页岩各向异性特征的试验研究

发布时间：2017-11-01 13:00

  本文关键词：页岩各向异性特征的试验研究

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【摘要】：为研究彭水页岩气区块储层的各向异性特征,开展了石柱县龙马溪组页岩的单轴和三轴压缩试验,分析了其力学特性、强度特征和破裂模式的各向异性,并揭示了其破坏机制的各向异性。结果表明:(1)龙马溪组页岩具有明显的各向异性特征,弹性模量在平行层理方向最大,垂直层理方向最小,且围压的增加使其增加速率不断减小;0°、30°和60°、90°页岩的泊松比随围压的增加呈现出了相反的变化规律,这可能与页岩层理间孔隙和微裂缝的良好发育有关。(2)相同围压下,0°试样强度最高,90°次之,30°最低,总体上呈现出两边高、中间低的U型变化规律,而不同角度的Hoek-Brown强度准则能较好地反映其强度的各向异性特征。(3)页岩破裂模式的各向异性是由破坏机制的各向异性引起的,而强度的各向异性是由破坏机制的各向异性控制的。单轴压缩时,0°页岩为沿层理的张拉劈裂破坏,30°为沿层理的剪切滑移破坏,60°为贯穿层理和沿层理的复合剪切破坏,90°为贯穿层理的张拉破坏。三轴压缩时,0°为贯穿层理的共轭剪切破坏,30°为沿层理的剪切滑移破坏,60°和90°为贯穿层理的剪切破坏;页岩地层的层状沉积结构和层理间的弱胶结作用是破坏机制各向异性的根源。研究结果为水平井井壁的稳定性分析和水力压裂施工设计等提供了技术参考。
【作者单位】： 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室;中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院;
【关键词】： 页岩 各向异性 层理面 Hoek-Brown强度准则 破裂模式 破坏机制
【基金】：国家自然科学基金资助项目(No.51104144) 国家重点基础研究发展规划(973)(No.2010CB226701) 中石化科技部项目“页岩气水平井分段压裂地应力变化规律研究”(No.P12129)
【分类号】：TU45
【正文快照】： 1引言页岩气是指主要赋存于低孔超低渗、富含有机质的暗色泥页岩或高碳泥页岩层系中,在海相、海陆过渡相和陆相都有分布的一种非常规能源,其分布广泛,开采潜力巨大,是常规能源的理想接替[1-2]。页岩气井钻进完成后,由于地层的低渗透率,只有少数天然裂缝特别发育的井可直接投入

【参考文献】

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【共引文献】

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4 孙玮;刘树根;冉波;王世玉;叶sズ，

本文编号：1126891