盐岩层钻井中盐岩蠕变量的研究与应用
层状盐岩高温蠕变特性研究
采用 太原 理工 大学设 计 的 由气 体 稳压 的单轴 蠕 变试验 台 ， 位移 测量 采用 千分 表 ， 温装 置 为 自行 设 加
计 、 度可 控 的加 热 仪 ， 率 为 ２ｋ ， 高温度 可 达 温 功 Ｗ 最
２０ｃ 其 温度误 差 为 ± ０ Ｃ， ２℃ 。
１ ２ 试 件 制备 ．
的放射 性 ， 同时 散发 出相 当高 的热量 ， 得周 围 岩体 使
的温度 升 高 ， 因此 核 废 料 处 置 库 的长 期 安 全 性 更 是 人 们 十 分 关 心 的 问 题 。据 资 料 显 示 ， 地 下 约 在
１ ０ ０ ｍ深处 ， 定 量 的核 废 料 的情 况下 ， ０ 一 由于核 废
总 第 １２期 ３
ｄ ｉ １ ． ９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ ２ ９ ． ０ ０ ０ ． ３ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ．０ ５— ７ ８ ２ １ ． ９ ０ ８ ｓ
层 状 盐 岩 高 温 蠕 变 特 性 研 究
周 军
（ 原 煤 炭 气 化 有 限责 任 公 司 ， 太 山西 太 原 ０ ０２ ） ３ ０ ４
摘
要： 层状盐岩的高温蠕变特性是地下处置库稳定性研 究的关键问题所在。通过对层状盐岩进 行 ７ ￣ ０Ｃ、
９ ℃ 、ｌ ℃高温蠕变特性试验 ， ０ １０ 研究 了温度及偏 应力对 蠕变 率的影 响 ， 根据 蠕变 曲线及试 验参 数 ， 回归 出 了稳态蠕变率本构方程 ， 并拟合 了试验 参数 ， 我 国核废料 硐室 处置库 的建 造及 稳定性 分析 提供理 论依 为
层 状 盐 岩 试 样 全 部 采 自湖 北 应 城 地 下 ６０～ ０ ７ ０ｍ， ０ 采用地 质 钻机套 取 岩芯 ， 经分 析 ， 品 的主要 样
中东某区块盐岩地层蠕变缩径的力学分析与应用
第 ４期
钻
采
工
艺
・２３ ・
Ｖｏ １ ． ３ ６ Ｎｏ ． ４
ＤＲ Ｉ Ｌ Ｌ Ｉ Ｎ Ｇ＆ Ｐ Ｒ Ｏ Ｄ ＵＣ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ ＮＯ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ
中 东某 区块 盐岩 地 层 蠕 变缩 径 的 力学 分 析 与应 用
马德新 ， 李嗣贵 ， 李 自立 ， 杨 鸿波 ， 宋林松
持 续很久 。为方便 现场 技 术 人 员快 速 、 及 时 解 决盐
膏 层钻井 作 业 中盐 岩 蠕 变 缩 径 的难 题 ， Ｊ ｏ ｈ ｎ Ｂ ａ ｒ ｋ ｅ ｒ 等 建立 了 适 用 于 美 国墨 西 哥 湾 盐 岩 地 层 蠕 变 与 钻井 液密 度 、 地层 温 度 的数 学解 析方 程 式 。 出于 同
钻采工艺2013年第5期要目忙忙页岩气井工厂开发关键技术王敏生等苏里格气田智能柱塞气举排水采气技术研究杨旭东等dx1井高压高产储层氮气安全钻井技术胥志雄等基于遗传算法优化超低渗透油藏水平井压裂裂缝参数费尔干纳盆地井壁稳定技术研究闫传梁等高武彬等倾斜井筒岩屑运移实验研究评述张好林等纤维加砂压裂技术在新疆油田三区的应用丁士辉等干井筒固井技术及在元坝区块钻井中的应用马庆涛等气体钻井岩屑分离系统设计与计算温杰等忙水平井管柱摩阻扭矩的计算模型范光第等rsbha动态应力有限元分析及优化何保生等
分析 ， 并绘 制 出不 同井 深 条 件 下 的 钻井 液 密 度 图版
石材料 的应 力 、 应 变 随 时 间变 化 的性 质 。事 实 上 所
有 的岩 石在 有载 荷 的情 况 下 都 要 发 生蠕 变 ， 只是 由 于岩石 性质 的不 同 ， 产 生 的蠕 变 大 小 不 同 Ｊ 。复 合 盐膏 层 的 中的盐 膏 岩 、 软泥 岩 等 岩 石对 蠕 变 非 常
盐岩蠕变特征对井筒形变量的影响规律
盐岩蠕变特征对井筒形变量的影响规律
闫炎;蔡萌;马文海;张晓川;韩礼红;刘永红
【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(39)3
【摘要】针对盐岩地层普遍出现的套损现象,借助三轴岩石力学实验对取自川东北油气田某地层段盐岩的蠕变特性进行了实验研究。
基于实验结果,构建了可描述盐岩的衰减蠕变阶段和稳态蠕变阶段特征的非定常盐岩蠕变模型,基于该盐岩蠕变模型计算深部盐岩地层蠕变过程中井筒径向位移的变化,计算结果显示井筒内压能有效地降低盐岩内壁的蠕变位移,而地层水平主应力和上覆地层压力可增大地层的偏差应力,从而增加盐岩内壁的蠕变位移。
为避免盐岩蠕变造成套管变形,在水泥中添加空心陶瓷颗粒可有效降低水泥的弹性模量,使得水泥环能充分吸收地层径向蠕变给井筒系统增加的应变能,进而降低对套管的挤压作用,减小套变风险,形成油气井工程上一种新型套管止变技术方法。
