本文關(guān)鍵詞：基于直剪試驗(yàn)的頁巖強(qiáng)度各向異性研究

  更多相關(guān)文章： 巖石力學(xué) 頁巖 層理面 直剪試驗(yàn) 抗剪強(qiáng)度 各向異性 剪應(yīng)力集中系數(shù)

【摘要】：層理面的存在是頁巖地層力學(xué)性質(zhì)、強(qiáng)度特征和破裂模式表現(xiàn)出明顯各向異性特征的根本原因,也是引起水平井井壁易失穩(wěn)的重要原因之一。為分析層理面的力學(xué)性質(zhì)及其影響下頁巖的抗剪強(qiáng)度各向異性特征,開展不同角度頁巖的直接剪切試驗(yàn),并根據(jù)剪切破壞機(jī)制的各向異性和剪應(yīng)力集中系數(shù),從不同角度分析抗剪強(qiáng)度各向異性的原因,試驗(yàn)和理論分析結(jié)果表明:(1)層理面是頁巖地層的薄弱面,其黏聚力和內(nèi)摩擦角明顯小于頁巖基質(zhì)體,抗剪強(qiáng)度也最低,其剪應(yīng)力 剪切位移曲線并沒有表現(xiàn)出巖石剪切強(qiáng)度隨滑動而弱化的特點(diǎn),而是其殘余摩擦力甚至還略大于抗剪強(qiáng)度。(2)0°,30°,60°和90°四個方向中,頁巖抗剪強(qiáng)度的最大值在60°時取得,且0°,30°和60°試樣的剪應(yīng)力 剪切位移曲線均表現(xiàn)出剪切強(qiáng)度隨滑動而弱化的現(xiàn)象。(3)頁巖剪切破壞機(jī)制可分為沿頁巖本體的剪切破壞、沿層理面張拉和本體剪切的復(fù)合破壞、以及沿層理面的剪切滑移3種模式;頁巖抗剪強(qiáng)度的各向異性是由其剪切破壞機(jī)制的各向異性控制的。(4)剪應(yīng)力集中系數(shù)在一定程度上反映了巖石直接剪切時剪切承載力的強(qiáng)弱,可用來分析頁巖抗剪強(qiáng)度的各向異性特征;不同方向頁巖直接剪切時,剪應(yīng)力集中系數(shù)僅與沿剪切方向的彈性模量和剪切層的厚度有關(guān);相同法向應(yīng)力下,90°試樣的剪應(yīng)力集中系數(shù)最大,抗剪強(qiáng)度最小,而60°試樣的剪應(yīng)力集中系數(shù)最小,抗剪強(qiáng)度最大。該試驗(yàn)和理論分析結(jié)果可為深入分析巖質(zhì)邊坡中滑動面的運(yùn)動特征和頁巖氣水平井井壁穩(wěn)定性等提供一定參考。
【作者單位】： 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)與工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動力學(xué)與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院;
【關(guān)鍵詞】： 巖石力學(xué) 頁巖 層理面 直剪試驗(yàn) 抗剪強(qiáng)度 各向異性 剪應(yīng)力集中系數(shù)
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51104144) 國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)項(xiàng)目(2010CB226701) 中石化科技部項(xiàng)目(P11015)
【分類號】：TU452
【正文快照】： 1引言頁巖氣是一種非常規(guī)能源,其分布廣泛,開采潛力巨大,是常規(guī)石油、天然氣的理想接替。但是,頁巖氣的成藏條件、儲集空間、滲流規(guī)律及開發(fā)模式均有自身特點(diǎn),特別是儲層的低孔和超低基質(zhì)滲透率,給有效開采帶來了巨大的困難和挑戰(zhàn)[1-2]。北美地區(qū)頁巖氣開發(fā)已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,并逐

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 鄒才能;董大忠;王社教;李建忠;李新景;王玉滿;李登華;程克明;;中國頁巖氣形成機(jī)理、地質(zhì)特征及資源潛力[J];石油勘探與開發(fā);2010年06期

