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高温高压下花岗岩水力/超临界二氧化碳压裂特征与机理研究

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高温高压下花岗岩水力/超临界二氧化碳压裂特征与机理研究

作者：胡永鹏中南大学

学位级别：硕士

干热岩是一种非常具有开发前景的清洁能源。目前干热岩中的热量主要通过增强型地热系统(EGS)来提取,现有的EGS项目均使用水作为储层改造的压裂液。与水相比,超临界二氧化碳(Sc CO)具有独特的物理性质,用于干热岩储层压裂具有减小泵功率... 详细信息

干热岩是一种非常具有开发前景的清洁能源。目前干热岩中的热量主要通过增强型地热系统(EGS)来提取,现有的EGS项目均使用水作为储层改造的压裂液。与水相比,超临界二氧化碳(Sc CO)具有独特的物理性质,用于干热岩储层压裂具有减小泵功率、提高热力学效率等优势。目前在干热岩中Sc CO压裂研究不足,Sc CO压裂机理尚不明确。因此,开展水力/Sc CO压裂特征与机理研究具有重要意义。本文开展了不同温度、围压下花岗岩水力/Sc CO压裂试验,分析了压裂液、温度和围压对花岗岩压裂的影响,还采用颗粒流法模拟了应力、天然裂缝对裂缝扩展的影响,取得的主要研究成果如下:(1)水力压裂用时短,破裂压力高,注入压力曲线可分为三个阶段,包括充填阶段、急剧增压阶段、降压阶段;Sc CO压裂用时长,破裂压力低,注入压力曲线可分为四个阶段,包括增压阶段、平缓阶段、快速增压阶段、降压阶段。(2)水力压裂在花岗岩中形成的裂缝多,裂缝形态更加平直,裂缝扩展时多穿过矿物颗粒;Sc CO压裂在花岗岩中形成的裂缝少,裂缝形态更加曲折,裂缝多沿矿物颗粒边缘扩展,且局部存在分支。(3)随温度上升,水力压裂的破裂压力不断降低,在150℃内降幅较大,150℃后降幅较小;Sc CO压裂的破裂压力也不断降低,但降幅基本保持不变。随围压上升,水力/Sc CO压裂的破裂压力均近似线性增加。(4)裂缝扩展方向与最大主应力方向平行,天然裂缝影响裂缝扩展形态,但不改变裂缝整体扩展方向。天然裂缝与最大主应力方向夹角越大,与注入孔距离越近,裂缝数量越多,则裂缝扩展受到影响越大,形成的裂缝网络越复杂。图66幅,表5个,参考文献97篇

关键词：干热岩超临界二氧化碳增强型地热系统水力压裂花

不同冷却方式下高温花岗岩细观损伤量化和机理分析

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煤田地质与勘探 2022年第2期50卷 106-114页

作者：张森舒彪梁铭路伟胡永鹏薛卉中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083

冷冲击是一种导致高温岩石破裂从而有效提高地热储层渗透性的方法。为了对不同加热温度下冷冲击后造成的花岗岩损伤程度进行定量分析,探究冷冲击作用下的损伤机理,利用岩石薄片观察和SEM扫描技术对自然冷却和遇水冷却下的高温花岗岩样... 详细信息

冷冲击是一种导致高温岩石破裂从而有效提高地热储层渗透性的方法。为了对不同加热温度下冷冲击后造成的花岗岩损伤程度进行定量分析,探究冷冲击作用下的损伤机理,利用岩石薄片观察和SEM扫描技术对自然冷却和遇水冷却下的高温花岗岩样损伤进行分析。结果表明,当加热温度从200℃提高到800℃时,岩样中心处的薄片A在自然冷却和遇水冷却下的裂隙密度分别增加了17.6%~144.7%和27.6%~163.7%,距圆心12.5 mm的薄片B在自然冷却和遇水冷却下的裂隙密度分别增加了40.1%~202.8%和61.3%~222.7%。随着加热温度的升高,花岗岩损伤程度变大;遇水冷却比自然冷却对花岗岩的损伤程度更大;而由于热梯度的存在,离试样表面越近所受的损伤程度越大。花岗岩试样热损伤是矿物颗粒膨胀和收缩、冷冲击以及热物理化学变化等机制混合作用的结果。研究结果不仅为理解冷冲击对高温花岗岩损伤的影响提供实验参考,且对指导热刺激法在储层改造中的应用至关重要。

关键词：冷冲击自然冷却遇水冷却裂隙密度损伤程度热梯度

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山东省沂水县议军会开到官兵心坎上

雷锋 2023年第18期 80-81页

作者：胡永鹏(文/图) 不详

“军人子女教育、军人家属工作调动是国防和军队建设‘后代’‘后院’的大事,做好这方面工作,也是解决军人家庭‘急难愁盼’的实事,高兰花同志工作岗位调动,请县教体局牵头负责,按照规定办理,妥善解决。”县委书记、人武部党委第一书记... 详细信息

“军人子女教育、军人家属工作调动是国防和军队建设‘后代’‘后院’的大事,做好这方面工作,也是解决军人家庭‘急难愁盼’的实事,高兰花同志工作岗位调动,请县教体局牵头负责,按照规定办理,妥善解决。”县委书记、人武部党委第一书记陈士贤对列席这次会议的教体局长说。