【总页数】8页(P42-49)
【作者】闫炎;蔡萌;马文海;张晓川;韩礼红;刘永红
【作者单位】中国石油集团工程材料研究院有限公司;中国石油集团大庆油田分公司采油工程研究院;中国石油大学(华东)机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TE931.2
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1.2005年度国家科技进步奖二等奖——深层盐膏岩蠕变规律及其在石油工程中的应用
2.相对湿度对盐膏岩蠕变规律影响的机理研究
3.不同应力状态下多杂质盐岩分数阶蠕变模型参数演化规律研究
4.盐岩蠕变对水泥环气密封完整性影响规律研究
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深井蠕变地层钻井液密度优化技术
深井蠕变地层钻井液密度优化技术
赵金洲
【期刊名称】《岩土力学》
【年(卷),期】2007(28)5
【摘要】深部地层盐岩钻井是钻井工程中的重大技术难题之一。
由于盐岩性能的
特殊性,当钻开井眼后盐岩蠕变,常造成井眼失稳、卡钻、固井后挤毁套管等事故,给钻井带来重大经济损失。
结合山东胜科1井钻井工程,对深部地层盐岩及软泥岩等
岩层的蠕变速率进行测试,采用三维数值模拟方法获得了盐岩及软泥岩的蠕变参数。
并通过所获得的蠕变参数,对胜利油田东营区块盐岩及软泥岩井眼不同深度、不同
钻井液密度下地层的蠕变速率进行了分析,获得了盐岩及软泥岩井眼许可钻井液密度。
研究成果可以为钻井工程钻井液密度选用提供指导意义。
【总页数】6页(P915-920)
【关键词】盐岩;软泥岩;蠕变;钻井液密度
【作者】赵金洲
【作者单位】中国石油大学(北京)
【正文语种】中文
【中图分类】TU451
【相关文献】
1.超深井蠕变地层套管强度及其影响因素研究 [J], 廖结安;王旭峰
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《煤岩浓盐水浸蚀弱化机理及蠕变特性研究》范文
《煤岩浓盐水浸蚀弱化机理及蠕变特性研究》篇一一、引言煤岩作为一种重要的矿产资源，在采矿、能源开发等领域具有广泛的应用。
然而，在煤岩开采和利用过程中，浓盐水的浸蚀作用往往导致煤岩的物理力学性质发生显著变化，进而影响其稳定性和安全性。
因此，研究煤岩在浓盐水浸蚀条件下的弱化机理及蠕变特性，对于保障采矿安全和资源高效利用具有重要意义。
二、煤岩浓盐水浸蚀弱化机理1. 浓盐水对煤岩的物理作用浓盐水浸蚀煤岩时，首先会对其表面产生物理作用。
盐分渗透到煤岩内部，与煤岩中的矿物质发生反应，导致矿物溶解、析出或结构松散。
同时，浓盐水还可能改变煤岩的孔隙结构和渗透率，进而影响其物理性能。
2. 浓盐水对煤岩的化学作用在化学作用方面，浓盐水与煤岩中的矿物质和有机物发生反应，产生溶解、水解、氧化等化学反应。
这些反应导致煤岩中的化学键断裂、矿物质分解等，使煤岩的化学性质发生变化，从而降低其力学强度和稳定性。
3. 弱化机理综合分析综合物理和化学作用的影响，浓盐水浸蚀煤岩的弱化机理主要表现在以下几个方面：一是盐分渗透导致煤岩内部结构松散；二是化学反应使煤岩中的化学键断裂；三是孔隙结构和渗透率的改变导致煤岩的物理性能下降。
这些因素共同作用，使煤岩的力学强度和稳定性降低。
三、煤岩的蠕变特性研究蠕变是煤岩在长期荷载作用下的一种重要力学行为。
在浓盐水浸蚀条件下，煤岩的蠕变特性会受到显著影响。
研究煤岩的蠕变特性，有助于了解其在长期荷载和浓盐水浸蚀条件下的变形规律和稳定性。
1. 蠕变试验方法通过室内试验，对不同浓度的盐水浸蚀条件下的煤岩进行蠕变试验。
试验过程中，记录煤岩的变形数据和应力变化情况，分析其蠕变规律。
2. 蠕变特性分析根据试验结果，分析浓盐水浸蚀对煤岩蠕变特性的影响。
主要包括蠕变速率、蠕变极限和应力松弛等方面的变化规律。
同时，结合煤岩的微观结构变化，进一步探讨其蠕变特性的内在机制。
四、结论与展望通过研究煤岩在浓盐水浸蚀条件下的弱化机理及蠕变特性，我们了解到浓盐水对煤岩的物理和化学作用以及其在长期荷载下的变形规律。
盐岩蠕变模型的建立及其在地下天然气储气库中的应用
盐岩蠕变模型的建立及其在地下天然气储气库中的应用迟明【摘要】Based on uniaxial creep test of the underground gas storage surrounding rock salt,the creep characteristics of rock salt was analyzed,and builds rock salt creep model.Through the least-square principle regression obtained each parameter of the creep model.By using the model the stability of underground natural gas storage was simulated,results indicate that the model can well reflect the creep regularity and gypsum can be used to predict the long-term stability of the rock salt natural gas storage.%本文以地下储气库盐岩单轴蠕变试验为例,对盐岩的蠕变特性进行了分析,建立了盐岩的蠕变模型;通过最小二乘法原理回归得出了盐岩蠕变模型中的各个参数。
