摘要：在酸性(pH=3)、中性(pH=7)、碱性(pH=11)3种溶液环境中开展了灰岩浸泡溶蚀试验,测试了不同浸泡周期灰岩的单轴抗压强度、表面微观形貌、浸泡溶液的pH值及Ca^(2+)浓度,并讨论了灰岩宏观力学性能的劣化机制。研究表明:灰岩在酸性环境中溶蚀劣化程度最大,中性环境次之,碱性环境最小;在试验初期,3种化学溶液的pH值均变化剧烈,并逐渐向中性转化,最终呈弱碱性;在酸性溶液中试验初期Ca^(2+)溶出速率较快;而在中性和碱性环境下则溶蚀反应缓慢;随着浸泡时间的增加,溶蚀灰岩在微观形貌上表现为微孔洞扩展,表面粗糙程度加剧;从溶蚀后灰岩微观损伤区域的统计结果来看,3种溶液环境下灰岩的单轴抗压强度均随损伤区域比的增加而减小,酸性环境中的损伤区域比最大,中性环境次之,碱性环境最小。

摘要：我国煤层气资源丰富,但煤储层多为低渗致密储层,单井产量和采出率普遍较低,现有的技术手段难以支撑我国煤层气产业的快速发展,需要探索提高单井产量和采出率的手段。除了水力压裂、裸眼洞穴完井的物理改造方式,采用化学法改造原始煤储层物性也是近年研究的热点。煤储层酸化氧化技术可以避免物理增产方式造成的储层伤害,并可以促进解吸并改善渗流能力,但对于不同煤阶煤储层,适宜不同煤阶煤储层的酸化氧化试剂需要优化,以及其酸化氧化的作用效果需要评价。通过室内实验,对比分析了保德、沐爱、新疆区块煤样物性特征,包括煤阶、煤体结构、煤的宏观特征、煤质特征、孔渗参数、元素分析、矿物组成方面的区别;通过煤粉酸液前置溶蚀实验,优选出了盐酸最佳浓度,并通过Design-Expert软件设计并开展了五因素三水平的酸液优选正交实验,找出了影响溶蚀效果的敏感因素,优选出了最优的氧化剂类型,并对保德、沐爱、新疆区块煤样,分别优选出了适用于各区块煤储层的酸化氧化试剂体系;应用优选出的各区块酸化氧化试剂体系,对保德、沐爱、新疆区块煤样,分别对比分析了酸化氧化前后的孔隙度、渗透率和润湿性;最后基于沐爱区块一个典型井组,通过数值模拟预测了酸化氧化改造后的产气效果。实验表明:盐酸浓度在3~4 mol/L内,酸液溶蚀效果最好;5个实验因素的影响效果从大到小依次是浸泡时间、酸液种类、浸泡温度、煤样种类、酸液浓度;最优的氧化剂为质量分数3%的过氧化氢溶液;保德区块混合酸化氧化剂配方为10%HCl+2%CH_(3)COOH+2%HF+3%H_(2)O_(2),沐爱区块的最佳混合酸化氧化剂配方为8%HCl+2%CH_(3)COOH+4%HF+3%H_(2)O_(2),新疆区块的最佳混合酸化氧化剂配方为12%HCl+1%CH_(3)COOH+1%HF+3%H_(2)O_(2),煤阶越高,最优酸化氧化试剂体系中HF含量越高。酸化和氧化对煤样的孔隙度和渗透率有提升作用,2者增大规律一致,低阶煤提升效果优于高阶煤。酸化作用使煤的亲水性增强,而氧化作用使煤的亲水性大幅减弱,经优选的酸化氧化体系处理的煤样亲水性减弱。数值模拟预测表明酸化氧化方案生产10 a达到废弃条件时采出率达到了64.64%,与同一时间未进行酸化氧化方案的采出程度相比增加19.72%,增产效果显著;与未进行酸化氧化方案生产18 a达到废弃条件时采出率相比增加0.97%,但酸化氧化措施节省了8 a生产时间达到最终采出率,降低了矿场运营成本。优选出的适宜于低、中、高不同煤阶煤层气藏的酸化氧化体系,改善了目标煤储层的解吸和渗流能力,提高了单井产量和采出率。

