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| 1 | 煤岩弹性力学性质与煤层破裂压力关系显示文摘岩石弹性力学性质是储层水力压裂裂缝起裂的重要力学约束,解译弹性力学性质与煤层破裂压力间的数学关系对于气井压裂设计有一定作用。以沁水盆地郑庄区块51口煤层气井为对象,利用声波时差、体密度测井数据反演了近井煤岩弹性力学参数(弹性模量E、剪切模量G、体积模量K、泊松比v)值,计算了表征煤岩破裂实际耗能情况指标——破裂压力当量(P_t)值。通过数学回归发现:中低弹性模量软煤中弹性力学参数(E、G、K)与P_t呈线性正相关关系;对于高弹性模量(E>6GPa)硬煤,发育天然大裂隙煤层P_t较低且随模量(E、G、K)降低而增高(煤粉的堵塞效应),而致密煤层P_t随煤岩模量增大而快速升高。煤岩泊松比(v)与P_t间的关系则不同,高弹性模量硬煤P_t随煤岩泊松比(v)增大而快速升高,而中低模量软煤P_t先随v减小而升高(煤岩脱水效应),后与v呈正相关关系。 | 陈立超 王生维 | 2019 | 天然气地球科学2019，30，4： | 16 |
| 2 | 层理对页岩纵波特性的影响显示文摘研究层理性页岩声波响应特征有助于利用声波测井资料指导页岩气井安全钻井。采集四川盆地长宁地区下志留统龙马溪组露头页岩岩样,并沿不同角度钻取页岩岩心。基于多频声波测试系统,开展了多层理角度下页岩声波实验,分析了层理角度对纵波速度、衰减系数、时域、频域等特性的影响。开展了数值模拟实验,分析了岩心端面垂直时平行层理面、层理密度对波速、衰减的影响。结果表明:随着层理角度增大声波时差、声波衰减系数均线性增大;声波速度存在频散现象,测试频率不同,声波速度不同;声波速度与层理密度呈线性负相关;层理角度对页岩声波主频没有影响。该研究结果为页岩气井安全钻井及压裂改造等工程设计提供了参考。 | 李贤胜 刘向君 熊健 李玮 梁利喜 | 2019 | 岩性油气藏2019，31，3： | 12 |
| 3 | 岩体爆破累积损伤效应声波频谱特征分析显示文摘为揭示岩体爆破损伤累积扩展规律及其与岩体声学变化特性之间的内在联系,在某地下工程围岩中进行了10次小药量爆破岩体损伤的现场声波测试。为充分利用岩体声波测试信号中的有效信息,弥补单纯声波速度分析的不足,基于快速傅立叶变换(FFT)探讨了声波在爆破损伤岩体中传播时的衰减特性,分析了主频、频域内最大振幅等岩体声学参数随爆破次数不断增加的变化特性。研究结果表明,随着爆破次数增加,岩体声波频谱特征呈现如下变化规律:(1)岩体爆生裂隙不断增加和扩展,声波测试信号中的高频成分不断被吸收,低频成分所占比例增加,主频向低频方向偏移,频谱曲线畸变程度增加;(2)声波主频比和频域最大振幅比均呈非线性降低趋势,频域最大振幅比对岩体爆破损伤的敏感性高于声波主频比;(3)随着爆心距的增大,岩体声波频谱变化程度逐渐减弱。 | 闫长斌 路晓明 | 2017 | 地下空间与工程学报2017，13，2： | 7 |
| 4 | 基于波速测量的龙马溪组页岩的各向异性研究显示文摘随页岩气开采大力发展,对页岩的认识也逐显重要。页岩作为明显的层状结构岩石,普遍表现出各向异性。为此,基于横观各向同性介质模型,通过测量岩样不同方向的纵波波速和快慢横波波速,计算了长宁区块龙马溪组岩样的刚度系数与弹性系数,并与静载荷试验测定的弹性参数做出对比。试验结果表明,页岩的纵波波速以及快慢横波波速均表现出各向异性,并且随围压升高,波速升高速率变缓。岩样的杨氏模量与泊松比亦表现出各向异性,水平方向上的杨氏模量始终高于垂直方向上的杨氏模量,而3个方向的泊松比不一致。动态加载测试值与静态加载测试值随围压变化趋势一致,并且随围压升高,由孔隙和微裂缝引起各向异性减弱。考虑页岩中微裂缝的存在,通过弥散损伤模型计算龙马溪组页岩的损伤参数,认为在围压作用下微裂缝主要存在于平行层理面方向,围压对垂直层理面的裂缝影响较小。 | 袁和义 陈平 | 2017 | 地下空间与工程学报2017，13，5： | 7 |
| 5 | 硬脆性页岩水化的超声波透射实验研究显示文摘为了获取硬脆性页岩地层声波传播特征,以鄂尔多斯盆地井下石盒子组页岩为研究对象,采用超声波透射实验系统地分析了钻井液作用前后页岩声波时差、衰减系数、时域信号以及频域信号的特征。研究结果表明,钻井液作用后页岩声波时差增大,衰减系数增大,频域信号与时域信号均发生改变。钻井液作用后,页岩发生水化反应,声波时差与衰减系数可定量描述页岩水化动态变化,时域信号与频域信号能够定性分析页岩水化结构变化特征。期望超声波透射实验为硬脆性页岩水化特征的研究提供一个新的思路。 | 王光兵 刘向君 梁利喜 | 2017 | 科学技术与工程2017，17，36： | 7 |
