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顺北油气田却尔却克组井壁失稳机理及应对措施 被引量：7
1
作者 陈修平 高雷雨 +3 位作者 刘景涛 胡云磊 李家学 石祥超 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2021年第1期35-41,共7页
塔里木盆地顺北油气田却尔却克组钻井过程中井壁失稳事故频发,严重影响了施工进度。针对顺北油气田X井却尔却克组地层井壁失稳的机理,开展了岩石崩解实验、点载荷实验、X衍射、扫描电镜实验研究。结果显示,岩石矿物组分中黏土含量大(15%... 塔里木盆地顺北油气田却尔却克组钻井过程中井壁失稳事故频发,严重影响了施工进度。针对顺北油气田X井却尔却克组地层井壁失稳的机理,开展了岩石崩解实验、点载荷实验、X衍射、扫描电镜实验研究。结果显示,岩石矿物组分中黏土含量大(15%~35%),其中伊利石含量在60%左右,伊蒙混层主要在10%~30%,吸水率小(2%),崩解率大(5%),岩石属于典型的硬脆性灰质泥岩。室内实验表明,在清水和水基钻井液条件下,岩石强度表现出较强的非均质性和强度弱化(岩石单轴强度降低在10~40 MPa之间),但在油基钻井液下,岩石强度几乎无弱化影响,并且油基钻井液对微裂缝起到较好地封堵作用。此地层水基钻井液下井壁失稳机理一方面是硬脆性泥页岩中的膨胀性黏土矿物吸水膨胀,强度弱化,失去有效支撑;另一方面微裂缝在水力尖劈作用下,井壁岩石崩落垮塌失稳。油基钻井液中乳化剂、润湿剂等表面活性剂特殊结构可以对泥页岩中裂缝微裂缝进行有效封堵,减少水化和水力尖劈作用,实现井壁稳定。现场在第三侧钻井眼水基钻井液井壁严重失稳条件下,改用油基钻井液,顺利钻完计划进尺,大幅度减少井壁失稳损失。 展开更多
关键词 硬脆性泥岩 井壁失稳 油基钻井液 黏土矿物 微裂缝
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聚胺对泥岩水化抑制性实验研究及现场应用 被引量：1
2
作者 石祥超 胡云磊 +6 位作者 孙莉 高雷雨 何超 王明华 杨昕昊 付华才 卓云 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2023年第2期126-132,共7页
钻井作业期间,使用水基钻井液时,抑制泥岩水化是最关键问题。文章通过泥岩膨胀实验、常规单(三)轴压缩实验、以及显微镜观察泥岩微裂缝演化等实验手段,对比评价了聚胺抑制剂与氯化钾抑制剂对泥岩的抑制效果。结果表明,泥岩富含伊/蒙混层... 钻井作业期间,使用水基钻井液时,抑制泥岩水化是最关键问题。文章通过泥岩膨胀实验、常规单(三)轴压缩实验、以及显微镜观察泥岩微裂缝演化等实验手段,对比评价了聚胺抑制剂与氯化钾抑制剂对泥岩的抑制效果。结果表明,泥岩富含伊/蒙混层,遇水1 min内即产生微裂缝并不断延伸、扩展形成宏观裂缝,聚胺对泥岩微观结构损伤的抑制效果优于氯化钾。岩石力学实验表明,氯化钾浸泡使得泥岩强度降低幅度分别为35%~50%,而聚胺浸泡相同时间,降低幅度分别为20%~30%。膨胀率与强度呈现良好的负相关关系,3%聚胺对原状泥岩力学性质的抑制效果优于8%氯化钾。以聚胺为核心抑制剂的环保型BIODRILL A水基钻井液在渤海油田勘探开发区域已成功进行了52井次现场应用,可有效解决井筒膨胀和岩石强度弱化带来的井壁失稳问题。 展开更多
关键词 泥岩 水化膨胀 聚胺 微裂缝 抑制性能 力学性质
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一种改进的真三轴Hoek–Brown强度准则 被引量：1
3
作者 石祥超 李清鲮 +2 位作者 刘建锋 高雷雨 卓肖 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期214-221,共8页
