煤的力學性質及其對壓裂改造的影響教學課件

煤的力學性質及其對壓裂改造的影響1、不要輕言放棄，否則對不起自己。2、要冒一次險!整個生命就是一場冒險。走得最遠的人，常是愿意去做，并愿意去冒險的人?！胺€(wěn)妥”之船，從未能從岸邊走遠。--戴爾．卡耐基。3、人生就像一杯沒有加糖的咖啡，喝起來是苦澀的，回味起來卻有久久不會退去的余香。4、守業(yè)的最好辦法就是不斷的發(fā)展。5、當愛不能完美，我寧愿選擇無悔，不管來生多么美麗，我不愿失去今生對你的記憶，我不求天長地久的美景，我只要生生世世的輪回里有你。煤的力學性質及其對壓裂改造的影響煤的力學性質及其對壓裂改造的影響1、不要輕言放棄，否則對不起自己。2、要冒一次險!整個生命就是一場冒險。走得最遠的人，常是愿意去做，并愿意去冒險的人。“穩(wěn)妥”之船，從未能從岸邊走遠。--戴爾．卡耐基。3、人生就像一杯沒有加糖的咖啡，喝起來是苦澀的，回味起來卻有久久不會退去的余香。4、守業(yè)的最好辦法就是不斷的發(fā)展。5、當愛不能完美，我寧愿選擇無悔，不管來生多么美麗，我不愿失去今生對你的記憶，我不求天長地久的美景，我只要生生世世的輪回里有你。第七章煤儲層的力學性質及其對壓裂效果的影響第一節(jié)主要力學參數第二節(jié)流體狀態(tài)方程第三節(jié)有效應力第四節(jié)力學特征對壓裂效果的影響第五節(jié)煤儲層水力壓裂第一節(jié)主要力學參數煤層及頂底板圍巖的力學性質是影響儲層改造效果的重要因素,因而是進行煤層壓裂理論研究的基礎。力學參數的測試分析,為煤儲層三維應力狀態(tài)、壓裂裂縫模擬、壓裂壓力曲線分析和優(yōu)化設計壓裂施工提供必要的原始參數。煤層及頂底板圍巖的力學性質主要包括:彈性模量、泊松比、抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度、有效應力系數、煤基質收縮參數等傳統(tǒng)的作文評改由老師一人承擔，一個語文老師要將一個班甚至是兩個班的作文在規(guī)定時間內全面、細致、準確地批改好，并對學生起到指導作用，那是很難做到的。這不僅要求老師“嘔心瀝血”――費事又費神，還要求老師“挑燈夜戰(zhàn)”――費時又費力。對于老師的這一勞動成果學生往往毫不珍惜，有的甚至連錯別字也不訂正、評語也不看就把作文本塞到書包里了。究其原因，從他們接觸作文的那一天起，語文老師的批語多數是“中心明確，語句通順，結構完整”之類的套話。漸漸地，學生對老師的評語不再關注，學生作文時是“提筆皺眉”，老師批閱時是“批文色變”。對于作文評改，著名教育家葉圣陶先生說：“能不能把古來的傳統(tǒng)變一變，讓學生處于主動地位呢？假如著重培養(yǎng)學生自己改的能力，教師只給引導指導，該怎么做由學生自己去考慮決定，學生不就處于主動地位了嗎？養(yǎng)成自我修改的能力，這是終生受用的。”葉老在這里提出的不僅僅是一個作文批改的方法問題，更主要的是一個作文教學的思想觀念問題：要盡快提高學生的寫作能力，作文教學就必須增強學生的主體意識，充分發(fā)揮他們寫作的積極性，作文的互批互改就是一個行之有效的方法。筆者在多年的作文教學中，逐漸摸索出一套致用法寶――學生先互批互改，老師再集中批閱并有針對性地寫出個性評語。運用這一批改方法，收到了較好的效果。一、實踐方法1做好“互動”準備――全面動員，有效分組（1）全面動員。我們從作文批改，尤其是教師高投入、學生低收效的現(xiàn)狀入手，引導學生明確互動的必然性；從學生參與直至獨立進行批改的成功先例入手，引導學生理解互動的可能性。