含水率对页岩动态弹性力学性质的影响研究

发布时间：2022-01-21 09:58

　　声波测试是研究岩石动态力学性质的一种重要的无损检测方法。在有机质丰富的页岩中,页岩的力学性质受含水量、岩石层理、总有机碳含量（TOC）和微观结构变化的影响。本研究在声波测试前,首先使用CT扫描技术对鹰滩页岩的每组测试样品进行扫描,对实验样品的完整性进行筛选,利用核磁共振法（NMR）测定样品的含水率。然后利用超声波脉冲传输技术在不同围压下对每组测试岩心进行声波测试。测试后,利用X射线衍射（XRD）分析了样品的矿物组分,利用扫描电子显微镜（SEM）对微结构进行了表征。研究结果表明:围压和含水率对纵波（P波）和横波（S波）速度均有显著影响,两种速度都随着围压的增加而增加。含水率的增加会降低横波与纵波的波速,含水率对横波速度比纵波速度的影响更大。含水率降低了杨氏模量和剪切模量,增加了体积模量、拉梅参数和泊松比。分析表明,引起岩石力学性质含水率变化的机制可能是粘土-水相互作用、化学反应和毛细压力变化的综合结果。 

【文章来源】：地质与勘探. 2020,56(04)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

实验装置的示意图

从Gassmann方程可以看出，体积模量随含水饱和度变化，而剪切模量保持不变(Cardona et al.,2001;Han and Batzle,2004)。然而，Gassmann方程是基于以下假设才有效的:(1)多孔介质是线性弹性和各向同性的;(2)多孔介质中的孔隙连续性好且处于平衡压力下;(3)孔隙流体和岩石基质之间没有化学反应;(4)封闭系统(Berryman,1999;Han and Batzle,2004)。沉积岩，特别是非均质性强的致密页岩，可能不满足Gassmann方程的假设(Wylie at al.,1963;Tosaya and Nur,1982;Japsen et al.,2002;Baechle et al.,2009;Sone and Zoback,2013)。图3 样品EF-PD-2的vs随围压的增加而增大

样品EF-PD-2的vs随围压的增加而增大

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3600051