连续级配废石胶结充填体强度及变形特性试验研究

采用MTS815岩石力学试验系统与自制的胶结充填体制作装置,对骨架颗粒满足Talbol级配理论的废石胶结充填体进行单轴抗压试验研究,分析了Talbol幂指数、初始孔隙度、胶结材料种类及含量对充填体强度及变形特性的影响规律。结果表明:充填体单轴抗压强度、弹性模量、变形模量均随Talbol指数n呈先增大、后减小的趋势;采用2次多项式拟合充填体单轴抗压强度与骨架颗粒Talbol指数的关系,得到了使充填体强度及变形特性达到最优的Talbol指数n=0.45。充填体单轴抗压强度基本上随其初始孔隙度的增大而减小,但当孔隙分布均匀性较差时,其试验结果具有一定差异。满足Talbol分布的充填体强度随其胶结材料胶结性能的提高而逐渐增大,其中水泥胶结充填体单轴抗压强度可以达到黏土胶结充填体的6倍以上。另外,胶结材料含量的提高同样可以增大充填体的强度,并能够相应地缩短其应力-应变曲线中的孔隙压密阶段。     

东营凹陷南坡沙四上亚段滩坝储层碳酸盐胶结壳发育特征及控制因素

砂-泥岩界面是砂-泥岩互层储层水-岩相互作用的活跃地带。东营凹陷南坡沙四上亚段发育了广泛的滨浅湖滩坝沉积,储层碳酸盐胶结作用强烈,常在砂-泥岩界面富集形成致密胶结壳。综合利用钻井、物性及黏土矿物资料,结合铸体薄片观察,对储层碳酸盐胶结壳的发育规律及控制因素进行了系统的研究。碳酸盐具有多期胶结的特征,砂-泥岩接触界面处胶结物含量高,多为基底式胶结。向砂体内部胶结物含量逐渐减少,砂体中部胶结物含量少且相对稳定,以孔隙式胶结为主。半干旱碱性水体环境形成的滨浅湖泥岩中的高碳酸盐含量流体、泥岩黏土矿物转化和有机质演化析出有机-无机组分、碳酸盐胶结作用发生所需的可容空间、砂-泥岩之间的物质传递能力、砂体的厚度及岩相组合控制了储层胶结壳的发育程度。胶结壳对储层质量并非简单的"破坏性成岩作用",早期碳酸盐胶结对储层的抗压实效应以及致密层构成的异常压力系统对储层后期溶蚀孔隙的发育以及油气的充注和保存提供了有利的条件。     

胶结结构性土统一硬化模型

结构性土颗粒间的胶结使试样剪切破坏最终应力比高于相应重塑土,也限制了试样剪切时体积应变的自由发挥。在考虑结构垮塌为主的结构性土统一硬化(UH)模型基础上,将应力空间中静止的临界状态线扩展为动态的移动临界状态线。据此,通过建立新的屈服面方程并修正剪胀方程,将结构性土统一硬化(UH)模型扩展为胶结结构性土统一硬化(UH)模型。相对于原模型,新模型增加了1个模型参数,即初始胶结应力,反映土颗粒之间的初始胶结作用。通过4种结构性土试验数据与模型预测对照表明：所提模型能够较合理地描述结构性土等向压缩、常规三轴排水与不排水剪切等特性。     

超细尾砂胶结充填体强度计算模型及应用

超细尾砂已成为充填材料的主要来源。为了便于充填料浆配合比设计与强度预测,基于超细料浆微观结构,提出用固体填充率表征充填料浆结构密实程度。选用某矿山超细尾砂进行了63组配合比强度试验。研究结果表明：固体填充率和水灰比与充填体无侧限强度分别呈指数函数和负幂函数关系。采用Pearson理论对试验样本进行相关性分析,结果表明：固体填充率与水灰比相互独立。在此基础上,建立了超细尾砂胶结充填体双变量强度计算模型,模型计算值与试验值的误差在7%以内。进行了超细尾砂胶结体强度随养护时间增长的试验,基于试验数据拟合规律,提出了强度龄期数学模型,建立了三变量强度计算公式。模型能准确预测矿山充填体强度,且能有效指导矿山充填料浆设计。     

巴丹吉林沙漠湖泊及其下游地下水同位素分析

本文通过环境同位素水化学等分析方法研究了祁连山北侧、龙首山、巴丹吉林沙漠、古日乃、拐子湖和额济纳盆地的泉水和井水的来源 ,揭示了巴丹吉林沙漠等下游地区的地下水来自于祁连山降水的补给 ,平均补给高程为 330 0m ,祁连山顶部存在大片裸露的灰岩地层 ,雪水融化后沿着喀斯特地层或山前大断裂补给到深部 ,穿过龙首山直接补给到巴丹吉林沙漠及其下游地区 ,在沙漠湖泊中发现的钙华与钙质胶结证明地下水经过了石灰岩地层 ,承压水通过越流补给到浅部含水层 ,通过蒸发量计算得到的地下水补给量接近 6× 10 8m3 /a,承压水中地下水的年龄为 2 0～ 30a。     