通過動員，激發(fā)學生互批互改的信心與熱情，為作文批改的互動模式奠定了堅實的思想基礎。（2）有效分組。分組，一般遵循下列原則。一是優(yōu)勢互補原則，即根據學生平時的寫作水平，將學生寫作水平按優(yōu)、良、中、一般、急需提高五個層次進行分組，每組10人（每組設立正副小組長各1人），每層次2人（便于學生相互交流，且有爭論，否則，只有1位寫作水平好的學生說了算，不利于其他學生寫作水平的提高），便于組織和有效調控，我們把班級學生分成五至六個互動小組。二是靈活可變原則，在一定時期內（每兩月進行一次）將小組打散，重新分組，并重新分工，從動態(tài)方面考慮可變組合，便于學生思維的更新，利于學生寫作水平的提高。2進行“互動”批改――設立標準，實現(xiàn)互動（1）設立標準。首先，針對每次作文的體裁，結合剛剛學過的范文明確寫作的要求。比如說寫記敘文，我們要求學生要交代清楚時間、地點、人物、事情的起因、經過和結果等要素；寫說明文，我們要求學生把握好說明對象、說明順序、說明方法等要素；寫一封信，我們要求學生首先要把握信件寫作這一應用文的格式，再將所要交流的問題交代清楚等等。其次，我們還要引導學生在嚴格掌握共性標準（評改作文的一般要求，例如，內容、結構、語言、字詞、書寫、修辭等）的前提下靈活處理特殊情況（某類文體的中心是否突出或表達方式是否合理等）；再者，根據批改要求，與學生一起按要求商討得分標準，按標準打分。（2）實現(xiàn)互動。在互改習作時，一般有兩個步驟。一是先由兩個學生（再細分組，如由優(yōu)與急需提高、良與及格、中與中一組，或根據需要靈活分組）批改本組內兩個同學的作文，先找出常規(guī)性的不足，如找出錯別字、病句，改正標點，再對作文的結構、語言表達等提出合理的意見，并寫好眉批、總批，給定分數或等第；二是再由兩位組長共同把關，復改自己以外的作文，對初評后的作文進行修改，并與初評者進行交流。3進行“互動”學習――互談體會，推舉佳作（1）互談體會。學生互批互改后，老師及時將作文收上來及時復改，對學生互批互改中的優(yōu)點進行肯定，對于不足部分及時指出，同時，還要中肯地加上自己的點評。再將作文發(fā)給學生進行“互動”，讓他們互談體會。這是不可缺少的環(huán)節(jié)，其意義在于擴大“互動”交流，加強評改者與評改者，評改者與習作者，習作者與習作者之間的多維“對話”。操作時可分兩個步驟，一是小組內交流，先讓習作者與初評者，復評者以及教師“對話”，或談在某一細節(jié)存在的疑惑，或談在某一方面得到的啟發(fā)；二是小組外交流，統(tǒng)一安排時間，由各小組推薦的代表就習作者和評改者雙方取得的進步以及存在的不足在全班交流，將“互動”效應在全班范圍內擴展。（2）互推佳作。由每組推出2～3篇較好的佳作，并推舉出每組內修辭手法、細節(jié)描寫、立意構思等較好的作文，這也是“互動”時必不可少的環(huán)節(jié)。其意義在于：互相學習，共同提高?；ネ萍炎鲬w現(xiàn)以下兩個原則：一是鼓勵性。每次作文，老師必須根據小組評議的情況盡可能多地推舉佳作在全班交流。對于寫作水平比較好的同學，應鼓勵其“冒尖”。對于寫作水平有待提高的同學應幫助他們獲得信心，積極引導，找出他們作文中的佳句，讓其“入圍”。二是集體性。對每篇佳作或每個佳句，老師應有針對性地將其張貼到班級的“佳作欣賞”欄目，讓所有的同學及時欣賞，并在欣賞中學到作文寫作的要求和技巧，實現(xiàn)共同提高寫作水平這一目標。二、實踐收獲實踐證明，讓學生互動起來，共同參與到作文互批互改的活動中，學生從中受益是不言而喻的。第一，學生共同參與，可以激發(fā)學生的寫作熱情。