小型水力压裂法的理论依据
水力压裂是油气井增产、注水井增注的一项重要技术措施,不仅广泛用于低渗透油气藏,而且在中高渗透油气藏的增产改造中也取得了很好的效果。它是利用地面高压泵组,将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中,在井底憋起高压,当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时,便在井底附近地层产生裂缝,继续注入带有支撑剂的携砂液,裂缝向前延伸并填以支撑剂,关井后裂缝闭合在支撑剂上,从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流的填砂裂缝,使井达到增产增注的目的。
水力压裂增产增注的原理主要是通过降低井底附近地层中流体的渗流阻力和改变流体的渗流状态,使原来的径向节流损失,大大降低了能量的消耗,因为油气井产量或注水井注入量就会大幅度提高。如果水力裂缝能连通油气层深处的产层和天然裂缝,则增长的效果会更明显。另外,水力压裂对井底附近受损害的油气层有解除堵塞的作用。
在水力压裂中,了解造缝的形成条件、裂缝的形态和方位,对有效地发挥压裂在增产增注是很重要的,在区块整体压裂改造和单井压裂设计中,了解裂缝的方位对确定合理的井网方向和裂缝几何参数尤为重要,这是因为有利的裂缝方位和几何参数不仅可以提高开采速度,而且可以提高最终采收率,相反,则可能会出现生产井过早水窜,降低最终采收率。
造缝条件和裂缝的形态、方位等与井底附近地层的地应力和其分布、岩石的力学性质、压裂液的渗透性和注入方式有密切关系。在致密地层内,当井底压力达到破裂压力后,地层发生破裂,然后在较小的裂缝延伸压力下,裂缝向前延伸。对高渗和微裂缝发育地层,压裂过程中无明显的破裂显示,破裂压力与延伸压力相近。
影响压裂施工成败的因素中,压裂液的性能是其中的主要因素之一。对大型压裂液来说,这个因素尤为突出。这是因为压裂施工的每个环节都与压裂液的类型和性能有关。
根据压裂过程中注入井内的压裂液在不同施工阶段的任务可分为前置液、携砂液、顶替液三种。
前置液的作用是破裂地层并造成一定几何尺寸和裂缝,以备后面的携砂液进入。在温度较高的地层里面,还可以起到一定的降温作用。
携砂液将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上的作用。在压裂液的总量中,这部分比例很大。携砂液和其他压裂液一样,起造缝和冷却地层的作用。
顶替液用来将携砂液送到预定位置,注完携砂液后要用顶替液将井筒中全部携砂液替入裂缝中,以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。
根据压裂不同阶段对液体性能的要求,压裂液在一次施工中可能使用一种以上性能不同的液体,其中还加有不同使用目的的添加剂。为了获得更好的水力压裂效果,对压裂液的性能要求滤失少、悬砂能力强、摩阻低、稳定性好、配伍性好、低残渣等等。
3.4.2.1 现代测井技术发展主要特点
从20世纪90年代开始,在全球性科技发展浪潮推动下,测井技术进入一个高速发展期,主要标志是新一代成像测井投入商业性应用并日趋成熟。这一发展进程,大大提高了测井技术解决地质问题与工程问题的能力,进一步提高了在油气藏勘探和开发中的作用。现将其主要发展特点归结如下:
(1)形成四大测井技术系统:裸眼井测井、套管井测井、随钻测井和井间测井系统
1)裸眼井测井技术——新一代裸眼井测井技术是以阵列化、频谱、能谱化测量和二维及三维成像显示为主要特征,以全井眼微电阻率成像测井、核磁共振成像测井、阵列感应/阵列侧向成像测井为核心,包括偶极横波成像测井、综合岩性孔隙度测井、元素俘获测井、模块化动态地层测试器等井下仪器所组成的新型测井技术。最近推出的具有三维测量功能的扫描成像测井仪系列——电阻率、声波、核磁三种扫描测井仪,标志着成像测井技术又有新的发展。新一代裸眼井测井系统的主要特点是:
A.在技术上,成像测井实现了“地面采集成像化与多任务化,下井仪器阵列化与频谱、能谱化,数据传输遥测化,处理解释工作站化”。这样使得长期以来,作为表征地层地质特性的常规测井曲线,由原来把地层近似视为均质的平均化测量,发展为以“井”为对象的二维或三维空间测量,并对测量结果以具有三维模拟性质的二维可视图像进行显示,能对地层非均质性作出响应。
B.成像测井具有观测密度和方位覆盖率大的特点,有效信息大量增加,使得测井信息的反演更易接近目标。所提供的图像往往是地质现象的直观显示,大大缩短了测井信息与地质特性之间的距离,提高了分析地层非均质性能力、解释地质特征能力,以及人们有效理解、运用这些信息和数据的能力。
C.方位成像测井。微电阻率扫描、井眼超声波成像以及方位电阻率成像等测井的应用,突破了测井数据处理两个传统的基本假设,能够在地层为非成层和不具有旋转轴对称的状态下,获得可信的反演结果,从而能够较好应对地层非均质性和水平井钻探的挑战。
D.成为研究地层的非均质性和各向异性,应对复杂地层油气评价的有效手段,在裂缝性、砾岩体、低渗透、火成岩油藏与低电阻率油气层测井评价和油气藏发现,以及精细分析油藏地质特性、地质构造和沉积相等方面都有了突破性进展。
2)套管井测井技术。套管井电阻率测井、储层饱和度(脉冲中子)测井、元素俘获测井、过套管动态地层测试器以及新型综合岩性孔隙度测井和组合式生产测井仪(如CPLT、Flagship仪等),是组成新一代套管井测井的主要技术。众所周知,进行生产测井和油井采收状况动态监测,解决油井钻采中的工程问题,如固井质量评价、油井套管技术状况分析等,是套管井测井传统应用领域。新一代套管井测井技术的运用,特别是套管井电阻率测井研制成功,配套的新型传感器利用,促使套管井测井进入了“地层评价”这一新的应用领域,它的技术功能和作用有了明显提升。这样就能够在下套管的新井中,进一步取全资料;对于无法录取裸眼井测井资料的意外事故井,可以通过套管井测井进行地层评价;可以对老井重新评价识别漏掉的油气层和储量;可以定期开展时间推移测井,更有效地监测油气藏流体界面和饱和度动态变化等。
