力学行为特性深部岩石的“三高一扰动”复杂环境,对深部岩体的组织结构、基本行为特征和工程响应产生根本性的影响。

主要表现在深部岩体动力响应的突变性,深部岩体应力场的复杂性,深部岩体的大变形和强流变性,深部岩体的脆性一延性转化,深部岩体开挖岩溶突水的瞬时性等五个方面。

2 深部开采工作今后研究重点2.1强度确定在浅部开采条件下,由于所处的地应力水平比较低,其工程岩体强度一般采用岩块的强度即可,即在实验室对岩块迸行加载直至破坏所确定的强度。

岩石力学及其在工程中的应用

岩石力学及其在工程中的应用

岩石力学及其在工程中的应用岩石力学是应用力学的一个分支,研究岩石的力学性质及其变形和破坏机理。

在工程中,岩石力学的应用主要表现在以下两个方面:一是岩石固体结构的稳定性问题;二是岩石开挖、钻孔和支护技术的设计和施工问题。

岩石固体结构的稳定性问题在基础工程中,岩石固体结构的稳定性是一个非常重要的问题。

对于岩石的稳定性分析,需要考虑岩体的力学性质、岩体中的裂缝分布及其性质、岩体中水文地质条件等因素。

岩体的力学性质包括岩石的强度、韧性、刚度等。

强度是指岩石能够承受的应力大小,韧性是指岩石的抗拉性能,刚度是指岩石的变形特性。

针对不同的应用背景,需要分析不同的岩石性质。

比如,在大坝建设中,需要考虑岩体的强度和韧性;在隧道施工中,需要考虑岩体的刚度和变形能力。

岩体中的裂缝分布及其性质也会对岩体的稳定性产生影响。

裂缝是指岩石体中自然形成的或人工产生的细小的裂隙。

裂缝的分布情况和性质直接关系到岩体的强度和变形特性。

在基础工程中,需要对岩体中的裂缝进行覆盖面积、走向、宽度、深度等参数进行详细的测量和分析,并在此基础上进行计算和模拟。

水文地质条件是指地下水、岩层结构和地形条件等。

这些因素对岩体稳定性有着重要的影响。

在稳定性分析中,需要对这些因素进行综合考虑和分析。

岩石开挖、钻孔和支护技术的设计和施工问题在岩石工程中,岩石开挖、钻孔和支护技术是一个十分重要的环节。

岩石的开挖、钻孔和支护技术不仅需要在设计阶段考虑岩石性质和结构特点,而且在施工阶段,需要根据具体情况进行调整和改进。

开挖岩石需要考虑岩石的切削性能,开挖的参数包括切削速度、切削力、切削深度、切削方式等。

在实践中,需要根据岩石的不同性质和结构特征,选择合适的工具、方法和参数进行开挖。

钻孔技术是在岩石中开孔的一种常用方法。

钻孔需要考虑岩石的强度和刚度,以及岩体中的裂缝和隐伏流等水文地质条件。

在钻孔时,还需要考虑工具钻进岩体之后的排渣和灰尘等问题。

支护技术是在岩石施工过程中用于支撑岩层的方法,主要包括加固和支撑两种方式。

岩石力学与工程教学大纲

岩石力学与工程教学大纲

岩石力学与工程教学大纲岩石力学与工程教学大纲岩石力学与工程是土木工程领域中的重要学科之一,它研究岩石的物理力学性质以及岩石在工程中的应用。

岩石力学与工程教学大纲的制定对于培养学生的专业素养和实践能力具有重要意义。

本文将从教学目标、课程设置、教学方法和评估方式等方面探讨岩石力学与工程教学大纲的设计。

一、教学目标岩石力学与工程的教学目标是培养学生具备以下能力:理解岩石力学基本理论和应用原理;掌握岩石力学实验方法和测试技术;了解岩石工程中的常见问题和解决方法;具备分析和解决岩石工程问题的能力;具备独立进行岩石力学与工程研究的能力。

