CO 2 /水孔流作用下砂岩真三轴应变分形特征探究
发布时间：2021-10-11 04:43
在岩土工程领域,水、CO2等流体对人类生产活动的影响不容忽视。由于水在自然界中普遍存在,以往的相关研究中多以孔隙水作为主要研究对象。近年来,由于CO2驱油以及CO2地质封存技术在工业上的应用,CO2对储层岩石力学性质的影响也成为热点研究问题。岩土材料是一种非均质、非连续和各向异性的材料,其力学行为表现出随机性,传统的研究方法对于这种非线性系统具有一定的局限性。分形理论作为一种新理论,发展至今已经被广泛应用于多个学科领域。分形符合复杂系统的真实属性与状态特征,能够定量地描述现实世界中不规则、复杂的事物或现象,为解决岩土力学问题提供了新思路。针对以上需求背景,本文为研究有效围压与孔流两种因素对岩石破坏的影响,对砂岩开展了真三轴压缩试验,研究了砂岩在不同围压与孔流下的力学特性与破坏特征,基于分形理论对试验结果进行分析,探究了不同孔流下岩石受压破裂过程中的应变分形规律,并分析了有效围压对分形特征的影响。本文主要的研究工作与结论如下:（1）开展了CO2/水孔流作用下砂岩真三轴压缩试验。分...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
22图 3-1 岩石真三轴试验系统示意图硬岩高压伺服真三轴试验系统由中科院武汉岩土所自行研制，于 2009 年设计，并于 2011 年加工完成。本系统由轴一加载装置（沿试件高度方向）、轴二加载装置（垂直试件高度方向）、压力室、数据采集系统以及伺服控制系统等部分组成，压力室可以外接计量泵。压力室中主要包括可升降的底座、注流管和传感器接口，在轴一、轴二加载高度位置，具有可活动的轴装置，可以配合底座对试样进行定位，防止试样安装出现偏心问题，在试样加载时则与轴一、轴二加载装置一起对试样施加应力。压力室可移动，通过两条互相垂直的滑动轨道实现。向压力室中充油对岩石试样施加围压，在轴一、轴二方向上分别施加应力，配合伺服控制系统，可以使试样在三个应力方向独立加载，岩石处于真三轴应力状态。本系统用于测试岩石在三向应力状态下受压破坏的力学行为，伺服控制模式有位移控制模式和力控制模式两种。系统装置实物图如图 3-2 所示。
图 3-2 硬岩高压伺服真三轴试验系统100DX 计量泵可以精确控制流体的压力、流量等瞬态参数工作模式，恒压模式用于控制孔流的压力，而恒流模式则试验中两种模式可以切换进行。计量泵通过外部注流管与部，压力室自身的注流管与试样轴二方向加载垫板上的外部→计量泵→压力室→试样的注流过程。方案及试验流程方案究不同围压与孔流作用下砂岩破坏的应力应变分形特征砂岩损伤破坏之间的相关联系，本文开展了干燥、饱和水砂岩的真三轴压缩试验。试验设备采用硬岩高压伺服真SCO 100DX 计量泵控制孔流压力，通过 LVDT 位移传感
【参考文献】：
期刊论文
[1]单相流体对砂岩强度特性的影响[J]. 李凯达,胡少斌,李小春,伍键,樊清怡,伍海清. 岩土力学. 2018(05)
[2]砂岩基于渗流作用下声发射的损伤分形特征研究[J]. 刘东,田广明,石岩. 工程勘察. 2017(04)
[3]CO2–水两相条件下砂岩致裂特征与有效应力模型的试验研究[J]. 刘明泽,白冰,李小春,高帅,王磊,伍海清. 岩石力学与工程学报. 2016(02)
[4]超临界CO2对疏松砂岩储层物性影响的实验研究[J]. 周琳淞,杜建芬,郭平,汪周华. 油田化学. 2015(02)
[5]不同岩石破裂全过程的声发射序列分形特征试验研究[J]. 吴贤振,刘祥鑫,梁正召,游勋,余敏. 岩土力学. 2012(12)
[6]岩石应力应变全过程的声发射及分形与混沌特征[J]. 姜永东,鲜学福,尹光志,李晓红. 岩土力学. 2010(08)
[7]二氧化碳埋存对地层岩石影响的室内研究[J]. 赵仁保,孙海涛,吴亚生,赵传峰,岳湘安. 中国科学:技术科学. 2010(04)
