液氮冻结对岩石抗拉及抗压强度影响试验研究

发布时间：2017-09-03 23:07

  本文关键词：液氮冻结对岩石抗拉及抗压强度影响试验研究

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【摘要】：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。
【作者单位】： 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点试验室;中国石油塔里木油田公司油气工程研究院;
【关键词】： 液氮冻结 抗压强度 抗拉强度 含水状态 岩石损伤
【基金】：国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目“页岩气藏水平井完井与多级压裂增产的基础研究”(No.51210006);国家自然科学基金项目“液氮喷射射孔-压裂可行性试验研究”(No.51374220) 教育部“新世纪优秀人才支持计划”资助(No.NCET-12-097)~~
【分类号】：TE21
【正文快照】： 1引言目前页岩气、煤层气、致密砂岩气等非常规油气资源成为世界油气增长的主力,但该类储层需要经过压裂改造后方能投产。由于非常规储层一般具有低孔低渗、黏土含量高的特点,常规水力压裂需要消耗大量水资源,且易对储层产生伤害(固体物质伤害、水锁水敏伤害、压裂液低返排伤

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