利用该模型对地下天然气储气库进行了数值计算分析,结果表明模型可以很好的反映盐岩的蠕变规律且可用来预测盐岩天然气储气库的长期稳定性。
【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2011(000)018【总页数】3页(P16-18)【关键词】盐岩;蠕变;储气库【作者】迟明【作者单位】乌海市公安消防支队防火处【正文语种】中文【中图分类】P588.247能源作为我国经济发展的命脉,具有相当重要的战略意义。
一旦发生能源危机,将会引起社会的严重动荡,将严重破坏经济的发展。
基于盐溶和蠕变作用的含盐储层裂缝导流能力变化规律研究与应用
作用、盐溶作用和支撑剂嵌入对裂缝宽度的影响。 研究表明：盐类矿物含量越高的盐岩，其蠕
变力学行为特征越明显；温度越高、流体矿化度和黏度越小，盐溶解速率越大；裂缝缝宽主要受
支撑剂的嵌入作用、含盐储层的蠕变作用和裂缝表面盐溶作用的共同影响，支撑剂的嵌入作用
和含盐储层的蠕变作用导致缝宽减小，裂缝表面盐岩由于溶蚀作用使缝宽增加。 在工艺上采
用清水配置压裂液和高浓度、大粒径支撑剂可以显著提升裂缝的导流能力。 该研究成果在现
场试验取得了成功，为含盐储层的高效压裂指明了方向。
关键词：含盐储层；蠕变；盐溶；裂缝导流能力；支撑剂；玛湖；准噶尔盆地
中图分类号：ＴＥ１２２ １ 文献标识码：Ａ 文章编号： １００６－６５３５（２０２３）０６－０１５７－０８
通过 Ｘ 射线衍射仪分析矿物的物质组成（ 表
等 ［３］ 以纯净水作为溶剂，研究盐岩溶解速率与溶
液浓度之间的关系；梁卫国等
［４］
、姜德义等
［５］
１），将含盐储层进行分类，为研究不同类型储层的孔
研究
了溶解面积、溶解面倾角、溶液浓度、溶液温度等对
渗特性、力学性质以及导流能力变化规律奠定基础。
表 １ 全岩矿物成分分析结果
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｗｈｏｌｅ ｒｏｃｋ ｍｉｎｅｒａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ
样品
１
２
钾长石
斜长石
硅硼钠石
碳酸钠钙石
—
—
—
２２ ０
—
７８ ０
４３ ４
２１ ８
１７ ７
７３ ８
—
２６ ２
层状盐岩高温蠕变特性研究
层状盐岩高温蠕变特性研究摘要：本文旨在研究层状盐岩的高温蠕变特性。
在实验的过程中，层状盐岩的滑移活动被测量，以研究不同温度和应力下的蠕变特性。
结果表明，当温度增加时，层状盐岩的蠕变也会随之增加，这表明层状盐岩的蠕变特性受温度的影响。
此外，随着应力的增加和减少，层状盐岩的蠕变量也会有所变化。
因此，层状盐岩是一种敏感的材料，应用在高温条件下具有较大的蠕变特性。
关键词：层状盐岩；高温；蠕变；应力。
正文：层状盐岩是一种常见的构造材料，广泛用于地质勘探、地震探测和工程建设等领域。
层状盐岩的高温蠕变特性是一个重要的话题，因为它可能会影响到层状盐岩的整体性能和稳定性。
为此，本研究以层状盐岩为研究对象，进行了高温蠕变特性的实验研究。
首先，根据ASTM标准进行层状盐岩试样的制备，离心机将其分级并用细砂磨光，然后经过高温氢气体烧结后形成所需的层状盐岩试样。
在实验过程中，样品的室温滑移活动量和高温滑移活动量均进行了测量，以研究不同温度和应力下层状盐岩的蠕变特性。
经过实验研究，我们发现，当温度从室温升至200℃时，层状盐岩的滑移活动量也会随之显著增加，这表明层状盐岩具有较大的温度敏感性。
此外，层状盐岩的滑移活动量还受应力和温度双重控制，当应力增加时，滑移活动量也会增加；当应力减小时，滑移活动量也会减小。
综上所述，我们得出结论，层状盐岩是一种敏感的材料，其蠕变特性受温度和应力的双重影响。
层状盐岩的蠕变特性对于评估高温地质环境中层状盐岩的稳定性具有重要意义。
除了温度和应力之外，层状盐岩的蠕变特性还受到其他一些因素的影响，例如材料的结构、组成及其本身的温度--能量平衡。
就温度而言，层状盐岩的高温特性受到构造温度的影响，它决定了该地区层状盐岩的温度变化趋势，同时也决定了层状盐岩的高温蠕变特性。
其次，层状盐岩的蠕变特性还受到材料的自身本质的影响，例如层状盐岩的结构、晶体类型等，它们对层状盐岩的温度敏感性和蠕变特性都具有重要影响。
《煤岩浓盐水浸蚀弱化机理及蠕变特性研究》
