首页 期刊 工程地质学报 层状页岩岩石力学特性及其脆性评价 【正文】

层状页岩岩石力学特性及其脆性评价

作者:王洪建; 刘大安; 黄志全; 袁广祥; 吕晓春; 牛晶蕊; 赵子江; 石晓闪 华北水利水电大学资源与环境学院; 郑州450045; 中国科学院页岩气与地质工程重点实验室、中国科学院地质与地球物理研究所; 北京100029; 新疆工程学院; 乌鲁木齐830023
页岩   单轴压缩   体积应变   起裂应力水平   脆性指标  

摘要:页岩气储层的岩石力学特性对压裂改造效果影响极大,开展页岩破坏机理、力学特性和脆性评价方面的研究,可以为页岩气开采中大规模体积压裂提供技术支持。本文对龙马溪组黑色炭质页岩进行单轴压缩试验,得到以下结论:(1)黑色页岩具有明显的层状薄片矿物结构,矿物主要成分为石英和方解石,结构面固有强度较高;(2)由于强结构面的影响,倾斜层理试件具有较高的弹性模量与单轴抗压强度,但是总体积应变量较小;平行或者垂直层理试件的弹性模量与单轴抗压强度较小,总体积应变量反而大;(3)随着层理倾角β的增大,层状页岩单轴压缩试验测得的起裂应力水平指标表现为"中间小两头大"的U型规律,即层理倾角为30°或60°时测量值较小,而0°或90°时较大;(4)岩石脆性是可压裂性的关键因素,层理角度为30°或者60°时,脆性指标较大,页岩的可压裂性更强,脆性指标的变化规律大致呈倒U型。本文的研究对评价页岩的可压裂性、提高压裂改造效果具有重要的现实意义和应用价值。

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