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油砂力学及热学性质的试验研究-岩土力学
第36 卷第8 期 岩 土 力 学 Vol.36 No.8
2015 年8 月 Rock and Soil Mechanics Aug. 2015
DOI ：10.16285/j.rsm.2015.08.024
油砂力学及热学性质的试验研究
1, 2 2, 3 4 4 5
李存宝 ，谢凌志 ，陈 森 ，窦升军 ，徐 斌
（1.四川大学 土木工程系，四川 成都 610065 ；2. 四川大学 能源工程安全与灾害力学教育部重点试验室，四川 成都 610065 ；
3. 四川大学 新能源与低碳技术研究院，四川 成都 610065 ；4.新疆油田公司 采油工艺研究院技术研发中心，新疆 克拉玛依 834000；
5.BitCan 地质科学与工程有限公司，阿尔伯塔 卡尔加里, TZP 3L5 ）
摘 要：通过对取自新疆克拉玛依风城油田重油储层的油砂进行室温和高温三轴固结排水压缩试验，研究了油砂基本力学和
热学性质。研究结果表明：在常温试验条件下，油砂的偏应力-应变曲线可分为弹性阶段、塑性阶段和软化阶段，高温试验
条件下则首先会出现压密阶段，不同围压下的体积应变变化规律显著不同；油砂的弹性模量和泊松比均与固结压力有较好的
线性关系；高温对油砂的峰值强度、残余强度、泊松比和弹性模量影响很小；油砂的内摩擦角为34 °，大小与粗粒土相近，
凝聚力为0.47 MPa ；油砂的热膨胀系数随围压的增大而增大，环向膨胀系数远大于轴向膨胀系数；围压 =5 MPa 时存在临
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界温度，使得油砂的变形在低于或高于临界温度时表现出不同的特点，当温度小于临界温度时，试件的环向变形、轴向变形、
体积变形均随温度的升高线性膨胀；当温度大于临界温度时，试件的环向变形、轴向变形、体积变形均随温度的升高线性收
缩。最后将风城油砂的性质与加拿大Athabasca 和Cold Lake 两处的油砂进行了对比，发现3 个地区的油砂在强度、变形等
方面有很多相似之处，这对风城重油资源的开采具有重要的指导意义。
关 键 词：风城油田；油砂；岩石力学；热学特性；试验研究
中图分类号：TU 458.3 文献识别码：A 文章编号：1000－7598 (2015) 08 －2298－09
Experimental research on mechanical and therm
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