《煤岩浓盐水浸蚀弱化机理及蠕变特性研究》篇一一、引言煤岩作为地球的重要组成部分，其物理力学性质对地质工程、采矿工程等领域具有重要影响。
然而，煤岩在受到浓盐水浸蚀时，其性质会发生显著变化，尤其是弱化现象和蠕变特性。
因此，对煤岩浓盐水浸蚀弱化机理及蠕变特性的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文旨在探讨煤岩在浓盐水浸蚀下的弱化机理，以及其蠕变特性的变化规律。
二、煤岩浓盐水浸蚀弱化机理1. 煤岩物理化学性质分析煤岩是一种具有多孔结构和低强度特性的岩石。
其物理化学性质包括孔隙度、渗透率、吸水性等。
在浓盐水的浸蚀作用下，煤岩的物理化学性质会发生变化，从而影响其强度和稳定性。
2. 浓盐水浸蚀作用浓盐水通过渗入煤岩的孔隙中，对煤岩产生化学和物理双重作用。
化学作用表现为盐分与煤岩中的矿物质发生化学反应，导致矿物溶解或变质；物理作用则表现为盐水的渗透压导致煤岩内部结构发生变化。
这些作用共同导致煤岩的强度和稳定性降低。
3. 弱化机理分析煤岩在浓盐水浸蚀下的弱化机理主要包括：盐分侵入煤岩孔隙导致内部结构破坏；化学反应使矿物成分发生改变，降低煤岩的强度；渗透压导致煤岩内部应力分布发生变化，加剧了其弱化过程。
三、煤岩蠕变特性研究1. 蠕变现象描述蠕变是材料在长期持续荷载作用下发生的缓慢而持续的变形现象。
在煤岩中，由于受到地下压力、地应力等因素的影响，蠕变现象较为常见。
在浓盐水浸蚀作用下，煤岩的蠕变特性会发生变化。
2. 蠕变特性分析煤岩的蠕变特性受多种因素影响，包括围压、温度、浸蚀时间等。
在浓盐水浸蚀下，围压增大和浸蚀时间延长会导致煤岩的蠕变速率和变形量增加。
此外，温度的变化也会影响煤岩的蠕变特性。
3. 实验研究方法为研究煤岩的蠕变特性，可采用室内实验和现场观测相结合的方法。
室内实验包括制备不同条件下的煤岩样品，进行蠕变实验并记录数据；现场观测则可通过地质勘探和地下工程监测等方法获取实际数据。
通过对比分析实验数据和实际数据，可以更准确地了解煤岩的蠕变特性。
《煤岩浓盐水浸蚀弱化机理及蠕变特性研究》范文
《煤岩浓盐水浸蚀弱化机理及蠕变特性研究》篇一一、引言煤岩作为地球资源的重要组成部分，其力学性质和稳定性对矿山的开采、地下工程的建设等具有重要影响。
然而，在特定的地质环境下，煤岩常常会受到浓盐水的浸蚀作用，导致其力学性能的弱化，甚至引发蠕变现象。
本文将重点研究煤岩在浓盐水浸蚀条件下的弱化机理及其蠕变特性。
二、煤岩的基本性质与结构特点煤岩是由有机质和无机矿物质组成的复杂多孔介质。
其中，有机质是构成煤岩的主要部分，而无机矿物质则起着支撑和胶结的作用。
由于煤岩的成分复杂、多孔且非均质，其在受外力作用时表现出明显的蠕变特性。
三、浓盐水浸蚀对煤岩的影响浓盐水浸蚀是导致煤岩弱化的重要因素之一。
浓盐水中的盐分在煤岩孔隙中渗透、扩散，与煤岩中的矿物质发生化学反应，导致矿物质溶解、流失，进而使煤岩的力学性能降低。
此外，浓盐水的浸蚀还会使煤岩的孔隙结构发生变化，进一步影响其蠕变特性。
四、煤岩浓盐水浸蚀弱化机理（一）化学反应机理浓盐水中的盐分与煤岩中的矿物质发生化学反应，导致矿物质溶解、流失。
这一过程主要涉及盐分与矿物质的离子交换、络合反应等。
（二）物理作用机理浓盐水的渗透、扩散作用使煤岩孔隙结构发生变化，导致煤岩的力学性能降低。
此外，浓盐水的腐蚀作用还会使煤岩表面产生微裂纹，进一步降低其强度。
五、煤岩的蠕变特性研究蠕变是煤岩在长期荷载作用下的一种变形特征。
在浓盐水浸蚀条件下，煤岩的蠕变特性会发生变化。
通过对不同条件下的煤岩进行蠕变试验，可以了解其蠕变过程中的变形规律、应力-应变关系等。
此外，通过建立本构模型，可以更好地描述煤岩的蠕变特性。
六、实验方法与结果分析（一）实验方法采用室内试验和现场试验相结合的方法，对不同条件下的煤岩进行浓盐水浸蚀试验和蠕变试验。
通过观察和分析试验过程中的现象和数据，了解浓盐水浸蚀对煤岩的影响及蠕变特性。
（二）结果分析根据试验结果，分析浓盐水浸蚀对煤岩力学性能的影响及弱化机理。
同时，通过对比不同条件下的蠕变试验结果，了解浓盐水浸蚀条件下煤岩的蠕变特性及其变化规律。
试论石油钻井工程当中如何有效应用深层盐岩本构关系
一
（ 轴压 为 ２ ． 兆 帕） 试 的试 样 ； １５ 测 ②在 低轴 压 是 ７ ７ 英 寸 （ １ ９ ８ ５ 米 ） 井 眼 的尺 寸 ．５ 约 ．７ 毫 ８ ， 下（ 压 为 ｌ ３ 帕） ห้องสมุดไป่ตู้ 的 试 样 。 轴 兆 ３． 测 缩小 １ ０ 毫米 ， 际缩 颈率是 ０．０ ０ ｈ～。 ９．５ 实 ０２９ ．５ 立 关 的 实 例 验 证 。 过 有 效 应 用 深 层 盐 岩 本 １ ２ 石 油钻 井工 程盐 岩蠕 变 的试 验结 果分 在泥 浆 密 度是 １ ５ 克／ 方厘 米 的条 件 下 ， 通 它的 井 眼缩颈 率是 ０ ０ ２ ２ ～， 当泥 浆密 ．０ ｌｈ 而 构 关 系 是 解 决石 油 钻 井 工 程 存在 的 问题 的 析 通 过 对 各 种 盐 岩 蠕 变 试 验 的 典 型 曲线 度 是 １ ５ 克 ／ 方 厘 米时 ， ．５ 立 实际 的井 眼缩 颈 有效途径 。 图进 行分 析 ， 通过 试 验 研 究 结 果得 知 ． 并 石 率 是０ ０ ２ ９ ～。 ． ０ ０ ｈ 由此 可 见 ， 际情 况 和计 实 本 构 方 程 十 分 复 杂 ， 中 的很 多 参 数 不 好 其 确定 ， 这需 要 构 建 一些 本 构 模 型 ， 进行 相 并
