摘要
页岩存储层甲烷燃爆压裂技术利于提高页岩气的产量,但燃爆冲击会对井筒造成损伤,在地应力作用下井筒周围页岩蠕变会导致井身变形,引发井壁失稳.为了分析冲击强度对页岩蠕变特性的影响,开展了不同冲击强度条件下页岩试样单次和多次冲击试验,然后对不同冲击损伤程度的页岩试验进行分级加载蠕变试验.试验结果表明:蠕变总形变量随冲击强度的增加而增加,冲击强度由1.6J增加到25.6J,冲击试样的应变量较于原样分别增加了7.3%,16.1%,31.5%.同时,冲击强度的增加会降低蠕变破坏应力水平,增强加速蠕变效果,增加减速阶段蠕变速率与持续时间.最后,提出了一种新的页岩非线性分数阶损伤蠕变模型.该模型由胡克体、黏性元件、分数阶元件、分数阶改进Kelvin模型及非线性分数阶黏塑性模型组成,与经典Burgers模型相对比,新模型能很好地拟合蠕变过程的各个阶段的应变数据,特别是在蠕变加速阶段拟合度更高.研究结果能够为分析燃爆冲击后页岩井筒蠕变特性提供理论支持.
中国矿业大学学报
56
