鄂西渝东页岩力学性能的各向异性研究

发布时间：2017-06-21 18:20

  本文关键词：鄂西渝东页岩力学性能的各向异性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：鄂西渝东地区油气藏盖层主要为泥页岩盖层,作为我国重点勘探开发的页岩气地区之一,其盖层连续性较好、发育较高,一旦开采技术成熟,可高效地输出页岩气,为缓解我国能源短缺提供有力支撑。但是由于在页岩气开采过程中对页岩的力学性质的不了解,尤其是对其各向异性没有认识清楚,因此,导致页岩气开采过程中水力压裂优化问题和井壁失稳问题突出,页岩气并不能够按照预期的高效输出。因此,研究鄂西渝东一带页岩的各向异性,可以为页岩气的高效开采提供必要的理论支撑。本文针对页岩的各向异性,开展了室内微观结构分析试验、力学试验,并且分析探讨了页岩的力学性质的各向异性以及脆转延性质,内容如下：(1)通过X射线衍射、SEM电镜扫描和总波波速测试试验,分析了不同层理面角度对页岩微观结构的影响,结果表面：龙马溪组页岩主要以石英等脆性矿物和粘土类矿物为主,其中石英含量最高,可达51%,加上钾长石、钠长石等脆性矿物后含量可达61.4%,粘土类矿物含量为32.4%,其余矿物含量为6.2%；页岩的均质性较高,层理面与非层理面在裂缝、微裂隙发育程度以及纵波传播速度上均有较大差异。(2)通过不同层理面角度的页岩的单轴压缩试验、巴西劈裂试验、单轴应变试验和三轴压缩试验,分析了页岩力学性质的各向异性,得出了页岩的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度、三轴抗压强度、抗拉强度以及名义前期固结压力等均随着层理面角度的不同表现出不同的大小,并且探讨了不同试验条件下页岩破坏机理的各向异性,揭示了页岩力学性质和破坏规律的各向异性规律。(3)通过对不同层理面角度页岩的三轴压缩试验,得出了在不同围压下页岩的三轴抗压强度和残余强度,分析了残余强度和三轴抗压强度之间的变化规律,并且对其进行线性拟合,得出了页岩的转化围压,为研究页岩的脆转延、水力压裂提供了一定的科学理论支撑。
【关键词】：页岩 层理面 力学性能 破坏机理 各向异性 脆性转延性
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE31;TU45
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 选题研究背景及研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 各向异性岩体物理力学参数的研究现状10-12
• 1.2.2 各向异性岩体破坏准则的研究现状12-14
• 1.2.3 各向异性岩体本构模型的研究现状14-15
• 1.3 研究目标和研究内容15-16
• 1.3.1 研究目标15
• 1.3.2 研究内容15-16
• 1.4 技术路线16-18
• 1.4.1 总体思路16
• 1.4.2 技术路线16-18
• 2 页岩细观组构特征分析试验18-32
• 2.1 页岩各向异性取样方法介绍18-21
• 2.1.1 取样地点页岩地质概况18-19
• 2.1.2 取样方法19-21
• 2.1.3 样品加工21
• 2.2 页岩常规物理参数测试21-31
• 2.2.1 微观结构测试21-24
• 2.2.2 纵波波速测试24-29
• 2.2.3 密度测试29-31
• 2.3 本章小结31-32
• 3 页岩物理力学试验32-94
• 3.1 页岩单轴压缩试验32-40
• 3.1.1 试验方案32-33
• 3.1.2 单轴压缩试验下页岩典型应力-应变曲线特征33-34
• 3.1.3 单轴压缩试验下页岩力学参数各向异性分析34-37
• 3.1.4 单轴压缩试验下页岩破坏模式37-39
• 3.1.5 本节小结39-40
• 3.2 页岩巴西劈裂试验40-53
• 3.2.1 试验方案40-42
• 3.2.2 页岩巴西劈裂试验应力-应变曲线42-44
• 3.2.3 页岩巴西劈裂试验结果44-48
• 3.2.4 页岩巴西劈裂试验破坏模式48-51
• 3.2.5 页岩巴西劈裂试验的各向异性特征51-52
• 3.2.6 本节小结52-53
• 3.3 页岩单轴应变试验53-64
• 3.3.1 试验方案53-55
• 3.3.2 页岩单轴应变试验应力应变曲线55-58
• 3.3.3 页岩单轴应变试验结果及分析58-61
• 3.3.4 页岩单轴应变试验破坏模式61-63
• 3.3.5 本节小结63-64
• 3.4 页岩三轴压缩试验64-94
• 3.4.1 试验方案64-65
• 3.4.2 三轴压缩试验应力应变曲线65-69
• 3.4.3 页岩三轴压缩试验结果及分析69-74
• 3.4.4 页岩三轴压缩试验破坏模式74-82
• 3.4.5 页岩脆转延特性分析82-86
• 3.4.6 页岩结构面的强度效应86-92
• 3.4.7 本节小结92-94
• 4 结论与展望94-96
• 4.1 结论94-95
• 4.2 展望95-96
• 致谢96-97
• 参考文献97-101
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文与参与的科研项目101

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：469570