一、关于岩石的断裂韧性测试（论文文献综述）
孙建孟,韩志磊,秦瑞宝,张晋言[1]（2015）在《致密气储层可压裂性测井评价方法》文中研究表明从致密砂岩脆性指数和断裂韧性2个方面对致密气储层可压裂性测井评价方法进行了研究。总结并对比分析了室内实验测定和利用测井数据计算致密气储层脆性指数的方法,建立了研究区适用性较好的脆性指数预测模型;为克服单纯依赖脆性指数进行可压裂性评价时的不足,应用线弹性断裂理论构建脆性指数和断裂韧性相结合的可压裂性指数。指示了筛选优良可压裂层段的标准:较高的脆性指数和较强的水力压裂造缝能力。从而,具有较高可压裂性指数的地层被认为是可压裂层段,具有较低可压裂性指数的地层被认为是压裂遮挡层。以鄂尔多斯盆地致密砂岩地层S井为例进行致密气储层可压裂性指数建模,形成基于可压裂性指数模型的可压裂性测井评价技术流程。
陈建国,邓金根,袁俊亮,闫伟,蔚宝华,谭强[2]（2015）在《页岩储层Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧性评价方法研究》文中认为岩石断裂韧性对于定量评价页岩储层可压裂性具有重要意义。基于此,根据直缝切槽巴西圆盘实验（SNBD）,测定了14块龙马溪组储层页岩的Ⅰ型（张开型）、Ⅱ型（划开型）断裂韧性。并利用上述实验结果,结合岩心所处深度处的测井数据,选择密度、声波时差、GR测井数据回归了页岩的断裂韧性。与前人基于抗拉强度建立的断裂韧性预测模型相比,建立断裂韧性与地球物理测井数据的直接联系。由预测模型可以看出,富有机质页岩Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧性均与岩石密度、声波时差成正比,与页岩泥质含量成反比。即页岩中有机质（TOC）含量或黏土矿物越多,页岩断裂韧性越小,页岩起裂后越容易向前延伸。结果表明,计算断裂韧性与实测断裂韧性相关性较好。模型的建立可以为工程设计过程中找出"甜点"提供重要理论依据。
刘曰武,高大鹏,李奇,万义钊,段文杰,曾霞光,李明耀,苏业旺,范永波,李世海,鲁晓兵,周东,陈伟民,傅一钦,姜春晖,侯绍继,潘利生,魏小林,胡志明,端祥刚,高树生,沈瑞,常进,李晓雁,柳占立,魏宇杰,郑哲敏[3]（2019）在《页岩气开采中的若干力学前沿问题》文中认为页岩气的开采涉及破裂和收集输运两个关键过程.如何实现2000 m以下、复杂地应力作用下、多相复杂介质组分的页岩层内网状裂纹的形成,同时将孔洞、缝隙中的游离、吸附气体进行高效收集,涉及到诸多的核心力学问题.这一工程过程涵盖了力学前沿研究的诸多领域:介质和裂纹从纳米尺度到千米尺度的空间跨越,游离、吸附气体输运过程中微秒以下的时间尺度事件到历经数年开采的时间尺度跨越,不同尺度上流体固体的相互作用,以及压裂过程中通过监测信息反演内部破坏状态等.针对近年来我们国家页岩气勘探开发工作所取得的成就及后续发展中面临的前沿力学问题,在综合介绍页岩气藏的基本特征和开发技术的基础上,以页岩气开采中的若干力学前沿问题为主线,从页岩力学性质及其表征方法、页岩气藏实验模拟技术、页岩气微观流动机制及流固耦合特征、水力压裂过程数值模拟方法、水力压裂过程微地震监测技术、高效环保的无水压裂技术等6个方面的最新研究进展进行了总结和展望,结合页岩气藏开发的工程实践,深入探究了其中力学关键问题,以期对从事页岩气领域的开发和研究的从业人员提供理论基础,同时,该方面的内容对力学学科、尤其是岩土力学领域的科研工作也具有重要指导价值.
