液氮压裂中液氮对岩石破坏的影响试验.pdf

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1、2014年第38卷中国石油大学学报(自然科学版)Vo1．38No．4第4期JournalofChinaUniversityofPetroleumAug．2014文章编号：1673-5005(2014)04-0098-06doi：10．3969／j．issn．1673—5005．2014．04．014液氮压裂中液氮对岩石破坏的影响试验蔡承政，李根生，黄中伟，田守增，沈忠厚，王海柱(中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，北京102249)摘要：为了研究液氮对岩石破坏的影响，在理论分析的基础上，借助核磁共振测试技术，通过测试所选取的砂岩岩样孔隙体积及孑L隙结

2、构的变化，研究液氮对干燥状态和饱和水状态岩样的破坏形式。结果表明：液氮的热力冲击作用可使干燥岩石在较短时间内产生收缩变形和孔隙体积减小，试验后红色砂岩和白色砂岩岩样的孔隙体积分别降低了8．63％和4．78％；冻结作用对饱和岩样的矿物颗粒之间胶结较弱处具有损伤破坏作用，当损伤达到一定程度后，会贯通成缝，使岩体出现断裂现象。关键词：低温液氮；压裂；热力冲击；冻结；岩石破坏；孔隙结构；核磁共振中图分类号：TU45文献标志码：A引用格式：蔡承政，李根生，黄中伟，等．液氮压裂中液氮对岩石破坏的影响试验[J]．中国石油大学学报：自然科学版，2014，38(4)：98—

3、103．CAIChengzheng，LIGensheng，HUANGZhongwei，eta1．Experimentalstudyoneffectofliquidnitrogenonrockfailureduringcryogenicnitrogenfracturing[J]．JournalofChinaUniversityofPetroleum(EditionofNaturalScience)，2014，38(4)：98—103．Experimentalstudyonefectofliquidnitrogenonrockfailureduringcryo

4、genicnitrogenfracturingCAIChengzheng，LIGensheng，HUANGZhongwei，TIANShouceng，SHENZhonghou，WANGHaizhu(StateKeyLaboratoryofPetroleumResourcesandProspectinginChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China)Abstract：Forthepurposeofinvestigatingtheeffectofcryogenicnitrogenonrockbreaking，t

5、wokindsofsandstonesampleswereselectedtotestinlaboratory．Throughanalyzingthechangeinporevolumeandporestructurebynuclearmagneticreso—nancetechnique，thefailuretypesofanhydrousandwatersaturatedrocksampleswerestudied．Theresultsshowthatshrinkagedeformationoccursandporevolumedecreasesina

6、nhydrousrocksamplesunderliquidnitrogenthermalshock．Andtheporevolumeofredsandstoneandwhitesandstonedecreaseby8．63％and4．78respectively．Thewater—saturatedsamplesarebro—kenbyliquidnitrogenfreezing，duringwhichobviouscracksappear．Whilethefreezingeffectwilldamagetheweakcementbe—tweenrock

7、minerals．Whenthedamagedzoneconnectswitheachother，obviouscrackswillbeformedintherockmatrix．Keywords：cryogenicliquidnitrogen；fracturing；thermalshock；freezing；rockfailure；porestructure；nuclearmagneticresonance(NMR)随着新勘探开发储层质量的降低。常规水力压裂应用于生活生产各个领域，而且还曾作为压裂流技术在油气开发中逐渐面临一系列问题．例如储层二体用于油气

8、增产，效果显著m。由于液氮温度极次伤害、水资源使用和保护等·。在这