›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (4): 1355-1361.doi: 10.16285/j.rsm.2016.0955

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于声发射与NMR的超临界CO2 对砂岩力学特性影响研究

蒋 翔1, 2,钱 昆1,王小书1,高思娴1,谢凯楠1,姜德义1   

  1. 1. 重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400044;2. 剑桥大学 地球科学系,剑桥 CB2 3EQ
  • 收稿日期:2016-04-27 出版日期:2018-04-11 发布日期:2018-06-06
  • 通讯作者: 姜德义,男,1962年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩石力学与工程研究工作。E-mail: deyij@cqu.edu.cn E-mail: cqujiangxiang@163.com
  • 作者简介:蒋翔,男,1989年生,博士,主要从事岩石力学与矿山灾害防治方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 51304256,No. 5154048);中国博士后科学基金(No. 2015T80857)。

Effect of supercritical CO2 on mechanical properties of sandstone using acoustic emission and NMR

JIANG Xiang1, 2, QIAN Kun1, WANG Xiao-shu1, GAO Si-xian1, XIE Kai-nan1, JIANG De-yi1   

  1. 1. State Key Laboratory for the Coal Mine Disaster Dynamics and Controls, Chongqing University, Chongqing 400044, China; 2. Department of Earth Sciences, University of Cambridge, Cambridge CB2 3EQ, United Kingdom
  • Received:2016-04-27 Online:2018-04-11 Published:2018-06-06
  • Supported by:

    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China(51304256, 5154048) and the China Postdoctoral Science Foundation (2015T80857).

关键词: 砂岩, 超临界CO2, 单轴压缩, 声发射, 核磁共振

Abstract: Considering the excellent properties of supercritical CO2 has economic and technological advantages on the development of unconventional gas resources. This study aims to investigate the quantitative effects of CO2 and supercritical CO2 on the structure and mechanical properties of sandstone. Hence, acoustic emission (AE) and low-field nuclear magnetic resonance tests are carried out to analyse the damage of sandstone by soaking with CO2 and supercritical CO2 for 15 days. The results show that uniaxial strengths of samples under these two conditions decrease, and the results under supercritical CO2 soaking condition are even lower. In addition, samples subjected to supercritical CO2 soaking produce a large number of AE signals in the elastic stage. The growth points of accumulated AE curve (the cut-off between the crack closure and crack initiation) for all samples appeare in smaller strain stages. The AE energy probability densities P(E) of all samples satisfy the power law well, CO2 and supercritical CO2 soaking conditions do not change the scale invariance of AE energy for sandstone. The probability density curve is more inclined under the supercritical CO2 soaking condition, which reflects an increase in the proportion of small AE energy signals. The nuclear magnetic T2 waveforms of samples soaked with supercritical CO2 represent more developed porosity, internal microstructures and higher proton NMR signals.

中图分类号: 

  • TU 452

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