吕有厂[4]（2018）在《层理性页岩断裂韧性的加载速率效应试验研究》文中提出为探究不同加载速率对层理性页岩的I型断裂韧性影响规律,对3种类型的页岩试件（Crack-arrester型、Crack-splitter型、Crack-divider型）进行三点弯曲的断裂韧性试验。结果表明:（1）页岩的I型断裂韧性随加载速率的变化规律为正相关关系,即随着加载速率增加,I型断裂韧性逐渐增大。加载速率对岩石断裂韧性的影响主要是岩石内部损伤发展和演化的作用时间。（2）层理方向对页岩的I型断裂韧性有一定影响,相同基质的层状岩石,由于其层理引起的结构方向上的差异,会造成抵抗断裂能力的不同。（3）Crack-divider型的断裂韧性最大,Crack-splitter型的断裂韧性最小,Crack-arrester型的断裂韧性居于前两者之间。主要是由于页岩层理面胶结程度好,基质体完整且强度较高。（4）对于层理面胶结程度与基质体完整性较好的页岩,其Crack-splitter型与Cracksplitter型的I型断裂韧性相差较小。（5）层理方向对岩石I型断裂韧性大小的影响与其UCS值测试相应证,可以用垂直层理和平行层理的UCS值相对大小来评估Crack-arrester型和Crack-divider型的I型断裂韧性的相对大小。
张颖[5]（2020）在《层理对油页岩水力压裂裂缝扩展的影响研究》文中研究说明为了满足人类不断增加的能源需求,寻找石油的替代能源已成为当今能源界的关键课题。据资料显示,油页岩资源储量巨大,全世界油页岩资源可以换算高达4110亿吨的油页岩油,我国约有476.44亿吨,是一种较好的石油替代能源。为了提高油页岩地下原位转化的开采效率,需要利用水力压裂技术对油页岩的储层进行改造,提高油页岩储层的渗透率。为此,我们对水力压裂裂缝扩展规律进行深入研究。本文基于油页岩层理发育的特性,研究了层理对油页岩水力压裂裂缝扩展的影响。通过理论公式推导建立了基于应力强度因子的裂缝扩展的计算公式;利用半圆盘三点弯曲实验法（NSCB）测量不同层理与加载方向的夹角的油页岩断裂韧性,并通过拟合实验所得的断裂韧性值,建立了断裂韧性和层理与加载方向不同夹角的关系式;最终通过水力压裂扩展准侧,得到油页岩扩展的计算公式。通过电动卧式实验机测出油页岩间的摩擦系数关键参数值并对其影响因素进行分析;基于水力压裂试验,研究了层理与加载方向不同夹角的油页岩水力压裂裂缝扩展规律,并验证了建立理论模型的正确性。此研究成果将为油页岩地下原位裂缝缝网的研究提供重要指导。本文首先通过断裂力学理论及力学叠加原理推导出在不同地层应力条件下,油页岩水平井水力压裂裂缝扩展模型。通过应力坐标转化将原地应力场转化为在水平井井筒上的油页岩地层应力;依据最大环向应力理论,建立了应力强度因子与垂向主应力、水平最大主应力、水平最小主应力、水力压裂等关键参数的理论模型。论文利用NSCB实验法对断裂韧性进行测量,并探究了本身的参数（跨距、裂缝长度等）、加载速率等因素对油页岩的断裂韧性的影响。本文测出层理方向与井筒方向夹角（b）为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°时的断裂韧性值,并通过origin软件拟合得到断裂韧性与b的函数关系式。当b为0°、90°时,断裂韧性破裂试样大部分的裂缝沿平行加载方向扩展;当b为15°、30°、45°、60°、75°时,断裂韧性破裂试样裂缝会偏离加载方向,而且产生裂缝扭转延伸的现象。在探究油页岩断裂韧性的影响因素时,发现油页岩断裂韧性随着加载速率、预制裂缝长度的增大而减小,随着加载跨距的增大而增大,但是预制裂缝长度对断裂韧性值影响相对较小。本文利用电动卧式实验机对油页岩间的摩擦系数和对其拉拽速度、表面的粗糙程度、拖拽油页岩的质量、油页岩间钻进液的填充粘度等影响因素进行分析,并利用场发射扫描电镜对油页岩试样进行微观分析。首先测得油页岩间的摩擦系数范围为0.55-0.75之间,分布在0.6-0.7居多;发现油页岩间的摩擦系数随着油页岩质量增大而增大,随着油页岩粗糙度增大而减小,随着压裂液较低时,表观粘度增大而减小,随着压裂液较高时,表观粘度增大而增大,拉拽速度较大时,油页岩间的摩擦系数值较为稳定,因此选用了120mmmin-140mmmin之间的拉拽速度,较大质量的油页岩试样,压裂液表观粘度较低,粗糙度较小的影响因素进行试验。在断裂韧性实验中油页岩破裂表面取样,进行场发射扫描电镜试验,发现油页岩的颗粒大小约在30um-150um之间,致使在测试断裂韧性值实验中,其扩展路径是曲折断裂;裂缝一般沿着颗粒与颗粒之间的缝隙进行扩展延伸,当遇到油页岩层理或较软的部分时,也会将岩石颗粒劈裂进行延伸裂缝。利用场发射扫描电镜试验台,对做油页岩间摩擦系数实验样品表面的试样进行微观分析,发现样品微观表面凹凸不平,造成了油页岩间粗糙度的不同。