事實上，作文過程的本身就是學生自覺不自覺地使用自改的手段漸進提升的一個過程，讓學生參與作文評析，也突出了學生在作文教學活動中的主體地位。由被動到主動，角色的轉變，使學生在心理上產生了努力寫好作文的責任意識，學生寫作也會從應付式作文變成主動式作文。正如蘇霍姆林斯基《在給教師的建議》一書中寫到的那樣：能使他們“體驗到一種自己親身參與和掌握知識的情感，喚起青少年特有的對知識的興趣”。第二，學生互評互改，可以提高學生的寫作水平。學生在互評互改中，不僅能夠明確作文的基本要求，汲取同學習作中的優(yōu)點，而且能提高學生對習作的鑒別、鑒賞能力，增強他們寫好作文的責任感，久而久之，學生的寫作興趣就會漸漸高漲。素質教育給我們初中物理課堂教學帶來了生機和活力。物理課堂教學就是讓學生通過從自然生活到物理的認識過程，激發(fā)學生的求知欲，讓學生領略自然現(xiàn)象中的美妙與和諧，培養(yǎng)學生終身探究的興趣。這就要求我們在物理教學中要注重創(chuàng)設培養(yǎng)學生科學探究能力的情境。那么如何創(chuàng)設學生的科學探究情境，本文將從以下幾個方面提出了一些本人在初中物理教學實踐中的個人嘗試與體驗。一、創(chuàng)設新穎的科學探究情景，給學生自主動手的機會針對初中學生興趣愛好廣泛，求知欲與好奇心強烈，往往會對新鮮的、與眾不同的、有特色的事物抱有很大的興趣和愛好的特點，我在初中物理教學過程中嘗試設計一些有趣的、意想不到的情景大大調動學生的學習熱情、提高他們的興趣、激發(fā)他們的好奇心，會收到意想不到的效果。如八年級下冊第十章中的“氣體壓強”，對于固體、液體產生的壓強學生都能較明顯看得到或感覺得到，而對于氣體壓強產生及其威力學生卻不易感覺到。我在本節(jié)中特意安排了一系列“探究大氣壓強存在的實驗”。為了吸引學生的注意提高他們的興趣，我首先將已裝有一熟雞蛋的廣口瓶展示給學生看，他們覺得奇怪：雞蛋比廣口瓶的平口要大，它是怎么掉進去的？況且是雞蛋完好無損的。他們疑惑，他們討論，他們猜想。接著老師表演給他們看，令他們大吃一驚，原來是大氣壓的作用，看不見摸不著的大氣現(xiàn)形了。接著老師又問：有什么辦法將雞蛋完好無缺地拿出來？學生們的興趣更濃了，你一言我一語討論熱烈，答案五花八門。最后，老師把裝有雞蛋的廣口瓶放入密閉的罩內抽去罩內的空氣，雞蛋又掉出來了。實驗使學生驚訝不已，還是大氣壓大顯神威！這就是神奇的物理、這就是物理的奧秘、這就是物理的魅力所在！這樣一來大大地激起學生探究的欲望。使他們從中體驗科學探究的樂趣，保持對自然的好奇心，培養(yǎng)了他們熱愛科學，熱愛科學學習，熱愛大自然的感情。由于初中物理傳統(tǒng)教學中長期過分強調“接受性的學習方式”，使學生的學習的主動性受到了不同程度的抑制，從而呈現(xiàn)出對物理學習興趣不高。所以我在課堂教學中要積極倡導自主、合作、探究的學習方式，突出“科學探究”的學習形式，使學生在“科學探究”的過程中經歷物理探究的過程。那么，我們就要多創(chuàng)造探究、思考、動手的機會給學生。在“探究凸透鏡成像的實驗”中，我向學生另外還提出了要求，實驗過程中你還有何新發(fā)現(xiàn)？你還想探究什么問題？怎樣探究？能設計出實驗方案嗎？通過實驗能找出實驗結果嗎？結果，有的學生發(fā)現(xiàn)凸透鏡的鏡面的總有一個倒立的一個正立的像，想知道為什么。有的學生說如果凸透鏡不小心打碎了一部分，還能成像嗎？如能所成的像還是完整的嗎？有的學生說凸透鏡所成像的大小與凸透鏡的表面積有關嗎？……探究問題的情景源于課本，探究的問題又不拘泥于課本，留有一定的探究空間，讓學生能夠適度探究，但又不過分拔高和放任，提高了教材、學生、探究活動三者之間的融合性。