变 。 更 进 一步 地 说 明在 石油 钻井 工 程 中 ， 性 。 这 在 在 在 深 层 钻 取 一 些 盐 岩 作 为 样 品 ， 对 如果 遇 到 盐 岩时 ， 钻 开 盐岩 初期 ， 较 短 并 其 进 行 阶 梯 蠕 变 试 验 、 荷 载 蠕 变 试 验 和 的时 间（ 常就 几 个 小 时 ） 地 层 会 发 生 瞬 ３ 结 语 变 通 内 三轴 蠕 变试 验 以 及 单 轴 蠕 变试 验 ， 过 试 时 蠕 变 ， 开始 地 层 的 蠕 变速 率 很 快 ， 通 刚 而后 通 过 对 石 油 钻 井 工 程 的 澡 层 盐 岩 本构 因 验 研 究 提 出 一 种 和 深 层 盐 岩 蠕 变 相 适 应 的 开 始 逐 渐 减 低 直 到 进 入 稳 态 蠕 变 。 为 地 关 系进 行 试 验 研 究 与理 论 分 析 以 及 实 际工
层状盐穴储库中三种典型岩石蠕变特征
层状盐穴储库中三种典型岩石蠕变特征张强星; 刘建锋; 廖益林; 吴池【期刊名称】《《科学技术与工程》》【年(卷),期】2019(019)028【总页数】7页(P297-303)【关键词】盐岩; 杂质成分; 蠕变; 长期强度【作者】张强星; 刘建锋; 廖益林; 吴池【作者单位】四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065; 中国市政工程中南设计研究总院有限公司武汉430010【正文语种】中文【中图分类】TU45盐岩因其具有低渗透性、低孔隙度、良好的损伤自恢复以及蠕变大变形等特性,被众多国家视为石油和天然气等能源地下储备建设的理想介质,因此,研究长期荷载下盐岩的蠕变特性对于盐岩储库的建设与长期运营具有重要意义[1]。
文献[2—4]通过大量的单一加载蠕变实验和分级加载蠕变实验,对纯盐岩在初始和稳态蠕变两个阶段的特性进行了分析研究,而杂质盐岩受杂质成分、含量以及内部结构等影响,其物理力学性质比较复杂。
Francis等[5]研究了杂质对帕洛杜罗盆地的盐岩蠕变特性的影响,发现杂质成分主要是泥岩和硬石膏,通过实验发现:硬石膏含量的上升显著降低盐岩稳态蠕变率及对应的轴向应变,而盐和泥岩的含量与蠕变特性并无显著关联；Bruno[6]对美国部分盆地层状盐岩力学特性进行了分析,发现杂质主要为硬石膏、泥岩、白云岩及石灰岩,通过大量的实验研究发现,二叠纪盆地杂质盐岩的弹性模量变化范围在2.2 GPa(泥岩)至59 GPa(硬石膏),单轴压缩强度变化范围为11.2 MPa(泥岩)至148.1 MPa(硬石膏)变化不等。
中国盐穴储库典型岩石以高盐分泥岩、石膏、钙芒硝等盐类夹层为主,岩性的不同造成岩层的强度、变形等物理力学特性存在差异,这些因素会造成储库盐岩层间的变形不协调从而影响其密闭性和安全性。
陈峰等[7]针对中国盐丘夹层多、盐层薄的特点,关注了夹层对盐岩蠕变特性的影响,对比含夹层盐岩及纯盐岩,发现前者的稳态蠕变率对于偏应力的变化更加敏感；郤保平等[8，9]对湖北应城盐岩进行了蠕变试验,指出了层状盐岩的蠕变率与其组分、结构密切相关,盐岩组分、结构不同,其蠕变应变和应变率均不同,并对高盐分泥岩夹层盐岩进行了蠕变参数拟合；周志威等[10]研究层状盐穴储气库中不同岩性之间变形不协调的问题,发现盐岩的塑性变形能力、流变特性明显强于含盐泥岩,因加载应力产生的瞬时应变量均呈先减小后增大的趋势；吴池等[11]对不同杂质含量盐岩进行室内三轴蠕变试验发现高杂质盐岩体积应变低于低杂质盐岩,并基于室内试验结果提出合杂质的盐岩分数阶非定常蠕变模型；梁卫国等[12]考虑了盐岩矿物成分、荷载水平对蠕变性能的影响,得出氯化钠盐岩与钙芒硝盐岩相比较,前者的蠕变速率高于后者两个数量级,且两者的蠕变速率均受单轴应力水平的影响；李萍等[13]指出,对比膏盐岩、纯盐岩的稳态蠕变率明显较高,其中的内因便是二者固有矿物成分的差异性。
《2024年煤岩浓盐水浸蚀弱化机理及蠕变特性研究》范文
《煤岩浓盐水浸蚀弱化机理及蠕变特性研究》篇一一、引言煤岩作为地下矿产资源的重要组成部分，其物理力学性质对于矿山开采、地下工程建设以及地质灾害预防等方面具有极其重要的意义。
然而，煤岩长期受到地下水和矿井水等水环境的影响，尤其是浓盐水的浸蚀作用，会对其产生明显的弱化效应，进而影响其稳定性和安全性。
因此，研究煤岩在浓盐水浸蚀条件下的弱化机理及蠕变特性，对于保障地下工程安全和预防地质灾害具有重要意义。