关键词：军人家庭县委书记军人子女家属工作调动第一书记国防和军队建设列席

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西北汉简释文校补

湖州师范学院学报 2022年第1期44卷 102-106页

作者：胡永鹏廊坊师范学院文学院河北廊坊065000

西北汉简为汉史研究提供了重要而丰富的信息。但简牍残断、简文漫漶等使得部分文字不易释读或释读不准确。根据红外线图版、文例等,可对部分简牍释文进行补释和校订。篆书习字简EPT59:369内容应与《苍颉篇》有关;73EJT23:898中"许""遣"... 详细信息

西北汉简为汉史研究提供了重要而丰富的信息。但简牍残断、简文漫漶等使得部分文字不易释读或释读不准确。根据红外线图版、文例等,可对部分简牍释文进行补释和校订。篆书习字简EPT59:369内容应与《苍颉篇》有关;73EJT23:898中"许""遣"等七字可以补释,其年代可考定为居摄二年;73EJF3:220所载为"觻得长",反映了西汉时期"令""长"职官制度的变化,木简年代或在甘露年间之后;72ECC:43中所谓的"戊寅"当释"十七日",其年代可能为永元十六年。

关键词：西北汉简释文校补断代

高温高压下超临界二氧化碳作用对花岗岩力学性质影响的试验研究

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岩土力学 2022年第2期43卷 377-384页

作者：薛卉舒彪陈君洁路伟胡永鹏王益民曾凡黄若宸中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点试验室湖南长沙410083 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083

为了研究二氧化碳基增强型地热系统核心及邻近区域中超临界二氧化碳(ScCO_(2))作用对岩石力学性能的影响,设计了纯ScCO_(2)与干燥花岗岩作用,ScCO_(2)、水蒸气与干燥花岗岩作用,ScCO_(2)与在水中浸泡了24 h后的花岗岩作用3种试验条件,... 详细信息

为了研究二氧化碳基增强型地热系统核心及邻近区域中超临界二氧化碳(ScCO_(2))作用对岩石力学性能的影响,设计了纯ScCO_(2)与干燥花岗岩作用,ScCO_(2)、水蒸气与干燥花岗岩作用,ScCO_(2)与在水中浸泡了24 h后的花岗岩作用3种试验条件,每种试验条件下均开展了210、240、270℃温度下的试验。对ScCO_(2)作用后的岩样以及一个未经处理的对比样先后开展纵波波速测试以及单轴压缩试验,获得了岩石的纵波波速、单轴抗压强度以及弹性模量。纵波波速试验结果表明,在上述3种试验条件下,花岗岩样的波速会都会发生一定程度的降低。单轴压缩试验结果表明,ScCO_(2)作用后的岩石单轴抗压强度及弹性模量都几乎没有受到影响,但是从破坏模式看,未经处理的岩石以张拉破坏为主,处理后的岩石以剪切破坏为主,并且随着温度的升高剪切破坏越明显。试验结果说明,在不存在水或者仅有微量水存在的情况下,ScCO_(2)的作用对岩石产生轻微损伤,岩样的刚性减弱、塑性增强,导致其纵波波速有少量的下降,但对力学强度的影响可以忽略。由此可见,在CO_(2)-EGS系统的核心及其邻近区域,CO_(2)的作用不会对花岗岩的力学性能产生显著影响。

关键词： CO_(2)增强型地热系统(EGS) 花岗岩高温高压力学性质

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水平定向钻在地质勘察中的应用

科技创新与应用 2022年第19期12卷 183-187页

作者：胡永鹏张森路伟中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室湖南长沙410083

在面对复杂工程时,传统垂直钻探地质勘察方法常表现出很多不足。针对传统方法存在的问题,提出将水平定向钻技术用于地质勘察中。与垂直钻探相比,水平定向钻探技术具有勘察精度高、适应能力强、环境友好以及作业条件良好等优势,有较高的... 详细信息

在面对复杂工程时,传统垂直钻探地质勘察方法常表现出很多不足。针对传统方法存在的问题,提出将水平定向钻技术用于地质勘察中。与垂直钻探相比,水平定向钻探技术具有勘察精度高、适应能力强、环境友好以及作业条件良好等优势,有较高的发展潜力。通过对定向钻进、水平取芯等技术的分析,认为水平定向钻探技术有坚实的发展基础,能够广泛应用到地质勘察中。通过对水平定向钻探应用的分析可知,目前水平定向钻探在地质勘察中的应用范围较小,但基于其技术优势以及工程建设发展需要,该技术具有良好的发展前景。

关键词：水平定向钻地质勘察水平取芯钻探

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做好新时代民兵改革工作的几点思考

雷锋 2023年第21期 22-23页

作者：胡永鹏张帅帅沂水县人武部政工科沂水县人武部军事科

近年来,民兵工作受到军地各级高度重视,全面建设取得长足进步。但也不可否认的是,随着民兵工作的深入推进,很多深层次矛盾逐渐显现,制约着民兵工作向更高层次发展。

关键词：深层次矛盾民兵改革深入推进几点思考