摘要：先利用1 mol/L NH4Cl溶液对水泥砂浆环形试件进行静水溶蚀,通过酚酞滴定法和扫描电子显微镜(SEM/EDS)测试溶蚀过程中水泥砂浆试件的溶蚀深度和表层钙硅比,用于表征试件表层的静水溶蚀损伤程度;然后采用自行设计制作的水中水泥砂浆环形试件自旋转冲刷腐蚀装置开展经静水溶蚀的环形试件在不同流速条件下的冲刷试验,以质量损失速率表征水泥砂浆表层冲刷腐蚀性能,分析静水溶蚀损伤程度和流速对试件损伤失效过程及冲刷腐蚀性能的影响。结果表明,在静水溶蚀过程中,试件的溶蚀深度与浸泡时间的平方根成线性关系,表层钙硅比随浸泡时间的增加而减小;在水流冲刷过程中,试件表面剪应力与流速的1.8次方呈线性关系,试件的质量损失速率随流速和表层静水溶蚀损伤程度的增加而增大,且静水溶蚀损伤程度越大,质量损失速率增加越显著。

摘要：利用魔角旋转核磁共振(29Si MAS-NMR)测试技术从机理上分析了不同掺量粉煤灰(30%～70%)对水泥基材料强度发展和溶蚀条件下性能退化的影响规律。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,水泥硬化浆体强度逐渐下降,但掺量为50%时,强度下降率最小,超过这个掺量强度下降率增大;与此对应,水化硅酸钙(C-S-H)中Q1和Q2含量相应减少,特别是Q1的变化令人关注。粉煤灰掺量从0增加到50%时,Q0,Q1,Q2信号峰强度均较溶蚀前下降,但Q1信号峰下降幅度更大;当粉煤灰掺量为70%时,Q1信号峰已不明显,Q2也相应减少,此时引起强度降低和溶蚀后性能退化显著。溶蚀后Q(21Al)信号峰强度增大,粉煤灰掺量50%时最为明显。研究表明,Q1具有很强的工程特性,其变化对粉煤灰适宜掺量的确定起着关键作用。

摘要：为了研究不同溶液渗透溶蚀作用下碳酸盐岩渗流特性演化规律,选择Na2SO4溶液和蒸馏水作为渗透流体,使用岩石高压耦合渗透实验装置,对碳酸盐岩试样分别进行长达15 d的渗透溶蚀实验研究,得到对应工况下的渗透率和渗出液中矿物离子浓度随时间变化曲线,分析实验中各种影响因素与渗透率、矿物质溶解变化规律之间的有机联系。结果表明:实验初期岩样渗透率的较大改变是由应力条件引起的,应力的影响随实验的进行逐渐减小。当围压和渗压等量增大时,渗透率受围压的影响较大,而由于应力的变化较小,渗透率变化趋势所受的影响较小。在稳定阶段,岩石渗透率变化则是渗透溶液的溶蚀作用和矿物沉淀共同作用的结果。Na2SO4溶液的溶解作用相对较强,CaCO3;在岩样上游段产生较强的溶解,当溶解的Ca^2+浓度达到最高后,在下游段产生CaCO3沉淀,造成溶解过程中的不均匀性,最终表现为渗透率降低;蒸馏水溶液对碳酸盐岩的溶解能力较弱,在上游段溶解少量Ca^2+,下游段的溶解速率变低,并且沿程难以使Ca^2+达到过饱和状态,不易产生沉淀,最终渗透率保持稳定。

