不同冷却方式对热损伤砂岩力学与声学特征影响
2021-05-11黄开桦袁毅儒
石油化工应用 2021年4期
黄开桦,熊 健,袁毅儒
(油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学),四川成都 610500)
损伤是指在单调加载和重复加载下材料的微缺陷导致其内黏聚力的进展性减弱,并导致体积单元破坏的现象。近年来,随着油气勘探领域向着地层深处的延伸、地热能源开发利用发展加快[1-3],高温环境的岩石类工程问题自然成为了制约深处岩石工程发展的关键因素之一[4,5]。在地层深部工程建设中,高温岩体遇到遇冷媒介而迅速冷却的现象,导致地下岩体发生损伤破坏,会给地下的工程带来严重的破坏,并造成严重的经济损失与人员安全的危险[6,7]。因此研究高温岩体在不同冷却方式处理下的声学特征、孔渗特征、弹性模量等参数的变化,可对深部高温岩体工程建设的安全与实时监控进行预测、评估。
针对高温岩体在不同冷却方式处理下的声学特征、孔渗参数、弹性模量、频域特征等参数,众多学者从数值模拟、仿真试验、室内试验等方面进行了大量的研究。1958年,苏联学者Kachanov L M[8,9]在对金属材料蠕变进行研究时,率先提出了“连续性因子”和“有效应力”的概念,这被视作损伤力学概念的起源;1963年,苏联学者Rabotnov Y N提出“损伤因子”的概念[10,11];1978年,法国学者Lemaitre等[12]和Chaboche[13]建立了损伤力学学科。知识跨学科的应用、理论研究的不断补充,从此正式建立损伤力学,这对深部高温岩体工程研究有了进一步的理论支撑与实践依据。郭清露等[14]经过不同温度作用后大理岩的渐进破坏全过程,对25 ℃,200 ℃,400 ℃和600 ℃后的大理岩进行单轴压缩试验,并监测其全变形过程的声发射现象,选取归一化启裂应力和归一化损伤应力对岩石损伤进行描述;……
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