發(fā)布時間：2017-06-21 18:20

  本文關(guān)鍵詞：鄂西渝東頁巖力學性能的各向異性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鄂西渝東地區(qū)油氣藏蓋層主要為泥頁巖蓋層,作為我國重點勘探開發(fā)的頁巖氣地區(qū)之一,其蓋層連續(xù)性較好、發(fā)育較高,一旦開采技術(shù)成熟,可高效地輸出頁巖氣,為緩解我國能源短缺提供有力支撐。但是由于在頁巖氣開采過程中對頁巖的力學性質(zhì)的不了解,尤其是對其各向異性沒有認識清楚,因此,導致頁巖氣開采過程中水力壓裂優(yōu)化問題和井壁失穩(wěn)問題突出,頁巖氣并不能夠按照預期的高效輸出。因此,研究鄂西渝東一帶頁巖的各向異性,可以為頁巖氣的高效開采提供必要的理論支撐。本文針對頁巖的各向異性,開展了室內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)分析試驗、力學試驗,并且分析探討了頁巖的力學性質(zhì)的各向異性以及脆轉(zhuǎn)延性質(zhì),內(nèi)容如下：(1)通過X射線衍射、SEM電鏡掃描和總波波速測試試驗,分析了不同層理面角度對頁巖微觀結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果表面：龍馬溪組頁巖主要以石英等脆性礦物和粘土類礦物為主,其中石英含量最高,可達51%,加上鉀長石、鈉長石等脆性礦物后含量可達61.4%,粘土類礦物含量為32.4%,其余礦物含量為6.2%；頁巖的均質(zhì)性較高,層理面與非層理面在裂縫、微裂隙發(fā)育程度以及縱波傳播速度上均有較大差異。(2)通過不同層理面角度的頁巖的單軸壓縮試驗、巴西劈裂試驗、單軸應(yīng)變試驗和三軸壓縮試驗,分析了頁巖力學性質(zhì)的各向異性,得出了頁巖的彈性模量、泊松比、單軸抗壓強度、三軸抗壓強度、抗拉強度以及名義前期固結(jié)壓力等均隨著層理面角度的不同表現(xiàn)出不同的大小,并且探討了不同試驗條件下頁巖破壞機理的各向異性,揭示了頁巖力學性質(zhì)和破壞規(guī)律的各向異性規(guī)律。(3)通過對不同層理面角度頁巖的三軸壓縮試驗,得出了在不同圍壓下頁巖的三軸抗壓強度和殘余強度,分析了殘余強度和三軸抗壓強度之間的變化規(guī)律,并且對其進行線性擬合,得出了頁巖的轉(zhuǎn)化圍壓,為研究頁巖的脆轉(zhuǎn)延、水力壓裂提供了一定的科學理論支撐。
【關(guān)鍵詞】：頁巖 層理面 力學性能 破壞機理 各向異性 脆性轉(zhuǎn)延性
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE31;TU45
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 選題研究背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 各向異性巖體物理力學參數(shù)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 各向異性巖體破壞準則的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 各向異性巖體本構(gòu)模型的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 研究目標和研究內(nèi)容15-16
• 1.3.1 研究目標15
• 1.3.2 研究內(nèi)容15-16
• 1.4 技術(shù)路線16-18
• 1.4.1 總體思路16
• 1.4.2 技術(shù)路線16-18
• 2 頁巖細觀組構(gòu)特征分析試驗18-32
• 2.1 頁巖各向異性取樣方法介紹18-21
• 2.1.1 取樣地點頁巖地質(zhì)概況18-19
• 2.1.2 取樣方法19-21
• 2.1.3 樣品加工21
• 2.2 頁巖常規(guī)物理參數(shù)測試21-31
• 2.2.1 微觀結(jié)構(gòu)測試21-24
• 2.2.2 縱波波速測試24-29
• 2.2.3 密度測試29-31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 3 頁巖物理力學試驗32-94
• 3.1 頁巖單軸壓縮試驗32-40
• 3.1.1 試驗方案32-33
• 3.1.2 單軸壓縮試驗下頁巖典型應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征33-34
• 3.1.3 單軸壓縮試驗下頁巖力學參數(shù)各向異性分析34-37
• 3.1.4 單軸壓縮試驗下頁巖破壞模式37-39
• 3.1.5 本節(jié)小結(jié)39-40
• 3.2 頁巖巴西劈裂試驗40-53
• 3.2.1 試驗方案40-42
• 3.2.2 頁巖巴西劈裂試驗應(yīng)力-應(yīng)變曲線42-44
• 3.2.3 頁巖巴西劈裂試驗結(jié)果44-48
• 3.2.4 頁巖巴西劈裂試驗破壞模式48-51
• 3.2.5 頁巖巴西劈裂試驗的各向異性特征51-52
• 3.2.6 本節(jié)小結(jié)52-53
• 3.3 頁巖單軸應(yīng)變試驗53-64
• 3.3.1 試驗方案53-55
• 3.3.2 頁巖單軸應(yīng)變試驗應(yīng)力應(yīng)變曲線55-58
• 3.3.3 頁巖單軸應(yīng)變試驗結(jié)果及分析58-61
• 3.3.4 頁巖單軸應(yīng)變試驗破壞模式61-63
• 3.3.5 本節(jié)小結(jié)63-64
• 3.4 頁巖三軸壓縮試驗64-94
• 3.4.1 試驗方案64-65
• 3.4.2 三軸壓縮試驗應(yīng)力應(yīng)變曲線65-69
• 3.4.3 頁巖三軸壓縮試驗結(jié)果及分析69-74
• 3.4.4 頁巖三軸壓縮試驗破壞模式74-82
• 3.4.5 頁巖脆轉(zhuǎn)延特性分析82-86
• 3.4.6 頁巖結(jié)構(gòu)面的強度效應(yīng)86-92
• 3.4.7 本節(jié)小結(jié)92-94
• 4 結(jié)論與展望94-96
• 4.1 結(jié)論94-95
• 4.2 展望95-96
• 致謝96-97
• 參考文獻97-101
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與參與的科研項目101

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：鄂西渝東頁巖力學性能的各向異性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：469570