[8]岩石破坏声发射平静期及其分形特征研究[J]. 尹贤刚,李庶林,唐海燕,裴建良. 岩石力学与工程学报. 2009(S2)
[9]世界封存CO2驱油的现状与前景[J]. 钱伯章,朱建芳. 能源环境保护. 2008(01)
[10]分形理论在岩土工程中的应用[J]. 胡海浪,方涛,李孝平,王小虎. 采矿技术. 2006(04)
硕士论文
[1]压缩荷载作用下砂岩损伤演化及声发射特性研究[D]. 何顺友.西华大学 2010
本文编号：3429806
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
22图 3-1 岩石真三轴试验系统示意图硬岩高压伺服真三轴试验系统由中科院武汉岩土所自行研制，于 2009 年设计，并于 2011 年加工完成。本系统由轴一加载装置（沿试件高度方向）、轴二加载装置（垂直试件高度方向）、压力室、数据采集系统以及伺服控制系统等部分组成，压力室可以外接计量泵。压力室中主要包括可升降的底座、注流管和传感器接口，在轴一、轴二加载高度位置，具有可活动的轴装置，可以配合底座对试样进行定位，防止试样安装出现偏心问题，在试样加载时则与轴一、轴二加载装置一起对试样施加应力。压力室可移动，通过两条互相垂直的滑动轨道实现。向压力室中充油对岩石试样施加围压，在轴一、轴二方向上分别施加应力，配合伺服控制系统，可以使试样在三个应力方向独立加载，岩石处于真三轴应力状态。本系统用于测试岩石在三向应力状态下受压破坏的力学行为，伺服控制模式有位移控制模式和力控制模式两种。系统装置实物图如图 3-2 所示。
图 3-2 硬岩高压伺服真三轴试验系统100DX 计量泵可以精确控制流体的压力、流量等瞬态参数工作模式，恒压模式用于控制孔流的压力，而恒流模式则试验中两种模式可以切换进行。计量泵通过外部注流管与部，压力室自身的注流管与试样轴二方向加载垫板上的外部→计量泵→压力室→试样的注流过程。方案及试验流程方案究不同围压与孔流作用下砂岩破坏的应力应变分形特征砂岩损伤破坏之间的相关联系，本文开展了干燥、饱和水砂岩的真三轴压缩试验。试验设备采用硬岩高压伺服真SCO 100DX 计量泵控制孔流压力，通过 LVDT 位移传感
【参考文献】：
期刊论文
[1]单相流体对砂岩强度特性的影响[J]. 李凯达,胡少斌,李小春,伍键,樊清怡,伍海清. 岩土力学. 2018(05)
[2]砂岩基于渗流作用下声发射的损伤分形特征研究[J]. 刘东,田广明,石岩. 工程勘察. 2017(04)
[3]CO2–水两相条件下砂岩致裂特征与有效应力模型的试验研究[J]. 刘明泽,白冰,李小春,高帅,王磊,伍海清. 岩石力学与工程学报. 2016(02)
[4]超临界CO2对疏松砂岩储层物性影响的实验研究[J]. 周琳淞,杜建芬,郭平,汪周华. 油田化学. 2015(02)
[5]不同岩石破裂全过程的声发射序列分形特征试验研究[J]. 吴贤振,刘祥鑫,梁正召,游勋,余敏. 岩土力学. 2012(12)
[6]岩石应力应变全过程的声发射及分形与混沌特征[J]. 姜永东,鲜学福,尹光志,李晓红. 岩土力学. 2010(08)
[7]二氧化碳埋存对地层岩石影响的室内研究[J]. 赵仁保,孙海涛,吴亚生,赵传峰,岳湘安. 中国科学:技术科学. 2010(04)
[8]岩石破坏声发射平静期及其分形特征研究[J]. 尹贤刚,李庶林,唐海燕,裴建良. 岩石力学与工程学报. 2009(S2)
[9]世界封存CO2驱油的现状与前景[J]. 钱伯章,朱建芳. 能源环境保护. 2008(01)
[10]分形理论在岩土工程中的应用[J]. 胡海浪,方涛,李孝平,王小虎. 采矿技术. 2006(04)
硕士论文
[1]压缩荷载作用下砂岩损伤演化及声发射特性研究[D]. 何顺友.西华大学 2010
本文编号：3429806
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/3429806.html
