流体作用下致密砂岩的亚临界裂纹扩展规律研究

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作者周义
来源中国石油大学(北京)
出版年2017
摘要
对于世界各国发展经济体而言,资源能源已成为其生存发展重要的战略物质,而面对日益枯竭的常规能源,非常规能源的探勘和开发利用变得更加重要。继页岩油气后,致密油成为了全球非常规油气勘开发的又一热点。而复杂裂纹网络形成对致密油开发至关重要,以往研究主要是集中在主裂缝的扩展和主裂缝和天然裂缝的相互作用方面,对于致密储层微裂缝的形成机制相对欠缺,基于此,本文利用中国四川凉山州会东县嘎叽镇马鞍村的致密砂岩进行岩石力学实验测试,研究了致密砂岩达到断裂韧度之前微裂纹扩展情况。本文首先测量了致密砂岩的基本力学参数,了解其粘土矿物的含量及其力学性质,随后采用双扭实验常位移松弛法研究致密砂岩亚临界裂纹扩展的情况,同时利用双扭实验测量了致密砂岩的断裂韧度值。通过计算拟合发现岩石尖端应力强度因子与裂纹扩展速率符合幂指数关系,对结论分析发现致密砂岩在不同溶液饱和条件后,裂纹扩展速率大小为:V蒸馏水>V滑溜水1>V滑溜水2>V干燥,除此之外还得到了致密砂岩在不同液体条件下裂纹扩展的门限值。文章最后对裂缝扩展的时间做了基本的推导,为研究压裂等工程问题提供了一定的理论基础。

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