二、煤岩浓盐水浸蚀弱化机理1. 浓盐水对煤岩的物理作用浓盐水对煤岩的浸蚀作用主要体现在其物理作用上。
盐分在煤岩表面及内部孔隙中的积累和结晶，会改变煤岩的孔隙结构和渗透性，从而降低其强度和稳定性。
此外，浓盐水的毛细管作用还会导致煤岩产生明显的膨胀变形，进一步弱化其物理力学性质。
2. 浓盐水对煤岩的化学作用在化学作用下，浓盐水中的盐分能够与煤岩中的某些矿物质发生反应，导致其成分发生改变。
如硫酸盐和氯化物等能与煤岩中的矿物反应生成易溶的盐类，进一步引起煤岩的矿物组成和结构发生变化，从而导致其力学性质的弱化。
三、煤岩蠕变特性研究蠕变是材料在长期荷载作用下的一种时间依赖性变形行为。
对于煤岩而言，其在浓盐水浸蚀条件下的蠕变特性主要表现为：在持续的荷载和浸蚀作用下，煤岩的变形量随时间逐渐增大，且变形速率逐渐增加。
这种蠕变行为对地下工程的稳定性和安全性产生严重影响。
为了研究煤岩的蠕变特性，可以采用室内试验和数值模拟等方法。
室内试验可以通过加载和浸蚀条件模拟实际工程环境，观察煤岩的蠕变行为；数值模拟则可以通过建立合理的本构模型和边界条件，对煤岩的蠕变行为进行预测和分析。
通过这些方法，可以更深入地了解煤岩在浓盐水浸蚀条件下的蠕变特性及其影响因素。
四、影响因素及防护措施1. 影响因素煤岩的弱化及蠕变特性受多种因素影响，包括浓盐水的成分、浓度、浸蚀时间、温度、压力以及煤岩的矿物组成、结构等。
这些因素都会对煤岩的物理力学性质产生影响，进而影响其稳定性和安全性。
采用控制容积法数值模拟盐岩蠕变
第23卷 第14期岩石力学与工程学报 23(14)：2377～23802004年7月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July ，20042003年12月24日收到初稿，2004年2月11日收到修改稿。
作者 杨凤香 简介：女，32岁，现为中国地质大学(北京)地质专业工程硕士研究生、工程师，主要从事地应力方面的研究工作。
采用控制容积法数值模拟盐岩蠕变杨凤香 宋胜利 吴田忠 李俊海 邹峰梅(中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院 濮阳 457001)摘要 中原油田盐岩层厚度为50～200 m ，盐岩层在蠕动、变形过程中，对套管产生非均匀外挤力，造成盐岩层套管损坏。
采用控制容积法，通过三维模型模拟实际盐岩地层情况，得出了纵向油藏剖面盐岩层的蠕变速度、位移量、应力场及套管所承受的横向推挤力分布规律。
此项研究成果可用于钻遇盐岩层时的钻井参数调整、套管柱的工程设计、套损井防治。
关键词 石油工程，盐岩，蠕变，控制容积法，数值模拟，套管损坏分类号 TE 21，TD 313+.1 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)14-2377-04SIMULATION ON CREEP OF SALT FORMATIONSBY VOLUME-CONTROL METHODYang Fengxiang ，Song Shengli ，Wu Tianzhong ，Li Junhai ，Zou Fengmei(Petroleum Engineering Institute of Zhongyuan Oilfield Company ，SINOPEC ， Puyang 457001 China )Abstract The depth of salt formations in Zhongyuan Oilfield is 50～200 m. The salt formations will generate a non-uniform external squeeze stress during their creep deformation and the casing pipes may be damaged. V olume-control method is employed in the 3D numerical simulation of actual formation condition. Creep velocity ，displacement and the distribution of horizontal squeeze stress on the casing pipe are obtained. The results are useful for adjustment of drilling parameters ，design of casing string and prevention of casing damage. Key words petroleum engineering ，salt formation ，creep ，volume-control method ，numerical simulation ，casing damage1 前 言在地应力作用下，盐岩层处于重力不稳定状态，上覆岩层和围岩作用在盐岩层上的压力差使盐岩层产生向上的浮力，从而导致盐岩层发生蠕变[1]。
