【摘要】：對(duì)于天然狀態(tài)巖石真三軸力學(xué)性質(zhì)的研究,目前已經(jīng)有了一定的進(jìn)展,然而對(duì)于含流體巖石的力學(xué)性質(zhì)研究,則更加地集中于巖石不同含水狀態(tài)下的單軸和常規(guī)三軸試驗(yàn)。在油田實(shí)際開采中,儲(chǔ)層大多處于復(fù)雜的滲流環(huán)境中,且飽和程度不一。因此,深入研究流體賦存狀態(tài)下巖石真三軸力學(xué)特性對(duì)地下巖石的巖石力學(xué)性質(zhì)研究以及地下致密油層壓裂技術(shù)的改進(jìn)顯得尤為重要。選取陜西延安市蟠龍鎮(zhèn)的灰白色塊狀中-細(xì)長石砂巖,利用YSZS-2000多功能電液伺服巖石真三軸試驗(yàn)機(jī),開展天然狀態(tài)砂巖、含水砂巖以及含油砂巖的真三軸試驗(yàn),綜合分析不同含流體狀態(tài)下,巖石真三軸力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律。主要研究成果如下:(1)隨著中間主應(yīng)力的增加,天然狀態(tài)砂巖峰值應(yīng)力與彈性模量也呈線性增加,泊松比變化無規(guī)律。在相同中間主應(yīng)力的條件下,隨著圍壓的增加,峰值應(yīng)力與彈性模量隨之增加,泊松比變化無規(guī)律。(2)P砂巖自然吸水曲線分為Pa型與Pb型兩種。Pa型砂巖隨著飽水度f的增加,巖石峰值應(yīng)力線性下降,彈性模量值減小,且減少的幅度越來越小;Pb型砂巖隨著飽水度f的增加,巖石峰值應(yīng)力線性減小,彈性模量數(shù)值變化無規(guī)律。P砂巖自然吸油曲線只有一種。隨巖石含油飽和度f增加,巖石峰值應(yīng)力與彈性模量隨之線性減小。(3)當(dāng)水或油浸入巖石時(shí),會(huì)對(duì)削弱巖石的力學(xué)性能。隨著飽水(油)度的增加,巖石峰值應(yīng)力呈減小趨勢。相同條件下,天然狀態(tài)砂巖樣品峰值應(yīng)力最大,然后分別為含油砂巖,Pa型砂巖,Pb型砂巖。其原因?yàn)镻b型砂巖中所存在的部分孔隙喉道略大于Pa型砂巖,導(dǎo)致在水的作用下,使得這部分孔隙喉道中礦物的溶解或發(fā)生反應(yīng),而且水對(duì)于每個(gè)樣品的作用程度又有所不同;然而油浸入到巖石中,并未與巖石發(fā)生反應(yīng),因而飽和度相同時(shí),油對(duì)巖石的影響是最小的,也是最穩(wěn)定的。(4)在圍壓=9.5MPa、中間主應(yīng)力=10MPa的條件下,當(dāng)巖石飽和水時(shí),Pa型砂巖峰值應(yīng)力相比于天然狀態(tài)砂巖下降約11.48%,Pb型砂巖下降約16.19%;含油飽和度0.639時(shí),砂巖峰值應(yīng)力下降約5.28%。當(dāng)巖石飽和水時(shí),Pa型含水砂巖彈性模量下降約16.80%;當(dāng)巖石含油飽和度0.639時(shí),砂巖彈性模量下降約11.35%。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE311
【圖文】：

圖 1-1 技術(shù)路線圖 主要工作量）收集和閱讀國內(nèi)外前人相關(guān)文獻(xiàn) 93 篇，系統(tǒng)的總結(jié)了真三軸試驗(yàn)的發(fā)展歷程狀。）在蟠龍地區(qū)，完成野外天然巖石采集與切割（規(guī)格 100mm×100mm×100mm）篩選出合理巖石，繪制表格 1 個(gè)。）完成天然狀態(tài)砂巖、含水砂巖、含油砂巖真三軸試驗(yàn)共計(jì) 119 塊。繪制應(yīng)力圖 27 張，力學(xué)參數(shù)變化圖 78 張，表格 5 個(gè)。）利用烘干、自然吸水（油）試驗(yàn)，完成樣品含水（油）處理，繪制自然吸水（圖 10 張，表格 17 個(gè)。）針對(duì)天然狀態(tài)砂巖、含水砂巖以及含油砂巖進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)對(duì)比分析，繪制應(yīng)線圖 3 張，力學(xué)參數(shù)變化圖 12 張，表格 3 個(gè)。

c）電液伺服增壓裝置 d）計(jì)算機(jī)控制和處理系統(tǒng)圖 2-1 YSZS-2000 多功能電液伺服巖石真三軸試驗(yàn)機(jī)樣品采集加工為了使實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)條件與真實(shí)地質(zhì)環(huán)境能盡可能地接近，目前存在一種看法，越大越具有代表性，試驗(yàn)的結(jié)果更接近實(shí)際情況（傅芳才，1986）。砂巖應(yīng)滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：為減少研究中樣品的非均質(zhì)性，本次研究所用巖石應(yīng)為厚層砂巖，滿足塊狀理、無細(xì)小紋層的條件。為進(jìn)行含不同流體狀態(tài)下巖石的真三軸力學(xué)特性研究，本次研究對(duì)象應(yīng)不含足后期對(duì)樣品的含水以及含油處理。由于試驗(yàn)試樣規(guī)格較大，為了適應(yīng)本次研究所用的 YSZS-2000 型多功能電液真三軸試驗(yàn)機(jī)，本次試驗(yàn)所選砂巖的單軸抗壓強(qiáng)度不得高于 50MPa，以免后期

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2730436