| 6 | 页岩层理结构对超声波特性响应分析及应用显示文摘基于波动理论,建立渝东南地区下志留统龙马溪组页岩的不同层理结构模型,利用时间二阶、空间四阶的交错网格有限差分法,实现页岩不同层理结构对超声波特性响应的数值模拟计算,利用灰色系统理论筛选层理结构的声学参数敏感因子建立针对层理发育页岩的动态力学参数模型,利用ZY1、YY1井下岩心超声波透射实验结果与ZY2井测井资料对模型进行了验证。结果表明:(1)模拟波形与实验波形相关系数大于80%,数值模拟方法可有效模拟超声波透射实验;(2)声学参数中声波速度是表征页岩层理结构的常规敏感因子,而衰减系数对层理厚度的变化较为敏感,关联系数可达0.89,因此利用衰减系数的归一化结果来综合描述页岩层理可使结果更加准确;(3)模型计算得到的动、静力学参数相关性优于传统模型,利用模型和测井资料反演而获取的岩石力学剖面预测值与实验值吻合较好。研究结果为进一步利用声波测井资料准确预测岩石力学参数奠定基础。 | 徐烽淋 陈乔 朱洪林 王丹 陈吉龙 刘璞 姚光华 张阔 霍振永 | 2019 | 石油勘探与开发2019，46，1： | 6 |
| 7 | 有机质含量对页岩声波传播特性的影响显示文摘有机质是含气页岩的重要组分之一,有机质含量及类型在相当大程度上控制着页岩的孔隙度及含气性。前人工作多关注页岩矿物组分及其赋存方式所导致的声速及力学性质各向异性方面,而对有机质含量与页岩声波传播响应特性的关系则很少研究。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段富有机质页岩为研究对象,利用自行研制的SCMS-J型声电测试仪,采集15MPa围压下页岩纵/横波传播信息,分析有机质含量对纵/横波传播速度及页岩力学性能的影响,并运用快速傅里叶变换对采集的岩样声波波形数据进行频谱分析。研究表明:(1)纵/横波传播速度随着有机质含量增加而减小,纵/横波波速比随着有机质含量增加而增大;(2)页岩动态剪切模量G、动态体积模量K和动态弹性模量E随着有机质含量增加而降低,而泊松比v随着有机质含量增加而增大;(3)有机质含量越高,高频部分吸收越明显,主频向低频移动,形心频率f_c大小与有机质含量呈负相关。研究成果对基于声波测井信息评价页岩有机质含量及含气性具有一定的借鉴意义。 | 康毅力 白佳佳 游利军 | 2017 | 天然气地球科学2017，28，9： | 5 |
| 8 | 白云岩受压声学特性及其在裂缝研究中的应用显示文摘通过实验手段研究了白云岩在三轴和单轴加载过程中的声波波速、幅度、频谱特性的变化特征.结果发现:(1)白云岩在受压变形过程中,声波波速的变化较好地反映了岩石内部裂缝的闭合、产生、扩展和贯穿等变化.总体而言,横波波速比纵波能更好地预测裂缝的产生,而纵波对裂缝的非稳定发展或贯穿有较敏感的反映.(2)随着轴压的增大,纵、横波波形的末端都有散射波的出现,且横波波形末端的'鱼尾'状散射波信号更为明显(此时应力点为极限强度的60%左右),预示着岩石内部裂缝的产生和稳定扩展.(3)频谱曲线也很好地反映了岩石内部结构变形情况.随着岩石受力的增大,频谱曲线上的振幅都呈现增大趋势,标志着岩石的压实阶段;当频谱曲线上低频段较高频段活跃时,标志着裂缝的产生;更有甚者,低频还会取代高频成为主频.(4)在岩石受压裂缝闭合阶段,首波振幅和频谱主振幅都呈现上升趋势;而在裂缝不稳定扩展阶段,主振幅表现出比首波振幅低的上升趋势;振幅曲线达到峰值后都存在一突降拐点,预示着岩石的贯通破坏.研究对于地层岩石的动态长期监测和工程岩体的稳定性评价都具有重要的理论参考价值. | 朱洪林 陈乔 徐小虎 刘洪 文翔宇 陈吉龙 彭伟 赵彬凌 | 2019 | 力学学报2019，51，3： | 5 |
| 9 | 鄂尔多斯盆地延长组张家滩陆相页岩各向异性及能量演化特征显示文摘为揭示鄂尔多斯盆地延长组张家滩陆相页岩各向异性及其对井壁失稳的影响,首先应用扫描电镜对页岩的微观孔隙结构进行分析;后钻取标准岩样,开展室内声学、力学试验,研究陆相页岩声学、力学及能量演化特征的各向异性。结果表明:鄂尔多斯盆地延长组张家滩陆相页岩孔隙和裂缝的类型及发育程度在不同层理方向存在明显差异;页岩声学、力学参数及能量演化特征均具有极强的各向异性。钻井方向与层理法线的夹角对页岩地层井壁稳定性有一定影响。该研究成果可为页岩气水平井井身结构设计及现场工程应用提供技术参考。 | 王跃鹏 刘向君 梁利喜 | 2019 | 岩性油气藏2019，31，5： | 4 |