岩盐蠕变的试验研究
岩盐蠕变的试验研究张天才;万玲【摘要】对岩盐进行了单轴和三轴蠕变试验研究,试验中考虑轴压和围压对蠕变的影响.试验结果表明,随着围压的增大,盐岩的抗压强度增大;岩盐蠕变存在一定的应力阈值,低于此阈值不会发生明显蠕变现象;当围压一定时,轴压越大,岩盐完成蠕变三个阶段需要的时间越短,稳定蠕变率越大,达到破坏时变形越大;通过记录岩盐破坏过程的声发射现象,发现在应力峰值阶段声发射现象最强烈,声发射现象反映了岩盐的微观裂纹破坏.【期刊名称】《采矿技术》【年(卷),期】2015(015)005【总页数】4页(P41-44)【关键词】蠕变;声发射;岩盐【作者】张天才;万玲【作者单位】重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400044;重庆大学资源及环境科学学院,重庆400044;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400044;重庆大学航空航天学院,重庆400044【正文语种】中文工程实践中,矿井巷道的变形、边坡失稳、地面沉降等流变现象给岩土工程造成了不利影响[1-2]。
为了确保岩土工程的长期安全,避免造成经济损失,许多专家和学者对岩土流变进行了研究,万玲对泥岩蠕变性质进行了研究并构建本构模型对蠕变过程进行模拟[3]；陈宗基对宜昌砂岩进行大量蠕变试验,分析“封闭”应力对蠕变过程的影响以及流变过程中的扩容现象[4]；徐平对长江三峡的花岗岩进行蠕变性质研究,为三峡工程提供理论依据[5]；邓荣贵突破传统牛顿流体介质概念,提出新的岩石流变模型,可以分析各类岩石流变特征[6]；尹光志对重庆松藻煤矿含瓦斯煤岩进行三轴蠕变试验,发现该类岩石有典型的蠕变规律,并通过西原正夫模型构造了新的三维应力状态下的蠕变方程[7]。
岩盐具有良好的隔水性和密封性,易溶于水,力学性质稳定,损伤自我恢复能力强,更加适应地下压力变化,研究岩盐流变性质对硐室储库的长期安全稳定有重要意义[8-10]。
虽然已有学者做过岩盐力学性质的研究,但由于岩石的力学性质往往因地制宜,离散型较大,且关于岩盐加速蠕变阶段的研究尚有缺陷,本文针对喜马拉雅山区岩盐,进行了系统试验研究,分析不同应力条件下岩盐的压缩和蠕变性质,并监测了岩盐破坏过程中的声发射现象,以探寻岩盐破坏过程的微观能量解释。
低频循环荷载作用下盐岩蠕变特性及本构模型研究
低频循环荷载作用下盐岩蠕变特性及本构模型研究低频循环荷载作用下盐岩蠕变特性及本构模型研究引言：盐岩是一种特殊的地质材料，其在地质沉积过程中形成了特殊的结构和力学特性。
低频循环荷载是盐岩工程中常见的荷载形式，可能会对盐岩产生显著的蠕变效应。
了解盐岩在低频循环荷载下的蠕变特性及建立合适的本构模型对盐岩工程的设计和安全评估具有重要意义。
1. 盐岩的特殊力学特性1.1 结晶结构与微观形态盐岩的主要组成是氯化钠（NaCl），具有特殊的立方结晶结构。
在地质沉积过程中，盐岩形成了一种层状的结构，表现出层状剥离的特点。
这种特殊的结构和微观形态决定了盐岩的特殊力学性能。
1.2 弹性模量与强度特性盐岩的弹性模量较低，通常在10-30 GPa之间。
其抗压强度在10-30 MPa之间，并且随着压力的增大而变小。
盐岩的剪切强度较弱，通常在0.1-2 MPa之间。
这些特性决定了盐岩对外部荷载的敏感性。
2. 低频循环荷载作用下盐岩蠕变特性2.1 蠕变现象低频循环荷载作用下，盐岩会展现出显著的蠕变现象。
蠕变是指塑性材料在恒定应力下随时间变形的现象。
低频循环荷载会导致盐岩发生应力松弛和变形增长，其时间与应力幅值和频率有关。
2.2 蠕变速率与应力水平低频循环荷载下盐岩的蠕变速率与应力水平相关。
在相同的应力水平下，蠕变速率随应力幅值的增加而增大。
在相同的应力幅值下，蠕变速率随应力频率的增加而增大。
这表明盐岩的蠕变行为对振动频率和幅值非常敏感。
3. 盐岩蠕变的本构模型研究3.1 经验模型已有的研究工作中提出了一些经验模型来描述盐岩的蠕变行为。
其中比较经典的是Nilson模型和Burgers模型。
这些模型是基于实验数据建立的，能够较好地描述盐岩在低频循环荷载下的蠕变规律。
然而，这些经验模型缺乏理论基础和启示，其适用性有限。
3.2 物理模型近年来，随着实验技术和数值模拟方法的发展，研究人员开始关注建立基于物理本质的盐岩蠕变模型。
例如，一些学者通过分子动力学模拟研究了盐岩的蠕变特性。
盐岩蠕变模型的建立及其在地下天然气储气库中的应用
Ｂ ｒｅ ｕｇｒ ｓ蠕变模型 由Ｍａｗ ｌ模型与 Ｋ ｌ ｎ ｘｅ ｌ ｅ ｉ 模 ｖ
型 串联起来 得到 的 四元件模 型 ， 图 （） 如 ２ 所示 。
１ 蠕变 试验 现 场 选 取 盐 岩试 块 后 ， 实 验 室 加 工 为 ￣５ × 经 ０
１０ ０ｍｍ 的标准圆柱形试件进行盐岩单轴蠕变试验 。
