硬脆性页岩断裂韧性二维数值模拟研究

论文摘要

以四川盆地长宁地区龙马溪组的页岩为研究对象,采用真实破裂过程RFPA2D数值分析软件,模拟人字形切槽巴西圆盘试件渐进破裂的整个过程,研究不同层理密度、层理角度以及层理力学性质等因素与页岩断裂韧性的关系,以及这些因素对裂缝前缘形态的影响,并探究断裂韧性与岩石脆性的关系。研究结果表明:断裂韧性随层理角度增加而先减小后增大;在层理角度相同的条件下,随着层理面力学性质增强,断裂韧性逐渐增大;当层理角度较小时,裂缝前缘随层理面发生转向,并且沿层理发生脆性剪切破坏;当层理角度大于40°时,层理面作用显著减弱,裂缝在延伸时前缘随层理出现转向和分叉,并在试样端部产生次生裂纹;层理密度较小时,裂缝在预置裂缝方向开裂后,受层理面影响转向层理面方向,最终贯穿圆盘,若角度增大,伴随有次生裂纹出现,若增大至80°以上时,裂缝穿过层理面,会出现转向和分叉;层理密度较大时,裂缝不均匀扩展现象增多,圆盘端部伴随产生的次生裂纹数量也逐渐增加;随着岩石的脆性指数增大,表现的断裂韧性减小,脆性指数有随角度先增大再减小的趋势。

论文目录

• 1 模型参数选取与验证
•   1.1 数值模型介绍
•   1.2 参数选取
•   1.3 模型验证
• 2 实验结果讨论与分析
•   2.1 层理面对页岩裂缝前缘形态影响
•   2.2 层理面对页岩断裂韧性影响
•   2.3 页岩断裂韧性与脆性指数的关系
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张景轩,范晓,陈波,刘向君,梁利喜,熊健

关键词: 页岩,巴西劈裂,断裂韧性,裂缝转向,数值模拟

来源: 复杂油气藏 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,东方地球物理公司物探技术研究中心成都分中心

基金: 复杂储层地震岩石物理分析及应用研究(2016A-3301)资助

分类号: TE319

DOI: 10.16181/j.cnki.fzyqc.2019.01.016

页码: 73-80

总页数: 8

文件大小: 6187K

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