| 10 | 基于黏弹性介质波动理论的页岩超声波数值模拟显示文摘利用超声波透射法来研究页岩的超声波响应特征,是页岩气开发过程中利用测井资料解决地质和工程问题的基础,而目前对于以页岩地层声波测井为目的的声学响应研究成果则鲜有报道且相关研究将页岩当作弹性介质来处理,未考虑页岩的黏弹性特征。为此,基于黏弹性介质波动理论,结合超声波透射实验背景,构建初始条件、振源条件、边界条件和稳定性条件,采用交错网格有限差分法模拟不同层理角度页岩的超声波透射实验。研究结果表明:①数值模拟计算和物理实验所得到的页岩声波特性变化趋势相互吻合;②基于理想和真实岩心的数值模拟计算和物理实验所得到的页岩衰减系数随测试频率、层理角度变化的规律均一致;③在层理尺度和密度恒定的条件下,随着层理角度的增大,波速呈幂函数递减,衰减系数呈线性增加。结论认为:①基于黏弹性介质声波波动理论,结合高阶交错网格差分技术建立的模拟页岩超声波透射实验的数值计算方法计算科学合理,具有较强的适应性;②利用该数值模拟方法可以从微观角度分析页岩层理特征对超声波传播特性的影响规律;③新方法拓展了层理性页岩地层声学研究的思路、避免了人为误差、节约了实验成本,具有重要理论价值和实际意义。 | 陈乔 徐烽淋 程亮 刘洪 简旭 朱洪林 陈吉龙 | 2019 | 天然气工业2019，39，6： | 3 |
| 11 | Response analysis of shale bedding structure to ultrasonic characteristics and its application显示文摘Based on the wave theory, different bedding structure models for shales in Lower Silurian Longmaxi Formation of southeastern Chongqing area were established, numerical simulations of responses of different bedding structures of shale to ultrasonic wave were carried out by using the second order in time and fourth order in space grid finite difference method, based on the grey system theory, sensitive factors of acoustic parameters of bedding structure were selected, and the dynamic mechanical parameter model of bedded shale was established, which was verified by the ultrasonic transmission experiment results on core down Well ZY1 and YY1 and the logging data of Well ZY2. The results show that:(1) The correlation coefficient between analog and experimental waveforms is greater than 80%, indicating that the numerical simulation method can effectively simulate ultrasonic transmission experiment.(2) Acoustic velocity is a conventional sensitive factor used to characterize shale bedding structure, whereas the attenuation coefficient is sensitive to the change of bedding thickness, with correlation coefficient of 0.89, therefore, using the normalized results of attenuation coefficient to comprehensively describe the shale bedding can make the results more accurate.