基于连续划痕实验确定复杂地层岩石强度参数的方法研究

岩石黏聚力和内摩擦角是进行井壁稳定和水力压裂研究的关键参数，目前常通过多组标准岩样的压缩剪切破坏实验进行评价(常规压缩实验，国际岩石力学学会标准)。但由于其制样要求复杂，对于取样困难的复杂岩体强度参数评价并不适用。基于塑性破坏模式下尖、钝刀头破岩力学模型，结合摩尔库伦破坏准则，建立了基于刀头破岩载荷确定岩石粘聚力和内摩擦角的力学模型；利用连续划痕实验设备，通过对划痕顺序间干扰性、划痕位置间替代性及不同刮深划痕破岩模式进行研究，形成了准确获得刀头破岩载荷曲线的划痕参数设置方法和划痕实验流程。分别利用新方法与常规三轴压缩法，对中国西部某油田吉迪克组泥岩进行了强度参数评价，对比发现两者测试结果基本保持一致，证实了新方法是可靠的。新方法制样简单，能够进行复杂岩性和结构的岩石强度参数测试；同时，实验过程中不破坏试件整体结构，结果重复性强，为研究水岩作用前后试样强度参数的测试提供了新手段。