山西省基础研究计划项目(2008021032)
- 作品数：11 被引量：149H指数：8
- 相关作者：赵阳升徐素国郤保平梁卫国万志军更多>>
- 相关机构：太原理工大学中国矿业大学山西工程技术学院更多>>
- 发文基金：山西省基础研究计划项目国家自然科学基金中国矿业大学科技基金更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程石油与天然气工程天文地球更多>>
- 层状盐岩储库长期运行腔体围岩流变破坏及渗透现象研究被引量：16
- 2008年
- 通过热力耦合作用下层状盐岩流变实验研究可知,层状盐岩内部各层之间由于蠕变率不同变形不协调,导致层状盐岩体内多重剪切破坏,层间流变破坏后呈网格状,孔隙、裂隙增多,渗透率比未扰动时提高5个数量级,储库长期运行腔体围岩流变破坏后天然气必然发生泄漏。同时,层状盐岩流变破坏后气体渗透实验表明,其渗透率与有效体积应力关系为K=16.5×10-15 exp(-0.035Θe)。基于裂隙介质,建立了层状盐岩储库长期运行腔体围岩流变破坏后渗透特性数学模型,并对金坛天然气储库长期运行腔体围岩渗透特性进行了数值模拟,结果表明:由流变破坏造成的盐岩与夹层交接面处产生的裂隙是气体渗透的主通道,具有较强的导气能力,夹层内部气体渗透滞后于层间裂隙气压,渗透速度随时间的延长逐渐减小,最后达到稳定状态。所以,高盐分泥岩夹层对天然气储库长期运行腔体围岩的渗透特性具有很大影响,确定合理的运行压力是保证天然气储库不发生渗漏的必要条件,为我国盐岩溶腔储库长期运行腔体围岩天然气渗漏现象研究提供一些参考依据。
- 郤保平赵阳升赵延林康志勤
- 关键词：数学模型数值模拟
- 复合盐钙芒硝溶解性分析被引量：8
- 2010年
- 基于钙芒硝是一种强碱盐,以四川同庆钙芒硝为例,研究其在不同种碱溶液和酸溶液下的溶解速率及溶解速度,实验发现温度越高溶解速率及溶解速度下降越迅速,使钙芒硝溶解变慢;通过化学溶解机理分析得出,其溶解后硫酸钙结晶会形成一层膜覆盖在矿物表面,减少溶解表面面积,对硫酸钠的溶解有抑制作用。
- 乔永生范彬彬刘中华徐素国
- 关键词：钙芒硝盐岩
- 钙芒硝矿床水溶规律的数值模拟被引量：3
- 2009年
- 利用钙芒硝矿床原位水溶开采的耦合数学模型,编制了Fortran程序,计算得出了钙芒硝矿床原位水溶开采过程中的水压、渗流速度、溶液质量分数、上溶高度的变化规律。
- 刘中华张建国徐素国胡耀青
- 关键词：钙芒硝水溶开采数值模拟
- 钙芒硝盐岩溶解的温度效应被引量：11
- 2010年
- 钙芒硝盐岩化学成分为硫酸钠与硫酸钙的化合物,其化学成分的复杂性决定了其属于难溶性盐。溶解机理分析发现,其溶解过程包括硫酸钠和硫酸钙的溶解与其结晶,但硫酸钙结晶后会形成一层膜覆盖在矿物表面,减少溶解表面面积,对硫酸钠的溶解有抑制作用。实验发现,钙芒硝的溶解具有温度效应：温度越高使溶解速率及溶解速度下降越迅速,使钙芒硝溶解变慢。压力浸泡溶解开采使现场采出效率提高了30%-40%。
- 徐素国梁卫国赵阳升
- 关键词：钙芒硝温度效应
- 钙芒硝矿溶浸开采技术进展与展望被引量：6
- 2014年
