中国安全科学学报

作者：余旭, 王宇, 翟成, 刘厅, 徐吉钊, 孙勇

单位：1 中国矿业大学 安全工程学院,江苏 徐州 221116；2 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；3 中国矿业大学 低碳能源与动力工程学院,江苏 徐州 221116

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

基金：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资助(52104233); 中央高校基本科研业务费专项资金资助(2023KYJD1007)

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。

来源：2023年第10期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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