在生产测井这一领域,技术也有明显进步。常规生产测井传感器只能用在近垂直井中测量简单的两相流动、反映垂直或近垂直井中有限范围的流动方式。新型传感器,如“泡”流动成像仪、水流成像仪以及利用GHOST进行三相持率(持气、持油、持水率)测量等,则能克服上述缺点,不仅能提高精度、解决多相流问题,而且可用于大斜度井和水平井。
3)随钻测井技术。随钻测井的早期是通过测量井斜、方位,为钻井提供几何导向,属于随钻测井的雏形,为随钻测量(MWD)阶段。20世纪80年代中期,随钻自然伽马和电阻率仪器的问世,随钻测井(LWD)主要用于简单的地质导向。随着随钻电阻率仪和孔隙度仪的发展,逐步提高随钻地层评价和地质导向的效果,即通过监测水平井与上、下界面的距离,控制水平井在油层中的钻进方向。随钻测井虽然分辨率没有电缆测井高,但能够获得钻进过程中地层的原始信息,因此能在泥浆侵入地层和井眼变得不规则之前,更确切反映地层特性。新一代传感器,如钻头电阻率成像仪、方位密度中子仪等的运用,标志着随钻测井技术进入一个新的发展阶段,主要有以下特点:
A.探头更趋近于钻头处或以钻头作为电极,增强探测和实时导向功能。
B.成像化。可进行井下倾角实时处理,进一步提高分析地层特性能力。
C.实现方位测量。可对地层参数进行方位测量和显示,以提高地质导向准确性。如方位密度中子仪,可对井眼中不同区间密度、中子测量进行平均,提供井眼上、下独立测量值。
D.配套化。具有测量多种电阻率、密度、中子、声波、自然伽马等配套功能,在困难地理条件下(如深海、沙漠腹地、沼泽),用以替代普通电缆测井。
4)井间测井技术——井间测井技术应用是当代测井技术的重大突破,其重要意义就在于实现“井间”地层与油藏特性的直接测量,进一步解决在油藏研究中,“井孔”与“井间”信息不平衡问题,从而提高油藏研究和横向预测的有效性,并将从根本上改变测井技术横向探测能力不足的固有弱点。从而把发现油气藏与描述油气藏特性能力,提高到一个新的高度。目前开发的井间测井技术主要是井间电磁成像系统(井间电阻率成像测井)和井间地震测井,因此人们普遍认为,这些技术一旦达到实用阶段,将会引起油藏研究革命性变化。因为这就意味着测井技术的两个基本系列——电阻率与孔隙度系列,可直接运用于井间的测量。井间电磁成像系统是将发射器和接收器分别置于两口井中,接收由发射器发射并经地层传播的电磁波。反演后获得有关井间地层电阻率的分布信息,从而实现井间电阻率直接测量。和井间地震相比,井间电磁测量结果对井间地层特性和流体性质的变化更为敏感。所提供的井间电阻率成像,可用于研究井间油藏构造、砂体展布和裂缝发育方向;能够比较清楚地描述井间的油、气、水层分布,指示水驱及热采波及前沿和方向,分析井间剩余油分布,从而可提高油田滚动勘探和开发调整中钻探高效井成功率;优化油田开发方案和提高采收率。
井间电磁成像测井目前已在美国、加拿大以及中东地区等投入现场应用,所提供的“油藏”规模下的井间电阻率,在追踪注水、注蒸汽(稠油热采)应用中均见到较好效果。1998年11月至2004年4月,胜利油田与EMI公司合作,分别在胜利油区孤岛、埕东油田的8对井中,成功地进行了16个井次系统现场试验。测量是在对于井间电磁技术很有难度的条件下进行的,一是地层为典型的低电阻率剖面,地层背景电阻率仅为1.5~2Ω·m;二是进行穿透一层和二层金属套管系统试验。取得在典型低电阻率剖面中、井间距分别达433.6m(裸眼井—裸眼井)和300m(裸眼井—金属套管井)、260m(金属套管井—金属套管井)重复性好、精度高的完整测量数据。反演得到的井间电阻率成像图,在分析井间油、水、气分布、砂体展布方面也见到较好地质效果。
(2)测井信息的采集逐步实现高集成度的阵列化、成像化、频谱化和网络化
应对各向异性、多元储集空间、裂缝、薄互层等复杂油气藏的勘探和开发,是推动成像测井发展和应用的动力。成像测井问世以后,逐步发展了一批具有阵列化、成像化、频谱化测量特点的井下仪器系列,实现如下的成像方式:
A.井壁成像(方位成像):利用旋转型探头进行扫描,获得井壁图像。
B.径向成像:利用多个探头组合(阵列及交叉阵列)的大信息量采集,获得有较强垂向分辨能力、不同探测深度的径向成像图,以了解储层在径向上的地质特性及各向异性,如分析储层沿径向方向的饱和度剖面。
C.井周分区成像:利用聚焦方法,探测井周不同扇体、不同径向距离的地层特性。
D.井间成像:将发射器和接收器分别置于相邻的井中,反演后获得有关井间地质特性的分布信息。
E.谱分析成像:利用能谱、频谱、波谱等直观成像显示,描述地层特性。
今后的发展趋势是进一步提升阵列化、成像化、频谱化仪器的集成度及其探测性能,并向网络化方向发展。
(3)从传统的一维测量向三维测量发展,开辟三维岩石物理学的研究时代
成像测井是对油气藏表征和数值模拟技术发展的有力推动。油藏表征与油藏数值模拟技术,实质上是用随机技术来描述“确定性”油藏的概率性分析,包括建立一维“井”模型—二维“层”模型—三维“体”模型,其精度主要取决于对地层非均质性的分析和对“不确定性”因素的预测。应该指出,制作油藏一维“井”模型,从本质上讲是三维问题。由于传统测井理论是建立在均匀无限空间、各向同性介质基础之上,只有在均质地层中才能服从地层是“呈层状并与井轴呈对称性分布”的基本假设,因而普通电缆测井则把这一问题的解决仅局限于一维和二维。随着油气勘探、开发对象日趋复杂,非均质储层已成为当前及今后的重要勘探目标,也进一步挑战了测井理论关于“地层呈层状并与井轴呈对称性分布”的基本假设。而成像测井系统的应用,特别新一代三维扫描测井仪系列的应用,不仅能重现井眼及其周围地层的三维特点,而且意味着“三维岩石物理”研究的起步。新一代成像测井精细分析油藏地质特性的能力,铸就它成为三维油藏表征与数值模拟的主体技术。
