高温-高围压下非饱和泥岩蠕变力学试验研究

摘要

泥岩作为油气储层常见复杂介质,高温、高围压作用下蠕变力学特性异常复杂,是引起套管损伤破坏的重要因素.本文以濮深深部油气藏工程含膏质泥岩为研究对象;首先开展了高温-高围压作用下三轴压缩试验,该泥岩呈非均质性不明显、具有较大的塑性压缩和延性扩容变形、峰值强度略低等软岩力学特性;且轴向和侧向峰值应变达1.5％,峰值强度为73.6MPa.其次开展了高温-高围压作用下三轴蠕变试验;结果表明泥岩力学特性表现出明显的时间效应,其强度降低率与时间呈明显的指数增加关系;且不同应力作用下,泥岩均呈明显的衰减、稳态和加速蠕变特征,表明高温作用下泥岩蠕变应力阀值偏低,较小应力长时间作用下亦会产生加速蠕变破坏,且加速蠕变破坏起始时间与应力增加呈对数降低关系;最后探讨了泥岩加速蠕变破坏特性,认为加速蠕变破坏阶段可用二个相关性的应力和时间的幂函数予以描述,印证了加速蠕变变形及蠕变速率与应力均呈现指数函数关系.相关成果旨在为深部泥岩油气藏套管工程长期稳定分析及蠕变模型构建提供可靠的依据.