激波作用下岩石损伤试验及评价方法

2023年12月14日发(作者：万能检讨书1000字)

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２００８年第３２卷　中国石油大学学报（自然科学版）　Ｖｏ１．３２　Ｎｏ．３　第３期　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｊｕｎ．２００８　文章编号：１６７３－５００５（２００８）０３－００７５－０５　激波作用下岩石损伤试验及评价方法　蒋金宝　ｒ，林英松　，张宝康　，刘兆年　，丁雁生。　（１．中国石油大学石油工程学院，山东东营２５７０６１；２、中原石油勘探局钻井工程技术研究院，河南濮阳４５７００１；　３．中科院力学所，北京１０００８１）　摘要：通过水中爆炸激波对试样的损伤试验来模拟激波对地层岩石的破坏作用。试验中观测了爆炸后试样内部裂　纹形貌的分布，利用自制传感器测到了试样内部的激波压力，优化筛选出了损伤度模型。通过对试样弹性波速进行　处理和分析，给出了试样的动态损伤阈值求解方法。结果表明，激波在试样中的传播符合指数衰减规律，相对损伤　度、无量纲波速的平方、无量纲拉应力它们两两之问呈线性关系。　关键词：激波；岩石损伤；试验研究；相对损伤度；无量纲波速；无量纲拉应力　中图分类号：ＴＥ　３５７　文献标识码：Ａ　Ｒｏｃｋ　ｄａｍａｇｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂｙ　ｅｘｐｌｏｄｉｎｇ　ｗａｖｅ　ＪＩＡＮＧ　Ｊｉｎ—ｂａｏ　，　，ＬＩＮ　Ｙｉｎｇ．ｓｏｎｇ　，　，ＺＨＡＮＧ　Ｂａｏ．ｋａｎｇ　，ＬＩＵ　Ｚｈａｏ—ｎｉａｎ　，ＤＩＮＧ　Ｙａｎ・ｓｈｅｎｇ　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ　２５７０６１，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｚｈｏｎｇｙｕａｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｐｕｙａｎｇ　４５７００１，Ｈｅｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ；　３．Ｉｓｎｔｉｔｕｔｅ　ｆｏＭｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｆｏＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｒｉｎｇ　１０００８１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ｄａｍａｇｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｂｙ　ｅｘｐｌｏｄｉｎｇ　ｗａｖｅ　ｉｎ　ｗａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｓｉｍｕｌａｔｅ　ｔｈｅ　ｒｏｃｋ　ｄａｍａｇｅ　ｂｙ　ｅｘｐｌｏ—　ｄｉｎｇ　ｗａｖｅ　ｉｎ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｗａｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ．Ｔｈｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅｓ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｒｕｌｅ　ｉｎ　ｓａｍｐｌｅ　ｗａｓ　ｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｌｏｄｉｎｇ　ｗａｖｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｗａｓ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｂｙ　ｓｅｌｆ－ｍａｄｅ　ｓｅｎｓｏｒ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｄａｍａｇｅ　ｍｏｄｅｌ　ｗａｓ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｂｙ　ｔｒｅａｔｉｎｇ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｌａｓｔｉｃ　ｗａｖｅ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｄａｔａ，ｔｈｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｄａｍａｇｅ　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｒｕｌｅ　ｏｆ　ｅｘｐｌｏｄｉｎｇ　ｗａｖｅ　ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓａｍｐｌｅ　ａｃｃｏｒｄｓ　ｗｉｔｈ　ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　ｄａｍｐｉｎｇ，ａｎｄ　ａ　ｌｉｎｅａｒ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｅｘｉｓｔｓ　ａｍｏｎｇ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｄａｍａｇｅ，ｔｈｅ　ｓｑｕａｒｅ　ｏｆ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓ　ｅｌａｓｔｉｃ　ｗａｖｅ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｓｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｌｏｄｉｎｇ　ｗａｖｅ；ｒｏｃｋ　ｄａｍａｇｅ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ；ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｄａｍａｇｅ；ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｌｅｓｓ　ｗａｖｅ　ｖｅｌｏｃｉｔｙ；ｄｉｍｅｎ—　ｓｉｏｎｌｅｓｓ　ｔｅｎｓｊ】ｅ　ｓｔｒｅｓｓ　低渗透油藏通常需要增产改造才能维持正常生　荷对储层岩石的损伤是其中比较关键的问题。炸药　产。目前利用爆炸技术改善低渗透油藏的效果还不　的爆炸对岩石的损伤作用可分为两部分，一是激波　够理想，如地层岩石与加载方式、载荷的匹配关系不　对岩石的损伤，一是爆炸产物对岩石的损伤。由于　尽合理使得改造效果不稳定，裂缝短并且容易闭合，　两者对岩石的损伤机理不同，两部分同时研究困难　爆炸产物污染使得地层渗透率下降等。对于不同地　较大，从作用的先后顺序来看，激波要先于爆炸产　层只有选择合适的加载方式、施加合适的载荷，才能　物　。笔者建立爆炸激波作用下岩石损伤试验方　得到理想的裂纹分布，并大幅度地提高地层渗透率。　案，观测激波掠过后岩石内部的裂纹形貌分布，分析　为了提高爆炸增产技术的效果，必须对爆炸增产技　无量纲弹性波速与无量纲拉伸应力的关系及相对损　术相关问题进行深入研究，而炸药爆炸所产生的载　伤度随无量纲拉应力的变化规律。　收稿日期：２００７—１１—０９　基金项目：国家“８６３”计划项目（２￣／ＡＡ０６Ｚ２０８）；中国石油化工股份有限公司资助项目（１７０３０５１）；中国石油大学研究生创新基金项目（￥２１Ｘ）５－５３）　作者简介：蒋金宝（１９８１一），男（汉族），山东曹县人，博士研究生，主要从事油气井岩石力学及其应用研究。　

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