然而应该指出,现阶段投入应用的成像测井主体技术,还不完全是真正意义的三维空间测量,但三维空间测量必然是今后发展趋势,目前正在推出的电阻率、核磁共振、声波扫描测井系列以及井间测井技术,就是这一发展趋势的体现。因此可以预料,随着三维空间测量测井技术的实现,将预示着三维岩石物理学研究时代的到来,并进一步推动测井理论、方法的更新与发展。
(4)裸眼、套管与井间测井系统的有机组合,实现油气藏的“四维”动态监测
随着套管井电阻率测井的突破,以及储层饱和度测井、元素俘获测井、过套管动态地层测试器、组合式生产测井仪等新一代套管井测井技术的进一步优化,促使套管井测井技术由动态监测和解决油井钻采中工程问题的传统应用领域,进入了“地层评价”这一新的应用领域,技术功能和作用有了明显提升。这一发展趋势将会进一步强化,特别是随着井间测井技术趋于成熟,将大大提高测井技术的空间探测能力,并与裸眼井测井技术形成三方面的有机组合,逐步实现油气藏动态地质特性、油气井采收状况和工程状态的“四维”动态监测:
A.油气藏静态—动态分析,包括二次和三次采油的油气藏描述和数值模拟。
B.水淹状况和饱和度的“四维”监测。
C.采收率的标定和动态监测。
D.油气井生产“四维”动态监测。
E.固井质量静态—动态监测。
F.油气井套管工程状态“四维”动态监测等。
(5)测井地质和工程应用覆盖油气田勘探、开发的全过程
事实上,现代测井技术的应用已经覆盖油田勘探与开发的全过程,成为当今油气资源评价和油藏管理的关键技术手段,以及钻井和采油工程设计、施工、质量评价的高效益技术手段。这一趋势又将随着今后测井技术的发展而进一步扩展和提升。主要有:
A.油气资源评价:油气层评价、产能预测和储量计算。
B.地质研究:构造分析、沉积学研究、裂缝及其分布格局、地应力分析和横向预测。
C.油藏工程:油气藏静态与动态描述、不同开发阶段的油气藏数值模拟、水淹状况和剩余饱和度分析、采收率标定和动态分析以及油气藏管理过程的优化。
D.钻井工程:水平井与大斜度井的地质导向、确定和建立上覆地层压力,孔隙压力、坍塌压力、破裂压力梯度剖面、进行岩石的可钻性和井眼稳定性分析、为钻井与钻井液的优化设计提供科学依据、井身质量监控、固井质量评价。
E.采油工程:岩石力学强度分析、优化油气井防砂与压裂设计、建立温度与压力剖面及其监测、油气井注入剖面与生产(产液、产气)剖面的动态监测、油气井套管工程状态动态监测、油气井管理过程的优化。
总之这一发展进程,正在改变人们对测井技术及其传统作用的固有概念,从内涵和外延大大丰富了对其现今作用的认识,并重新形成对其未来作用具有开拓性的设想。知识迅猛增长与快速更新是信息时代的基本特征,其结果将会造成领域专家知识的不足。因此随着测井技术的迅猛发展,石油工业上游领域的专家,特别是测井专家自身,都面临着一个再学习的问题,都有一个重新认识测井现今与未来作用的任务。而这一发展趋势,将推动90年代完成数控阶段的我国测井技术,向成像测井阶段发展。
3.4.2.2 新一代成像测井技术及其作用
(1)微电阻率扫描成像测井
地层微电阻率扫描成像测井是一种重要的井壁成像方法,它利用多极板上的多排纽扣电极向井壁地层发射电流,由于电极接触的岩石成分、结构及所含流体的不同,由此引起电流的变化,并反映了井壁各处岩石电阻率的变化,据此形成电阻率的井壁二维成像。斯仑贝谢公司的FMI是目前电成像系列中最先进的一种,该仪器有4个主极板和4个辅助极板(翼板),每一个极板和翼板有两排电极,每排有12个电极共计192个电极,在井眼中,井壁覆盖率达到80%,纵向分辨率为0.2 in(5mm),探测深度为1~2in。
地层微电阻率扫描成像测井主要应用于:
A.地质构造解释:确定地层产状、识别断层、不整合、牵引、褶皱等。
B.沉积学解释:识别层理类型、砾石颗粒大小、结构、判断古水流方向、识别滑塌变形、进行沉积单元划分、判断砂体加厚方向等。
C.裂缝识别和地层孔隙结构分析:识别高角度裂缝、低角度裂缝、钻井诱导缝、节理、缝合线、溶蚀缝、溶蚀孔洞、气孔等,确定裂缝产状及发育方向,划分裂缝段,可对裂缝参数进行定量评价,分析原生和次生孔隙的匹配程度。
D.地应力方向确定:根据井眼崩落和诱导缝的方向,确定现今主应力方向。
E.薄层解释:准确划分砂泥岩薄互层及有效厚度。
(2)核磁共振测井
核磁共振测井的商业性应用,是20世纪90年代测井学科的一个重大技术成就。原子核的磁性与外加磁场的相互作用,是核磁共振技术的物理基础。现代核磁其振测井则是以氢核作为目标核,通过调节核磁测井仪的工作频率,探测地层中氢核的核磁共振特性。目前主要是探测氢核的横向弛豫和扩散弛豫过程,通过测量揭示岩石的孔隙流体性质及其流动特性,定量提供地层孔隙度的组合和渗透率、孔隙尺寸分布等储层参数,以及有关孔隙流体性质的信息。其测井响应既取决于氢元素在地层孔隙中的赋存状态和丰度,又与地层的孔隙结构和流体性质有关,但一般不受岩石骨架矿物成分的影响。
核磁共振测井主要应用于:
A.提供准确的孔隙度和渗透率等岩石物理参数。包括地层总孔隙度、有效孔隙度、自由流体、毛管束缚水孔隙度和渗透率等岩石物理参数。
B.分析储层的孔隙结构。T2分布的形态指示了储层孔隙结构分布、分析孔隙尺寸大小和复杂储集空间的类型等。
C.有效划分储层。核磁共振测井提供的有效孔隙度、束缚流体孔隙度、自由流体孔隙度,以及T2分布可以直观显示储层与非储层。
