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页岩平行/垂直层理剪切裂缝导流特性对比研究

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岩石力学与工程学报 2024年第2期43卷 298-307页

作者：卢义玉赵贵林汤积仁贾云中陈罗成其刘彦麟重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室重庆400044 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044

在页岩气开采过程中,储层中的剪切裂缝作为重要的渗流通道,受页岩层理方向的影响,表现出不同的导流特性。为揭示层理对页岩剪切裂缝导流特性的具体影响,选取中国重庆涪陵地区龙马溪组页岩,制作平行层理与垂直层理2个方向的剪切裂缝,采... 详细信息

在页岩气开采过程中,储层中的剪切裂缝作为重要的渗流通道,受页岩层理方向的影响,表现出不同的导流特性。为揭示层理对页岩剪切裂缝导流特性的具体影响,选取中国重庆涪陵地区龙马溪组页岩,制作平行层理与垂直层理2个方向的剪切裂缝,采用三维形貌扫描仪对裂缝表面进行表征,分析裂缝初始形貌与机械开度,采用煤岩三轴流变实验系统开展不同有效应力下的气体导流实验,分析裂缝导流特性。研究结果表明:垂直剪切裂缝表面具有较大的粗糙度、较大的开度分布标准差、较多的小开度裂缝(<200μm)等特征;在有效应力较低时(<8 MPa),垂直剪切裂缝的等效水力开度(17~100μm)高于平行剪切裂缝(22~66μm),此时垂直剪切的导流能力更强,随着有效应力的增加,平行剪切裂缝具有更强的导流能力;相较于平行剪切裂缝的临界雷诺数(4.2~8.5),垂直剪切裂缝的临界雷诺数(3.1~15.6)整体较大,在相同条件下更不易发生非线性流动,对裂缝的气体流态分析也表明垂直剪切裂缝中同时存在层流、过渡流和紊流,而平行剪切裂缝中只存在过渡流和紊流。

关键词：岩石力学页岩层理剪切裂缝裂缝开度导流能力气体流态

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超临界二氧化碳射流冲蚀页岩试验研究

岩石力学与工程学报 2015年第4期34卷 787-794页

作者：黄飞卢义玉汤积仁敖翔贾云中重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044

超临界二氧化碳射流破碎页岩是一种极具前景的页岩气钻采方法。选取渝东南露头龙马溪组页岩,基于超临界二氧化碳射流破岩试验平台,开展不同冲击压力的超临界二氧化碳射流冲蚀页岩试验;采用CT、SEM/EDX、XRD、XRF等技术研究冲蚀前后页岩... 详细信息

超临界二氧化碳射流破碎页岩是一种极具前景的页岩气钻采方法。选取渝东南露头龙马溪组页岩,基于超临界二氧化碳射流破岩试验平台,开展不同冲击压力的超临界二氧化碳射流冲蚀页岩试验;采用CT、SEM/EDX、XRD、XRF等技术研究冲蚀前后页岩试样的变化规律。研究表明:(1)所选页岩具有低孔、高黏土含量和层理平行发育等特性;(2)超临界二氧化碳射流冲蚀后,页岩端面呈网格化破碎,整体呈大体积层状破碎;(3)超临界二氧化碳对页岩矿物具有腐蚀作用,导致页岩微观结构发生改变,降低了页岩的物理力学特性,有助于射流破岩。

关键词：岩石力学超临界二氧化碳射流页岩电镜扫描应力波腐蚀

变速率剪切滑移过程中页岩裂缝稳定性-渗透率演化规律

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煤炭学报 2021年第9期46卷 2923-2932页

作者：贾云中陆朝晖汤积仁李大华贺培重庆地质矿产研究院自然资源部页岩气资源勘查重点实验室重庆401120 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

页岩气资源开采的过程中,水力压裂技术常作为增产的基本手段。但是,大量流体注入地层后可能影响储层岩石的整体性、稳定性和渗透特性。同时,裂缝的渗透率是决定储层产量的关键条件。因此,选取了中国川东南龙马溪组页岩、美国Green Rive... 详细信息

页岩气资源开采的过程中,水力压裂技术常作为增产的基本手段。但是,大量流体注入地层后可能影响储层岩石的整体性、稳定性和渗透特性。同时,裂缝的渗透率是决定储层产量的关键条件。因此,选取了中国川东南龙马溪组页岩、美国Green River页岩和Marcellus页岩,通过进行变滑移速率的页岩裂缝剪切滑移实验,同时测量了页岩裂缝滑移过程中的摩擦因数和渗透率变化,基于速率状态定律评估了3种页岩裂缝的剪切滑移稳定性,分析研究了岩裂缝稳定性-渗透率演化规律。在实验结果观察的基础上,通过建立页岩裂缝滑移过程中的微观物理模型,讨论了页岩矿物组分对剪切裂缝剪切强度、稳定性和渗透率演化的微观控制机制。研究结果表明:页岩裂缝面的摩擦强度随网状硅酸盐质量分数的增加而增大,随层状硅酸盐质量分数的增加而减小;页岩裂缝剪切滑移稳定性参数(a-b)值随层状硅酸盐质量分数增加而增大,倾向于发生稳定性蠕变滑移,网状硅酸盐质量分数的增加使(a-b)值减小,更易产生非稳定性地震滑移;在含有高网状硅酸盐质量分数的裂缝中,滑移速率突然增加导致的剪胀作用导致裂缝渗透率的增大,并且伴随着非稳定性地震滑移;高层状硅酸盐裂缝滑移速率突然增大时,裂缝面的加速破坏导致裂缝渗透率进一步降低,同时伴随着稳定的蠕变滑移。研究结果对于控制水力压裂诱发页岩地层非稳定滑移提供借鉴。