论文利用自主研发的真三轴水力压裂设备对不同层理与井筒夹角（b）的油页岩试样进行试验,并根据起裂压力的实验值验证理论推导结果的正确性。首先得到水力压裂扩展时,不同层理与井筒夹角（b）的油页岩起裂压力;观察发现不同层理与井筒夹角（b）的油页岩主要是沿着层理进行扩展,但是也会产生次生裂缝。通过第二章基于断裂力学推导出在不同地层应力条件下,油页岩水平井水力压裂裂缝扩展模型及第三章通过试验值拟合得到的断裂韧性与b的函数关系式,得到起裂压力与b的关系式;选定的合适试验参数,计算得出不同层理与井筒夹角（b）起裂压力理论值,与水力压裂试验结果对比分析,发现其误差均小于15%,且均小于试验值,而且变化趋势一致,可以得出此公式较为适用油页岩。此成果将为水平井油页岩裂缝扩展及现场试验提供理论指导与技术支持。
张明明[6]（2017）在《T应力对岩石断裂韧性及裂纹起裂的影响》文中研究表明大量的施工实践工程发现,页岩气、石油、煤层气等化石能源的开采与岩石内部微裂隙的存在与扩展息息相关,裂缝内部网络发育程度越高,越有益于石油天然气等化石资源的开发。因此,研究岩石断裂阻力、裂隙起裂及扩展失稳过程,对油气井工程和岩体工程设计与施工具有重大价值与意义。一直以来,国内外学者认为应力强度因子完全描述了裂纹尖端的奇异应力场,应力强度因子是控制岩石等材料裂纹扩展的唯一一个参数。近年来的研究结果表明,裂纹尖端的奇异应力场函数更高阶项同样具有很大影响作用,即Williams级数解展开式中平行于裂纹面的应力,该应力为一常数,它被认为是显着影响裂纹尖端的应力和应变场的参数。论文根据实际工程问题,从岩石断裂韧性理论分析入手,寻求最佳的数值模拟、岩石Ⅰ-Ⅱ复合型断裂测试及裂纹扩展角的预测方法,促进页岩气储层高效优质的水力压裂和开发。本文首先通过运用有限元软件ABAQUS来计算不同支撑点间距、裂纹倾角、预制裂纹长度的三点弯曲半圆盘试样的断裂参数,并通过对中心直裂纹巴西圆盘的数值解与解析解的对比,证实了数值计算的可靠性;然后详细介绍了半圆盘试件的加工流程、加工尺寸及三点弯曲装置的要求,对半圆盘页岩试样加载得到了龙马溪组页岩的复合型断裂韧性及裂纹初始起裂角;最后,将常规的最大周向应力扩展准则和考虑T应力的修正最大周向应力裂纹扩展准则的理论预测结果和实际实验结果进行对比,验证理论分析结果的正确性。结论及成果如下:（1）特定支撑点间距S情况下,无量纲应力强度因子YⅠ随相对裂纹长度的增大而增大;在相对裂纹长度一定的情况下,无量纲应力强度因子YⅠ随支撑点间距的增大逐渐增大;相对裂纹长度越长,无量纲应力强度因子增幅越大,若相对裂纹长度过大,会增大断裂韧性测试结果的误差;因此本文建议相对裂纹长度a/R取0.2～0.6之间。当相对裂纹长度a/R≤0.5时,无量纲T应力均为负值;无量纲T应力随着相对裂纹长度增大,先减小后增大;（2）龙马溪组页岩的断裂韧性物理实验表明:不同裂纹角度页岩试样断裂载荷分布范围为3.27kN～10.92kN,随着裂纹倾角的增大,半圆盘页岩试样承受最大载荷逐渐增大,龙马溪组页岩纯Ⅰ型断裂韧性为1.13～1.38MPa√m,纯Ⅱ型断裂韧性为0.55～0.62MPa√m,不同倾角裂纹岩样T应力的变化范围为-0.49～9.48MPa;（3）对于纯Ⅰ型断裂,如果不考虑T应力影响情况下,使用传统的最大周向应力裂纹扩展判别准则判断Ⅰ型断裂时,则裂缝沿预制裂纹方向扩展;如果考虑T应力影响的情况下,裂纹扩展路径将发生偏折;传统MTS判据未考虑T应力的影响,预测起裂角存在很大误差,特别是在β<45°时,误差更大;对断裂韧性的预测同样具有较大误差,特别是在KⅡ占主导地位时,误差更大;对于Ⅰ-Ⅱ复合型断裂韧性,膨胀角和断裂韧性取决于T应力的大小,负T应力会降低裂纹起裂角,断裂韧性增加。相反,正的T应力会增大裂纹起裂角,断裂韧性减小;（4）经典的断裂准则仅考虑Williams展开式的奇异项,忽略了更高阶项系数,造成预测结果与实测值存在很大误差。通过将引入T应力修正的最大周向应力裂纹扩展判别准则（GMTS）,与经典的裂纹扩展准则（MTS）相对比,研究T应力对岩石断裂韧性及裂纹扩展角的影响;然后基于GMTS准则,对不同倾角裂纹页岩试件的起裂角和断裂韧性进行预测,并与测试值进行对比分析。研究结果表明,T应力对岩石裂纹的断裂角及断裂韧性具有很大影响,特别是在Ⅱ型断裂占主导地位时影响更加显着,GMTS准则能够更好的预测岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹初始扩展角及断裂韧性。
曾晟,王少平,张妮[7]（2019）在《冲击荷载下岩石裂纹扩展研究进展》文中研究指明为了给深部资源开采和大型地下空间工程中围岩体的变形机理及稳定性控制提供理论基础,通过查阅大量关于表征岩石裂纹扩展的裂纹扩展模型、应力强度因子和断裂韧性的国内外文献,总结了前人的研究成果。依据现有研究,提出了动荷载作用下岩石裂纹扩展的几点建议:（1）综合考虑弹性力学、断裂力学和损伤力学建立岩石材料从微观断裂到宏观破坏这一演变过程的理论模型,使理论模型更加适应岩石材料的非线性特征;（2）采用分形、自组织和混沌等非线性理论表征动荷载作用下岩石内部以及表面裂纹的扩展演化特征;（3）采用颗粒离散元和有限差分模拟岩石材料裂纹扩展演化特征。