二、课程设置岩石力学与工程课程的设置应包括以下内容:岩石力学基础知识、岩石物理力学性质、岩石力学实验方法、岩石力学参数测定、岩石力学分析、岩石工程中的应用等。

1. 岩石力学基础知识该部分主要介绍岩石的组成、结构特征、物理性质以及力学性质的基本概念和原理。

学生需要了解岩石的分类、成因、变形机制等基础知识,为后续学习打下基础。

2. 岩石物理力学性质该部分重点介绍岩石的物理性质,如密度、孔隙度、渗透性等。

学生需要了解这些性质对岩石力学行为的影响,为后续的实验和分析提供依据。

3. 岩石力学实验方法该部分介绍岩石力学实验的基本方法和测试技术,包括岩石样品的采集与制备、力学性能测试的常用设备和操作技巧等。

学生需要通过实验实践,掌握实验方法和技术,培养实验设计和数据分析的能力。

4. 岩石力学参数测定该部分介绍岩石力学参数的测定方法和计算原理,包括弹性模量、抗压强度、抗剪强度等。

学生需要学会运用实验数据计算和分析岩石力学参数,为岩石工程设计提供依据。

5. 岩石力学分析该部分重点介绍岩石力学分析的基本理论和方法,包括岩石的应力应变关系、岩石的破坏准则等。

学生需要通过理论学习和实例分析,掌握岩石力学分析的基本原理和方法。

6. 岩石工程中的应用该部分介绍岩石力学在工程中的应用,包括岩石坡体稳定、岩石隧道设计、岩石基础工程等。

岩石力学与工程

岩石力学与工程

岩石力学与工程岩石力学与工程是一门研究岩石的力学性质和在工程中的应用的学科。

它涉及到岩石的结构和性质,岩石力学实验技术,以及岩石在矿物加工,建筑结构,地质勘查,水利工程,排水系统,桥梁,隧道,路面和其他建设等方面的应用。

岩石力学包括研究岩石的力学性质,以及岩石在重力加速度,温度,温度,流动性等外部因素的影响。

这种外部环境的影响会影响岩石的坚硬度、抗压强度以及对不同外部施力的反应。

为了更好地研究岩石的力学性质,需要对这些外部环境因素进行深入调查,并建立适当的模型来模拟它们。

岩石力学实验技术是研究岩石力学特性的实验方法,其目的是评估岩石的力学特性,并对岩石的力学性质进行分析,从而对岩石的应用提出更准确的方案。

岩石力学实验技术包括拉伸实验,抗压实验,弯曲实验,运动学实验,柔韧性实验,以及其他实验,例如应力完整性实验,抗裂性实验,以及原位测试等。

所有这些实验都可以帮助我们更好地了解岩石的力学性质,从而能够制定更加有效的工程方案。

岩石在工程中的应用岩石被广泛应用于矿物加工、建筑结构、地质勘查、水利工程、排水系统,桥梁、隧道、路面建设等领域。

针对不同应用,建筑师需要考虑岩石的强度,坚硬度,密度,摩擦系数,抗高温性,耐冲击性,耐水曝气性,耐磨性,耐化学侵蚀性等参数,这些参数都与岩石的本质和力学特性有关,因此必须充分研究岩石的力学特性,以便更好地应用岩石。

岩石力学及其在工程中的应用是一门重要的学科,它研究岩石本质性质以及在不同应用领域的应用,为工程建设提供了重要依据。

此外,岩石力学实验技术也可以帮助我们更准确地了解岩石的力学特性,从而更准确地应用岩石。

因此,岩石力学及其在工程中的应用是一个十分重要的学科,为工程建设提供了重要依据,可以给我们带来更好的生活环境和更安全的娱乐环境。

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深层岩石力学与技术金衍中国石油大学(北京)石油天然气工程学院面对钻采工程的对象,各类岩石我们遇到这样一些问题:•钻头破岩效果差,钻速慢•井壁失稳,钻井复杂事故频发•地层漏失,密度窗口窄•测试压差、油嘴与储层的匹配•不同开发阶段,水力裂缝有效沟通储层及长期有效性•储层出砂、防砂及出砂管理•套管损坏与预防•开采过程,储层孔隙结构变形与渗透率的变化提纲•岩石力学管理钻井技术•储层不伤害测试技术•控制压裂技术一、岩石力学管理钻井技术岩性孔隙压力坍塌压力破裂压力可钻性井身结构设计复杂事故提示钻头选型钻井液密度及体系钻进参数钻前钻进钻头附近及前方100m 岩性变化孔隙压力坍塌压力破裂压力可钻性复杂情况控制破岩效果评价钻井液调整钻进参数调整钻后地应力孔隙压力复杂情况力学化学耦合分析地层封堵能力评价与提高提高机械钻速的方法为下一口井提供系列完整解决方案1.钻前预测技术资料预处理地震特征参数提取地震测井关系建模声波、密度、岩性地震、测井和地质资料井旁地震道地震记录神经网络学习、已钻井段的地震特征参数、声波及密度测井资料神经网络应用、待钻井段的地震特征参数纵波速度和地层密度横波速度、泥质含量、孔隙度、有效应力动态杨氏模量、泊松比静态杨氏模量、泊松比粘聚力、内摩擦角、抗拉强度地层孔隙压力上覆地层压力最大和最小水平地应力坍塌压力、破裂压力、可钻性安全钻井液密度范围钻头选型井身结构地质建模井位1结果1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600 39001 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8PpPbPfSv11.11.21.31.41.51.61.71.81.922.12.22.3500700900110013001500170019002100230025002700290031003300350037003900410043004500¾®ÉîÄཬÃܶÈʵ¼ÊÒªÇóµÄÆÁÑÔ¤²âµÄÆÁÑѹÁ¦Ô¤²âµÄÌ®ËúѹÁ¦Êµ¼ÊÒªÇóµÄÌ®ËúѹÁ¦依南4井井壁稳定预测与实际要求的安全泥浆密度范围比较2.随钻岩石力学管理钻井技术钻前数据录井MWDLWDPWD岩性ECDACGR岩石力学模型修正钻头附近及前方100m岩性变化孔隙压力坍塌压力破裂压力可钻性复杂情况控制破岩效果评价钻井液调整钻进参数调整3.山前构造带井壁失稳与堵漏技术泥页岩井壁坍塌周期的定量预测技术泥浆渗入面泥页岩岩样井壁泥页岩水化性质的实验测量技术泥页岩井壁稳定性分析及坍塌周期预测软件深层盐膏岩蠕变控制技术•深层盐膏岩地质成形与地应力反演MPa 92.11OD =τF C 01020304050600510152025303540平均应力 /MPa八面体剪应力 /M P a 盐膏岩力学特性弹性区扩容区流动区根据盐岩井壁八面体剪应力分别为12-14MPa 设计的SLK3井钻井液密度和实际钻井液密度如图。