关键词：剪切滑移页岩裂缝稳定性渗透率剪切强度

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煤岩交界面对水力压裂裂缝扩展的影响

东北大学学报（自然科学版） 2014年第9期35卷 1340-1345页

作者：宋晨鹏卢义玉贾云中夏彬伟重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400030 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400030

针对井下煤层压裂过程中,压裂裂缝扩展至煤岩交界面处,受多种力学因素的综合影响,扩展方向可能会发生偏转.通过建立压裂裂缝遇煤岩交界面二维模型,采用理论分析结合数值模拟的方法,对煤岩交界面的破坏机理及压裂裂缝扩展规律进行研究.... 详细信息

针对井下煤层压裂过程中,压裂裂缝扩展至煤岩交界面处,受多种力学因素的综合影响,扩展方向可能会发生偏转.通过建立压裂裂缝遇煤岩交界面二维模型,采用理论分析结合数值模拟的方法,对煤岩交界面的破坏机理及压裂裂缝扩展规律进行研究.结果表明:煤岩交界面与水平剖面的相交角、水平主地应力差、最小水平主地应力、煤岩交界面的黏聚力及煤岩层弹性模量差异等是影响裂缝扩展方向的主要因素.随着相交角或水平主应力差的增加,裂缝直接穿过煤岩交界面的可能性增加;最小水平主地应力越大,裂缝直接穿过煤岩交界面的可能性越小;煤层交界面的黏聚力越小或煤层与顶板岩层的弹性模量差异越大,裂缝沿煤岩交界面扩展的趋势越明显.

关键词：水力压裂裂缝扩展煤层煤岩交界面临界水压

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页岩吸附二氧化碳变形特性试验研究

煤炭学报 2015年第12期40卷 2893-2899页

作者：敖翔卢义玉汤积仁黄飞廖引贾云中重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室重庆400044

选取四川省宜宾市下志留统龙马溪组页岩,基于自主研发的"高温高压页岩吸附膨胀仪",开展了恒温条件下页岩吸附不同压力CO2的变形试验,以此探讨页岩吸附CO2的变形规律。试验结果表明:页岩吸附CO2的变形以膨胀变形为主,随CO2压力的增加,页... 详细信息

选取四川省宜宾市下志留统龙马溪组页岩,基于自主研发的"高温高压页岩吸附膨胀仪",开展了恒温条件下页岩吸附不同压力CO2的变形试验,以此探讨页岩吸附CO2的变形规律。试验结果表明:页岩吸附CO2的变形以膨胀变形为主,随CO2压力的增加,页岩膨胀变形量呈现先增大后减小的变化规律,在不同CO2压力作用下页岩的膨胀变形可以用超临界DR(SDR)模型的形式进行描述;页岩在不同压力CO2的作用下具有相似的变化趋势,即变形均经历3变形阶段:短暂压缩阶段,缓慢膨胀阶段,变形稳定阶段;页岩吸附变形体现出明显的方向性,即垂直层理比平行层理的变形量大。

关键词：页岩吸附超临界二氧化碳膨胀

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深层页岩剪切滑移裂缝渗透率变化规律

天然气工业 2021年第1期41卷 146-153页

作者：陆朝晖贾云中汤积仁程玉刚贺培欧阳黎明页岩气勘探开发国家地方联合工程研究中心·重庆地质矿产研究院自然资源部页岩气资源勘查重点实验室·重庆地质矿产研究院煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室·重庆大学

为了明确深层页岩裂缝渗透率在剪切滑移过程中的变化规律,选用四川盆地涪陵地区下志留统龙马溪组页岩和美国宾夕法尼亚地区Marcellus页岩露头岩样,进行了不同法向应力和滑移速率条件下的裂缝剪切滑移实验,并应用脉冲衰减法采集了裂缝渗... 详细信息