這樣不僅可以學生學習物理的樂趣而且還培養(yǎng)了學生良好的思維習慣和科學探究能力，又體現(xiàn)了問題適度的開放性。二、安排有趣的課外探究，鼓勵學生之間交流與合作課堂內的時間空間是有限的，課外的天地是廣闊的。讓學生自由組合利用周末雙休日，解決一些課堂上由于時間、空間、器材的限制所不能解決的問題，可以開闊學生的視野，提高他們的興趣。如學習了“液體壓強”后，學生們對“帕斯卡裂桶實驗”將信將疑。于是，我便提供了實驗器材，讓學生利用課間動手做做，他們興趣濃厚；又如學習了光的直線傳播后，讓學生回家利用簡易的器材做一個針孔照相機并研究“小孔成像中像的大小與哪些因素有關”；學習了“重力”后，讓學生帶著體重計或測力計乘電梯，探究“物體的重力與物體運動的速度的關系”等等。他們使用隨手可得到的材料進行實驗探究活動拉近了物理與生活的距離，讓學生深切體會到科學就在身邊，體會到科學的真實性，感受到科學和社會、科學和日常生活的關系。學生們課外通過開展各式各樣的探究活動，體驗幸福和快樂的足跡，體驗成功的快樂，從而豐富了課余生活。三、創(chuàng)設多種探究情境，讓學生得到最優(yōu)發(fā)展俗話說：“授之以魚，不若授之以漁”。隨著知識更新的速度加快，僅僅教學生掌握知識很顯然已經不夠，學生必須要有進行科學探究能力。新課標要求重視學生的持續(xù)全面發(fā)展和學習素質的形成，要求發(fā)展學生的科學探究能力。因此，我嘗試在教學中采取多方面培養(yǎng)學生的科學探究，重視培養(yǎng)學生的科學探究能力。1.在探索性實驗中，開展科學探究讓學生在探究性實驗中親身經歷了知識的形成過程，并成為知識的再發(fā)現(xiàn)者。對于課本上的許多演示實驗和學生實驗都可改為探索性實驗。比如對于初二“研究光的反射定律”的演示實驗，就可改為學生探索實驗，先讓學生自己先對光的反射的特點提出假設，然后自行設計方案和表格，并選擇學生手邊的器材，一邊實驗一邊探究，再從中發(fā)現(xiàn)光的反射規(guī)律。又如對于初三“用電流表測電流”的學生實驗，也可改為探索性實驗。在學生對探究的過程有了較多的感性認識之后，讓學生完整地探究串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流關系，把探究的程序性知識推到前臺。正像波亞利所說：“學習任何知識的最佳途徑是由學生自己去發(fā)現(xiàn)，因為這種發(fā)現(xiàn)理解最深，也最容易掌握其中的規(guī)律、性質和聯(lián)系?！睘榱藢W生的長遠發(fā)展，教師應轉變觀念，高度重視物理學中的實驗成份，讓學生自己動手“做科學”。2.在開放性問題中，開展科學探究開放性問題是相對傳統(tǒng)封閉性問題而言。創(chuàng)設物理情景，設計開放性問題，能讓學生面對多種疑問，產生濃厚的探究的興趣。如條件開放型問題：給定一個盛有適量水的量筒，請你再選用一個實驗器材，測量一小塊礦石的密度。學生可根據學過的物理原理增添不同的實驗器材來解決上述問題。結論開放型問題：邊長為a，密度為ρ的正方體實心木塊，漂浮在水面上，據此你能推出哪些與木塊有關的物理量？策略開放型問題：有一條形鐵棒，不知它是否有磁性，請你設計三種方法加以判斷。實踐型問題：你手中有一支鉛筆，利用它能做哪些與初中物理知識有關的實驗？通過開放性問題的教學，在一定程度上改變了學生這種他主性、被動性的學習狀態(tài)，把學習過程轉變成學生的主體性、能動性、獨立性不斷生成、發(fā)展、提升的過程。進行開放性問題教學，培養(yǎng)了學生創(chuàng)新能力和實踐能力。