实际钻井液密度τoct =12MPa τoct =14MPa 22502500275030003250350037504000425045004750500052501.31.41.51.61.71.81.92.0钻井液密度 /g /c m 3井深 / mSLW2井按八面体剪应力设计5097-5420m盐层钻井液密度为1.95g/cm3 -2.0g/cm3。

若采用欠饱和盐水钻井液密度1.6g/cm3,缩径速度和缩径率见表。

井深m钻井液密度2.0g/cm3钻井液密度1.6g/cm 缩径速度mm/h缩径率%缩径速度mm/h缩径率%51000.1310.08420.3080.198 52000.1370.08810.3230.208 53000.1440.09230.3400.218 54000.1520.09760.3560.229 55000.1670.10700.3740.241工程实用型的泥浆密度设计图谱泥浆矿化度和温度对深部盐膏岩三维蠕动关系三维地层变形的盐层套管载计算技术及套管强度设计理论•从三维地层变形的角度分析套管的套损机理,针对深层钻井井眼变形的特点,建立三维套管蠕动压力图谱,在三维应力状态下分析了套管的套损机理并提出了进行管柱设计新方法。

背斜构造地应力变化导致套损机理背斜闭圈成因是潜四段下部可塑性的盐丘上拱的结果,属于横弯褶皱。

横弯褶皱形成过程易引起岩层上边界的张裂缝以及岩层界面处剪裂缝隙密度大。

H σHσq注水导致泥岩水化注入水进入泥岩层泥质岩层中亲水矿物的吸水软化导致套管外壁地应力的非均匀性增大。

加速蠕变进程,加快套管外载的增长速度。

泥岩吸水软化导致套管损坏地层变形错动高压注水重力作用注采压差井底压力接近或超过上覆岩层重力,上覆层受水压“浮托”作用。

注入水进入软弱夹层,降低岩层有效正应力和岩石抗剪强度。

长期高压注水增大岩层孔隙压力高陡构造破碎性地层井壁稳定技术•高陡破碎性地层安全泥浆密度窗口预测技术•高陡破碎地层泥浆密度高或低都可能导致井壁严重坍塌•形成了一套KCl/硅酸钠钻井液的化学封堵护壁技术,解决了长期以来硅酸盐钻井液滤失量和流变性难以控制的技术难题•预防与处理井漏的基本思路•1、封堵漏失通道;•2、减小或消除井筒与地层之间的正压差•降低循环压耗(降排量、降泵压、新型工具);提高地层破裂压力(当井眼附近的裂缝被堵漏材料封堵后,张力转换成了压缩力,通过作用在裂缝表面垂直方向上的压缩力与裂缝两边相连的井眼地层发生轻微移动,封堵材料的进入使裂缝宽度均匀、轻微的增大,井眼整体承压能力提高)•3、增大钻井液在漏失通道中的流动阻力。

