渤海地區巖樣的試驗研究以及新型巖石損傷本構模型的建立*

田家林　付傳紅　梅　鑫　楊　琳　李　友　朱永豪

渤海地區巖樣的試驗研究以及新型巖石損傷本構模型的建立*

田家林①②付傳紅①梅鑫③楊琳①李友①朱永豪①

( ①西南石油大學機電工程學院成都610500)

( ②西南交通大學機械工程學院成都610031)

( ③西南油氣田分公司川東北氣礦達州635000)

摘要針對渤海地區油氣資源的開采困難以及現有巖石損傷本構模型的理論體系的不足等問題，該文對渤海巖石取樣進行試驗研究，根據試驗所得參數建立了一種新型的巖石損傷本構模型。首先，利用巖石三軸測試儀對所取巖樣進行變溫度、變圍壓測試，獲得巖樣的全應力-應變曲線，并計算出巖樣的泊松比、彈性模量以及最大應力差。其次，利用圖解法作莫爾應力圓，確定巖樣的黏結力和內摩擦角。最后，根據試驗部分數據建立一種新型巖石損傷本構模型。該模型參數少，計算簡便，將所建模型的計算結果與試驗所得全應力-應變曲線進行驗證，驗證了所建巖石損傷本構模型的準確性。研究結論可為巖石損傷模型的完善以及現場石油資源的高效開采提供試驗和理論支撐。

關鍵詞巖石溫度圍壓試驗研究本構模型

( ①School of Mechanical Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500)

( ②School of Mechanical Engineering，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031)

( ③Northeast Sichuan Gas Field of Southwest Oil and Gas Field，Dazhou 635000)

0引言

渤海是中新生代以來的斷陷盆地，并且自新構造期以來經歷了很長時間的大幅度沉降活動，接受了極厚的較新的沉積物，地質構造極其復雜，特別是沿海部分長時間受各種因素的影響，地質情況更加的復雜多變(代黎明等， 2007； 胡治華等， 2012； 南山等， 2013)，這也就使得該地區巖石的力學性質變得復雜多變，如何能夠全面深入的加強對該地區巖石力學的研究，相關領域的專家和學者進行了大量的研究，而現有的研究主要是通過試驗的方法來獲得巖石的各項性能參數。……