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须家河组致密砂岩水力压裂裂缝形态的试验研究

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岩石力学与工程学报 2016年第A1期35卷 2720-2731页

作者：魏元龙杨春和郭印同刘伟王磊侯振坤徐峰重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

为研究建南地区须家河组致密砂岩储层水力压裂裂缝延伸特征及空间展布规律，利用室内真三轴水力压裂物理模拟系统，开展致密砂岩水力压裂试验研究。基于试验结果，初步揭示水力裂缝的起裂与扩展机制，分析水力裂缝的裂缝形态，讨论压裂... 详细信息

为研究建南地区须家河组致密砂岩储层水力压裂裂缝延伸特征及空间展布规律，利用室内真三轴水力压裂物理模拟系统，开展致密砂岩水力压裂试验研究。基于试验结果，初步揭示水力裂缝的起裂与扩展机制，分析水力裂缝的裂缝形态，讨论压裂液排量、类型及地应力差异系数对水力裂缝的影响。研究结果表明：致密砂岩水压致裂后主要形成单一、单翼的水力裂缝，较少形成交叉网络裂缝。水力裂缝主要有4种起裂模式和6种扩展模式，岩石性质是控制起裂与扩展模式的主要因素之一。泵压曲线可分为4大类，第1类泵压曲线对应于单一、单翼的平面型裂缝，第2～4类曲线对应于交叉网络裂缝。破裂压力与排量呈正相关的关系，而与地应力差异系数没有明显规律。压裂液为蒸馏水时，必须考虑滤失效应，而压裂液为液压油时，则不考虑。

关键词：岩石力学须家河组致密砂岩水力压裂裂缝形态真三轴物理模拟泵压曲线

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西藏某高校藏汉族大学生艾滋病知识知晓情况

中国学校卫生 2015年第2期36卷 275-277页

作者：何瑛魏元龙李小妹西藏民族学院医学院 61363部队西安交通大学医学院

目的了解藏族大学生艾滋病知识知晓情况,为开展艾滋病健康教育提供科学合理的依据。方法采用分层整群随机抽样方法,抽取西藏某高校学生1 902名进行问卷调查。结果被调查学生艾滋病知识总知晓率为58.8%,藏族大学生知晓率(55.2%)低于汉族... 详细信息

目的了解藏族大学生艾滋病知识知晓情况,为开展艾滋病健康教育提供科学合理的依据。方法采用分层整群随机抽样方法,抽取西藏某高校学生1 902名进行问卷调查。结果被调查学生艾滋病知识总知晓率为58.8%,藏族大学生知晓率(55.2%)低于汉族大学生(70.3%),差异有统计学意义(χ2=98.655,P<0.01);艾滋病传播途径知晓水平比较,汉族大学生知晓率(82.3%)高于藏族大学生(69.6%),差异有统计学意义(χ2=169.533,P<0.01);艾滋病非传播途径知晓水平比较,汉族大学生知晓率(58.4%)高于藏族大学生(43.4%),差异有统计学意义(χ2=190.519,P<0.01);艾滋病预防知识知晓水平比较,汉族大学生知晓率(69.6%)高于藏族大学生(49.4%),差异有统计学意义(χ2=287.418,P<0.01)。结论藏族大学生对艾滋病知识有一定了解,但总体程度不高。应结合具体情况,有重点、有针对性地加强藏族大学生艾滋病健康教育。

关键词：少数民族藏族获得性免疫缺陷综合征知识

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藏汉族大学生结核病知识态度行为比较

中国学校卫生 2015年第7期36卷 1075-1077页

作者：何瑛魏元龙贺拥军张金静西藏民族学院医学院 61363部队门诊部

目的比较藏汉大学生结核病知信行,为开展学校结核病健康教育提供参考。方法采用整群分层抽样方法,抽取西藏某高校学生3 032名进行结核病相关知识、态度、行为问卷调查。结果总体学生结核病知识知晓率为64.8%,藏族与汉族大学生也均为64.... 详细信息

目的比较藏汉大学生结核病知信行,为开展学校结核病健康教育提供参考。方法采用整群分层抽样方法,抽取西藏某高校学生3 032名进行结核病相关知识、态度、行为问卷调查。结果总体学生结核病知识知晓率为64.8%,藏族与汉族大学生也均为64.8%,藏族与汉族差异无统计学意义(χ2=0.000,P>0.05);结核病正确态度持有率为93.1%,汉族大学生(94.4%)高于藏族大学生(91.2%),差异有统计学意义(χ2=8.009,P<0.05);结核病正确行为形成率为84.3%,藏族大学生(87.7%)高于汉族大学生(82.1%),差异有统计学意义(χ2=10.767,P<0.05)。结论藏、汉族大学生均接受过结核病相关知识教育,但深度欠缺,且传播结核病防治知识的主动性不强。应结合学生特点,利用多种方式,并寻求专业机构的协助,在学生群体中开展健康教育。