岳中文,陈彪,杨仁树[8]（2015）在《冲击载荷下岩石材料动态断裂韧性测试研究进展》文中指出岩石动态断裂韧性是岩石动力学的基本力学参数之一,也是评价岩石抵抗裂纹动态起裂和扩展性能的重要参数之一。随着采矿工程、岩土工程的不断发展,冲击动态载荷下岩石动态断裂韧性的研究也愈来愈为国内外岩土工程界所关注。综述了冲击载荷下岩石材料动态断裂韧性测试研究进展,主要介绍了冲击载荷下岩石动态断裂韧性测试技术研究成就及其优缺点,并就冲击载荷下岩石动态断裂韧性测试研究发展趋势给予展望。
李晓璇[9]（2019）在《基于最大能量释放率理论的裂缝扩展转向研究》文中研究指明水力压裂是目前油气开发中应用最为普遍且效果最为明显的储层改造技术。水力压裂通常会导致复杂的裂缝几何形态,水力裂缝与天然裂缝之间的相互作用是决定裂缝复杂程度的关键性因素,目前对于水力裂缝与天然裂缝相互作用的研究中通常认为天然裂缝为空洞的具有一定摩擦系数的界面,而实际储层中天然裂缝为具有一定胶结强度的结构弱面,因此利用能量释放率理论研究水力裂缝与结构弱面之间的相互作用是研究裂缝扩展准则更为准确合适的方法。本文首先依据线弹性断裂力学理论,利用连续性假设,计算了分支裂缝的能量释放率大小,并结合断裂韧性不连续模型建立了基于最大能量释放率理论的裂缝扩展转向模型;考虑Williams展开式中非奇异项的影响,采用最大周向应力准则建立了裂缝扩展方位的计算模型,并分析了 T应力对纯Ⅰ型裂缝与Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝扩展方位的影响;考虑远场地应力对裂缝壁面应力场的影响,修正了传统最大能量释放率理论无法反应地应力差变化对裂缝扩展影响的局限性,建立了更为准确合理的裂缝扩展准则,分析了逼近角,地应力差,缝内净压力,裂缝尖端塑性区半径以及裂缝倾角等因素对裂缝扩展路径的影响规律;最后开展了大尺寸真三轴水力压裂室内模拟实验,分析了不同地应力条件以及不同逼近角等因素对水力裂缝扩展规律以及压后裂缝形态的影响,与理论研究分析得到的复杂裂缝形态进行对比,验证了理论模型的正确性。本文以裂缝壁面应力场为切入点,对远场地应力作用下的水力裂缝扩展机理进行研究分析,揭示水力裂缝与结构弱面之间的相互作用规律,对于现场施工中预测复杂裂缝几何形态,压裂效果评价等具有重要的指导意义。
时贤,蒋恕,卢双舫,何治亮,李东杰,汪志璇,肖佃师[10]（2019）在《利用纳米压痕实验研究层理性页岩岩石力学性质——以渝东南酉阳地区下志留统龙马溪组为例》文中研究指明采用点矩阵纳米压痕技术对渝东南酉阳地区下志留统龙马溪组页岩进行弹性模量、硬度、断裂韧性等力学参数测量,借助场发射扫描电镜和能量色散X射线荧光光谱对压痕形貌及压痕区域矿物组成进行定量分析,提出基于矿物强度分类的三组分页岩微观力学模型,采用Mori-Tanaka方法实现力学参数从纳米向厘米尺度升级,并利用页岩单轴压缩实验结果进行对比分析。实验结果表明,纳米尺度下的页岩弹性模量与硬度、弹性模量与断裂韧性之间具有良好的线性关系,垂直层理方向的页岩弹性模量、硬度、断裂韧性等略小于平行层理方向;力学参数具有Weibull分布特点,硬度结果离散性最强,分析主要为页岩本身非均质性和压痕投影不确定性所导致。对比纳米压痕均值统计、尺度升级模型与宏观单轴压缩实验结果发现,纳米尺度下力学参数结果要高于尺度升级模型和单轴力学实验参数结果,证实不同尺度下的力学参数存在差异性,岩心尺寸越大,包含颗粒间孔隙和内部缺陷越多,则会导致岩石力学参数值减小。
二、关于岩石的断裂韧性测试（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、关于岩石的断裂韧性测试（论文提纲范文）
（1）致密气储层可压裂性测井评价方法（论文提纲范文）
| 1 基于脆性指数的可压裂性 |
| 1.1 现有岩石脆性衡量方法统计 |
| 1.2 脆性指数计算 |
| 1.2.1 Rickman脆性指数计算 |
| 1.2.2 Rickman方法适用性 |
| 2 基于断裂韧性的可压裂性 |
| 2.1 基于断裂韧性的裂缝扩展机理 |
| 2.2 断裂韧性计算 |
| 3 可压裂性分析新模型 |
| 4 应用实例 |
| 4.1 技术流程 |
| 4.2 实例井可压裂性评价 |
| 4.3 现场压裂施工效果 |
| 5 结 论 |
（3）页岩气开采中的若干力学前沿问题（论文提纲范文）
| 目录 |
| 1前言* |
| 2页岩气藏及其开采方式* |
| 2.1引言 |