D.识别流体性质。利用双TW双TE测量方式和标准T2谱形态分布,有助于识别岩性和复杂储层的流体性质。
E.估算原油黏度和扩散系数。利用双TE测井资料的扩散分析方法,估算原油黏度和扩散系数。
(3)偶极横波成像测井
偶极横波成像测井技术是为了解决单极声波测井在软地层中无法测量横波这一难题,同时也为了进一步提高测量精度而提出的。它是把新一代偶极技术与最新发展的单极技术结合在一起,提供了当今测量地层纵波、横波和斯通利波的最好方法。只要在适当发射频率下,无论大井眼井段还是非常慢速的地层中都能得到较好的测量结果,另外探测深度也相应有所增加。
偶极横波成像测井主要应用于:
A.岩性识别。主要是利用纵横波速度比、泊松比等参数,确定地层的岩性。
B.识别气层和气-水界面。根据偶极阵列声波资料得出的纵横波速度比及其他岩石力学参数,可比较有效识别气层与气-水界面。
C.判断裂缝发育井段、类型,分析裂缝储层的渗流特性。利用纵、横、斯通利波的幅度衰减直观地判断裂缝发育带,分析裂缝有效性。
D.地层各向异性分析。在裂缝性地层或构造应力不平衡的非裂缝性地层中,根据快横波和慢横波的检测,可以分析地层的各向异性大小、方向及其影响因素,并确定现今最大水平主应力的方向、大小。
E.岩石力学参数计算,进行井眼稳定性分析和压裂高度预测等。
(4)阵列感应/阵列侧向成像测井
20世纪90年代以来,国外各大公司吸收了几种新型感应/侧向测井仪的优点,研制出具有更优探测性能的阵列感应/阵列侧向成像测井仪。它们都具有高分辨率、探测深度和分辨率相匹配的特点;具有软件聚焦的功能;具有5~6个独立、探测深度依次递增的阵列组合,其中感应成像测井仪可提供垂直分辨率分别为1ft、2ft、4ft,探测深度分别为10in、20in、30in、60in、90in和120in的视电阻率数据。阵列侧向成像测井可以得到6条探测深度不同的视电阻率曲线,形成径向电阻率成像,大大提高了测井分析储层径向特性和求解地层真电阻率的能力。一般来说,阵列感应主要适用于低电阻率剖面,阵列侧向则适用于高电阻率剖面。
阵列感应/阵列侧向成像测井主要应用于:
A.划分渗透层。根据泥浆滤液侵入地层的驱替状况,划分渗透性地层和分析储层可采程度。
B.评价储层流体性质,确定受污染状况。
C.描述地层电阻率及侵入剖面径向变化。通过反演得到原状地层、侵入带电阻率、冲洗带与过渡带半径,描述地层电阻率径向变化和提供饱和度径向成像图。
D.薄层评价。准确地测量出薄层电阻率,有效识别层内的非均质性,有利于薄油气层的识别。
(5)模块化动态地层测试器
模块化动态地层测试器是新一代的电缆地层测试装置,改进的探测器采用模块化结构,以应对不同应用需求。特别是石英压力传感器,可快速、准确响应地层压力和温度的变化;泵排模块的应用,可采集原状地层的PVT流体样品;并能直接测量地层径向和垂向渗透率等,从而大大增强仪器直接测压、取样和分析储层特性的功能。
模块化动态地层测试器主要应用于:
A.测量地层压力剖面,计算地层压力梯度、压力系数、流体密度等参数。
B.估算地层径向和垂向渗透率。
C.快速评价油气层,确定或预测气-油-水界面。
D.预测储层产能。根据压力测试和取样样品分析数据,估计油层生产能力。
E.地质与工程应用。在多井评价中可以研究油藏特征、井间连通性;在地质研究工作中用于沉积相分析和进一步认识构造;在开发区块进行油层动用情况和潜力分析;在钻井工程方面可以结合声波、密度测井资料合理确定安全的泥浆比重等。
(6)地层元素俘获能谱测井
元素俘获能谱测井(ECS)是用中子激发直接探测地层俘获伽马射线,从俘获伽马射线能谱中获得有关硅、钙、铁、硫、钛、钆等地层元素含量的信息,从而进一步计算出地层中各种矿物的类型和含量。主要应用于:
A.岩性识别和储层评价。确定矿物和岩性,可准确计算岩石含量和特殊矿物。提供不受井眼影响的准确的泥质含量,为更准确计算孔隙度提供条件。
B.沉积相研究。准确识别石膏和钙质,为沉积相的判断提供指相矿物。清楚显示沉积旋回变化,为划分地层提供依据。
C.烃源岩研究。精确测出钙的含量,减少把薄互层钙质或膏质胶结层误判为烃源岩的可能性。准确提供无有机质影响的干岩石骨架体积,为利用综合体积法计算烃源岩提供重要参数。
总之,随着现代测井技术特别是成像测井技术的应用,塔河、东部及南方海相碳酸盐岩复杂油气藏的勘探实践以及海相层系前瞻性研究工作的开展,多方面提升了对碳酸盐岩油气藏的认识和评价能力,具体表现在:纵向上可识别碳酸盐岩储集的主要类型;准确提供剖面的孔隙度数值;可对裂缝进行定性和定量描述;利用核磁共振测井标定孔隙的大小分布;分析裂缝与溶蚀孔洞分布关系;特别是在碳酸盐岩气藏的流体识别有了比较大的进展。
3.4.2.3 海相层系测井系列的优选
(1)优选测井系列的基本原则
分析了以碳酸盐岩为主体的海相储层地质特性、评价难度以及现代测井技术发展特点与作用,就能形成对测井系列选择与优化的更明确思路。
1)有针对性地分析常规测井系列。电阻率与孔隙度系列,在海相储层评价中的适应性,明确其功能和作用。核心是进一步明确各种常规测井技术在储层有效性评价和流体性质识别的能力和存在的局限性,为优化常规测井系列提供直接依据。
2)加强新一代成像测井技术的应用。加大现代测井技术应用力度,主要是加强成像测井及其关键技术的应用如微电阻率扫描、偶极横波、核磁共振成像测井等,有针对性在新区、新领域的探井、复杂油气藏的探井和开发井、油气藏研究和动态监测的关键井和观察井,取全取准配套测井资料,为单井精细解释和油气藏研究提供坚实的资料基础。
3)生产测井的早期介入。在勘探阶段应选择一定的探井或评价井,进行生产测井,搞清油气藏流体的产出剖面,并验证储层划分标准,提高复杂油气藏测井评价的可信度,为计算储量提供重要依据。