摘要：针对成都地区红层软岩溶蚀空洞现象,以成都半岛城邦项目场地的红层软岩为例,选取不同深度的岩样进行室内浸水试验、淋滤试验和溶蚀试验,观察岩样在不同类型环境水下的作用性状和溶蚀特征,分析经历不同作用的含膏红层软岩可溶成分的流失程度及其对环境水的影响。结果表明,红层软岩中的石膏含量随着深度的增加而增加,含膏红层及其环境水的腐蚀性显著增强;遇水后,红层软岩中的可溶成分逐渐溶解、流失,随着时间的积累;红层软岩孔隙增大,渗透性增强,红层的完整性丧失,强度衰减;在酸性环境水的作用下红层软岩中的钙质胶结物流失加剧,结构连接破坏严重,对红层的结构强度影响较大。对浸泡、淋滤和溶蚀作用后的试样,重点测试了抗压强度、波速等参数。试验结果表明,红层软岩经硫酸溶液腐蚀后岩样的结构被破坏,单轴抗压强度从8.5 MPa降低到2 MPa,降低了76%;波速明显减小,从2 204 m/s减小至1 355 m/s,减小了40%;红层试样的p H与电导率变化也比较显著,p H值从8.77减小至7.29;电导率从55μs/cm增加到1 100μs/cm。

摘要：结合川东北地区古地温梯度,利用金刚石压腔(DAC)技术,针对碳酸盐岩设计了一套全新的随埋深增加的水-岩作用模拟实验。模拟实验结果表明,随着地层温度、压力升高,灰岩表现为明显的胶结(沉淀),白云岩在高温高压的酸性地层流体条件下不比灰岩更易溶蚀,说明在封闭-半封闭的埋藏过程中碳酸盐岩不存在大范围的"溶蚀窗"。实验结果可能导致对碳酸盐岩深部储层发育机理的重新认识。

摘要：白云岩的孔隙特征是研究白云岩溶蚀规律的重要内容,针对震旦系陡山沱组白云岩,利用扫描电镜(SEM)对不同结构白云岩孔隙形态进行扫描,并利用孔裂隙特征分析系统软件(PCAS)对扫描的孔隙结构进行定量分析。结果表明,随着不同结构白云岩中白云石含量降低,孔隙数量明显增加,孔隙结构变得更加复杂,岩石强度更低,并建立了白云石含量与孔隙结构特征的函数,研究成果对白云岩溶蚀机理研究有重要意义。

摘要：石膏质岩的溶蚀对隧道工程的建设及运营极为不利,研究其溶蚀机理及其影响因素,可为此类隧道的建设提供参考。宜巴高速公路部分隧道通过的地层含有石膏质岩,为了研究其溶蚀及溶出特性,利用X-衍射试验仪、自制简易溶蚀装置、离子色谱分析仪从宏观角度研究其溶蚀、溶出现象及其规律,利用环境扫描电镜从微观上观察其溶蚀机理。结果表明,研究区石膏质岩在地下水的作用下易溶蚀,溶蚀后强度性质变差,同时溶出大量的硫酸根离子于环境水中。影响石膏质岩溶蚀的因素多而复杂,动态水环境将使其溶蚀作用更强烈,并且水流流速越大,溶蚀特征越明显。弱酸性环境的水溶液也会促进溶蚀作用的进行。温度通过影响石膏质岩在水中的溶解度,从而影响其溶蚀量及溶蚀速率。石膏质岩溶蚀后会降低隧道围岩的稳定性,溶出的酸根离子对混凝土衬砌结构产生中等腐蚀,在隧道建设中应注意采取相应防治措施,避免工程病害的发生。

摘要：金沙江观音岩水电站双折混合坝中混凝土重力坝部分坝基位于中生代侏罗系中统蛇店组J2s砾岩、砂岩为主的滇中红层地层上,而岩石胶结物溶蚀现象不利于坝基岩体稳定。为此,在我国红层分布特点基础上,分析了滇中红层沉积、分布特征,系统地研究了红层坝基碎屑岩因胶结物溶蚀而出现的喀斯特现象以及岩体出现小的溶洞、溶孔、溶蚀裂隙及岩体解体、砂化、结构变坏等特征,并进行了红层坝基溶蚀岩体物理力学性质试验研究。结果表明:溶蚀岩体分布特征及其岩体质量力学参数指标达到Ⅲa和Ⅲb类岩体质量要求,坝基适当处理可满足建基面要求。研究成果为坝基建基面确定、溶蚀岩体地质缺陷处理提供了依据。