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《西北大学》 2011年
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砂、泥岩压缩、回弹、破裂实验与裂缝成因的初步分析

雷宇  
【摘要】:本文以鄂尔多斯盆地上古生界为研究对象,通过不同粒度砂岩和泥岩的压缩、回弹实验,研究砂岩和泥岩压缩量与回弹量的差异;通过不同结构岩石破裂实验,研究岩石的破裂特征;根据岩心、薄片观察,对鄂尔多斯盆地上古生界砂岩、泥岩和岩性界面的裂缝特征进行了研究,在以上工作的基础上,结合录井资料,分析砂、泥岩界面处的裂缝及泥岩中的裂缝对砂岩含气性的影响,主要取得了以下认识: 1、在同等应力条件下,粗砂岩、中砂岩、细砂岩及泥质岩平行层面方向和垂直层面方向的压缩应变量与降压回弹应变量不同,由高到低的一般顺序是:粗砂岩中砂岩细砂岩泥质岩。 2、在同等应力条件作用下,不同结构岩石平行层面方向和垂直层面方向的破裂强度存在差异:垂直层面方向岩石结构非均质性较强的岩石,平行层面方向的破裂强度比垂直层面方向低,容易产生平行层面裂缝;而垂直层面方向岩石结构均质性较强的岩石,垂直层面方向的破裂强度比平行层面方向低,易形成垂直层面缝。 3、在鄂尔多斯盆地垂向沉降、横向挤压收缩过程中,平行层面方向收缩率小的岩石优先破裂,垂直层面方向岩石结构非均质性较强的岩石易形成平行层面裂缝;而垂直层面方向岩石结构均质性较强的岩石易形成垂直层面缝。另外,在不均衡剥蚀或破裂扩容造成的降压伸展过程中,不同岩性的伸展率不同,在其界面处可进一步形成平行层面缝,并产生缝面滑移。 4、根据对岩心和薄片的观察,在鄂尔多斯盆地上古生界砂、泥岩界面普遍发育平行层面缝,这些裂缝将砂岩和泥岩有效的沟通起来,扩大了砂岩的储集范围。根据对鄂尔多斯盆地上古生界山1、盒8段中381个砂层与气测全烃高值区对应关系的统计,其中有35.17%的气测全烃高值区是在砂、泥岩界面,17.32%是在泥岩中,说明了砂、泥岩界面处的裂缝及泥岩中的裂缝对砂岩含气范围有重要影响。
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