Studie der mechanischen Eigenschaften tief liegender Schiefergaslagerstätten basierend auf multifunktionalen mechanischen Experimenten

FENG SHAOKE ,  

XIONG LIANG ,  

摘要

Die Region Südost-Sichuan weist eine komplexe geologische Struktur auf. Das Schiefergaslager des oberordovizischen Wufeng-Formations- und unter-silurischen Longmaxi-Formationsabschnitts liegt relativ tief, was einen großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften der Gesteine hat und systematische Untersuchungen fehlen. Daher wurden am Beispiel des tiefen Schiefergasreservoirs im Lintan-Feld Südost-Sichuan mechanische Experimente wie dreiachsige Druckprüfung, Schallwellengeschwindigkeitsmessung, Zugfestigkeitsprüfung und Bruchzähigkeitstest durchgeführt. Basierend auf den Ergebnissen der multi-physikalischen mechanischen Experimente wurden die mechanischen Eigenschaften der Schieferproben analysiert und ein vertikales Verteilungsprofil der Gesteinsmechanik innerhalb eines Bohrlochs erstellt. Mit zunehmender Temperatur und Druck steigen die Restspannungen nach Bruch der tiefen Schieferproben, der Young’sche Modul und die Poissonzahl, und die Schwankungen der Spannungs-Dehnungs-Kurve in der Nach-Peak-Phase werden deutlicher. Die Wellengeschwindigkeit am Neigungsende des Lintan-Feld-Antiklinals ist geringer als am Flügel, und die nach den dynamisch-statischen linearen Umwandlungsgesetzen korrigierten Young’schen Module und Poissonzahlen sind genauer. Die maximale Belastung der tiefen Schieferproben liegt unter 10 kN, es bestehen große Unterschiede zwischen Typ-I- und Typ-II-Brüchen, und der Durchdringungsgrad wird stark von der Probenahmerichtung beeinflusst. Das vertikale Profil der Gesteinsmechanikcharakteristika der T4-Bohrung im Untersuchungsgebiet zeigt, dass am Boden der oberordovizischen Wufeng-Formation und der unter-silurischen Longmaxi-Formation der Young’sche Modul hoch, die Poissonzahl niedrig und die Sprödigkeit hoch ist; die Druckfestigkeit gering, die Zugfestigkeit relativ gering und der Bruchzähigkeitsindex niedrig sind. Das mechanische Verhalten zeigt einen schwachen Kompressions-Zug-Zustand, bietet gute Bedingungen für die ingenieurtechnische Modifikation und stellt die bevorzugte Lage für zukünftige Erkundung und Entwicklung dar.

关键词

Südost-Sichuan; Lintan-Gebiet; tiefe Schiefergaslagerstätten; multifunktionale mechanische Experimente; mechanische Eigenschaften von Gesteinen

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