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国际标准刊号：ISSN 1000-582X
国内统一刊号：CN 50-1044/N
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| 三轴压缩下储层页岩各向异性力学行为及破坏机制研究 |
| 投稿时间：2022-07-29 修订日期：2023-04-26 |
| 关键词:储层页岩 三轴压缩试验 各向异性 颗粒离散元 能量演化 裂纹 |
| 基金项目:国家自然科学基金资助项目(52279094) |
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| 摘要: |
| 储层页岩层理直接影响压裂裂缝形成及井壁稳定性，其各向异性特征及破断演化过程研究尤为重要。进行不同取芯的储层页岩三轴压缩破坏试验，分析层理页岩的特征应力、特征应变的各向异性，其结果表明：层理倾角对页岩裂纹起裂应力的影响小，但对裂纹损伤应力的影响大，且围压增加会增大裂纹损伤应力，阐明层理倾向是页岩裂纹起裂扩展的主控因素。同时，基于颗粒离散元法建立层理页岩三轴压缩数值模型，对比试验数据并验证数值模型的可行性，从细观尺度分析页岩渐进破坏过程中的能量演化规律，探讨能量演化与围压的关联性，获得峰值点前后时刻的能量突变规律，从能量角度验证层理对页岩力学各向异性特征的影响，进一步通过接触力链的分布描述三轴压缩页岩的裂缝扩展过程，深入研究裂纹演化与能量耗散的关联性，解释层理页岩三轴压缩过程中的能量与破坏特征各向异性，揭示层理页岩的渐进破坏机制。以上成果可为水力压裂诱发储层页岩损伤破裂的裂缝网络形成提供重要的理论基础和科学依据。 |
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