长宁五峰组页岩短期脆性蠕变变形与破坏机理研究

来源：石油科学通报杂志2025年第6期北京时间：

作者：周大伟, 张广清, 李世远, 徐全胜, 曹虎, 赵楚阳, 王晨

单位：1 中国石油大学(北京)石油工程学院， 北京 102249 2 中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室， 北京 102249 3 长庆油田第十二采油厂， 庆阳 745400

摘要：为了揭示页岩三轴压缩蠕变变形规律及破坏机制，本研究采用长宁五峰组页岩露头开展了围压10 MPa，30 MPa，50 MPa条件下的逐级增量加载蠕变实验，分析轴向、径向和体积蠕变曲线特征，结合计算机断层扫描(CT)和扫描电镜(SEM)技术系统探讨页岩宏微观蠕变破坏机制，同时采用损伤模型预测页岩长期蠕变行为，结果表明：体积蠕变能有效表征页岩蠕变演化特征，其蠕变起裂应力与损伤应力阈值分别为峰值强度的60%和80%；页岩蠕变破坏以微裂纹形成-贯通为主，形成剪切压实带与分支裂纹的空间裂缝体，剪切压实带内发育多条近平行裂缝，其周围易于形成多分支裂纹；损伤模型能准确预测页岩长期蠕变行为，模型参数A为蠕变的主要控制参数，主要由应力水平及弹性模量决定。该研究可应用于页岩油气储层钻井、压裂过程中页岩蠕变对井壁稳定、人工裂缝闭合等影响分析。

关键词：页岩,蠕变机制,加速蠕变,剪切裂缝体,损伤模型

基金资助：国家自然科学基金重点项目(52434001);国家自然科学基金面上项目(52274013)