頁巖"甜點"層段中有機質(zhì)和脆性礦物對裂縫的發(fā)育具有極為重要的控制作用,揭示并把握裂縫萌生、發(fā)育和演化的機理與規(guī)律,對于壓裂目標層段的優(yōu)選以及頁巖氣增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)具有極為重要的工程實踐價值。以黔西北地區(qū)龍馬溪組頁巖為例,通過地化測試、巖石力學實驗以及掃描電鏡,深入剖析和揭示了"甜點"層段中與有機質(zhì)和脆性礦物相關(guān)的控縫機制,并結(jié)合數(shù)值模擬實驗展現(xiàn)了"甜點"層段中裂縫的形成和演化的完整過程。研究結(jié)果表明,有機質(zhì)和脆性礦物的同步富集為裂縫的發(fā)育和演化提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ),其中裂縫趨向于沿著有機質(zhì)形成的結(jié)構(gòu)面?zhèn)鞑?有機質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)對裂縫具有較為明顯的誘導(dǎo)機制。在外力作用下,內(nèi)在積累的能量轉(zhuǎn)化為脆性礦物的變形和變位,脆性礦物含量越高者裂縫發(fā)育能力越強,裂縫發(fā)育程度越高。數(shù)值模擬實驗呈現(xiàn)了一種由于有機孔隙和脆性礦物所導(dǎo)致的應(yīng)力集中從而誘發(fā)裂縫萌生和演化的整個過程。該研究成果可為深化認識裂縫的成因機理以及壓裂施工過程中相關(guān)壓裂參數(shù)的調(diào)整提供一定的借鑒與參考。 

【文章來源】：巖石礦物學雜志. 2020,39(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

黔西北區(qū)域地質(zhì)背景圖(a)及XY1井龍馬溪組地層綜合柱狀圖(b)[據(jù)張鵬等(2015)、史淼等(2016)修改]

不同有機質(zhì)含量的頁巖樣品的破裂模式及破裂面特征

有機質(zhì)孔隙對裂縫的形成和演化過程的控制作用

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