利用激发极化驰豫时间谱确定渗透率的实验研究

激发极化驰豫时间是孔隙大小的函数,采用奇异值分解方法对激发极化衰减曲线进行多指数反演,得到光滑的驰豫时间谱,该谱呈现多峰特性.实验结果表明,溶质对该谱的影响主要是由于溶质离子的扩散系数不同所致.对于同一块岩心,衰减谱随扩散系数的增大而向小驰豫时间方向移动.结合岩心地层因素F,研究了激发极化驰豫时间几何平均值Tg与岩石的渗透率K的关系,结果表明,logK和log(T1/2g/F)、log(Tg/F)呈现良好的线性关系.     

孔隙介质润湿性的核磁共振刻度特征的测量

核磁共振测量技术已能够快速而无损地获得孔隙介质的物性信息, 但对于颗粒表面润湿性的测量还处于定性到半定量的水平.采用毛细管法和玻璃板法对经不同浓度二甲基二氯硅烷溶液处理的玻璃表面润湿性测量, 然后对核磁共振方法测量的孔隙介质润湿性结果进行标定, 进而得到孔隙介质润湿性系列的刻度特征.实验表明, 对于玻璃颗粒孔隙介质, 核磁共振测量的结果在作为表面处理剂的二甲基二氯硅烷溶液浓度0 %~ 0.7%变化范围内才与孔隙介质润湿性的变化有着明确的对应关系.在此范围之外, 对应的驰豫时间的变化虽然较大, 但其对于润湿性的刻度已没有明确的作用.      

利用核磁共振研究页岩孔径分布的方法

正页岩作为一种非常规油气储集岩,它的孔隙状结构特征与常规储层差异较大,因此常规孔隙结构表征方法对其孔隙的刻画往往并不准确。近年来发展的核磁共振技术在测井以及表征孔隙结构等油气勘探领域有着广泛的应用,逐渐成为重要的储层评价方式。核磁共振法测定孔径分布是根据岩石饱和单相流体的核磁共振T_2谱可以反映其孔隙内部结构,并通过孔径与其中流体的驰豫时间T_2的正相关关系来进行换算获得。岩石孔隙流体的T_2与孔隙     

基于SC-Gassmann模型的纵横波速度预测

通过自相容近似模型和Biot理论相结合建立岩石物理模型,提出基于SC-Gassmann模型的速度预测方法。从实际测井资料中提取岩石物性参数,利用测井资料基于V-R-H模型来计算岩石基质弹性模量,然后通过自相容近似模型和Biot理论结合建立的岩石物理模型来计算干岩样骨架弹性模量,最后通过Gassmann方程加入流体,求得饱和岩石弹性模量,并预测储层岩石纵横波速度。实际资料计算表明,通过岩石物理模型计算的饱和岩石纵横波速度与实际数据吻合较好,符合实际地质情况,证明该方法可靠有效。     

多级循环荷载下饱和岩石的弹塑性响应

根据流体饱和的大理岩和砂岩的多级循环荷载试验,利用内时理论模型,分析了流体饱和岩石的弹塑性响应。在多级循环荷载过程中,岩石的应力-应变关系呈现尖叶状的滞后回线,滞后回线随着循环次数的增加向应变增大的方向移动,并不断地产生弹塑性应变。分析表明,多级循环荷载过程中,塑性应变相对于弹性应变而言是比较小的,而且随着循环数的增加,产生的塑性应变占整个应变总量的比例越来越小。黏弹性和微塑性分量分别通过时间和振幅因素影响了岩石的刚度,在中等应变范围内微塑性分量的存在使得饱和大理岩和砂岩的滞后模量随着应变振幅的增加而减小,而且孔隙流体的类型对岩石的滞后模量有影响。石油饱和岩石的滞后模量比水饱和岩石的滞后模量要大,这可能与孔隙流体的黏滞性有很大的关系。     

液氮冻结对岩石抗拉及抗压强度影响试验研究

液氮温度极低（?195.8℃）,当与储层岩石接触时,能够改变岩石物性并对岩石结构产生损伤致裂,因此,可用于储层压裂改造。为了研究液氮压裂时低温对岩石力学性能的影响,分别对不同含水状态（干燥与饱和）的不同类型（大理岩、砂岩和花岗岩）岩石进行液氮冻结处理,并对冻结前、后岩样进行抗拉及单轴抗压强度对比测试。结果表明,经液氮冻结后,岩石的单轴抗压强度、抗拉强度和弹性模量都降低;岩石在干燥状态下,液氮冻结对大理石强度的影响大于对红砂岩的影响;岩石饱和水状态下,液氮冻结对红砂岩强度的影响大于对大理岩的影响;饱和水状态岩石经液氮冻结后,其应力-轴应变曲线在弹性变形阶段出现一个拐点;对于同种类型岩石,饱和水状态能加剧液氮冻结并对岩石损伤,岩石强度影响显著;对3种岩样微观结构进行了电镜扫描（以大理岩为例进行分析）,发现经液氮冻结后在矿物颗粒之间生成了微裂隙。研究结果可为进一步研究液氮压裂机制提供试验依据。     