- 简要回顾了钙芒硝矿开采的技术历程,重点介绍了现今应用最为广泛的就地破碎溶浸方法,分析了其优缺点,叙述了群井致裂压力溶浸开采方法的试验情况。详细论述了钙芒硝矿溶浸开采的研究情况,总结了现有研究的不足。综合分析得出:现有水溶工艺缺陷明显,导致溶浸周期长、资源回收率低,同时资源不能综合利用。认为应寻求一种溶浸效率高、可资源综合利用的化学溶浸液,加强溶浸理论研究,探明多因素对溶浸效果的影响,开发出经济合理的化学改性浸出方法。
- 戎宽伟徐素国
- 关键词：溶浸采矿资源综合利用
- 高温静水应力状态花岗岩中钻孔围岩的流变实验研究被引量：17
- 2008年
- 采用自主研制的"20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"对φ200mm×400mm的内含φ40mm钻孔的花岗岩体高温三维静水应力状态的流变特性进行了深入的研究。研究结果表明:(1)花岗岩是由多种晶体胶结而成的脆性坚硬岩石,5000m静水应力以内及600℃以内的恒温恒压状态下,花岗岩中钻孔围岩主要表现为稳态蠕变;当应力达到5000m静水应力,温度为600℃时的蠕变为非稳态蠕变。(2)高温静水应力状态下花岗岩中钻孔围岩蠕变过程存在应力阈值和温度阈值。(3)热力耦合作用下钻孔围岩内部晶间胶结物及晶粒内部产生的位错及微破裂过程,是高温高压下钻孔围岩蠕变存在温度阈值和应力阈值的主要原因。(4)高温静水应力状态下,含有钻孔的花岗岩体流变破坏的应力为5000～6000m的静水应力(125～150MPa),温度为500℃～600℃,破坏形式为压裂破坏、压剪破坏或两者相结合。同时,获得了600℃以内及埋深6000m以内静水应力条件下,不同温度不同埋深静水应力状态下花岗岩中钻孔围岩的蠕变率参数,为高温岩体地热开发钻井井壁稳定性研究提供了重要的力学参数依据。
- 郤保平赵阳升万志军董付科冯子军张宁
- 关键词：岩石力学花岗岩
- 钙芒硝盐岩蠕变特性的研究被引量：13
- 2008年
- 在自然界中,纯钙芒硝是以一种化合物的形式出现的,其分子式为Na2Ca(SO4)2,但在试件内部钙芒硝盐岩与泥岩互相混合,以混合物的形式出现,这就决定了其力学性质的特殊性。在不同的应力水平下,进行了长达100多天的单轴压缩蠕变试验,发现钙芒硝盐岩高应力水平蠕变速率高于低应力水平的蠕变速率,其蠕变速率在初期和后期比较大,并随时间大致呈U形分布,与NaCl岩盐相比,钙芒硝盐岩蠕变速率及蠕变量均较小。回归出钙芒硝盐岩在不同应力水平下蠕变应变随时间变化的曲线方程。对钙芒硝盐岩的蠕变模型进行初步探讨,通过对蠕变曲线与理论曲线的对比,说明同时包含弹黏塑性的西原模型能较好地反映钙芒硝盐岩的蠕变规律,并对相关参数进行了拟合。
- 徐素国梁卫国郤保平赵阳升
- 关键词：岩石力学钙芒硝盐岩蠕变特性
- 高温高压下花岗岩中钻孔变形失稳临界条件研究被引量：31
- 2009年