| 2.2 页岩气藏的地质及开采特征 |
| 2.2.1 页岩气藏的地质特征 |
| 2.2.1. 1 构造地质背景 |
| 2.2.1. 2 沉积环境 |
| 2.2.1. 3 页岩类型 |
| 2.2.1. 4 总有机碳含量 |
| 2.2.1. 5 热成熟度 |
| 2.2.1. 6 有机质类型 |
| 2.2.2 页岩气藏的储层特征 |
| 2.2.2. 1 储层厚度 |
| 2.2.2. 2 储层物性 |
| 2.2.2. 3 页岩脆性 |
| 2.2.2. 4 裂缝系统 |
| 2.2.2. 5 含气量 |
| 2.2.3 页岩气藏的开采特征 |
| 2.2.3. 1 优惠政策的扶持 |
| 2.2.3. 2 体积压裂 |
| 2.2.3. 3 勘探开发关键技术不断发展进步 |
| 2.2.3. 4 产量递减率较高 |
| 2.2.3. 5 环保问题面临挑战 |
| 2.3 页岩气藏开采方式 |
| 2.3.1 直井及直井压裂开发方式 |
| 2.3.2 水平井及水平井压裂开发方式 |
| 2.3.2. 1 滑溜水压裂技术 |
| 2.3.2. 2 多级分段压裂技术 |
| 2.3.3 同步压裂开发方式 |
| 2.3.3. 1 同步压裂技术 |
| 2.3.3. 2 拉链式压裂技术 |
| 2.3.4 工厂化水平井压裂开发方式 |
| 2.4 本节小结 |
| 3页岩力学行为与基本表征方法* |
| 3.1 引言 |
| 3.2 页岩天然裂缝的分布 |
| 3.3 页岩的脆性 |
| 3.4 页岩的弹性 |
| 3.4.1 杨氏模量 |
| 3.4.2 泊松比 |
| 3.5 页岩的断裂强度 |
| 3.5.1 压缩断裂强度 |
| 3.5.2 拉伸断裂强度 |
| 3.6 页岩弹性性能的统计描述 |
| 3.7 页岩的I型断裂 |
| 3.8 页岩天然弱面对裂纹路径的影响 |
| 3.9 岩体材料的本构关系 |
| 3.9.1 脆性破坏理论 |
| 3.9.2 弹塑性理论 |
| 3.9.3 损伤力学理论 |
| 3.9.4 微平面模型本构理论 |
| 3.1 0 本节小结 |
| 4页岩气藏实验模拟技术* |
| 4.1 引言 |
| 4.2 页岩储层评价技术 |
| 4.2.1 微观结构测试技术 |
| 4.2.2 孔径分布测试技术 |
| 4.2.3 物性测试技术 |
| 4.2.4 吸附气测量技术 |
| 4.2.5 扩散能力测试技术 |
| 4.2.6 储层吸水特征测试技术 |
| 4.3 开发模拟实验技术 |
| 4.3.1 流态实验 |
| 4.3.2 多测压点耦合传质实验 |
| 4.3.3 全直径岩心地层模拟开发实验 |
| 4.4 含气量计算方法 |
| 4.4.1 等温吸附法 |
| 4.4.2 微观孔隙结构法 |
| 4.4.3 测井资料法 |
| 4.5 本节小结 |
| 5页岩气微观流动机制及流固耦合特征* |
| 5.1 引言 |
| 5.2 页岩气微观流动机制 |
| 5.2.1 微观尺度渗流机理研究 |
| 5.2.1. 1 流动的分区 |
| 5.2.1. 2 微观流动过程 |
| 5.2.1. 3 微纳尺度流动特点 |
| 5.2.2 微观流动的研究方法 |
| 5.2.2. 1 分子动力学方法 |
| 5.2.2. 2 直接蒙特卡洛模拟方法 |
| 5.2.2. 3 格子玻尔兹曼方法 |
| 5.2.2. 4 Burnett方程 |
| 5.2.2. 5 逾渗理论 |
| 5.2.2. 6 孔隙网络模型 |
| 5.2.3 微观尺度向宏观尺度过渡问题 |
| 5.3 解吸附条件下的渗流力学规律 |
| 5.3.1 吸附动力学问题 |
| 5.3.1. 1 页岩吸附特征的影响因素 |
| 5.3.1. 2 吸附理论及模型 |
| 5.3.2 解吸附与流动耦合问题 |
| 5.4 人工压裂过程裂缝起裂及流固耦合机理 |
| 5.4.1 页岩裂缝起裂及扩展机理 |
| 5.4.1. 1 页岩各向异性多孔本构 |
| 5.4.1. 2 页岩各向异性强度和断裂准则 |
| 5.4.1. 3 水压裂缝和天然裂缝相互作用规律 |
| 5.4.2 页岩裂缝扩展数值模拟方法 |
| 5.5 页岩复杂介质的非均质特征 |
| 5.5.1 横纵向各向异性 |
| 5.5.2 基质本身的非均质性 |
| 5.5.3 天然裂缝引发的非均质性 |
| 5.5.4 页岩储层的变形规律 |
| 5.6 本节小结 |
| 6页岩气水力压裂数值模拟方法* |
| 6.1 前言 |
| 6.2 理论计算模型 |
| 6.2.1 传统水力压裂模型 |
| 6.2.1. 1 PKN模型 |
| 6.2.1. 2 KGD模型 |
| 6.2.1. 3 P3D模型 |
| 6.2.2 非常规水力压裂模型 |
| 6.2.2. 1 线网模型 (wire-mesh model) |