关键词：知识态度行为大学学生潜伏性结核病

单轴循环荷载下含天然裂隙脆性页岩变形及破裂特征试验研究

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岩土力学 2015年第6期36卷 1649-1658页

作者：魏元龙杨春和郭印同刘伟王磊衡帅重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

利用RMT–150C岩石力学测试系统,对重庆彭水含天然裂隙脆性页岩在单轴循环荷载作用下的变形及破裂特征进行了试验研究。研究结果表明：（1）在循环加卸载和裂隙的共同影响下页岩所含天然裂隙使页岩性质局部劣化、加剧裂隙扩展和破坏提前... 详细信息

利用RMT–150C岩石力学测试系统,对重庆彭水含天然裂隙脆性页岩在单轴循环荷载作用下的变形及破裂特征进行了试验研究。研究结果表明：（1）在循环加卸载和裂隙的共同影响下页岩所含天然裂隙使页岩性质局部劣化、加剧裂隙扩展和破坏提前,导致屈服应力、破裂压力和峰值强度等减小,其中峰值强度降低了13.7%~58.3%;（2）轴向应变形成封闭的＂尖叶＂状滞回环,并呈疏—密—疏排列,而横向应变形成上开口＂8＂字形滞回环,并呈密—疏排列,横向应变-循环次数曲线可分为初始变形阶段、小速率等速变形阶段、大速率等速变形阶段和失稳破坏阶段等四阶段演化规律,前期横向应变突变现象可作为天然裂隙和新裂隙扩展、交汇完成,进入大速率等速变形阶段的标志,后期突变可作为整体失稳破坏的前兆;（3）含天然裂隙页岩的破坏模式主要呈拉剪贯通模式和拉贯通模式,两种贯通模式均至少包含一条贯通天然裂隙的拉裂隙;（4）在弹性阶段,有效弹性模量与损伤面积系数呈线性关系,损伤面积系数越大,有效弹性模量越小;（5）在低应力水平内循环,不可逆变形缓慢增加,轴向应变-循环次数曲线始终处于初始变形阶段,试样不发生破坏;在高应力水平内循环,经历3个变形阶段后试样发生破坏;在接近峰值应力的应力水平内循环,曲线直接进入加速变形阶段,几次循环后试样发生破坏。该研究为认清页岩的裂隙扩展形成复杂裂隙网的发展机制提供了有益参考。

关键词：页岩损伤面积系数循环荷载天然裂隙变形特征破裂特征

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三轴循环荷载下页岩变形及破坏特征试验研究

岩土工程学报 2015年第12期37卷 2262-2271页

作者：魏元龙杨春和郭印同刘伟王磊徐敬宾重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

前期工作已经研究了含裂隙页岩在单轴循环荷载下的变形及破裂特征,为进一步认清围压与循环荷载耦合作用下的变形及破坏特征,利用MTS815.03岩石刚性压力机展开了对含裂隙页岩的三轴循环加卸载试验研究。试验结果表明：在三轴循环荷载下,... 详细信息

前期工作已经研究了含裂隙页岩在单轴循环荷载下的变形及破裂特征,为进一步认清围压与循环荷载耦合作用下的变形及破坏特征,利用MTS815.03岩石刚性压力机展开了对含裂隙页岩的三轴循环加卸载试验研究。试验结果表明：在三轴循环荷载下,含裂隙页岩的破坏形式主要为混合破坏,呈现出拉剪贯通模式;随围压逐渐增大,页岩的峰值强度呈线性增大,完整页岩经11周加卸载循环后,峰值强度增大9.98%-25.03%;而含裂隙页岩经15周加卸载循环后,峰值强度增大1.47%-6.98%;含裂隙页岩在同一循环内的弹性模量大于变形模量,卸载弹性模量大于加载弹性模量,卸载变形模量大于加载变形模量,并且损伤面积系数F越大,卸载弹性模量与加载弹性模量的差值也越大;随循环加卸载次数逐渐增加,加载变形模量与卸载变形模量呈先增大后单调减小的规律,加载弹性模量与卸载弹性模量表现出先增大,后逐渐呈＂波浪式＂减小的规律,剧烈波动的弹性模量是内部结构不断发生局部调整的有效证据。该研究为揭示在围压与循环荷载耦合作用下含裂隙页岩破坏形成复杂裂缝网的发展机理提供了有益参考。

