中国安全科学学报2023,Vol.33Issue(10) :137-146.DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2023.10.1147

高温-动态冲击作用下页岩微纳米孔隙结构演化特征

Evolutionary characteristics of shale micronano pore structures under high temperature-dynamic impact

余旭 王宇 翟成 刘厅 徐吉钊 孙勇
中国安全科学学报2023,Vol.33Issue(10) :137-146.DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2023.10.1147

高温-动态冲击作用下页岩微纳米孔隙结构演化特征

Evolutionary characteristics of shale micronano pore structures under high temperature-dynamic impact

余旭 1王宇 1翟成 1刘厅 1徐吉钊 1孙勇2
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作者信息

  • 1. 中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 221116;中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,江苏徐州 221116
  • 2. 中国矿业大学低碳能源与动力工程学院,江苏徐州 221116
  • 折叠

摘要

为阐明甲烷原位燃爆压裂载荷对页岩储层的微观改性特征,开展高温-动载协同作用下页岩微纳米孔隙结构的演化特征研究,选取典型页岩样品,综合应用3D轮廓测量、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD),分析高温-动态冲击作用后的页岩碎块的宏微观粗糙特性、孔裂隙结构及矿物组分随高温的变化特征.结果表明:随温度升高,页岩断面毫米级粗糙度先略有降低后急剧升高.随温度升高,页岩有机质纳米孔减少,石英中出现复杂裂缝,碳酸盐矿物产生气孔,黏土矿物层间结构破坏,页岩体孔隙度由常温的1.488%逐渐上升至700℃的1.997%.不同高温下页岩物性组成差异显著,XRD定量分析结果显示,石英的质量占比升高,方解石和白云石总占比降低,从微纳米尺度说明燃爆载荷对页岩储层有改性效果.

关键词

高温热效应/动态冲击/页岩/微纳米/孔隙结构/演化特征/燃爆压裂/粗糙度

Key words

high-temperature effect/dynamic impact/shale/micro-nano scale/pore structure/evolutionary characteristics/explosion fracturing/roughness

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基金项目

国家重点研发计划项目(2020YFA0711800)

国家自然科学基金青年科学基金(52104233)

中央高校基本科研业务费专项(2023KYJD1007)

出版年

2023
中国安全科学学报
中国职业安全健康协会

中国安全科学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.548
ISSN:1003-3033
参考文献量17
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