Study on Mechanical Propertiesof the Shale in West Hubei and East Chongqing

摘要

鄂西渝东地区油气藏盖层主要为泥页岩盖层，其质量好坏直接影响油气藏的储量和规模。因此，有必要对该地区泥页岩在外部荷载作用下的裂纹演化模式及是否继续适宜作为盖层进行评价。本文通过微观试验、力学试验及CT扫描图像处理这三方面，分析探讨了鄂西渝东泥页岩的力学性能及脆塑性评价，内容如下：
　　(1)通过 XRD试验、直剪试验、单轴压缩试验，获得泥页岩的矿物组分及各种力学参数指标；可知单轴抗压强度、弹性模量、粘聚力随着粘土矿物含量的增加呈指数衰减，粘土矿物含量与内摩擦角相关性不明显。
　　(2)单轴应变试验可知泥页岩的前期名义固结压力与波速、单轴抗压强度、孔隙率呈指数关系，而与粘土矿物含量相关性不明显；由三轴试验得到弹性模量、泊松比、峰值强度等参数；根据力学试验结果，建立了 OCR与归一化剪切强度的关系。给定了岩石脆-延性转化的临界OCR值和盖层最小埋深的确定方法，可用于封闭性评估方法的改进。
　　(3)对单轴条件下不同荷载水平的CT扫描图像处理结果进行研究，由损伤变量D及孔隙率变化率的演化规律可将裂纹发展过程分为压密—裂纹萌生—裂纹发展—裂纹贯通破坏四个阶段；分维数平均值随荷载水平的变化规律基本对应了裂纹破坏的4个阶段。分维数的大小代表裂纹结构复杂程度，其大小变化能较好的反映裂纹的演化过程；实现了裂纹发展演化过程的三维重建，能更直观地观察分析裂纹的演化过程及规律，为我们分析裂纹的损伤演化提供一条新的思路。

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1 绪论

1.1 选题研究背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标和研究内容

1.4 技术路线

2 泥页岩物理力学试验

2.1 泥页岩矿物组分分析

2.2 泥岩直剪试验

2.3 单轴压缩试验

2.4 单轴应变试验

2.5 本章小结

3 基于三轴压缩试验的泥页岩OCR测试

3.1 试验装置和试验方案

3.2 试验结果及分析

3.3 泥页岩超固结比（ OCR）分析

3.4 本章小结

4 泥页岩单轴加载过程中CT扫描试验

4.1 CT技术原理

4.2 试验条件及方案

4.3 后处理方法

4.4 试验后处理结果及分析

4.4 本章小结

结论与展望

1 结论

2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文