２ １ Ｂ ｒ ｅｓ蠕 变 模 型 ． ｕｇ ｒ
原 理 回归 得 到 了该 模 型 的 参 数 。结 合 该 模 型 应 用 Ｆ ＡＣ 有 限差 分 法程 序对 某地下 盐 岩储气 库在 ５ Ｌ 年 内的变 形 与 稳定 性 进 行 了分 析 ， 旨在 对该 储 气库 的
长期 稳 定性预 测 提供 参考 依据 。
１ ６
内 蒙 古石 油 化 工
型的建立及其在地下天然气储气库中的应用
迟 明
（ 海市公安消防支队防火处） 乌
摘 要 ： 文 以地 下储 气库 盐 岩单轴 蠕 变试验 为例 ， 本 对盐 岩 的蠕 变 特性 进 行 了分 析 ， 立 了盐 岩 的 建 蠕 变模 型 ； 通过 最 小二 乘法 原理 回 归得 出 了盐岩 蠕 变模型 中的各 个参 数 。 用该模 型对 地下 天然 气储 气 利
０４ ．５ ０４ ． ０３ ．５
０３ ． 。 ２ ． ５
０２ ．
吨， 预计２ ２ 年为２ ００ 亿吨。 目前 ， 诸如石油、 天然气等
能源 的储 存方 式 主要有 三种 ， 陆上储 罐 、 即 海上 储罐
和地下储备。而研究表明陆上和海上能源储罐极有 可能成为恐怖袭击的目标 。能源地下储存一般放置 在盐岩、 非渗透性岩层以及多孔隙岩层中。
可 以得 出 ： 在单 轴 压缩 作 用 的 初期 试 件 产 生 了瞬 时
超深地层盐岩蠕变试验及储气库长期稳定性研究
超深地层盐岩蠕变试验及储气库长期稳定性研究
于长富;宋鹤;上官拴通;高亮;牛耀辉;李志强;李江雄;康思佳;姚伟杰
【期刊名称】《盐科学与化工》
【年(卷),期】2024(53)6
【摘要】为了研究宁晋超深地层盐岩的蠕变特性和长期稳定性,采用岩石伺服三轴流变试验机对盐岩进行三轴蠕变试验分析,分析围压、偏应力、时间对蠕变的影响;通过FLAC3D软件对不同循环内压下运行30 a后腔周塑性区范围、腔周位移进行长期稳定性分析。
通过三轴蠕变试验表明:围压的变化能够使蠕变三阶段重新发生;随着偏应力的增大,稳态蠕变率增加;偏应力对蠕变的影响要大于围压对蠕变的影响;宁晋超深储气库石盐矿层蠕变参数为:A=1.55×10-10,n=3.961。
长期稳定性模拟研究表明:塑性区位置、最大腔周位移都出现在腔体中部位置;随着流变时间的增加,塑性区范围、腔周位移都逐渐变大;内压越高,塑性区范围、腔周位移越小,运行过程中要避免低压长期运行。
【总页数】6页(P1-5)
【作者】于长富;宋鹤;上官拴通;高亮;牛耀辉;李志强;李江雄;康思佳;姚伟杰
【作者单位】河北燃气有限公司;河北省煤田地质局第二地质队(河北省干热岩研究中心)
【正文语种】中文
【中图分类】TE972
【相关文献】
1.盐岩地层套管蠕变荷载试验及其数值分析
2.交变气压风险条件下层状盐岩地下储气库注采气大型三维地质力学试验研究
3.盐岩高温三轴蠕变损伤破裂机制试验研究
4.层状盐穴储库中盐岩和泥岩蠕变特性试验研究
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盐岩层钻井中盐岩蠕变量的研究与应用近几年来，钻井工程建设对我国的经济发展起着越来越重要的作用，然而，在能源勘探方面，研究人员遇到了一个难题盐岩的蠕变特性。
盐岩蠕变性质很复杂，可以说是极不可预测的，使得它们在垂直方向上的运动非常快，可以影响钻井过程中钻具和套管的安全和正常使用。
因此，对盐岩钻井中蠕变变量的研究和应用，科学家也在探索着钻井中盐岩蠕变变量的研究与应用，以更好地支持钻井工程建设过程中的安全运行。
首先，为了研究盐岩蠕变变量及其特性，我们需要对多种不同的盐岩进行测试和评估，考察其蠕变特征。
研究者经常会分析不同岩石层的盐岩蠕变特征，以更好地研究其蠕变特性，如蠕变温度、蠕变强度及蠕变系数的变化等。
其次，为了更好地研究盐岩蠕变变量，研究者采用了各种各样的实验和测试技术，如X射线衍射技术、差示扫描量热法等，以确定盐岩层的密度、粒度分布等影响其蠕变特性的变量。
此外，研究者还可以采用盐岩蠕变变量的有效技术，以预测盐岩钻井的运行状态，避免出现危险情况，如地震作用、岩石层破裂或改变等。
地质局经常采用模拟计算机建模技术，来预测盐岩钻井运行中钻具和管道的受力变化。
此外，基于盐岩蠕变变量的分析和研究，研究者也开发出了灵活机动的特殊钻具和管道，来支持盐岩钻井工程的安全运行。
在盐岩蠕变变量的研究和应用方面，科学家们还在开展着系统
的研究和开发，以更快的节奏改善盐岩钻井的运行安全性。
举例来说，研究者也正在开发出基于盐岩蠕变变量的钻井控制和计算机程序，以提高盐岩钻井运行的质量和效率。
此外，研究者也在研究应用不同泥岩层中的松软土质材料，以实现更快速的盐岩钻井运行。
总的来说，研究盐岩钻井中蠕变变量的研究及其应用，对于更好地支撑钻井工程的安全运行是非常重要的，这也是研究者们正在开展的系统的工作内容。
今后，研究人员还将更深入地研究钻井中盐岩蠕变变量的研究和应用，以及它们与环境因素（如温度、压力等）之间的关系，为我们建立一个安全可靠的盐岩钻井环境，为我们的能源勘探和生活所用。