4)形成探井油气层快速评价的测井系列,提高海相探井的解释成功率。核心是解决海相复杂储层流体性质识别这一关键难题,主要是有针对性增加一些具有直观、快速显示储层流体性质的测井仪器方法,如模块化动态地层测试器、旋转式井壁取心器与现场核磁共振分析仪相结合等,形成完整的疑难探井快速评价测井系列。即以常规和成像测井、岩心和录井资料,对储层有效性和油气水作出判识,优选目标层位,以模块化动态地层测试器进行验证,快速评价油气层和油气藏类型,达到缩短发现油气藏的周期,提高勘探效率和效益。
5)在综合分析的基础上,针对储层特点,提出优化、配套和规范的测井系列。
(2)优选测井系列的技术目标
1)提高单井解释可信度,充分利用现有的测井与其他“井筒”技术,搞清每一口探井主要地质特性,核心是正确识别和划分气、油、水层,尽量做到使每一口探井的完井决策不留遗憾。
2)通过一口或几口探井和评价井的精细解释,基本搞清油气藏基本特性,实现对储层和油气藏的整体评价。
(3)碳酸盐岩海相层系的测井系列
在探井和评价井中,形成以三电阻率、三孔隙度和自然伽马(或能谱)等常规测井为基础,微电阻率成像、核磁共振、多极子阵列声波、地层元素俘获能谱测井和阵列侧向测井为核心的完整测井系列。
地面排水通常采用挖沟开渠的方法,沟渠越深、越宽,排水能力就越强。在几千米深的地下怎样增强排油能力,提高油井产量呢?人们发明的压裂工艺技术就是一种很有效的方法。压裂是人为地使地层产生裂缝,地下的这些裂缝就相当于地面的沟渠,可大大改善油在地下的流动环境,使油井产量增加。压裂的方法分水力压裂和高能气体压裂两大类。
水力压裂是靠地面高压泵车车组将流体高速注入井中,借助井底憋起的高压,使油层岩石破裂产生裂缝。为防止泵车停止工作,压力下降后,裂缝又自行合拢,在地层破裂后的注入液体中混入比地层砂大数倍的砂子,同流体一并注入裂缝,并永久停留在裂缝中,支撑裂缝,使之处于开启状态,这样油流环境可长期得以改善。
压裂施工现场水力压裂使地层产生的裂缝形态一般较单一,但因岩石的性质不同,所生成裂缝的宽窄、长短也不一样。对于硬岩层,最终获得的支撑缝宽3毫米左右,缝长可达百米以上。有人也曾对这些数据提出过质疑:几千米的地下,看不见摸不着,压裂真能获得百米长的裂缝吗?回答是肯定的。它不仅能由一套复杂的公式计算出来,而且在现场实践中也得到佐证。如在某油田胡12-17井的水力压裂过程中,与该井相距150米的胡12-18井喷出了压裂用砂,同时该井抽油泵被砂卡死。胡12-17井的这些压裂用砂只能通过地下裂缝才能到达12-18井,说明这次压裂生成的裂缝至少在150米以上。事实上,现在也可以通过仪器测试出裂缝的几何形态,这进一步证明了压裂的效果。当前,水力压裂技术已经非常成熟,油井增产效果明显,成为人们首选的常用技术。对于油流通道很小,也就是渗透率很低的油层增产效果特别突出。
油井压裂及裂缝示意图高能气体压裂是用火药弹或火药弹与液体火药合用,预先置于井筒内的油层位置,点燃火药,靠燃烧产生的高温高压气体,以数倍于水力压裂的速度施加于地层上。由于施压速度极快,地层产生的裂缝既不是单一的也无固定的方向,一般形成辐射状的多条裂缝。这种方法造出的裂缝长度没有水力压裂造出的缝长,一般只有10多米,裂缝也无需砂子支撑,仅靠裂缝的数目大来改善油流环境,另外,燃烧产生的高温达1000℃以上,可提高油层温度,使地下油变稀,油更容易产出。由于该工艺产生的裂缝较短,一般用于解除油层近井地带的堵塞。
优点:此技术称为水平减阻水力压裂技术,使提取页岩气更加经济。水力压裂的原理是将高能量加压压裂液注入一个储层中。此技术可以提高碳氢化合物的萃取率和最终采收率。
缺点:潜在的环境影响,包括地下水污染、淡水耗损、空气质量的风险、气体和水力压裂化学品迁移到地表面、泄漏和回流的表面污染,以及这些问题对健康的影响。
原理
水力压裂就是利用地面高压泵,通过井筒向油层挤注具有较高粘度的压裂液。当注入压裂液的速度超过油层的吸收能力时,在井底油层上形成很高的压力,当这种压力超过井底附近油层岩石的破裂压力时,油层将被压开并产生裂缝。
这时,继续不停地向油层挤注压裂液,裂缝就会继续向油层内部扩张。为了保持压开的裂缝处于张开状态,接着向油层挤入带有支撑剂(通常石英砂)的携砂液,携砂液进入裂缝之后,一方面可以使裂缝继续向前延伸,另一方面可以支撑已经压开的裂缝,使其不致于闭合。
再接着注入顶替液,将井筒的携砂液全部顶替进入裂缝,用石英砂将裂缝支撑起来。最后,注入的高粘度压裂液会自动降解排出井筒之外,在油层中留下一条或多条长、宽、高不等的裂缝,使油层与井筒之间建立起一条新的流体通道。压裂之后,油气井的产量一般会大幅度增长。
争论
在2004年,EPA就对水力压裂法的环境影响做出过评估。当时的结果认为这种技术很安全。美国2005年<能源政策法>甚至规定水力压裂法不受美国《安全饮用水法案》限制。然而,在环保组织和一些立法者的眼中,EPA的评估结果值得商榷,是为了维护页岩气开发正常进行而采取的姑息之策。
有关水力压裂法的观点,美国《能源论坛》曾撰文表示,该问题是由一系列单独的水污染事件引发,这是由于操作者操作不当所造成,而不是水力压裂法自身存在缺陷。
