采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (4): 990-1004.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0456

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真三轴下砂岩卸荷力学特性与声发射特征试验研究

王志民1,2,3,4,杨科夫1,2,3,4,张辉1,2,3,4,尚晓吉5,6,翟成6,黄彦华5,刘磊1,2,黎棚武1,2,张文涛1,2
  

  1. 1. 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000;
    2. 中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术研发中心,新疆库尔勒841000; 
    3. 新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心,新疆库尔勒841000; 
    4. 新疆超深油气重点实验室,新疆库尔勒841000; 5. 中国矿业大学深地工程智能建造与
    健康运维全国重点实验室,江苏徐州221116; 6. 中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州221116
  • 出版日期:2026-07-15 发布日期:2026-07-21
  • 通讯作者: 尚晓吉,E-mail: shangxj2016@cumt.edu.cn,Tel: 13952260756
  • 作者简介:王志民(1988— ),男,山东省新泰市人,硕士,高级工程师,从事油气田储层地质力学方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52374105, 52204113);中国博士后基金面上项目(2023M733764);中国石油天然气股份有限公司重大科技专项项目(2023ZZ14YJ03)

Experimental study on unloading mechanical properties and acoustic emission characteristics of sandstone under true triaxial condition

  • Online:2026-07-15 Published:2026-07-21

摘要: 随着深层油气资源的不断开发,高地应力与强卸荷作用下储层岩石力学行为成为影响井筒稳定性和水侵防控的关键因素。为探究不同卸荷路径对砂岩力学特性与破裂机制的影响,采用真三轴试验系统研究了砂岩试样在单调加载、单向卸荷(仅卸σ3)和双向卸荷(先卸σ3后卸σ2)路径下的力学特性与声发射特征。结果表明:砂岩强度按单调加载、单向卸荷、双向卸荷的顺序依次递减;峰值强度随侧向应力增大而提高,随卸荷比例增加而降低,其中,双向卸荷引发的强度损失最为显著;声发射结果显示,破坏前振铃计数维持低位,峰值时急剧上升,表明砂岩破坏具有明显脆性特征;RA-AF分析显示破坏以剪切为主,且侧向应力越高,剪切裂纹比例越大;宏观上,试样均表现为斜剪破坏,侧向应力增大抑制了裂纹贯通,卸荷比例增大则促进了裂纹网络的发育。研究成果可为深部油气储层开发卸荷下裂缝变形破坏预测提供参考。

关键词: 真三轴试验, 卸荷比例, 中间主应力, 损伤破裂, 声发射

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