关键词：页岩损伤面积系数循环荷载裂隙强度破坏特征

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龙马溪组页岩脆性特征试验研究

煤炭学报 2016年第5期41卷 1188-1196页

作者：侯振坤杨春和魏翔王磊魏元龙徐峰汪虎重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

基于应力应变曲线,采用反映脆性破坏难易程度的脆性跌落系数R、反映脆性强弱的应力降系数P和软化模量M,建立了脆性评价综合指标B_（d1）和B_（d2）。通过页岩的单三轴试验,验证了B_（d1）和B_（d2）的适用性,该指标可以有效反映页岩在... 详细信息

基于应力应变曲线,采用反映脆性破坏难易程度的脆性跌落系数R、反映脆性强弱的应力降系数P和软化模量M,建立了脆性评价综合指标B_（d1）和B_（d2）。通过页岩的单三轴试验,验证了B_（d1）和B_（d2）的适用性,该指标可以有效反映页岩在破坏前后抵抗非弹性变形的能力和丧失承载力的情况,基于该指标讨论了取芯角度为0°,30°,60°和90°页岩的脆性各向异性,并与破坏模式相对应,得到如下结论：1B_（d1）侧重性强,可自由选择参数,B_（d2）综合性强,对围压比较敏感,与围压拟合为指数函数关系;2页岩脆性随围压的增加整体呈减弱势,低围压下下降速度快,高围压下下降速度慢,同围压下,90°时脆性指数最大,30°时最小;3单轴压缩下,破坏模式和脆性指标密切相关,0°和90°脆性指数最高,60°次之,30°最小;2～20 MPa围压下,0°时脆性指数下降速率最快;20～30 MPa围压下,0°,30°和60°取芯页岩脆性指数出现了＂上扬＂现象,90°未出现上扬;4围压通过对侧向位移限制和对层理面的压实效应来影响脆性指数,低围压下,侧向位移限制占主导,脆性减小;高围压下,压实效应占主导,脆性稍增。

关键词：页岩脆性指标层理面破坏模式各向异性

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汪家寨煤岩各向异性的力学特性研究

地下空间与工程学报 2022年第S2期18卷 603-610页

作者：赵凌云魏元龙刘伟张雄复杂构造区非常规天然气评价与开发重点实验室贵阳550081 贵州省油气勘查开发工程研究院贵阳550081 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室 400044

煤岩具有典型的层理构造,导致煤岩具有显著的各向异性特征。采集贵州大河边向斜区内汪家寨煤矿井下工作面11号原煤,制备了与层理面呈不同夹角(0°/30°/45°/60°/90°)的煤岩试样,系统开展了超声波速测试、单轴和三轴压缩试验研究,从... 详细信息

煤岩具有典型的层理构造,导致煤岩具有显著的各向异性特征。采集贵州大河边向斜区内汪家寨煤矿井下工作面11号原煤,制备了与层理面呈不同夹角(0°/30°/45°/60°/90°)的煤岩试样,系统开展了超声波速测试、单轴和三轴压缩试验研究,从各个角度研究煤岩各向异性特征。结果表明:超声波速显示煤岩的各向异性明显,说明与层理不同夹角方向煤岩内部密实程度不同;单轴压缩试验下,抗压强度和弹性模量均表现出高度的角度效应,0°和90°试样最高、45°最低,整体呈近似“U”形分布;三轴压缩试验下,强度和变形也具有显著的角度效应,0°和90°试样的峰值强度和峰值应变均较大,且均为穿层理剪切破坏,中间角度的强度和变形能力相对较弱,以顺层理或与层理呈小夹角剪切破坏为主;黏聚力和内摩擦角随层理交角大体呈两边高、中间低的变化趋势,其本质上反应的是基质与层理的抗剪性能差异;可以用横观各向同性模型表征煤岩的各向异性特征,并获得了5个独立参数。该研究揭示了汪家寨煤岩的各向异性的变形与强度特征,可为同类煤储层井壁稳定性评价、压裂设计及缝网扩展分析等提供重要理论依据及技术指导。

关键词：原煤各向异性层理角度强度和变形横观各向同性

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页岩各向异性特征的试验研究

岩土力学 2015年第3期36卷 609-616页

作者：衡帅杨春和张保平郭印同王磊魏元龙中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院北京100101

