岩石破坏后力学特性及其对天然气开采的影响

摘要

地层在失去应力平衡后,岩石将发生破坏,而岩石的岩性差异导致破坏后的力学特性也相差较大.岩石在峰值强度后将产生走向各异的裂缝;若岩石在破坏后产生大量岩粉,将堵塞地层中的喉道和裂缝,导致储层的渗流能力降低.选用四川盆地4个区块的4类岩性的多个岩样进行三轴压缩实验,根据岩样峰值强度后的破坏模式定义了3种类型:Ⅰ型岩样破坏后将产生拉伸裂缝,并且应力突降;Ⅱ型岩样破坏后将产生剪切裂缝,应力缓慢降低;Ⅲ型岩样破坏后将产生拉伸与剪切裂缝,应力往复变化.Ⅰ型与Ⅱ型岩样在破坏后形成的裂缝较为单一,且裂缝面光滑;Ⅲ型岩样在破坏后形成走向各异的裂缝,且产生大量的岩粉,影响天然气开采.针对Ⅲ型岩样破坏后产生大量的岩粉,以煤岩为例,提出采用超前预防处理以及在排采期进行治理的措施.