| 6.2.2. 2 非常规裂缝模型 |
| 6.3 水力压裂数值计算 |
| 6.3.1 数值计算模型 |
| 6.3.1. 1 固体破裂计算模型 |
| 6.3.1. 2 渗流计算模型 |
| 6.3.2 数值计算方法 |
| 6.3.2. 1 有限单元法 |
| 6.3.2. 2 有限差分法 |
| 6.3.2. 3 边界单元法 |
| 6.3.2. 4 扩展有限元法 |
| 6.3.2. 5 离散单元法 |
| 6.3.2. 6 连续非连续单元法 |
| 6.4 页岩裂缝网扩展的数值模拟研究 |
| 6.4.1 页岩压裂数值模拟研究现状 |
| 6.4.2 基于XFEM的耦合变形–扩散–流动的水力压裂数值模拟研究 |
| 6.5 本节小结 |
| 7水力压裂过程微地震监测技术* |
| 7.1 引言 |
| 7.2 微地震监测技术的发展现状 |
| 7.2.1 微地震监测的国内外研究进展 |
| 7.2.1. 1 国外微地震监测技术的开发和应用 |
| 7.2.1. 2 国内微地震监测技术的发展现状 |
| 7.2.2 微地震监测在低渗透率气藏开发中的应用 |
| 7.3 微地震监测中的关键问题 |
| 7.3.1 事件有效识别 |
| 7.3.1. 1 初至时间拾取 |
| 7.3.1. 2 震源定位 |
| 7.3.2 水力压裂微地震发生及其信号特点 |
| 7.3.2. 1 水力压裂“慢”过程伴随岩石破裂声发射的“快”过程 |
| 7.3.2. 2 岩石破坏机理复杂, 微地震的波形多样 |
| 7.3.2. 3 水力压裂过程的信号干扰 |
| 7.3.3 水力压裂微地震信号的时域–频域二维全波形分析 |
| 7.3.4 微地震的数据解释 |
| 7.3.4. 1 能量的匹配 |
| 7.3.4. 2 致裂面积与产量之间的关系 |
| 7.3.4. 3 微地震事件的发生时间 |
| 7.3.4. 4 水力压裂的岩石破坏机理 |
| 7.4 本节小结 |
| 8无水压裂技术* |
| 8.1 前言 |
| 8.2 二氧化碳压裂技术 |
| 8.2.1 二氧化碳干法压裂 |
| 8.2.2 二氧化碳泡沫压裂技术 |
| 8.2.3 超临界二氧化碳压裂 |
| 8.2.3. 1 CO2物性 |
| 8.2.3. 2 超临界CO2在微细流道中的流动与换热 |
| 8.2.3. 3 CO2射流破岩研究 |
| 8.2.3. 4 CO2压裂后的地下封存 |
| 8.2.4 小结 |
| 8.3 氮气压裂技术 |
| 8.3.1 氮气干压裂技术 |
| 8.3.2 氮气泡沫压裂技术 |
| 8.3.3 小结 |
| 8.4 液化石油气 (LPG) 无水压裂技术 |
| 8.5 爆炸压裂技术 |
| 8.5.1 井内爆炸 |
| 8.5.2 核爆法 |
| 8.5.3 层内爆炸 |
| 8.5.3 小结 |
| 8.6 高能气体压裂 (HEGF) |
| 8.7 本节小结 |
| 9结束语* |
（5）层理对油页岩水力压裂裂缝扩展的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 油页岩资源的现状 |
| 1.3 油页岩水力压裂的研究现状 |
| 1.4 裂缝扩展的研究现状 |
| 1.5 断裂力学的研究现状 |
| 1.5.1 断裂力学的发展 |
| 1.5.2 岩石断裂韧性测试方法及研究现状 |
| 1.6 本文主要内容及技术路线 |
| 1.6.1 本文主要内容 |
| 1.6.2 技术路线 |
| 第二章 油页岩裂缝扩展机理 |
| 2.1 岩石的破坏准则 |
| 2.2 油页岩井筒应力场分析 |
| 2.2.1 原始地应力场 |
| 2.2.2 应力坐标转换 |
| 2.2.3 应力重新分布 |
| 2.3 油页岩水力压裂裂缝扩展分析 |
| 2.3.1 水力裂缝扩展准则 |
| 2.3.2 裂缝扩展基本理论 |
| 2.3.3 油页岩裂缝扩展分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 断裂韧性测试试验及影响因素分析 |
| 3.1 断裂韧性测试 |
| 3.1.1 断裂韧性测试方法 |
| 3.1.2 断裂韧性试验过程 |
| 3.2 试验结果分析 |
| 3.2.1 试验曲线分析 |
| 3.2.2 试验数据结果 |
| 3.2.3 裂缝形态分析 |
| 3.2.4 拟合曲线分析 |
| 3.3 断裂韧性试验的影响因素分析 |
| 3.3.1 引言 |
| 3.3.2 试验方案设计 |
| 3.3.3 试验结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 关键因素测量及影响因素分析 |
| 4.1 油页岩间摩擦系数的测定及分析 |
| 4.1.1 油页岩间摩擦系数试验 |
