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富有机质页岩高温作用后微观力学特征与热力耦合模拟研究
1
作者
李冕
严张萍
唐鑫
《工程地质学报》
北大核心
2025年第2期491-502,共12页
非常规页岩油气勘探与开发呈现出“非常规、深层、难开采”等新特点,储层环境和岩体结构极为复杂。为明确储层勘探开发中的有利温度点及力学特征,本文选取牛蹄塘组富有机质页岩样品,针对常温(25℃)及高温作用(300℃、400℃、500℃)下的...
非常规页岩油气勘探与开发呈现出“非常规、深层、难开采”等新特点,储层环境和岩体结构极为复杂。为明确储层勘探开发中的有利温度点及力学特征,本文选取牛蹄塘组富有机质页岩样品,针对常温(25℃)及高温作用(300℃、400℃、500℃)下的页岩样品,结合纳米压痕、原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)等技术,开展了页岩油储层在高温作用下微观力学性质变化及其影响因素的系统研究。研究结果表明:脆性矿物(硬组分)的弹性模量和硬度显著大于黏土基质(软组分),硬组分的压痕表面深度较深,且在400℃高温作用下,压痕深度明显增加。随着温度的升高,在300℃至500℃的高温作用区间,页岩的整体力学性质呈“V”形变化趋势。在400℃高温作用后,页岩孔隙可见度增大,微裂隙显著增加,受力后出现剪切和张性开裂,弹性模量和硬度显著下降。各参数之间的相关性较好,拟合值接近“1”,表明温度引起的页岩微观结构变化是其力学性质变化的主要原因。该研究为非常规页岩油气的勘探开发提供了重要的微观力学依据,有助于深入理解高温作用对储层性能的影响。
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关键词
高温作用
微观结构
纳米压痕
实验
原子力显微镜实验
热力耦合
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职称材料
题名
富有机质页岩高温作用后微观力学特征与热力耦合模拟研究
1
作者
李冕
严张萍
唐鑫
机构
重庆安全技术职业学院
重庆三峡学院土木工程学院
出处
《工程地质学报》
北大核心
2025年第2期491-502,共12页
基金
重庆市自然科学基金项目(资助号:CSTB2022NSCQ-MSX0333)
重庆市教委重点项目(资助号:20240505)。
文摘
非常规页岩油气勘探与开发呈现出“非常规、深层、难开采”等新特点,储层环境和岩体结构极为复杂。为明确储层勘探开发中的有利温度点及力学特征,本文选取牛蹄塘组富有机质页岩样品,针对常温(25℃)及高温作用(300℃、400℃、500℃)下的页岩样品,结合纳米压痕、原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)等技术,开展了页岩油储层在高温作用下微观力学性质变化及其影响因素的系统研究。研究结果表明:脆性矿物(硬组分)的弹性模量和硬度显著大于黏土基质(软组分),硬组分的压痕表面深度较深,且在400℃高温作用下,压痕深度明显增加。随着温度的升高,在300℃至500℃的高温作用区间,页岩的整体力学性质呈“V”形变化趋势。在400℃高温作用后,页岩孔隙可见度增大,微裂隙显著增加,受力后出现剪切和张性开裂,弹性模量和硬度显著下降。各参数之间的相关性较好,拟合值接近“1”,表明温度引起的页岩微观结构变化是其力学性质变化的主要原因。该研究为非常规页岩油气的勘探开发提供了重要的微观力学依据,有助于深入理解高温作用对储层性能的影响。
关键词
高温作用
微观结构
纳米压痕
实验
原子力显微镜实验
热力耦合
Keywords
High temperature treatment
Microstructure
Nanoindentation experiment
Atomic force microscope experiment
Thermal coupling
分类号
P642.3 [天文地球—工程地质学]
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作者
出处
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1
富有机质页岩高温作用后微观力学特征与热力耦合模拟研究
李冕
严张萍
唐鑫
《工程地质学报》
北大核心
2025
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