›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (1): 385-392.doi: 10.16285/j.rsm.2016.0038

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页岩岩屑高精度波速测量的仪器与方法

索 彧,葛洪魁,王小琼,孟范宝,刘峻嵘   

  1. 中国石油大学(北京)非常规天然气研究院,北京 102249
  • 收稿日期:2016-01-05 出版日期:2018-01-10 发布日期:2018-06-06
  • 通讯作者: 葛洪魁,男,1963年生,博士,教授,主要从事非常规油气开发、岩石物理和钻完井方面的研究工作。E-mail: gehongkui@163.com E-mail:sycup09@163.com
  • 作者简介:索彧,男,1990年生,硕士研究生,主要从事水力压裂和岩石物理方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.41304141);中国石油科技创新基金研究项目(No. 2013D-5006-0213);中国石油大学(北京)科研启动基金(No.YJRC-2013-18)联合资助。

Instruments and methods with high-precision for wave velocity measurement on shale debris

SUO Yu, GE Hong-kui, WANG Xiao-qiong, MENG Fan-bao, LIU Jun-rong   

  1. Unconventional Natural Gas Research Institute, China University of Petroleum, Beijing 102249, China
  • Received:2016-01-05 Online:2018-01-10 Published:2018-06-06
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (41304141), the Joint Funds of the National Natural Science Foundation of China (2013D-5006-0213)and the Scientific Research Foundation for the Introduced Talent of China University of Petroleum (Beijing) (YJRC-2013-18).

摘要: 压裂改造是页岩气开发的关键技术,岩石的脆性评价是储层可改造性的重要参数之一。实验室中通常利用岩芯柱进行波速测量,获得杨氏模量和泊松比以评价页岩的脆性系数。但规则的页岩岩芯很难获得。为此,利用非规则的页岩岩屑,设计并提出了一套基于脉冲回声法的岩屑高精度波速测量的仪器和方法。分析了影响岩屑波速测量精度的主要因素,引入了新针式高频声波探头和新数字信号分析方法,利用脉冲回声法,通过提高采样率和信噪比、使用自相关的方法来提高精度,形成了一套页岩岩屑高精度波速测量的仪器与方法。同时试验结果也与规则岩芯测量结果进行了对比,证实了此仪器与方法的可靠性。

关键词: 压裂改造, 页岩岩屑, 波速, 脆性

Abstract: Hydraulic fracturing is the key technology for shale gas development. Brittleness is one of the most important parameters to evaluate the fracability of shales. One of the most commonly used methods in laboratory is the measurement of wave velocity of pillar core to obtain Young’s modulus and Poisson’s ratio, so as to evaluate the rock brittleness coefficient. However, it is difficult to obtain regular shale core samples. Therefore, in this study, we develop a new device and a novel method with high precision to measure the velocity of shale debris based on pulse echo. Major factors that influence the measurement precision of shale debris wave velocity are analyzed. This study also proposes a new pin-type high frequency sound wave probe and a digital signal processing data analysis method. The measurement precision is improved by increasing sampling frequency and signal-to-noise ratio as well as using the autocorrelation method and pulse echo method. The comparison between results from regular core and debris confirms the reliability of the proposed procedure.

Key words: fracturing, shale debris, wave velocity, brittleness

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[1] 陶帅, 董毅, 韦昌富, . 环境湿度可控的土体小应变刚度试验系统[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2132-2142.
[2] 柳鸿博, 周凤玺, 岳国栋, 郝磊超. 非饱和土中热弹性波的传播特性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1613-1624.
[3] 高峰, 曹善鹏, 熊信, 周科平, 朱龙胤, . 冻融循环作用下受荷青砂岩的脆性演化特征[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 445-452.
[4] 张志韬, 王海军, 汤雷, 赵初, 李汉章, 苏正洋, . 基于3D-ILC含偏心内裂纹半圆弯拉断裂特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 111-122.
[5] 周凤玺, 柳鸿博, 蔡袁强, . 饱和多孔热弹性介质中Rayleigh波 传播特性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 315-324.
[6] 张国凯, 李海波, 王明洋, 李晓锋, . 基于声学测试和摄像技术的单裂隙岩石 裂纹扩展特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 63-72.
[7] 刘红岩. 宏细观缺陷对岩体力学特性及边坡稳定影响研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 431-439.
[8] 杨道学, 赵奎, 曾鹏, 卓毓龙, . 基于粒子群优化算法的未知波速声发射 定位数值模[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 494-502.
[9] 陈宇龙, 内村太郎, . 基于弹性波波速的降雨型滑坡预警系统[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3373-3386.
[10] 周凤玺, 柳鸿博, . 非饱和土中Rayleigh波的传播特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3218-3226.
[11] 陈卓识, 袁晓铭, 孙锐, 王克. 土层剪切波速不确定性对场地刚性判断的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2748-2754.
[12] 杨洋, 孙锐, 陈卓识, 袁晓铭. 基于土层常规参数的剪切波速液化概率计算公式[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2755-2764.
[13] 周辉, 陈珺, 张传庆, 朱勇, 卢景景, 姜玥, . 低强高脆岩爆模型材料配比试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2039-2049.
[14] 赵振华, 张晓君, 李晓程, . 含卸压孔硬岩应力松弛特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2192-2199.
[15] 王海军, 郁舒阳, 任然, 汤雷, 李欣昀, 贾宇, . 基于3D-ILC含内裂纹孔口脆性固体断裂特性试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2200-2212.
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