| 4.1.2 油页岩间摩擦系数试验步骤 |
| 4.1.3 试验结果及分析 |
| 4.2 基于电镜扫描技术对油页岩微观结构分析 |
| 4.2.1 油页岩微观试验台介绍 |
| 4.2.2 油页岩样品制作及试验步骤 |
| 4.2.3 油页岩测试结果及分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 不同层理的油页岩裂缝扩展试验及模型验证 |
| 5.1 油页岩裂缝扩展试验 |
| 5.1.1 试验台介绍 |
| 5.1.2 试验原理 |
| 5.1.3 试验方案及试样制作 |
| 5.1.4 水力压裂试验步骤 |
| 5.2 试验结果及分析 |
| 5.2.1 试验结果 |
| 5.2.2 结果分析 |
| 5.3 理论结果与试验结果对比分析 |
| 5.3.1 建立模型及参数选取 |
| 5.3.2 起裂压裂理论值与试验值对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）T应力对岩石断裂韧性及裂纹起裂的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 断裂力学的形成与发展 |
| 1.3 岩石断裂韧性研究现状 |
| 1.3.1 岩石断裂韧性测试方法概况 |
| 1.3.2 岩石裂纹扩展研究概况 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 第2章 三点弯半圆盘试件断裂参数数值分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 ABAQUS软件简介 |
| 2.1.2 裂纹尖端断裂参数定义 |
| 2.1.3 断裂参数计算基本原理 |
| 2.2 有限元模型的建立与验证 |
| 2.2.1 断裂参数模拟验证 |
| 2.2.2 模型建立 |
| 2.3 三点弯断裂参数计算 |
| 2.4 本章小节 |
| 第3章 三点弯曲半圆盘试件的岩石断裂韧性测试 |
| 3.1 实验设备与流程 |
| 3.2 半圆盘试样加工 |
| 3.3 岩样基础物性测试 |
| 3.4 岩石复合型断裂测试 |
| 3.4.1 裂纹及载荷曲线分析 |
| 3.4.2 测试结果 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 T应力对岩石Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹断裂影响 |
| 4.1 裂纹扩展准则概述 |
| 4.2 T应力对岩石Ⅰ型断裂影响 |
| 4.3 T应力对岩石复合型断裂影响 |
| 4.4 T应力对岩石断裂行为影响的实验验证 |
| 4.5 本章小节 |
| 第5章 深部地层岩石裂纹水力压裂分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 水力压裂力学模型 |
| 5.2.1 拉剪复合断裂 |
| 5.2.2 压剪复合断裂 |
| 5.3 裂纹起裂压力分析 |
| 5.4 本章小节 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（7）冲击荷载下岩石裂纹扩展研究进展（论文提纲范文）
| 1 岩石裂纹动态扩展模型 |
| 2 岩石裂纹扩展试验和数值模拟 |
| 2.1 岩石裂纹扩展的试验研究 |
| 2.2 岩石裂纹扩展的数值模拟 |
| 3 岩石应力强度因子 |
| 3.1 应力强度因子的测试方法 |
| 3.2 应力强度因子的影响因素 |
| 4 岩石断裂韧性 |
| 4.1 静态断裂韧性的测试研究 |
| 4.2 动态断裂韧性的测试研究 |
| 5 总结与展望 |
（8）冲击载荷下岩石材料动态断裂韧性测试研究进展（论文提纲范文）
| 1引言 |
| 2不同载荷下岩石动态断裂韧性的测试研究成果 |
| 2.1准静态载荷下岩石材料断裂韧性测试研究 |
| 2.2冲击载荷下岩石材料断裂韧性测试研究 |
| 2.2.1落锤和摆锤冲击载荷下岩石材料断裂韧性测试研究 |
| 2.2.2分离式霍普金森压杆(SHPB)技术研究 |
| 3冲击载荷下岩石动态断裂韧性测试技术研究成果 |
| 3.1光测技术 |
| 3.1.1焦散线方法 |
| 3.1.2光弹性实验方法 |
| 3.1.3 DIC方法 |
| 3.2电测技术 |
| 3.3试验-数值方法 |
| 4冲击载荷下岩石动态断裂韧性测试研究发展趋势 |
| 4.1改进超动态电测方法 |
| 4.2拓展DIC方法 |
| 4.3完善Hopkinson压杆技术 |
| 4.4发展数值计算法 |
| 4.5集成创新综合测试方法 |
| 5结语 |
