页岩各向异性特征的试验研究

查看全文 作　　者：[1]衡帅索引[1,2]杨春和索引[3]张保平索引[1]郭印同索引[1]王磊索引[2]魏元龙索引

机构地区：[1]中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉430071;[2]重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400044;[3]中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院,北京100101

出　　处：《岩土力学》索引2015年第36卷第3期,共8页

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.51104144);国家重点基础研究发展规划(973)(No.2010CB226701);中石化科技部项目'页岩气水平井分段压裂地应力变化规律研究'(No.P12129) 摘　　要：为研究彭水页岩气区块储层的各向异性特征,开展了石柱县龙马溪组页岩的单轴和三轴压缩试验,分析了其力学特性、强度特征和破裂模式的各向异性,并揭示了其破坏机制的各向异性。结果表明:(1)龙马溪组页岩具有明显的各向异性特征,弹性模量在平行层理方向最大,垂直层理方向最小,且围压的增加使其增加速率不断减小;0°、30°和60°、90°页岩的泊松比随围压的增加呈现出了相反的变化规律,这可能与页岩层理间孔隙和微裂缝的良好发育有关。(2)相同围压下,0°试样强度最高,90°次之,30°最低,总体上呈现出两边高、中间低的U型变化规律,而不同角度的Hoek-Brown强度准则能较好地反映其强度的各向异性特征。(3)页岩破裂模式的各向异性是由破坏机制的各向异性引起的,而强度的各向异性是由破坏机制的各向异性控制的。单轴压缩时,0°页岩为沿层理的张拉劈裂破坏,30°为沿层理的剪切滑移破坏,60°为贯穿层理和沿层理的复合剪切破坏,90°为贯穿层理的张拉破坏。三轴压缩时,0°为贯穿层理的共轭剪切破坏,30°为沿层理的剪切滑移破坏,60°和90°为贯穿层理的剪切破坏;页岩地层的层状沉积结构和层理间的弱胶结作用是破坏机制各向异性的根源。研究结果为水平井井壁的稳定性分析和水力压裂施工设计等提供了技术参考。 关键词：页岩各向异性层理面 HOEK-BROWN强度准则破裂模式破坏机制

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