在開放性問題中開展科學探究活動，在于強調學生獲得新知識的體驗，在于強調學生探索新知識的經歷，是又一種培養(yǎng)學生科學探究的有效途徑。3.在課外活動中，開展科學探究“從生活走向物理，從物理走向社會”。由于物理與生活、科學、技術和社會有著極為緊密和廣泛的聯(lián)系，因此在教學中要根據教學內容和學生的認識水平，結合學生生活實際，提供或指導學生挖掘生活中和STS中的探究課題，開展課外探究活動。在討論與STS發(fā)展相聯(lián)系的課題時，應結合學生生活實際，結合本地實際，可從資源和人口、生態(tài)和環(huán)境、交通和居住、農業(yè)、工業(yè)生產和高科技發(fā)展等方面考慮，選取學生常見的事例。如“調查蔬菜大棚中的物理問題”，“研究開水瓶的保溫問題”，“調查學校電能消耗情況，并對節(jié)約用電提出合理化的建議”，“參觀玻璃廠”，“研究拔河取勝的訣竅中那些與物理有關”，“研究電冰箱內外溫度差和所耗電能的關系”，“溫室效應”，“調查居住地的燃料使用情況，并對如何提高燃料的利用率提出合理化的建議”等?？傊?，要讓學生真正成為學習的主體，讓學生有時間充分開展科學探究活動，掌握學習的主動權，應采取多種方法，牢固掌握基礎知識，提高科學探究能力，讓學生在初中物理教學中培養(yǎng)與鍛煉自己的科學探究能力，更好地向更高的目標邁進，只有這樣學生才會得到最優(yōu)發(fā)展的可能。第七章煤儲層的力學性質及其對壓裂效果的影響第一節(jié)主要力學參數第二節(jié)流體狀態(tài)方程第三節(jié)有效應力第四節(jié)力學特征對壓裂效果的影響第五節(jié)煤儲層水力壓裂第一節(jié)主要力學參數煤層及頂底板圍巖的力學性質是影響儲層改造效果的重要因素,因而是進行煤層壓裂理論研究的基礎。力學參數的測試分析,為煤儲層三維應力狀態(tài)、壓裂裂縫模擬、壓裂壓力曲線分析和優(yōu)化設計壓裂施工提供必要的原始參數。煤層及頂底板圍巖的力學性質主要包括:彈性模量、泊松比、抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度、有效應力系數、煤基質收縮參數等Boi系數Boit系數(畢奧特系數),又稱有效應力系數,用來確定孔隙壓力對巖石變形的影響。定義為:0.008C0.007Ro=217%W0.0060.005a-Boi系數;0.004蘭0.003Cs一固體的顆粒壓縮系數:0.002圍壓0.001體積壓縮系數流體壓力0246810121416壓力/MPZimmerman在Boit理論的基礎上對常數進行了擴展,并給出其定義為:C=(1/V:8v/8VC和v的下標i=v或(v指巖石體積,p指巖石孔隙體積);下標j=c或(c指巖石圍壓,p指孔隙壓力)指體積;8為變分符號C和C分別為巖石在圍壓不變的情況下的巖石體積壓縮系數和孔隙體積壓縮系數;C、和C分別為巖石在孔隙壓力不變的情況下的巖石體積壓縮系數和孔隙體積壓縮系數。二、煤基質收縮參數煤基質收縮參數是煤儲層滲透率在煤層氣排采過程中能否得到改善的反映。Harpalani等(199)研究表明CH4和CO2的吸附應變可用朗格繆爾等溫吸附模型來精確地模擬,因此,一個與朗格繆爾等溫吸附模型有同樣數學表達式的方程適合于吸附應變數據,即maxP+p50G,一壓力p下吸附的體積應變:一與朗格繆爾方程中朗格繆爾體積數據表達的含義相當,代表理論最大應變量,即無限壓力下的漸近值:ps-與朗格繆爾壓力數據表達的含義相當,代表煤巖體達到最大應變量的一半時的壓力A、=00013P/6.64P431R0=2.17%wgpMMP計算m和p分兩步進行,200y=-0.1