Hoek–Brown强度准则已经广泛应用于岩石与岩体力学分析、岩石边坡稳定性分析、岩石隧道设计等领域,但常规Hoek–Brown强度准则未考虑中间主应力对岩石强度的影响,应用上不能反映岩石的真三轴力学性能,因此有必要对Hoek–Brown强度准则... Hoek–Brown强度准则已经广泛应用于岩石与岩体力学分析、岩石边坡稳定性分析、岩石隧道设计等领域,但常规Hoek–Brown强度准则未考虑中间主应力对岩石强度的影响,应用上不能反映岩石的真三轴力学性能,因此有必要对Hoek–Brown强度准则进行改进。通过分析岩石的真三轴试验结果,明确了岩石中间主应力对岩石强度的影响存在增强和抑制两种特征,当中间主应力大于临界值σ*2时,岩石强度被增强;当中间主应力小于临界值σ*2时,岩石强度被减弱。基于中间主应力的临界应力状态,引入中间主应力系数β,将一种2维Hoek–Brown强度准则改进为真三轴Hoek–Brown强度准则。采用非线性拟合方法确定了模型中的参数,通过对比8种岩石类型的真三轴试验数据,对改进后强度准则的精确性和普适性进行验证,并与其他3种真三轴强度准则做对比。结果表明:改进的真三轴强度准则的最佳参数m取值均能落在Hoek和Brown建议的取值区间,能够继承Hoek–Brown强度准则的优点。改进后的强度准则对8种岩石类型的均方根差(RMSE)均低于另外3种准则,能够准确预测岩石强度,且适用于大多数岩石类型,较好地体现了中间主应力对岩石强度的影响;Pan–Hudson准则总是在低σ2条件下高估岩石强度值,在高σ2条件下低估岩石强度值;Zhang–Zhu和Priest准则对岩石类型具有较强依赖性,描述精度较差。因此,改进的真三轴Hoek–Brown强度准则具有重要的应用推广价值。 展开更多
关键词 强度准则 Hoek–Brown强度准则 中间主应力 真三轴
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高落差、长跨径桥梁挠度检测实验研究与探讨 被引量：3
4
作者 曹建秋 高雷雨 +1 位作者 宋军 张奔牛 《科学技术与工程》 2009年第7期1974-1978,共5页
分析了桥梁挠度检测技术,特别分析了水准仪测量技术的现状,并讨论了水准仪测量方法和存在的问题。通过研究发现当水准仪应用于高落差、长跨径桥梁挠度测量时,存在测量效率低,强度大和易产生较大误差等问题。为了进一步分析影响测量效率... 分析了桥梁挠度检测技术,特别分析了水准仪测量技术的现状,并讨论了水准仪测量方法和存在的问题。通过研究发现当水准仪应用于高落差、长跨径桥梁挠度测量时,存在测量效率低,强度大和易产生较大误差等问题。为了进一步分析影响测量效率的因素和误差产生的原因,设计了精密水准仪应用在重庆安稳大桥测量桥梁挠度的实验,并将测量数据与激光投射式桥梁挠度实时监测系统的测量结果进行对比,分析了水准仪检测法在测量过程中产生测量误差的原因。最后,针对测量误差问题进行讨论并提出改进措施。 展开更多
关键词 高落差 长跨径 桥梁 挠度 水准仪 测量误差
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不同冷却时间对高温花岗岩可钻性实验研究
5
作者 陈帅 石祥超 +2 位作者 高雷雨 唐杨 李清鲮 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期356-364,共9页
为了研究高温后花岗岩的可钻性和微观损伤变化,同时也为了研究高温后不同冷却时间对可钻性的影响,对高温热处理后的花岗岩冷却不同时间(2,4,24,48 h),通过可钻性实验和铸体薄片鉴定,得到高温对花岗岩可钻性的影响规律和影响机理,同时也... 为了研究高温后花岗岩的可钻性和微观损伤变化,同时也为了研究高温后不同冷却时间对可钻性的影响,对高温热处理后的花岗岩冷却不同时间(2,4,24,48 h),通过可钻性实验和铸体薄片鉴定,得到高温对花岗岩可钻性的影响规律和影响机理,同时也得到不同冷却时间对花岗岩可钻性的影响。研究结果表明,花岗岩在热处理不超过500℃和自然冷却2 h的约束下始终保持一个较高的可钻性级值,在冷却4,24,48 h后,高温对可钻性的影响表现为3个阶段(第一次劣化阶段、强化阶段、第二次劣化阶段)。微裂纹产生的位置及数量影响着岩石抵抗破碎的难易程度,400℃热处理后花岗岩内部微裂纹开始显著增加,当石英颗粒内部产生大量微裂纹时,花岗岩的可钻性显著降低。100℃热处理后同时冷却不超过4 h会显著影响花岗岩的可钻性,200~400℃热处理后,花岗岩的可钻性级值会随着冷却时间(4~48 h)的继续增加显著增加,500℃对花岗岩产生的损伤是不可恢复的,600℃已经完全使花岗岩劣化。弄清高温和冷却时间对花岗岩可钻性的影响,可以为干热岩资源的高效开采提供基础的理论支撑。 展开更多
关键词 冷却时间 高温 花岗岩 可钻性
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