页岩跨尺度力学特性的实验表征及基础理论研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51604230
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0402.油气开采
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The mechanical property of shale rock is a key factor for the effective development of shale oil and gas. However, shale rock is a kind of multi-phase, multi-scale and nonhomogeneous material, whose multi-scale mechanical behavior is very difficult to be described by continuum mechanics. Furthermore, the acquisitions of the mechanical parameters of shale reservoirs are usually difficult in realistic engineering operation. The present work aims to investigate the multi-scale mechanical natures of shale rock, and to study the characterization method and basic theory for the multi-scale mechanical characteristics of shale rock by using the downhole cuttings, micro/nano-indentation techniques and multi-scale mechanics. The influencing factors of the micro/nano-indentation will be investigated by experimental studies, and then the testing parameters can be optimized; thereby, recommended methods for the micro/nano-indentation testing will be established. The mesoscopic representative elementary volume (REV) and its mechanical performance will be investigated by experimental studies as well, based on which a homogenization constitutive model will be proposed between mesoscopic and macroscopic scales by using the finite element method and the asymptotic homogenization method; therefore, the multi-scale correlation from mesoscopic to macroscopic scale, and the macroscopic mechanical parameters such as modulus and strength can be predicted. To verify the validity and applicability of the multi-scale mechanical characterization, the predicted results will be compared with the logging and experimental results. The present work can not only enrich the characterization methods of shale rock mechanics, but also promote the application and development of multi-scale mechanics theory. The proposed work will play a very important practical role in the effective development of shale oil and gas.
页岩力学特性是影响页岩油气高效开发的关键因素,但页岩是一种多相、多尺度的非均质材料,采用连续介质力学难以描述页岩的多尺度力学行为,而且工程中获取页岩储层力学参数往往较难。本项目针对页岩的跨尺度力学属性,拟采用井下岩屑、微/纳米压痕技术和多尺度力学方法,研究页岩跨尺度力学特征的表征方法及基础理论。实验研究页岩微/纳米力学测试影响因素,优化微/纳米压痕测试参数,建立页岩微/纳米压痕测试推荐方法;实验研究页岩细观特征单元体及其力学性能,采用有限元和渐近均匀化方法,建立细观-宏观间的均匀化本构,明确细观-宏观之间的跨尺度关联关系,预测页岩弹性模量、强度等宏观力学参数;通过对比宏观力学实验、测井及预测结果,检验跨尺度表征方法的正确性和实用性。本项目研究不仅丰富了页岩力学特征表征方法,也推动了多尺度力学理论的应用与发展,对于页岩油气高效开发具有重要的现实作用和意义。

结项摘要

页岩力学性质是页岩油气高效开发的重要基础参数,但由于页岩的多相、多尺度特性导致其力学行为非常复杂。为此,采用井下岩屑、微/纳米压痕技术和多尺度力学方法,研究了页岩跨尺度力学特征的表征方法及基础理论。通过实验确定了页岩微/纳米压痕岩样制备要求,明确了实验影响因素及其影响规律,形成了页岩微/纳米压痕测试建议方法;实验测试了页岩细观尺度矿物、孔隙及结构特征,测试了页岩在纳米、微米尺度下的力学特征;采用有限元方法模拟了不同页岩性质下的压痕力学响应特征,基于自洽模型、微分等效介质模型及微观结构定量表征,建立了页岩力学性质跨尺度均匀化方法,揭示页岩的跨尺度力学行为,并进一步建立了宏观模量、强度、断裂韧性及脆性参数的预测方法。通过对比宏观力学实验及预测结果,检验了本项目方法的正确性和实用性。本项目研究不仅丰富了页岩力学特征表征方法,也推动了多尺度力学理论的应用与发展,对于页岩油气高效开发具有重要的现实作用和意义。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(5)
层状页岩储层水平井破裂压力模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    天然气工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马天寿;杨春和;陈平;郭印同
  • 通讯作者:
    郭印同
Fracture pressure prediction for layered formations with anisotropic rock strengths
具有各向异性岩石强度的层状地层破裂压力预测
  • DOI:
    10.1016/j.jngse.2017.01.002
  • 发表时间:
    2017-02
  • 期刊:
    Journal of Natural Gas Science and Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ma Tianshou;Wu Bisheng;Fu Jianhong;Zhang Qiangui;Chen Ping
  • 通讯作者:
    Chen Ping
Brazilian Tensile Strength of Anisotropic Rocks: Review and New Insights
各向异性岩石的巴西抗拉强度:回顾和新见解
  • DOI:
    10.3390/en11020304
  • 发表时间:
    2018-02-01
  • 期刊:
    ENERGIES
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Ma, Tianshou;Peng, Nian;Zhao, Jian
  • 通讯作者:
    Zhao, Jian
正交各向异性岩石弹性参数的空间展布
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    西南石油大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    桂俊川;陈平;马天寿
  • 通讯作者:
    马天寿
Fracture pressure model for inclined wells in layered formations with anisotropic rock strengths
岩石强度各向异性层状地层斜井破裂压力模型
  • DOI:
    10.1016/j.petrol.2016.10.050
  • 发表时间:
    2017-01
  • 期刊:
    Journal of Petroleum Science and Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ma Tianshou;Zhang Q B;Chen Ping;Yang Chunhe;Zhao J
  • 通讯作者:
    Zhao J

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

各向异性地层中随钻地层测试压力响应数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    长江大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马天寿;曹刚;彭念;田薇;王强
  • 通讯作者:
    王强
深水表层钻井随钻压力与温度监测装置设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    传感器与微系统
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈平;马天寿;杨青;廖俊必
  • 通讯作者:
    廖俊必
页岩抗张力学行为各向异性实验与理论研究
  • DOI:
    10.11817/j.issn.1672-7207.2020.05.023
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中南大学学报. 自然科学版
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马天寿;王浩男;刘梦云;彭念;郑南鑫;易晟昊
  • 通讯作者:
    易晟昊
横观各向同性页岩岩石物理模型建立—以龙马溪组页岩为例
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    地球物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    桂俊川;马天寿;陈平
  • 通讯作者:
    陈平
井下微流量测量装置节流压差规律研究
  • DOI:
    10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.03.001
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    石油机械
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐弢;马天寿;陈平;曾秀权;孙少林
  • 通讯作者:
    孙少林

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

马天寿的其他基金

地层压力随钻测试压力响应的数值模拟与物模实验
  • 批准号:
    41874216
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码