2 席道瑛，陳林;巖石各向異性參數(shù)研究[J];物探化探計算技術(shù);1994年01期

3 席道瑛，陳林，張濤;砂巖的變形各向異性[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;1995年01期

4 唐穎;唐玄;王廣源;張琴;;頁巖氣開發(fā)水力壓裂技術(shù)綜述[J];地質(zhì)通報;2011年Z1期

5 劉勝利;陳善雄;余飛;趙文光;;綠泥石片巖各向異性特性研究[J];巖土力學(xué);2012年12期

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙明階,徐蓉;巖石聲學(xué)特性研究現(xiàn)狀及展望[J];重慶交通學(xué)院學(xué)報;2000年02期

2 張彥敏;董承瑋;芮小平;劉真余;;基于L系統(tǒng)的地震裂隙模擬研究[J];防災(zāi)減災(zāi)學(xué)報;2011年04期

3 梁超;姜在興;郭嶺;楊鐿婷;;黔北地區(qū)下寒武統(tǒng)黑色頁巖沉積特征及頁巖氣意義[J];斷塊油氣田;2012年01期

4 單衍勝;張金川;李曉光;王龍;葛明娜;;遼河盆地東部凸起太原組頁巖氣聚集條件及有利區(qū)預(yù)測[J];大慶石油學(xué)院學(xué)報;2012年01期

5 久凱;丁文龍;黃文輝;李超;;渤海灣盆地濟(jì)陽拗陷沙三段頁巖氣地質(zhì)條件分析[J];大慶石油學(xué)院學(xué)報;2012年02期

6 席道瑛,劉斌,劉衛(wèi),易良坤;飽和多孔巖石弛豫衰減對時間和溫度的依賴性[J];地球物理學(xué)報;2000年06期

7 席道瑛,劉斌,田象燕;飽和巖石的各向異性及非線性黏彈性響應(yīng)[J];地球物理學(xué)報;2002年01期

8 朱如凱;鄒才能;白斌;蘇玲;高志勇;羅忠;;全球油氣勘探研究進(jìn)展及對沉積儲層研究的需求[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2011年11期

9 鄧美寅;梁超;;渤南洼陷沙三下亞段泥頁巖儲集空間研究:以羅69井為例[J];地學(xué)前緣;2012年01期

10 聶海寬;張金川;;頁巖氣聚集條件及含氣量計算——以四川盆地及其周緣下古生界為例[J];地質(zhì)學(xué)報;2012年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張然;李根生;楊林;劉頌;田守增;;頁巖氣增產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及前景展望[A];非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)裝備及應(yīng)用技術(shù)研討會論文集[C];2011年

2 鄧濤;韓文峰;保翰璋;;水對大理巖波速特性的影響[A];第六屆全國工程地質(zhì)大會論文集[C];2000年

3 楊令強(qiáng);秦冰;楊克坤;;層間滑移模型在巖石邊坡中的應(yīng)用[A];第六屆全國地面巖石工程學(xué)術(shù)會議暨第二屆巖土力學(xué)與工程前沿論壇論文集[C];2007年

4 劉愛華;黃敏;羅榮武;;巖石弱面與巖體各向異性的力學(xué)試驗(yàn)研究[A];第十屆全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C];2008年

5 Qihong Wu;Zhiyong Kou;Shiming Wan;;Numerical Simulation for the Effect of Joint Inclination to the Stability of Stratified Rock Slope[A];2012年計算機(jī)應(yīng)用與系統(tǒng)建模國際會議論文集[C];2012年

6 王莉莎;杜清真;鄭榕;陳喬;王森;;頁巖含氣量的影響因素及預(yù)測方法[A];第二屆全國特殊氣藏開發(fā)技術(shù)研討會優(yōu)秀論文集[C];2013年