为研究彭水页岩气区块储层的各向异性特征,开展了石柱县龙马溪组页岩的单轴和三轴压缩试验,分析了其力学特性、强度特征和破裂模式的各向异性,并揭示了其破坏机制的各向异性。结果表明:(1)龙马溪组页岩具有明显的各向异性特征,弹性模量... 详细信息

为研究彭水页岩气区块储层的各向异性特征,开展了石柱县龙马溪组页岩的单轴和三轴压缩试验,分析了其力学特性、强度特征和破裂模式的各向异性,并揭示了其破坏机制的各向异性。结果表明:(1)龙马溪组页岩具有明显的各向异性特征,弹性模量在平行层理方向最大,垂直层理方向最小,且围压的增加使其增加速率不断减小;0°、30°和60°、90°页岩的泊松比随围压的增加呈现出了相反的变化规律,这可能与页岩层理间孔隙和微裂缝的良好发育有关。(2)相同围压下,0°试样强度最高,90°次之,30°最低,总体上呈现出两边高、中间低的U型变化规律,而不同角度的Hoek-Brown强度准则能较好地反映其强度的各向异性特征。(3)页岩破裂模式的各向异性是由破坏机制的各向异性引起的,而强度的各向异性是由破坏机制的各向异性控制的。单轴压缩时,0°页岩为沿层理的张拉劈裂破坏,30°为沿层理的剪切滑移破坏,60°为贯穿层理和沿层理的复合剪切破坏,90°为贯穿层理的张拉破坏。三轴压缩时,0°为贯穿层理的共轭剪切破坏,30°为沿层理的剪切滑移破坏,60°和90°为贯穿层理的剪切破坏;页岩地层的层状沉积结构和层理间的弱胶结作用是破坏机制各向异性的根源。研究结果为水平井井壁的稳定性分析和水力压裂施工设计等提供了技术参考。

关键词：页岩各向异性层理面 Hoek-Brown强度准则破裂模式破坏机制

薄—中厚煤层群煤层气井高产的地质与工程协同控制技术——以贵州织纳煤田文家坝区块为例

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天然气工业 2023年第1期43卷 55-64页

作者：陈畅然周效志赵福平孟海涛朱世良赵有州魏元龙煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室中国矿业大学资源与地球科学学院自然资源部复杂构造区非常规天然气评价与开发重点实验室贵州省油气勘查开发工程研究院贵州水矿奥瑞安清洁能源有限公司

中国西南地区煤层气资源量十分丰富,且主要赋存于上二叠统煤系薄—中厚煤层群中,贵州地区虽然有近10年的煤层气规模化试采与探采工程实践,但仍存在低产井、低效井比例偏高的问题。为了推进贵州地区薄—中厚煤层群煤层气高效探采工作,在... 详细信息

中国西南地区煤层气资源量十分丰富,且主要赋存于上二叠统煤系薄—中厚煤层群中,贵州地区虽然有近10年的煤层气规模化试采与探采工程实践,但仍存在低产井、低效井比例偏高的问题。为了推进贵州地区薄—中厚煤层群煤层气高效探采工作,在系统梳理织纳煤田文家坝区块地质条件、煤储层特征、开发工艺与开发效果基础上,分析了煤层气井高产及井间产气差异的地质控制因素,探讨了地质适配性分层压裂与合层排采技术。研究结果表明:①薄—中厚煤层群具有埋藏浅、含气性好、渗透率较高、储层压力欠压—正常的特征;②煤层气井高产既受阿弓向斜轴部构造应力集中、水力封堵作用下煤层气富集影响,同时也与浅埋藏条件下煤储层原始渗透性较高有密切关系,区内断裂构造与水文地质条件共同导致了丛式井组内井间产气效果差异;③应根据丛式井压裂煤层靶点间距及导水断层距离合理控制水力压裂施工规模,注前置液造缝阶段快速提升注入排量并非连续段塞增大裂缝延伸长度,注携砂液支撑阶段阶梯式连续加砂有效支撑裂缝;(4)长期维持小于0.5 MPa的低套压合层排采条件,缩短憋压持续时间,延长提产持续时间以提高稳产前的压裂液返排率,保证排采过程连续性以避免储层伤害,产气量提升阶段主动缓慢暴露上部产层。结论认为,文家坝区块具备煤层气探采的有利储层条件,浅埋藏背景下的煤储层特征及井区构造、水文条件共同影响到煤层气井的产气表现,选择与煤储层特征相匹配的分层水力压裂、合层排采工艺对提高煤层气采收率具有促进作用。

关键词：织纳煤田文家坝区块上二叠统煤层气高产井地质因素工程因素协同控制水力压裂合层排采

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