豫陕晋金三角金资源成矿剖析

豫陕晋金三角是我国重要的产金基地,该区金成矿地质条件极为优越,处于多断裂构造体系及联合区间。区内金源层（体）广泛分布,构造复杂,岩浆活动强烈,金成矿持续时间长,金的成矿类型多,形成一个完整的金成矿序列。跨豫陕川鄂巨型莲花状构造对该区金矿分布有明显的控制作用,名的小秦岭金矿密集区、熊耳山、桐柏山、黄石、宜昌等金成矿区及安康一丹江砂金矿密集区均受该莲花状构造控制;晋渭多字型构造控制了中条山金（铜）成     

邓阜仙花岗岩熔融实验研究

本文通过对邓阜仙花岗岩饱和水熔融实验结果的计算处理和岩石学相图的分析,从实验岩石学的角度证实了邓阜仙花岗岩是岩浆结晶的,而不是花岗岩化形成的。同时,由实验表明,岩石初熔温度除与岩石成分有关外,还与岩石实际形成条件有密切联系。此外,在加氟化物的饱和水熔融实验中,氟化物不仅能降低岩石初熔温度,而且改变了岩浆体系中不同矿物的稳定性,主要使云母和石英变得稳定,酸性斜长石变得不稳定,而钾长石的稳定性基本不变。     

岩石滞后非线性弹性模拟的研究

在循环荷载作用下,孔隙饱和岩石呈现出闭合的应力-轴向（径向）应变滞后回线、轴向应变-径向应变滞后回线和X”形的瞬时弹性模量（杨氏模量和泊松比）等滞后非线性弹性特征,引入一种滞后非线性弹性材料的宏观模型 Preisach-Mayergoyz模型（PM模型）来描述岩石的这些特征。在PM模型中,孔隙饱和岩石的滞后非线性弹性特征由PM密度空间、施加的应力历史和岩石的滞后细观单元(HMU)的弹性特性所决定。在状态方程中,应变与关闭弹性单元数目占总单元数目的百分比成正比,而关闭弹性单元数目则与施加外力的历史有关,特别是在施加外力转向的时候。通过构造PM空间中不同的密度函数和设定HMU的弹性特性（平衡长度对）可以模拟性质不同的岩石,PM空间中不同的密度函数在一定程度上反映了岩石在循环荷载下的本构关系响应的不同性质。HMU中应变的响应与应力的路径有关,模型本身强调了施加于岩石的应力历史在决定岩石的弹性状态时的重要性,因此,可以用来模拟岩石的离散记忆,从这个意义上讲,孔隙饱和岩石的滞后特性是它具有离散记忆特性的原因。通过模拟,讨论了模型参数和岩石弹性模量之间的定量关系。     

喀斯特的形成机理——水锤作用

水与岩石相对运动时,所产生的物理一化学作用过程及其形成的岩石表面的和内部空间的奇特形态称为喀斯特(岩溶)。 天然水组成复杂,浓度差别很大。被大气饱和     

中国西部深切河谷谷底卸荷松弛带成因机理研究

中国西部深切河谷中大量钻孔等资料分析表明,西部深切河谷谷底浅表层普遍存在卸荷松弛现象。谷底卸荷松弛带一般厚10~20m,具有弱风化、裂隙发育、岩体强度较低、完整性差、透水性较高等特征。研究结果揭示谷底形成后岩体经历了谷底应力集中→谷底岩体变形破坏→表层岩体卸荷松弛→次生裂隙发育→长期水岩相互作用→形成现今谷底弱风化、弱卸荷带。室内物理模拟研究直观地再现了谷底岩体应力集中、变形破坏,形成卸荷松弛现象。     

岩石在峰值荷载变形条件下的松弛试验研究

进行了岩石在峰值荷载变形条件下的松弛试验及峰值荷载前的加卸载试验。试验表明：岩石在峰值荷载变形条件下的应力松驰曲线呈阶梯式下降特征,说明岩石在峰值荷载变形条件下的应力松弛是间断的和阵发式的,其原因是岩石内部破裂面相互滑动、裂纹扩展和新裂隙产生的综合作用;岩石结构的完整性和岩石弹性能量储存能力强弱对岩石的松驰特性具有明显影响,因这些因素不同,则应力下降台阶数及松驰时间也不同。     

坝基开挖产生的爆破松弛带厚度确定

爆破开挖会产生一定范围的爆破松弛带,其岩体工程特性会降低.确定爆破松弛带的厚度具有重要的工程意义,在此主要介绍用纵波速等方法确定爆破松弛带厚度.     