东营凹陷古近系储层碳酸盐胶结物分布特征及主控因素

碳酸盐胶结物是东营凹陷砂岩储层的主要胶结物。东营凹陷中的碳酸盐胶结物在纵向上随着埋藏深度的增加,含量具有逐渐增高的趋势,而且厚度较大的含碳酸盐胶结物砂层在层位上主要分布于沙三段,其次分布于沙一段和沙二段,在沙四段钙质砂岩层的分布仅出现于凹陷周边的少许地区。东营凹陷北部陡坡带、中部中央隆起带和南部斜坡带碳酸盐胶结物的含量存在较大的差异：北部陡坡带碳酸盐胶结物含量较南部斜坡带大,而且在相同埋藏深度条件下,北部和南部都比中部的碳酸盐含量要高;在断裂构造带,碳酸盐含量分布分散,含量范围跨度大,而在洼陷带分布深度一般比较集中,含量范围跨度小。碳酸盐胶结物砂岩层发育的有利相带为近岸水下扇、水下冲积扇、深水浊积扇等分选较差的沉积相;而且碳酸盐总体表现为在粒度粗的砂岩中含量较高。在相同埋深条件下,砂岩层的厚度越小,碳酸盐胶结作用越强。当砂岩层围岩为碳酸盐岩或厚的泥岩时,在砂岩层内部易形成高碳酸盐含量、胶结作用强烈的含碳酸盐胶结物。     

柴北缘平台地区下干柴沟组下段碳酸盐胶结物特征及意义

综合运用岩石学、矿物学和地球化学等方法,对柴达木盆地北缘中段平台地区古近系下干柴沟组下段储集岩中碳酸盐胶结物的成岩温度、形成环境和物质来源等进行了系统研究。结果表明,平台地区储集砂岩中主要发育方解石和白云石两种碳酸盐胶结物。自生黏土矿物主要以伊利石、绿泥石和伊-蒙混层为主,测定其碳同位素(δ~(13)C)值分布范围在-7.5‰~-1.4‰之间,平均为-4.0‰;氧同位素(δ~(18)O)值分布范围在-14.4‰~-10.1‰之间,平均为-11.6‰,推算古盐度(Z)值分布范围为106.38~119.23,平均值为113.24。平台地区古近系下干柴沟组下段储集岩在成岩阶段早期有少量有机碳加入,成岩流体以淡水环境为主。碳酸盐胶结物的形成温度在71.49~101.01℃之间,平均值为81.32℃。根据成岩特征及形成温度,揭示平台地区古近系下干柴沟组下段储集岩主要处于早成岩阶段晚期。     

文昌A凹陷珠海组砂岩碳酸盐胶结物发育特征及其对储层质量的影响

碳酸盐胶结物是一类砂岩储层中最常见的成岩胶结交代物.厘清碳酸盐胶结物的发育特征、期次及其含量,可定量分析碳酸盐胶结物对储层质量的影响程度.以文昌A凹陷珠海组海陆过渡相砂岩储层的碳酸盐胶结作用为研究重点,分凹陷中心与近珠三南断裂两个主体区域,利用岩石学分析、铸体薄片显微镜下鉴定、阴极发光分析、同位素分析等技术手段,明确了...     

偶极子声波测井在双层套管井中激发的声场特征

多层套管井中的套管-水泥以及水泥-地层在径向上的分布较单层套管井界面多且径向分布范围更深.目前还未有针对多层套管井固井质量评价的有效方法,偶极子阵列声波测井具有工作频率低径向探测深的优势,本文通过实轴积分和三维有限差分计算了偶极子声源在不同胶结状况的双层套管井中激发的声场,旨在探讨偶极子阵列声波在双层套管井中评价外层套管和地层之间胶结状况的可行性.计算结果表明,在两层套管之间充填泥浆时,全波波形中可明显观测到地层弯曲波和套管弯曲波,若外层套管和地层之间充填水泥套管弯曲波的慢度明显高于充填泥浆时的慢度值;在外层套管和地层之间胶结的水泥出现缺失,套管弯曲波的频散曲线会处于完全胶结与完全无胶结之间,其变化量与水泥在外层环空的占比近似成线性关系,几乎不受水泥缺失的径向位置影响.由于偶极子声源的指向性,套管弯曲波的响应特征主要受与声源振动指向的方位扇区胶结状况的影响;在两层套管之间充填水泥时,若外层套管和地层之间充填泥浆,仍可观测到套管弯曲波,模拟波列提取的套管弯曲波的频散曲线与解析解计算的频散曲线吻合,两层套管通过水泥胶结在一起,其弯曲振动的传播速度稍有增加,类似单层套管厚度加厚的响应特征.两...     

MATLAB及其在扇区水泥胶结测井(SBT)资料成像处理中的应用

MATLAB是集数学、图形处理和程序语言设计于一体的著名数学软件。它以矩阵为基本的数值计算单元,对数据进行分析处理、可视化等。利用这些优点,在MATLAB界面下编程处理扇区水泥胶结测井(SBT)现场采集的测量资料,最终以图像方式显示了套管井中0°~360°的套管波衰减数据。将处理结果与Atlas专用处理软件的处理结果进行分析对比,表明两者具有良好的一致性。