鄂尔多斯盆地页岩储层工程地质力学(地质学)

《鄂尔多斯盆地页岩储层工程地质力学》

作者：李严严，李丽慧，韩丽丽

定价：80.00元

出版时间：2025-06

ISBN：978-7-5240-0281-9

内容简介

本书以鄂尔多斯盆地页岩储层为研究对象，基于地质剖面、测井曲线、钻孔摄像、岩心编录、扫描电镜等方法对页岩储层发育的米级~微米级尺度层理进行了系统性研究，发现了不同尺度下层理分布具有分形特征；阐明了层状岩体中节理间距、迹长与岩性的相关性，揭示了节理发育的主控因素以及节理饱和机制；基于结构面三维网络模拟技术，构建了融合多尺度层理和随机节理等复杂结构属性和岩石物性的层状岩体三维地质结构模型（米级~微米级），实现了对层状岩体地质结构的精细表征；开展了不同层理角度页岩的单三轴压缩试验、巴西劈裂声发射试验、半圆盘三点弯曲试验，明确了页岩在压缩和张拉应力状态下的各向异性特征和破坏模式；基于层状岩体三维地质结构模型，开展水力驱动下裂纹扩展数值模拟研究，实现了水力裂缝的萌生、扩展、最终形成复杂缝网的全过程分析，厘清了储层尺度复杂压裂缝网的形成演化机制。

目录

1.1概述1

1.2国内外研究现状2

1.2.1页岩储层结构表征2

1.2.2页岩力学特性5

1.2.3水力压裂研究9

2鄂尔多斯盆地延长组地层结构面发育特征与主控因素13

2.1地质背景13

2.1.1地质构造13

2.1.2地层岩性14

2.2结构面测量17

2.2.1无人机技术参数17

2.2.2倾斜摄影测量原理18

2.2.3结构面解译20

2.2.4应用举例22

2.3地层结构面发育特征26

2.3.1结构面总体分布特征27

2.3.2各层位结构面分布特征29

2.4结构面发育的主控因素32

2.4.1岩石力学层厚度32

2.4.2岩性33

2.4.3层位34

2.5节理饱和现象35

3页岩储层结构面网络模拟及连通性37

3.1三维结构面网络模拟37

3.1.1结构面优势分组37

3.1.2结构面迹长概率密度函数拟合38

3.1.3结构面直径估算39

3.1.4结构面间距和密度计算40

3.1.5三维结构面网络模型构建40

3.1.6模型检验41

3.2结构面网络三维连通性43

3.2.1计算方法43

3.2.2三维连通性分析44

3.2.3结构面网络连通性参数的尺寸效应47

4考虑多尺度纹层的页岩储层地质结构模型50

4.1鄂尔多斯盆地延长组页岩纹层特征50

4.2纹层测量方法52

4.2.1测井52

4.2.2地质剖面54

4.2.3钻孔电视54

4.2.4岩心54

4.2.5扫描电子显微镜56

4.3纹层数据统计分析56

4.4页岩储层地质结构模型58

5页岩力学各向异性与破坏模式62

5.1页岩样品62

5.2试验介绍63

5.2.1试样制备63

5.2.2试验仪器64

5.2.3试验方案与步骤68

5.3页岩单轴压缩试验73

5.3.1力学响应73

5.3.2试样破坏特征76

5.4页岩三轴压缩试验77

5.4.1力学响应77

5.4.2试样破坏特征83

5.5页岩巴西劈裂与声发射试验89

5.5.1荷载-位移曲线89

5.5.2抗拉强度90

5.5.3页岩宏观破坏特征92

5.5.4页岩微观破坏特征93

5.6页岩半圆盘三点弯曲试验109

5.6.1荷载-位移曲线109

5.6.2断裂韧性110

5.6.3页岩宏观断裂特征111

5.6.4页岩微观断裂特征112

6富有机质页岩脆性评价125

6.1现有页岩脆性评价方法126

6.1.1基于弹性参数的脆性评价方法126

6.1.2基于应力-应变曲线的脆性指数128

6.1.3基于能量的脆性指数130

6.1.4基于强度的脆性指数133

6.1.5基于矿物组分的脆性指数133

6.2基于岩石弹性行为、峰前和峰后能量的页岩脆性评价方法134

6.2.1脆性指数表达式134

6.2.2权重系数的确定135

6.2.3基于新指标的脆性评价137

7水力裂缝扩展演化过程与机制140

7.1基于边界元法的水力压裂数值模拟140

7.1.1计算方法140

7.1.2数值模拟141

7.2基于离散元法的水力压裂数值模拟144

7.2.1基本控制方程144

7.2.2模型验证145

7.2.3数值计算模型148

7.2.4结构面对水力裂缝扩展的影响150

7.2.5水力压裂效果评价155

7.3水力压裂效果敏感性分析158

7.3.1结构面性质对水力压裂效果的影响158

7.3.2压裂液参数对水力压裂效果的影响165

7.4基于cohesive单元的水力压裂数值模拟171

7.4.1控制方程172

7.4.2压裂参数对水力裂缝扩展的影响179

7.4.3结构面对水力裂缝扩展的影响191

参考文献198