含气页岩破坏模式及力学特性的试验研究

采用MTS815试验机对取自北美Barnett,Haynesville,Eagle Ford和中国南方下志留统龙马溪组含气页岩进行三轴压缩试验,获得不同应力条件下含气页岩的破坏模式和力学行为,并对比分析中美含气页岩力学特性上的差异。破坏模式上,低围压测试时含气页岩破坏模式以劈裂式、双剪切破坏为主,高围压测试时以单剪切破坏为主。页岩种类、天然埋深、取芯角度和测试围压与其力学特性关系明显;矿物组成中脆性矿物含量越高,脆性特征越显著,碎裂越完全。页岩极限承载力与围压大小关系显著,围压增加,极限承载力升高,弹性模量总体趋势为缓慢增加,围压超过30 MPa后弹性模量迅速增加,页岩的峰值强度与围压大致呈线性关系。Barnett页岩的强度高于Haynesville页岩,低于Eagle Ford页岩;中国南方页岩与北美页岩相比强度和弹性模量更高,泊松比更低,脆性特征大致相当。