为了明确深层页岩裂缝渗透率在剪切滑移过程中的变化规律,选用四川盆地涪陵地区下志留统龙马溪组页岩和美国宾夕法尼亚地区Marcellus页岩露头岩样,进行了不同法向应力和滑移速率条件下的裂缝剪切滑移实验,并应用脉冲衰减法采集了裂缝渗透率的变化数据,分析了法向应力、岩石矿物组分和滑移速率等因素对深层页岩裂缝长期导流能力影响的规律。研究结果表明:①页岩剪切滑移裂缝的渗透率受到裂缝表面凸起被剪切破坏和剪胀作用两种因素的综合影响;②裂缝表面凸起被剪切破坏致使裂缝的孔隙度下降、有效水力开度减小、渗透率降低,其中渗透率的变化主要受到页岩矿物组分、法向应力和滑移速率等因素的综合影响;③层状硅酸盐含量高的页岩裂缝在高法向应力和高滑移速率下,剪切作用导致裂缝表面凸起被破坏,较之于网状硅酸盐含量高的页岩,前者裂缝渗透率的下降幅度更大;④滑移裂缝的剪胀作用使得裂缝的有效水力开度增大、渗透率升高,其中渗透率的变化主要受到滑移距离、剪胀角、页岩矿物组分、法向应力等因素的影响;⑤网状硅酸盐含量高的页岩裂缝在低法向应力和低滑移速率下,剪胀作用会使得裂缝渗透率出现小幅度的上升;⑥压裂施工前期可考虑大排量、高注入压力形成规模复杂缝网,后期可考虑采用较低的流体注入速率和注入压力,使压裂裂缝和天然裂缝产生一定程度地滑移,从而有效提高裂缝渗透率和储层整体渗透性。

关键词：深层页岩高地应力裂缝渗透率剪切滑移脉冲衰减法裂缝表面凸起剪切破坏剪胀作用

强化畜牧生产经营行为监管保障畜产品质量安全

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养殖与饲料 2015年第11期14卷 84-85页

作者：贾云中吉林省白城市洮北区动物检疫站吉林白城137000

强化畜牧生产经营行为监管,围绕重点环节开展畜产品质量安全专项整治,推进畜禽标准化规模养殖,开展畜产品安全检验监测,加强制度建设,保障畜产品质量安全。

关键词：畜牧生产经营监管畜产品质量安全

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沼渣对稻田甲烷排放量的影响

中国沼气 1993年第4期11卷 11-15页

作者：陶战田淑贤周义杜道灯李应学买光熙席连喜贾云中唐启发薄克强农业部环境保护科研监测所天津市汉沽区农村能源站

通过稻田生产性对比试验研究了4种沼渣(分别以猪粪、鸡粪、马粪和人粪尿为主要发酵原料)、尿素和堆肥施用对稻田甲烷排放量的影响。测得前3种沼渣处理的稻田甲烷平均排放通量(3.92～7.76mg/(m^2·h))显著低于施堆肥的稻田(10.16mg/(m^2... 详细信息

通过稻田生产性对比试验研究了4种沼渣(分别以猪粪、鸡粪、马粪和人粪尿为主要发酵原料)、尿素和堆肥施用对稻田甲烷排放量的影响。测得前3种沼渣处理的稻田甲烷平均排放通量(3.92～7.76mg/(m^2·h))显著低于施堆肥的稻田(10.16mg/(m^2·h)),说明这3种沼渣作稻田肥料有显著控制甲烷排放量的作用,而且水稻产量也是前者(542.7～459.3千克/亩)高于施化肥(448.0千克/亩)和堆肥(455.1千克/亩)的处理。马粪沼渣处理的稻田甲烷排放量(10.02mg/(m^2·h))不显著高于施化肥(8.81mg/(m^2·h))和不显著低于施堆肥的处理,表现为生长后期排放量较高。此外,观察到一季稻田甲烷排放最高峰值集中在分蘖盛期至拔节期之间,可选作控制稻田甲烷排放总量的关键时期。

关键词：稻田沼渣甲烷排放量沼气

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不同施肥处理的一季稻田甲烷排放量研究

农业环境保护 1993年第5期12卷 193-197页

作者：陶战田淑贤周毅杜道灯李应学买光熙席连喜贾云中唐启发薄克强农业部环境保护科研监测所天津300191 天津市汉沽区能源站

通过大田生产性对比试验测得6种施肥处理的一季稻田平均甲烷排放通量范围为3.92—10.26mg/m^2·h,其中施堆肥稻田的甲烷排放通量最高,其它施肥处理依次排列为:马粪沼渣(10.02)、单施化肥(8.81)、人粪尿沼渣(7.76)、鸡粪沼渣(4.48)和猪... 详细信息

通过大田生产性对比试验测得6种施肥处理的一季稻田平均甲烷排放通量范围为3.92—10.26mg/m^2·h,其中施堆肥稻田的甲烷排放通量最高,其它施肥处理依次排列为:马粪沼渣(10.02)、单施化肥(8.81)、人粪尿沼渣(7.76)、鸡粪沼渣(4.48)和猪粪沼渣(3.92mg/m^2·h)。施用后面3种沼渣比施堆肥显著(α<0.05)减少了稻田甲烷排放量。各处理稻田甲烷排放最高峰值期一致地出现在拔节盛期至抽穗期之间,这一期间甲烷排放量占全生长期甲烷排放总量的一半,可以选作控制稻田甲烷排放总盟的关键时期。同时观察到稻田甲烷排放量与水稻产量和土壤氮、磷含量呈负相关关系,与5cm土层温度呈正相关关系。

关键词：稻田施肥甲烷排放量