楼地面是楼层地面和底层地面的总称,也称建筑地面。根据现行国家标准的规定,建筑底层地面的基本构造层可分为地基、垫层和面层三个基本构造层,楼层地面的基本构造层可分为楼板和面层两个基本构造层。当底层地面和楼层地面的基本构造层不能满足项目的功能要求或构造要求时,可增设填充层、隔离层、找平层、结合层等其他构造层。在楼地面装饰构造设计实际工作中,通常将面层以下的构造层统称为基层。面层:是指人可以直接接触到的装饰表层,直接承受各种物理和化学作用的建筑地面表层,除应满足耐磨防污、防水防火等基本功能需求外,还应满足使用舒适、符合审美需求等个性要求。垫层:是指装饰面层与基层之间的中间层,由满足隔声、保温、管线暗敷、找平或找坡等功能要求的填充层、找平层、结合层组成。填充层是指建筑地面中设置的起隔声、保温或暗敷管线等作用的构造层。找平层是指在垫层、楼板或填充层上起整平、找坡等作用的构造层。结合层是面层与下一构造层相连接的中间层。隔离层:防止建筑地面上各种液体或地下水、潮气渗透地面等作用的构造层;仅防止地下潮气透过地面时,可称作防潮层。基层:面层下的构造层,包括结合层、填充层、隔离层、找平层和基土等。基土底层:地面的地基土层。
(一)地基与基础处理的方法
地基与基础是两个不同的概念。
通常将埋入土层一定深度的建筑物下部承重结构称为基础。
地基是基础底面下,承受由基础传来荷载的那一部分岩土层。基础下的土层称为持力层在地基范围内持力层以下的土层称为下卧层,强度低于持力层的下卧层称为软弱下卧层。
地基处理方法分为浅层处理方法与深层处理方法两种:地基浅层处理方法包括:机械碾压法、重锤夯实法、振动压实法及换土垫层法地基深层处理方法包括:挤密法、砂井堆载预压法、高压喷射注浆法、深层搅拌法等。
基础按埋置的深度不同,可分为浅基础和深基础两大类。一般埋深在5m左右且能用一般方法施工的基础属于浅基础如:单独基础、条形基础、片筏基础等当需要埋置在较深的土层上、采用特殊方法施工的基础则属于深基础。如桩基础、沉井和地下连续墙等。
(二)粉喷桩、钻孔桩施工
1.粉喷桩
粉喷桩即是采用粉体喷射搅拌法(旋喷与深层搅拌相结合),以石灰或水泥等粉体材料,利用钻头的叶片旋转,将喷出的粉体与软土充分搅拌混合,从而形成强度较大的水泥土桩或石灰桩,并与桩周地基土起复合地基作用,加固效果显著。粉体喷射搅拌法能提高地基承载力,减少沉降量和增加边坡稳定性。
(1)粉喷桩的特点
1)粉体固化材料可更多地吸收软土地基中的水分,对加固含水量高的软土,极软土以及泥炭化土地基更适用,效果更为显著。
2)固化材料全面地被喷射到靠搅拌叶片旋转过程中产生的空隙里,同时又靠土的水分把它黏附到空隙内部,随着搅拌叶片的搅拌使固化剂均匀地分布在土中,不会产生不均匀的散乱现象,有利于提高地基土的加固强度。
3)与高压旋喷和浆喷深层搅拌比,输入地基土中的固化材料要少得多,无浆液排出,无地面起拱现象。加固1m3软土需水泥80~100kg,岩土条件适宜用生石灰时仅需40kg。
4)施工时不会发生粉尘外溢现象而污染环境,排出的只有空气,比旋喷和浆喷深层搅拌优越,几乎无材料损耗。
5)粉体可以是一种材料,也可是多种材料的混合体,因此来源广,成本低,对地基土加固适应性强,可用作建筑物的地基加固,防止土体滑动的支护桩,挡土墙以及水工构筑物的基础等。
(2)深层搅拌适用的范围
深层搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高(一般在60%~80%,高者达100%~200%)且地基承载力标准值不>1.2MPa的黏性土等地基。深层搅拌是相对于浅层搅拌而言,浅层搅拌处理深度一般在3~4m左右。而深层搅拌方法处理深度一般大于5.0m,国外最大加固深度可达60m。
粉体喷射搅拌机械一般由搅拌主机、粉体固化材料供给机、空压机、搅拌翼片和动力部分等组成。我国生产的GPP-5型粉喷搅拌机主要性能指标如表4-7,粉喷搅拌机配套机械如图4-5所示。
表4-7 GPP-5型粉喷搅拌机技术性能指标
(3)粉体喷射深层搅拌法施工的工艺流程
机械就位→钻进喷浆到底→喷浆搅拌提升→重复喷浆搅拌到底→重复搅拌提升直到孔口→成孔→泵洗管路→机械移位→结束。
从工艺流程来看,工艺比较简单,下面对以上过程作一说明。在使搅拌钻头对准桩位时,启动粉喷搅拌钻机,钻头边旋转边钻进,贯入喷射压缩空气,搅拌至设计深度时停止向下钻进。启动粉体喷射机,使搅拌钻头一边反向旋转一边提升,不断喷射粉状固化材料与土体拌合均匀,将搅拌钻头提升距地面30~50cm关闭粉体喷射机,以防粉体溢出地面,即完成该桩(柱)的施工转入另一桩位,如有必要可重复上述步骤进入复喷复搅。
图4-5 粉喷搅拌机配套机械示意图
如遇土体含水量很高,强度低的软弱土,出现液化的土,可在向下钻进搅拌的同时喷射粉体固化材料,改善土的稠度,以防由于压缩空气的脉动使粉体液化。
根据《GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范》的规定,浆喷和粉喷深层搅拌法施工的工程,都可以用下面的方法检验其处理的质量。
1)搅拌桩应在成桩后7天用轻便触探器钻取桩身被加固土样,观察搅拌均匀程度,同时根据轻便触探击数用对比法判断桩身强度,检验桩的数量应不少于已完成桩数的2%。
2)有下列情况之一者还应进行取样、单桩载荷试验或开挖试验。①经触探检验时对桩身强度有怀疑的桩应钻取桩身心样,制成试块并测定桩身强度。场地复杂或施工有问题的桩应进行单桩载荷试验,检验其承载力②对相邻桩搭接要求严格的工程,应在桩养护到一定龄期时,选取数根桩体进行开挖,检查桩顶部分外观质量。
3)基桩开挖后应检验桩位,桩数与桩顶质量,如不符合规定要求,应采取有效的补救措施。
4)沉降观测,采用深层搅拌加固的建筑地基,应在施工期间对建筑物进行沉降观测,对重要的或对沉降有严格限制的建筑物,尚应在使用期间进行沉降观测,用以评价地基加固效果和作为使用的依据。
2.钻孔桩施工
早期钻孔桩施工,是用人工开挖井孔,穿过软土而到第一个能胜任的持力层,这种开挖工作一般用木挡土板或钢圈作支撑,并随着开挖进展而支设。用这种方式挖孔筑桩,除了费时间外,当桩基穿过含水的非黏性土时会遇到一些重大的施工问题。
