层状页岩巴西劈裂破坏特征颗粒流模拟研究

黄薇; 闫治涛; 孙峰; 赵兵兵; 薛世峰; 周博

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.06.008

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2022, Vol. 41 ›› Issue (06) : 74 -82. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2022.06.008

层状页岩巴西劈裂破坏特征颗粒流模拟研究

黄薇, 闫治涛, 孙峰, 赵兵兵, 薛世峰, 周博

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

PDF (5521K)

摘要

页岩储层是非常规油气资源开发研究的热点之一，层理面性质对页岩的力学行为有重要影响。针对层状页岩巴西劈裂载荷下的破裂特征，采用颗粒流软件研究层理面倾角、黏结强度比值及天然裂缝等因素对层状页岩巴西劈裂试验抗拉强度及破裂模式的影响，结合颗粒细观力链及裂纹动态变化过程分析页岩细-宏观破裂演化机制。结果表明：层状页岩巴西劈裂试样呈现3种破坏模式：页岩基质劈裂拉伸破坏、沿层理的劈裂拉伸破坏和沿层理和页岩基质的拉伸、剪切复合型破坏；微裂纹萌生于圆盘顶部与底部加载处，峰值荷载后，微裂纹扩展贯通并出现较为密集的力链直至岩石形成宏观破坏；层理面黏结强度比值的大小影响着试样的破坏形态与峰值强度；随着层理角度的增加，抗拉强度逐渐减小；考虑天然裂缝的影响后页岩的抗拉强度更低，裂纹扩展模式更为复杂。