7 楊振鴻;張茂忠;吳沙;董金秀;;渝東南地區(qū)頁巖氣地表油氣地球化學(xué)初探[A];第二屆全國特殊氣藏開發(fā)技術(shù)研討會優(yōu)秀論文集[C];2013年

8 譚淋耘;;中國頁巖氣資源類型及展布特征[A];第二屆全國特殊氣藏開發(fā)技術(shù)研討會優(yōu)秀論文集[C];2013年

9 周軍平;;CO_2強(qiáng)化頁巖氣開采與地質(zhì)封存的可行性分析[A];第二屆全國特殊氣藏開發(fā)技術(shù)研討會優(yōu)秀論文集[C];2013年

10 羅鵬;吉利明;;陸相頁巖氣儲層特征與潛力評價[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2013年度（第13屆）學(xué)術(shù)論文匯編——蘭州油氣中心及離退休等部門[C];2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 謝紅兵;油氣資源豐度模擬方法研究與應(yīng)用[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2011年

2 趙闖;巖石粘彈性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

3 白振瑞;遵義—綦江地區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁巖沉積特征及頁巖氣評價參數(shù)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2012年

4 易小明;裂隙巖體損傷位移反分析[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2006年

5 閆小波;軟巖各向異性滲透特征及力學(xué)特征的試驗(yàn)研究[D];同濟(jì)大學(xué);2007年

6 張學(xué)民;巖石材料各向異性特征及其對隧道圍巖穩(wěn)定性影響研究[D];中南大學(xué);2007年

7 梅松華;層狀巖體開挖變形機(jī)制及破壞機(jī)理研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2008年

8 季榮生;含不連續(xù)面巖體爆炸加載試驗(yàn)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2008年

9 王恩利;基于各向異性的復(fù)合介質(zhì)彈性波場模擬與特征分析[D];吉林大學(xué);2008年

10 夏彬偉;深埋隧道層狀巖體破壞失穩(wěn)機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓顏顏;雙相粘彈EDA介質(zhì)地震波場數(shù)值模擬與特征分析[D];吉林大學(xué);2011年

2 曹偉;層狀巖體隧道穩(wěn)定性及控制爆破技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2011年

3 曾祥亮;四川盆地及其周緣下志留統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣研究[D];成都理工大學(xué);2011年

4 何葉;周期性飽水對巖石力學(xué)性能的影響研究及工程應(yīng)用[D];重慶交通大學(xué);2011年

5 王惠娟;基于納米尺度的儲層非均質(zhì)性研究[D];中國石油大學(xué);2011年

6 龔書賢;層狀圍巖隧道力學(xué)特性及穩(wěn)定性研究[D];重慶大學(xué);2011年

7 顧義磊;西山坪近水平煤系地層隧道圍巖穩(wěn)定性研究[D];重慶大學(xué);2003年

8 徐劍;層狀裂隙巖體彈塑性損傷特性的分析與研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

9 尹土兵;高溫后粉砂巖動態(tài)力學(xué)特性及破壞機(jī)理研究[D];中南大學(xué);2008年

10 王文冰;層理巖石聲學(xué)特性及其爆炸荷載作用下?lián)p傷特征試驗(yàn)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2009年

【二級參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉樹根;曾祥亮;黃文明;馬文辛;;四川盆地頁巖氣藏和連續(xù)型-非連續(xù)型氣藏基本特征[J];成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年06期

2 王治中;鄧金根;趙振峰;慕立俊;劉建安;田紅;;井下微地震裂縫監(jiān)測設(shè)計及壓裂效果評價[J];大慶石油地質(zhì)與開發(fā);2006年06期

3 張曉霞,周柏卓;正交各向異性材料彈性本構(gòu)關(guān)系分析[J];航空發(fā)動機(jī);1997年01期

4 梁狄剛;郭彤樓;陳建平;邊立曾;趙U，

本文編號：1081230