(3) The correlation between the dynamic and static parameters calculated by the model is better than that of the traditional model; and the predicted values of rock mechanics obtained by using the model and logging data inversion are in good agreement with the experimental values. The research results lay the foundation for further accurate prediction of rock mechanic parameters using sonic logging data. | XU Fenglin CHEN Qiao ZHU Honglin WANG Dan CHEN Jilong LIU Pu YAO Guanghua ZHANG Kuo HUO Zhenyong | 2019 | Petroleum Exploration and Development2019，46，1： | 1 |
| 12 | 基于等效介质理论的页岩声波数值模拟方法研究显示文摘声波数值模拟对于页岩各向异性特征研究及大斜度井页岩声波校正研究均有着十分重要的意义。为了研究页岩声波各向异性特征,基于等效介质理论构建了由泥质层、砂质层组成的页岩等效模型,从弹性理论出发,推导出等效页岩模型刚度系数、声波波速计算方法,分析了纹层弹性参数、纹层厚度、纹层角度、纹层密度等对等效页岩模型刚度系数和弹性波速的影响。研究表明:泥质层与砂质层厚度比会影响等效介质刚度系数;等效页岩模型刚度系数值随弹性参数比的增加而增加;泥质层的拉梅系数会影响纵波波速与纹层角度关系、横波波速极值,对SH波没有影响;声波波速随泥质层的剪切模量或弹性参数比的增加逐渐增加,且剪切模量对3种波速与纹层角度的关系均有较大影响;纹层密度一定时,随着纹层角度增加,纵波波速逐渐降低并趋于稳定,横波波速先增加后降低,SH波速逐渐降低;纹层角度一定时,3种波速均随纹层密度的增加逐渐降低。研究结果对页岩声波数值模拟方法及声波测井校正方法具有指导意义。 | 李贤胜 邱小雪 陈明江 李玮 刘向君 杨孛 | 2023 | 特种油气藏2023，30，3： | 0 |
| 13 | 酸化作用下页岩超声波透射试验研究显示文摘为了探索碳酸(H_(2)CO_(3))对页岩酸化作用引起的声学特性变化特征,以修武盆地海相页岩为研究对象,通过超声波透射试验方法研究了页岩试样被H_(2)CO_(3)处置后的时域信号、频域信号、波速、衰减系数等特征。结果表明:页岩试样被H_(2)CO_(3)处置后,超声波纵波和横波在页岩中的传播时间延长,纵波与横波幅值均呈现明显的下降特征;超声波频域内最大振幅下降,主频向低频方向发生偏移,部分页岩试样主频发生畸变;超声波纵波与横波波速均下降,纵波与横波衰减系数均增大。页岩试样被H_(2)CO_(3)处置后呈现的声波特性变化特征,反映出H_(2)CO_(3)酸化作用导致页岩孔隙度增大或者产生了破坏裂隙。 | 贾金龙 王永发 李志国 | 2022 | 科学技术与工程2022，22，24： | 0 |
| 14 | 水岩作用对层理性页岩声波传播特性实验研究显示文摘在页岩气水平井钻井过程中易发生井壁失稳,其主要原因是页岩遇水后物理性质发生劣化,因此有必要对水岩作用下页岩声波参数变化机理进行研究.本文以四川盆地东南部地区古生界下志留统龙马溪组页岩为研究对象,基于超声波测试系统,研究了经不同浸泡时间及低温干燥处理后层理性页岩声波特性的变化规律,包括声波速度、时域信号、频域信号、声波衰减系数、动态弹性参数及刚度系数等.研究结果表明:浸泡后含水岩样与浸泡后经低温干燥处理的岩样声波速度均表现为随层理角度增加声波速度逐渐降低,且前者声速降低幅度小于后者;含水岩样声波速度、声波时域信号以及频域信号的振幅降低跨度均小于经低温干燥处理后的岩样,前者声波衰减系数以及频域信号主频变化区间小于后者;经低温干燥处理后的层理性页岩声波速度以及衰减系数下降速率随着浸泡时间增加呈现先增大后减小最后稳定的变化趋势;层理性页岩声波时域信号的振幅随着浸泡时间增加而降低,频域信号的主频表现出由高频逐渐向低频转换;页岩动态弹性参数以及五个独立的刚度系数均与浸泡时间呈负相关关系,其中C_(11)和C_(66)的降低幅度大于其他参数,动态泊松比表现为先下降后逐渐趋于稳定的变化趋势. | 任建飞 刘向君 熊健 梁利喜 高可攀 张家伟 | 2023 | 地球物理学进展2023，38，5： | 0 |
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