到了20世纪40年代的后期,随着车装式和起重机式钻孔机和开挖机具的发展,使施工周期缩短、成本降低。这些高效能的工具,除了遇到硬的岩石和灌注混凝土前清理井底与侧壁外,几乎已完全代替了人工操作。现在的钻机已能钻进各类岩层。钻机可以把井孔钻进到50m以下的深度,直径可达3m以上,底部直径可扩大到6m以上。所以,钻孔灌注桩作为深基础的主要形式之一,在国内外被广泛地应用于基础工程之中。
近十几年来,大承载力的钻孔灌注桩的应用日益频繁,而且越来越受到信任,特别是对于现代高层建筑和工业设施中的重型荷载,当沉降的准则规定结构物必须支撑于硬土或基岩时,尤其如此。
对钻孔桩的高度信任主要是由于可以对持力层作直观的检查和试验。钻孔灌注桩基础因承载力不足而破坏的情况,是很少的。遇有问题发生时,往往都是因孔壁坍塌致使桩身混凝土质量降低,或因排水(漏水)问题致使混凝土离析以及其他质量问题。这些问题,有关部门和施工单位极为重视,并已制定了相应规范、施工细则和检测条例。
钻孔灌注桩按其支撑岩土的种类和荷载抵抗力的主要分量进行分类。一般将钻孔灌注桩按其功能分为均质土中摩擦桩、端承于硬土桩和端承于岩石桩三种主要类型,如图4-6所示。
图4-6 钻孔灌注桩的主要类型
(三)双重旋喷桩施工
图4-7 二重法示意图
双重旋喷桩也称为二重管旋喷注浆法,它是使用双通道的二重注浆管。当二重注浆管钻进到土层的预定深度后,通过在管底部侧面的一个同轴双重喷嘴,同时喷射出高压浆液和空气两种介质的喷射流冲击破坏土体,即以高压泥浆泵等高压发生装置喷射出20MPa左右压力的浆液,从内喷嘴中高速喷出,并用0.7MPa左右压力,把压缩空气从外喷嘴中喷出。在高压浆液流和它外围环绕气流的共同作用下,破坏土体的能量显著增大,喷嘴一面喷射一面旋转和提升,最后在土中形成圆柱状固结体如图4-7所示。
(四)地基灌浆
灌浆法是指利用液压、气压或电化学原理,通过注浆管把浆液均匀地注入地层中,浆液以填充、渗透和挤密等方式,占据土颗粒间或岩石裂隙中水分和空气的位置,经人工控制一定时间后,浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成个整体,形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学稳定性良好的“结石体”。
通过灌浆可以提高被灌地层或建筑物的抗渗性和整体性,改善地基条件,保证建筑物安全运行。
1.分类
1)按组成灌浆浆液材料划分为:水泥灌浆、水泥砂浆灌浆、黏土灌浆、水泥黏土灌浆、硅酸钠或高分子溶液化学灌浆。
2)按灌浆所起的作用划分为:防渗帷幕灌浆,岩石固结灌浆,填充隧洞混凝土衬砌层与岩石之间空隙的回填灌浆,混凝土坝体接缝灌浆,填充钢板衬砌与混凝土之间缝隙、混凝土坝体与基岩之间缝隙的接触灌浆,填充混凝土建筑物或土堤、土坝裂缝或空洞的补强灌浆。
3)按被灌地层的构成划分为:岩石灌浆、岩溶灌浆(见岩溶处理)、砂砾石层灌浆和粉细砂层灌浆。
4)按灌浆压力划分为:小于4MPa的常规压力灌浆大于4MPa的高压灌浆。
5)按灌浆机理划分为:采用一般压力的压入式灌浆,采用较高压力将岩石中原有裂隙撑大或形成新的裂隙的劈裂式灌浆。
2.设计
设计前需做好工程地质和水文地质勘探,掌握岩性、岩层构造、裂隙、断层及其破碎带、软弱夹层、岩溶分布及其充填物、岩石透水性、砂或砂卵石层分层级配、地下水埋藏及补给条件、水质及流速等情况。进行坝体补强灌浆设计时,摸清裂缝、架空洞穴大小及分布情况。规模较大的灌浆工程需进行现场灌浆试验,以便确定灌浆孔的孔深、孔距、排距、排数,选定灌浆材料、压力、顺序、施灌方法、质量标准及检查方法等。灌浆压力是一项重要参数,既要保证灌浆质量,又要不破坏或抬动被灌地层和建筑物。一般先用公式算出初定数值,通过灌浆试验最后选定灌浆压力。
3.机具
钻孔和灌浆使用的主要机具有:
1)凿岩机。钻孔孔径为32~65mm,在岩石中钻深小于15m。
2)岩心钻机。钻孔孔径为75~110mm,在岩石中钻深大于15m。
3)灌浆泵。按其构造和工作原理分为往复式泵、隔膜泵和螺旋泵等,主要根据灌浆要求的压力和流量选用。
4)浆液搅拌机。分为旋流式、叶桨式和喷射式,搅拌机要保证机内浆液不沉淀和施工不间断。
5)灌浆塞。用橡胶制成,紧套在灌浆管上,外径略小于钻孔直径,加压后,外径增大可严密封堵灌浆段上部或下部。
4.施工
岩心钻机的钻进方法,根据岩石硬度及完整性,可选用硬质合金、钢粒或金刚石钻进。钢粒钻进时研磨的岩粉或铁屑常易堵塞孔壁裂隙,影响灌浆质量。在砂砾石层中钻孔,多采用优质泥浆固壁。在基岩中钻孔要分段测量孔斜,据以分析灌浆质量。为保证岩石灌浆质量,灌前要用有压水流冲洗钻孔,将裂隙或孔洞中的泥质充填物冲出孔外,或推移到灌浆处理范围以外。按一次冲洗的孔数分为单孔冲洗和群孔冲洗。按冲洗方法分为压力水连续冲洗、脉动冲洗和压气抽水冲洗。冲孔后灌浆前,每个灌浆段大都要做简易压水试验,即一个压力阶段的压水试验。其目的是:
1)了解岩层渗透情况,并与地质资料对照。
2)根据渗透情况储备一个灌浆段用的材料并确定开灌时的浆液浓度。
3)查看岩层渗透性与每米灌浆段实际灌入干料质量的大致关系,检查有无异常现象。
4)查看各次序灌浆孔的渗透性随次序增加而逐渐减少的规律。
5.各类灌浆施工都要按规定顺序进行
灌浆施工时一般分为一序孔、二序孔、三序孔等,随着序数增加,灌浆孔逐渐加密。单孔灌浆方法有两种:
1)全孔一次灌浆法。以灌浆塞封闭孔口,有压浆液灌入到全孔的岩层裂隙中,适于浅孔灌浆。
2)全孔分段灌浆法。将全孔自下而上分成若干段,用灌浆塞将其中一段与相邻段隔离,有压浆液只灌入到该段岩石裂隙中,适于深孔灌浆。按浆液注入方式,又分为:①纯压式灌浆法。灌入的浆液都压入岩石裂隙中,不让其返回地面,如化学灌浆多为定量灌浆,常采用这种方式②循环式灌浆法。注入的浆量大于裂隙吸浆量,多余浆液经回浆管返回搅拌机。其主要优点是浆液不易沉淀,有利于保证灌浆质量,帷幕灌浆或固结灌浆多采用这种方式。