黄河大柳树坝址岩体松动机制动力数值模拟研究

黄河黑山峡大柳树坝址区存在大面积、大范围的岩体松动现象,主要特征是岩体应力释放,结构面张开,密度显著下降。为进一步研究岩体松动的成因机制,在详细地调查区域地质背景条件及区域地震动力作用基础上,提出了地震动力作用与岩体松动现象的内在联系,通过三维有限元数值模拟计算,进一步证明了大柳树坝址区存在的大范围岩体松动与历史上该地区发生的强烈地震具有密切关系。因此,在目前的工程地质条件下,一旦发生同样规模的地震活动,坝址区所遭受的破坏程度会更大。     

曹华峰，韦昌富 饱和局部非均匀土的孔隙水压力动态响应分析

饱和局部非均匀土在动载作用下力学响应的研究一直是动力学领域的难点,如何描述非均匀介质的局部结构,衡量其对宏观孔压产生和消散的影响,目前尚无成熟的理论模型和分析方法。基于有关局部非均质土波动理论的最新研究成果,建立能够描述局部结构对孔压增长和消散过程影响的动力学模型。针对周期荷载作用下的一维饱和岩土层,获得孔隙水压分布的解析解。分别以松弛时间和荷载频率为变量,定量地分析这两个参数对孔隙水压发展的影响趋势,并确定两者对孔压发展的敏感区间,以上述分析为基础,提出对应孔压极值时松弛时间和荷载频率的关系曲线。分析结论对非均匀饱和土动力学的理论研究和工程应用有一定价值。     

水对岩石亚临界裂纹扩展及门槛值的影响研究

亚临界裂纹扩展是岩体工程时间相依性的主要原因之一。采用常位移松弛法,对饱水和干燥两种状态下的大理岩、花岗岩双扭试件进行了亚临界裂纹扩展试验研究,获得了两种岩石在两种状态下的亚临界裂纹扩展速率V与应力强度因子 的关系,分析了两种岩石在两种状态下亚临界裂纹扩展的规律,并确定了两种岩石在两种状态下的门槛值（干燥状态）：大理岩 为1.365,花岗岩 为2.305;（饱水状态）：大理岩 为1.118,花岗岩 为1.490。研究表明,两种岩石的 与 关系有较好的线性规律, 但由于岩石本身矿物成分等的不均匀性,同种岩石的 与 关系离散性较大,饱水状态下离散性更大;水能加速岩石亚临界裂纹的扩展,且对不同的岩石,其影响程度也不一样;水可以使岩石亚临界裂纹扩展的门槛值有较大幅度降低,不同岩石其降低的程度也不一样。     

Dielectric spectroscopy measured on dry,oil-, freshwater- and brine-wetted rocks using an insulating layer method and its relations to petrophysical parameters

Dielectric measurements, in the frequency range from 100 Hz to 15 MHz, were carried out using an insulating film method, on shaly and clean sandstone samples, dry, oil-impregnated, partially or fully saturated with fresh water or solutions of NaCl, at different concentrations. The results show that two kinds of polarization relating to interface dominate: the inner surface polarization (ISP) at the pore surface in rocks and the outer surface polarization (OSP) on the outer surface of the rock sample. Both ISP and OSP are of the Debye type and can be fitted very well using the Cole–Cole equation. The dielectric spectra of ISP reflect the length scale of pore size or throat size, whereas the relaxation strength depends heavily on the inner pore surface area. Clay contributes to dispersion in rocks, mainly through increasing the inner surface. When the effect of water content is minimized, the dielectric properties measured on brine-wetted rock samples show great salinity dependence. The increase in salinity shifts the relaxation spectra to the high frequency end; it also enhances the relaxation strength. In the frequency range studied, no dispersion in dry and oil-saturated samples has been observed, which underscores the key role played by water in dielectric polarization in rocks.     

Iterative analysis of pore‐dynamic models discretized by finite elements

This work proposes an iterative procedure to analyze dynamic linear/nonlinear fully saturated porous media considering time‐domain finite element discretization. In this iterative approach, each phase of the coupled problem is treated separately, uncoupling the governing equations of the model. Thus, simpler, smaller, and better conditioned systems of equations are obtained, rendering more attractive techniques. A relaxation parameter is introduced in order to improve the efficiency and robustness of the iterative solution, and an expression to compute optimal values for the relaxation parameter is discussed. At the end of the paper, numerical examples are presented, illustrating the effectiveness and potentialities of the proposed methodology. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

水对亚临界裂纹扩展的影响

利用Instron1342型电液伺服材料试验机,采用双扭常位移松弛法对花岗岩试件在空气中及饱和水两种条件下进行了亚临界裂纹扩展试验研究,获得了相应的裂纹扩展速率V与应力强度因子KI的关系（KI -V曲线）及亚临界裂纹扩展参数,讨论了两种环境下裂纹亚临界扩展的规律,并对两种环境下亚临界裂纹扩展参数进行了对比分析。研究表明：采用常位移松弛法所测试的两种条件下的lgKI -lgV关系都有很好的线性规律。在双对数坐标空间中,含饱和水试件的lgKI -lgV曲线位于空气中试件lgKI -lgV曲线的左上角,曲线斜率减小,而截距增加。在同一应力强度因子水平上,含饱和水试件的裂纹扩展速度大,说明水能加速亚临界裂纹扩展,与实际相一致。