- 采用自主研制的"20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机",运用光学原理钻孔变形观测仪器,对φ200mm×400mm花岗岩体内含φ40mm的钻孔在6000m埋深静水应力及600℃以内恒温恒压下钻孔变形规律及其临界失稳条件进行深入细致的试验研究和理论分析。研究结果表明:(1)高温高压下花岗岩中钻孔变形随温度和应力的增大表现为明显的不同阶段。4000m埋深静水应力及400℃以内恒温恒压下,钻孔变形表现为明显的黏弹性变形阶段,钻孔直径虽有减小但仍处于稳定状态,并不发生破坏;4000～5000m埋深静水应力及400℃～500℃时恒温恒压下,钻孔变形表现为黏弹-塑性变形阶段,钻孔围岩有破坏的趋势,孔径开始增大;5000m埋深静水应力及500℃以上时,钻孔围岩塑性区的块裂状围岩颗粒逐渐从孔壁脱落下来,钻孔发生破坏。(2)花岗岩中钻孔围岩在超过应力阈值和温度阈值后,即5000m埋深静水应力及500℃以外时,钻孔破坏,发生塌孔现象,花岗岩颗粒从孔壁脱落下来,钻孔直径增大。(3)钻孔围岩在高温静水应力下,岩体最终发生破坏的应力条件为5000～6000m埋深静水应力(即125～150MPa)及500℃～600℃,其破坏形式为压裂破坏、压剪破坏或两者相结合。(4)高温高压下花岗岩中钻孔变形失稳临界条件为4000～5000m埋深静水应力,400℃～500℃。同时,根据试验研究结论,运用黏弹塑性力学理论给出高温高压下钻孔变形的分析理论,建立4000m埋深静水应力及400℃以内恒温恒压下钻孔变形的黏弹性理论模型及4000～5000m,埋深静水应力400℃～500℃时恒温恒压下钻孔变形的黏弹-塑性理论模型,为我国高温岩体地热(HDR)开发与利用中钻孔稳定性及维护问题、大陆科学钻探工程(CCSD)在深孔和超深孔施工过程中遇到的钻孔稳定性问题提供科学依据和理论指导。
- 赵阳升郤保平万志军张昌锁
- 关键词：岩石力学高温高压失稳
- 钙芒硝盐岩溶蚀试验研究被引量：19
- 2010年
- 采用μCT225KVFCB型高精度显微CT试验系统,对钙芒硝盐岩试样进行不同溶蚀时间的显微CT扫描,并根据整个溶蚀过程中射线的衰减系数变化,从细观的角度揭示钙芒硝盐岩的溶蚀规律。研究结果表明:随着溶蚀时间的持续,钙芒硝盐岩的密度损伤、孔隙率逐渐增大;随着孔隙率的增大,总比表面积逐渐减小且呈线性下降趋势,而通道比表面积的变化则比较特殊,表现为先增大后减小。研究结果对研究钙芒硝矿床原位溶浸开采的产出率、生产效率和地面沉降具有非常重要的意义。
- 刘中华徐素国胡耀青冯增朝梁卫国赵阳升
- 关键词：岩石力学钙芒硝盐岩溶蚀
- 软弱泥岩夹层对层状盐岩体力学特性影响研究被引量：29
- 2009年
- 我国岩盐矿床具有夹层多的特点,夹层对岩盐矿床开采和油气储库建造及稳定性均有极为不利的影响。泥岩是软弱夹层的主要组成部分,含软弱夹层的层状岩盐试件很难完整取得,在实验室进行了模拟软弱夹层对层状岩盐体力学特性影响的研究,实验发现泥岩试件随强度的提高,相应弹性模量也逐步增强,但体现横向变形能力的泊松比变化不大;含泥岩夹层岩盐试件的强度接近于泥岩,而泥岩的强度仅为纯岩盐的20-47%,说明软弱夹层对层状岩盐体的强度起决定作用。通过对层状岩盐进行应力-应变分析,得出泥岩夹层和岩盐的不同破坏方式是由于夹层附近的岩体拉压应力的相互转换造成的,同时分析了造成反复应力的原因。实验结果与层状岩体变形破坏的理论解释相一致,验证了理论的科学性,同时也获得了层状盐岩体的力学特性与软弱夹层特性的相关关系。对我国层状盐岩体油气储库建造具有指导意义和参考价值。
- 徐素国梁卫国莫江赵阳升
- 关键词：软弱夹层层状盐岩力学特性