6.灌浆过程中可能出现的事故
1)灌浆中断。
2)地面抬动。
3)串浆、冒浆或绕塞返浆。
发生事故后应立即查明原因,及时采取处理措施,必要时停工处理。每个灌浆孔灌浆结束后都要用机械压浆法封孔。封孔质量非常重要,直接影响到建筑物的安全。
7.灌浆施工步骤和要点
1)注浆孔的钻孔孔径一般为75~110mm,垂直偏差应小于1%。注浆孔有设计角度时应预先调节钻杆角度,倾角偏差不得大于20°。
2)当钻孔钻至设计深度后,必须通过钻杆注入封闭泥浆,直到孔口溢出泥浆方可提杆,当提杆至中间深度时,应再次注入封闭泥浆,最后完全提出钻杆。
3)注浆压力一般与加固深度的覆盖压力、建筑物的荷载、浆液黏度、灌注速度和灌浆量等因素有关。注浆过程中压力是变化的,初始压力小,最终压力高,在一般情况下每深1m压力增加20~50kPa。
4)若进行第二次注浆,化学浆液的黏度应较小,不宜采用自行密封式封圈装置,宜采用两端用水加压的膨胀密封型注浆心管。
5)灌完化学浆后就要拔管,若不及时拔管,浆液会把管子凝住而将增加拔管困难。拔管时宜使用拔管机。用塑料阀管注浆时,注浆心管每次上拔高度为330mm花管注浆时,花管每次上拔或下钻高度宜为500mm。拔出管后,及时刷洗注浆管等,以便保持通畅洁净。拔出管在土中留下的孔洞,应用水泥砂浆或土料填塞。
6)灌浆的流量一般为7~10L/min。对充填型灌浆,流量可适当加快,但也不宜大于20L/min。
7)在满足强度要求的前提下,可用磨细粉煤灰或粗灰部分地替代水泥,掺入量应通过试验确定,一般掺入量约为水泥质量的20%~50%。
8)为了改善浆液性能,可在水泥浆液拌制时加入如下外加剂:①加速浆体凝固的水玻璃,其模数应为3.0~3.3。水玻璃掺量应通过试验确定,一般为0.5~3%。②提高浆液扩散能力和可泵性的表面活性剂(或减水剂),如三乙醇胺等,其掺量为水泥用量的0.3~0.5%。③提高浆液的均匀性和稳定性,防止固体颗粒离析和沉淀而掺加的膨润土,其掺加量不宜大于水泥用量的5%。浆体必须经过搅拌充分搅拌均匀后,才能开始压注,并应在注浆过程中不停地缓慢搅拌,浆体在泵送前应经过筛网过滤。
9)冒浆处理。土层的上部压力小,下部压力大,浆液就有向上抬高的趋势。灌注深度大,上抬不明显,而灌注深度浅,浆液上抬较多,甚至会溢出地面上来,此时可采用间歇灌注法,即让一定数量的浆液灌注入上层孔隙大的土中后,暂停工作,让浆液凝固,几次反复,就可把上抬的通道堵死。或者加快浆液的凝固时间,使浆液出注浆管就凝固。工作实践证明,需加固的土层之上,应有不少于1m厚的土层,否则应采取措施防止浆液上冒。灌浆效果与灌浆质量的概念不完全相同。灌浆质量一般是指灌浆施工是否严格按设计和施工规范进行,例如灌浆材料的品种规格、浆液的性能、钻孔角度、灌浆压力等,都要求符合规范的要求,不然则应根据具体情况采取适当的补充措施,灌浆效果则指灌浆后能将地基土的物理力学性质提高的程度。灌浆质量高不等于灌浆效果好。因此,设计和施工中,除应明确规定某些质量指标外,还应规定所要达到的灌浆效果及检查方法。
8.质量评价
地基灌浆结束若干天后,通常要钻一定数量的检查孔,进行压水试验。通过对比灌浆前后地层渗透系数和渗透流量的变化,对施工资料和压水试验成果逐孔逐段分析,再与其他试验观测资料一起综合评定才能得出符合实际的质量评价。检查灌浆效果的方法还有:
1)工程地球物理勘探检查。
2)从检查孔采取岩心试验检查。
3)大口径钻孔直观检查。
4)孔内摄影或电视检查。
水银会挥发,汞在常温、常压条件下,是唯一呈液态的金属。金属汞的这种独特物理性状使其具有易挥发特性,在0℃空气环境中,任由汞蒸发,浓度可以达到2.18毫克/每立方米,超过职业卫生标准100多倍,而随着室内温度的增高,汞的挥发能力也会同步增加。
金属汞的特殊物理性状使其具有易吸附特性,一旦造成室内污染,残留的汞会不断挥发到空气中,成为持续的污染源。当前的医学研究证实,金属汞主要以挥发为蒸气的形式经呼吸道吸收,金属汞及汞蒸气经皮肤吸收甚少,因此金属汞中毒的主要吸收途径是呼吸道,这种吸收是肉眼所无法觉察的过程。
金属汞经消化道吸收甚微,可以忽略不计,临床上曾经有人一次口服1.5公斤汞的报道,经系统检查也只是有轻微的尿汞增高,并未达到汞中毒的程度。因此有理由确信,金属汞经消化道摄入不会导致汞中毒的发生。
扩展资料
慢性汞中毒症状
1、神经精神症状 有头晕、头痛、失眠、多梦、健忘、乏力、食欲缺乏等精神衰弱表现,经常心悸、多汗、皮肤划痕试验阳性、性欲减退、月经失调(女),进而出现情绪与性格改变,表现易激动、喜怒无常、烦躁、易哭、胆怯、羞涩、抑郁、孤僻、猜疑、注意力不集中,甚至出现幻觉、妄想等精神症状。
2、口腔炎 早期齿龈肿胀、酸痛、易出血、口腔黏膜溃疡、唾液腺肿大、唾液增多、口臭,继而齿龈萎缩、牙齿松动、脱落,口腔卫生不良者可有“汞线”(经唾液腺分泌的汞与口腔残渣腐败产生的硫化氢结合生成硫化汞沉积于齿龈黏膜下而形成的约l毫米左右的蓝黑色线)。
3、震颤 起初穿针、书写、持筷时手颤,方位不准确、有意向性,逐渐向四肢发展,患者饮食、穿衣、行路、骑车、登高受影响,发音及吐字有障碍,从事习惯性工作或不被注意时震颤相对减轻。肌电图检查可有周围神经损伤。
4、肾脏表现 一般不明显,少数可出现腰痛、蛋白尿、尿镜检可见红细胞。临床出现肾小管肾炎、肾小球肾炎、肾病综合征的病例少见。一般脱离汞及治疗后可恢复。部分患者可有肝脏肿大,肝功能异常。
参考资料:人民网-“汞中毒”对人体危害有多大?
参考资料:百度百科-汞中毒