井漏发生地质因素非地质因素1、碳酸盐岩裂缝溶洞发育2、地层欠压实,钻遇渗透层3、地层破碎4、储层压力系统复杂1、固井时水泥浆密度较高3、开泵憋漏地层钻井过程中诱导裂缝形成机理漏失压力模型究2、下钻、下套管引起激动压力过大新型高效微复合堵漏材料特殊、复杂井漏控制技术聚合物微粒膨胀态核桃壳花生壳棉籽壳云母片部分惰性骨架材料的物理机械性能新型高效微复合堵漏材料------封堵性能评价材料名称密度g /cm 3熔点℃莫氏硬度抗压能力/MPa核桃壳1.2~1.4>148314贝壳2.7~3.1>1482.5~32.18云母2.7~2。

8>148317.6蛭石2.4~2.7>1481~1.55.6序号密度/g/cm 3抗压强度/MPa1 1.3516.02 1.4018.531.5021.5微复合堵漏浆的抗压强度新型高效微复合堵漏材料------封堵能力评价参照标准SY/T 5840-93,在聚磺基浆中加量分别为5.0%、10.0%,做5mm缝板和Ф14.28 mm弹珠的封堵性能试验。

配方试验床模拟漏失通道(mm)稳压(MPa)稳压时间(min)总漏失量(ml)备注+10%微复合材料缝板5静态/50承压>7.0MPa0.710702.010754.210807.01075弹珠Ф14.28静态/60承压>7.0MPa0.7101602.0101704.2101907.010200新型高效微复合堵漏材料------抗温性能评价温度对堵漏强度的影响1520253020406080100120140160温度℃堵漏强度,M P a新型高效微复合堵漏材料------酸溶性评价样品编号1234平均值酸溶率%87.284.785.086.486.6微复合堵漏剂酸溶性好,大于80%,储层堵漏可通过酸化解除对储层的污染。

新型高效微复合堵漏材料-----应用范围:1)随钻堵漏3%-5% 微复合堵漏剂提高易漏失地层的抗破能力>5MPa,有效防止孔隙、微裂缝渗漏。

2)新层漏失、漏失层位置不确定和长裸眼段多层漏失10~15%微复合堵漏剂用于提高井壁抗破能力>7MPa ,膨胀变形的聚合物微粒在孔道内能形成弹性堵塞,再经细惰性骨架材料的增强作用强化堵漏强度和界面交接强度,堵漏成功率显著提高。

-----现场应用效果:在塔里木油田现场试验4井次,堵漏一次成功率100%,为优质快速钻井提供了良好的保障。

•岩石力学管理钻井技术•储层不伤害测试技术•控制压裂技术•岩石力学管理钻井技术•储层不伤害测试技术•控制压裂技术控制压裂技术•2.1 地应力测量与解释技术•2.2 水力裂缝控制方法•2.3 重复压裂•2.4 超前注水压裂2.1 地应力测量与解释技术①水平地应力测量技术超深地层地应力确定方法层理地层地应力确定方法复合地应力确定方法小型压裂确定地应力方法②地应力方位确定方法井壁崩落法古地磁法板壳单点校核法③地应力解释、预测技术精细剖面解释压裂储层空间地应力预测地应力数据库技术超深地层地应力确定方法围压下的声发射凯塞尔效应测地应力0°45°90°45°45°Locan AT 声发射仪MTS 伺服增压器MTS 控制器MTS 液压源 压 力 微 机供 液 反 馈排 量 伺服控制 围压下声发射法测地应力流程图 声发射探头通过实验可获得一些不同岩性沉积岩的Kaiser点与围压之间的普通规律,根据这些规律可解释岩芯所处地层的原地应力大小。

薄层地应力确定方法波速各向异性与声发射凯塞尔效应联合测地应力结合声波各向异性的围压下的声发射Kaisir效应地应力测量的新方法,解决了困扰Kaisir实验对岩芯的高标准要求,利用薄层岩芯可测出水平主地应力大小,为深层地应力测试提供了新方法。

取心位置方位围压下的声发射Kaiser效应⎪⎩⎪⎨⎧+=+=pKhhpKHHPPασσασσ地破试验与差应变结合确定地应力的方法地层破裂试验地应力差值:差应变试验地应力比值:MH h =-σσ3nm h H ::=σσmn S P P m t p f H --+=3][ασm n S P P n t p f h --+=3][ασ差应变各个通道应变量随时间变化图地破试验压力-时间曲线MPaH 56.81=σMPah 41.67=σ复合地应力确定方法地应力方位确定方法 古地磁法③地应力解释、预测技术储层地应力动态预测方法精细剖面解释压裂储层空间地应力预测地应力数据库技术控制压裂方法调整压裂时机改变射孔参数利用断裂韧性优化液体性能三、主要技术创新点压裂时机传统压裂设计方法效果新设计方法效果。

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