基于毫米压痕测试获取致密砂岩弹性模量的研究

摘要：

深部岩石工程安全高效开发的前提是精确获取深部的岩石力学参数.针对钻井取芯困难、成本高,室内力学试验数据少,离散性大的问题,提出了一种基于毫米压痕测试精确获取致密砂岩弹性模量的方法.采用5种常用的硬度计压头,控制最大载荷和加/卸载速率作为试验变量,对塔里木油田致密砂岩进行了大量毫米压痕测试.结果表明,采用布氏球形压头,基于Oliver-Pharr理论可以精确获取致密砂岩的弹性模量.进而,分析了布氏球形压头直径、加/卸载速率和最大载荷等试验条件对测试结果的影响规律,明确了最优试验条件;并通过有限元计算分析了受力区域应力分布规律,讨论了不同试验条件下代表性体积单元与Oliver-Pharr理论的适用性.与传统的微/纳米压痕测试相比,该方法具有测试速度快、制样方便和成本低等优点,可应用于钻井现场返排的岩屑以及难以制作标准试样的岩芯样品,为深部资源的高效开发和深部岩石工程的安全建设提供有力支撑.

关键词：毫米压痕测试、致密砂岩、弹性模量、布氏压头、Oliver-Pharr理论

所属期刊栏目：44

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;中国科学院前沿科学重点研究计划项目;华能集团科技项目

在线出版日期：2023-06-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1089-1099,1110