（9）基于最大能量释放率理论的裂缝扩展转向研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 能量释放率研究 |
| 1.2.2 裂缝扩展研究 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第二章 水力裂缝扩展准则研究 |
| 2.1 裂纹基本类型 |
| 2.2 裂纹尖端区域的应力场 |
| 2.3 应力强度因子 |
| 2.3.1 应力强度因子的基本概念 |
| 2.3.2 应力强度因子的计算 |
| 2.4 水力裂缝扩展准则 |
| 2.4.1 最大周向应力准则 |
| 2.4.2 最小应变能密度因子准则 |
| 2.4.3 最大能量释放率准则 |
| 第三章 岩石断裂韧性测试 |
| 3.1 实验原理 |
| 3.2 实验设备与试样制备 |
| 3.3 实验测试结果 |
| 第四章 基于最大能量释放率理论的裂缝扩展准则 |
| 4.1 裂缝扩展准则的建立 |
| 4.1.1 分支裂缝能量释放率的计算 |
| 4.1.2 最大能量释放率理论的应用 |
| 4.2 T应力对裂缝扩展方位的影响 |
| 4.2.1 T应力对纯Ⅰ型裂缝扩展方位的影响 |
| 4.2.2 T应力对Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝扩展方位的影响 |
| 4.3 裂缝扩展路径预测 |
| 4.3.1 纯Ⅰ型裂缝扩展路径预测 |
| 4.3.2 Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝扩展路径预测 |
| 第五章 水力裂缝扩展规律模拟实验与影响因素评价 |
| 5.1 水力裂缝扩展规律模拟实验 |
| 5.1.1 实验设备及方案 |
| 5.1.2 试样制备 |
| 5.1.3 实验流程 |
| 5.2 实验结果及裂缝扩展规律分析 |
| 5.2.1 水力压裂泵压曲线特征分析 |
| 5.2.2 水力裂缝扩展空间形态分析 |
| 5.2.3 水力裂缝扩展规律影响因素分析 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（10）利用纳米压痕实验研究层理性页岩岩石力学性质——以渝东南酉阳地区下志留统龙马溪组为例（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 纳米压痕原理与实验 |
| 1.1 纳米压痕基本原理 |
| 1.2 纳米压痕实验设备与材料 |
| 1.3 纳米压痕实验步骤 |
| 2 纳米压痕实验结果 |
| 2.1 页岩矿物组成和微观结构 |
| 2.2 载荷-位移曲线 |
| 2.3 纳米尺度下力学参数测试结果 |
| 3 讨论与分析 |
| 3.1 纳米尺度下岩石力学性质之间的关联性 |
| 3.2 纳米尺度下岩石力学性质分布 |
| 3.3 基于Mori-Tanaka模型的纳米压痕实验结果尺度升级方法 |
| 4 结论 |
| 符号注释: |
四、关于岩石的断裂韧性测试（论文参考文献）
- [1]致密气储层可压裂性测井评价方法[J]. 孙建孟,韩志磊,秦瑞宝,张晋言. 石油学报, 2015(01)
- [2]页岩储层Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧性评价方法研究[J]. 陈建国,邓金根,袁俊亮,闫伟,蔚宝华,谭强. 岩石力学与工程学报, 2015(06)
- [3]页岩气开采中的若干力学前沿问题[J]. 刘曰武,高大鹏,李奇,万义钊,段文杰,曾霞光,李明耀,苏业旺,范永波,李世海,鲁晓兵,周东,陈伟民,傅一钦,姜春晖,侯绍继,潘利生,魏小林,胡志明,端祥刚,高树生,沈瑞,常进,李晓雁,柳占立,魏宇杰,郑哲敏. 力学进展, 2019(00)
- [4]层理性页岩断裂韧性的加载速率效应试验研究[J]. 吕有厂. 岩石力学与工程学报, 2018(06)
- [5]层理对油页岩水力压裂裂缝扩展的影响研究[D]. 张颖. 吉林大学, 2020(08)
- [6]T应力对岩石断裂韧性及裂纹起裂的影响[D]. 张明明. 西南石油大学, 2017(11)
- [7]冲击荷载下岩石裂纹扩展研究进展[J]. 曾晟,王少平,张妮. 黄金科学技术, 2019(01)
- [8]冲击载荷下岩石材料动态断裂韧性测试研究进展[J]. 岳中文,陈彪,杨仁树. 工程爆破, 2015(06)
- [9]基于最大能量释放率理论的裂缝扩展转向研究[D]. 李晓璇. 东北石油大学, 2019(01)
- [10]利用纳米压痕实验研究层理性页岩岩石力学性质——以渝东南酉阳地区下志留统龙马溪组为例[J]. 时贤,蒋恕,卢双舫,何治亮,李东杰,汪志璇,肖佃师. 石油勘探与开发, 2019(01)