超临界二氧化碳对饱和砂岩断裂韧性的影响

作     者：许胜凡 

作者单位：中国石油大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：侯冰;杨恒林

授予年度：2018年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：超临界二氧化碳 断裂韧性 声发射 成分分析 微观结构 

摘      要：本文主要研究超临界二氧化碳对砂岩断裂韧性的影响。对砂岩进行超临界二氧化碳饱和,通过使用半圆盘三点弯试验方法测定砂岩的I型断裂韧性并通过声发射技术、成分分析以及电镜扫描,研究不同温度、压力条件下砂岩的I型断裂韧性,分析超临界二氧化碳对砂岩I型断裂韧性的影响机理。得到以下结论:(1)经过处理的砂岩I型断裂韧性低于未处理砂岩的断裂韧性,经过处理的砂岩I型断裂韧性随着温度、压力的提高而降低。(2)基于试验过程中的声发射信号,分析断裂过程中砂岩释放的能量。经过处理的砂岩在断裂过程中释放的能量低于未处理砂岩所释放的能量,超临界二氧化碳导致砂岩裂纹尖端扩展阻力降低。(3)对比处理前后砂岩成分组成,砂岩中含有的长石类矿物与二氧化碳发生明显化学反应,岩石成分的变化最终导致微观结构的变化。(4)对比处理前后砂岩微观结构,经过处理的样品的裂缝发育程度高于未处理的样品,原生孔隙、裂隙受到溶蚀,从而使砂岩样品表面微观结构发生改变,形成新的孔隙结构。