[发明专利]页岩单轴蠕变的测试方法

说明书

本发明提供了一种页岩单轴蠕变的测试方法，包括以下步骤：步骤S102、制作具有观测面的页岩试样，观测面的至少部分为平面；步骤S104、对观测面进行打磨；步骤S106、在预定时长内，对页岩试样施加预定压应力，并使用显微镜对观测面进行观测；其中，施加的预定压应力的方向与平面平行；步骤S108、在预定时长范围内，对目标信息进行多次记录；目标信息包括：页岩试样的应变、对页岩试样施加的应力、对页岩试样的累计施压时长、显微镜获取的观测面的图像。本发明的页岩单轴蠕变的测试方法解决了现有技术中的岩石蠕变测试方法无法对页岩样品的微观破坏情况进行有效的原位微观表征的问题。

技术领域

本发明涉及油气钻探工程技术领域，具体而言，涉及一种页岩单轴蠕变的测试方法。

背景技术

在油气钻探领域，页岩的蠕变作用(页岩在定压力载荷下应变的时变特性)在井壁稳定和压裂增产作业过程后的裂缝闭合中起着重要作用。由于页岩蠕变的存在，井眼在打开后的几十小时内呈现出持续变形的状态，进而在地层应力的作用下，出现井壁失稳等问题。研究页岩的蠕变对改进油气钻探技术具有重要价值。

目前，现有的岩石蠕变测试方法无法对页岩样品的微观破坏情况进行有效的原位微观表征，不利于相关工作人员对页岩蠕变机理的研究。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种页岩单轴蠕变的测试方法，以解决现有技术中的岩石蠕变测试方法无法对页岩样品的微观破坏情况进行有效的原位微观表征的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种页岩单轴蠕变的测试方法，包括以下步骤：步骤S102、制作具有观测面的页岩试样，观测面的至少部分为平面；步骤S104、对观测面进行打磨；步骤S106、在预定时长内，对页岩试样施加预定压应力，并使用显微镜对观测面进行观测；其中，施加的预定压应力的方向与平面平行；步骤S108、在预定时长范围内，对目标信息进行多次记录；目标信息包括：页岩试样的应变、对页岩试样施加的应力、对页岩试样的累计施压时长、显微镜获取的观测面的图像。

进一步地，页岩试样为长方体结构，长方体结构的尺寸为a×b×c；a的取值范围为1.8mm至2.7mm，b的取值范围为1.8mm至2.2mm，c的取值范围为3.8mm至5.2mm；观测面为长方体结构的一个面积为a×c的表面；对页岩试样施加预定压应力的方法包括：将预定压应力施加在长方体结构的一个面积为a×b的表面上。

进一步地，a为2.5mm，b为2mm，c为5mm。

进一步地，步骤S102包括：采用线切割机切割出页岩试样；其中，在切割页岩试样的过程中，控制线切割机的切割速度范围为5μm/s至20μm/s；和/或，在步骤S106之前，在长方体结构的一个面积为a×b的表面上涂抹润滑剂。

进一步地，步骤S102包括：采用线切割机切割出页岩试样；其中，在切割页岩试样的过程中，控制线切割机的切割速度为10μm/s。

进一步地，步骤S104包括以下步骤：采用3000目砂纸对观测面进行打磨；采用5000目砂纸对观测面进行打磨；采用7000目砂纸对观测面进行打磨。

进一步地，在采用7000目砂纸对观测面进行打磨后，对观测面进行氩离子抛光。

进一步地，步骤S106包括采用原位动态拉伸试验台对页岩试样施加预定压应力；和/或，在步骤S106中，使用分辨率在1nm至1mm的范围内的显微镜对观测面进行观测。

进一步地，页岩单轴蠕变的测试方法还包括步骤S105，步骤S105位于步骤S104与步骤S106之间，步骤S105包括检测页岩试样的单轴抗压强度；其中，预定压应力为单轴抗压强度的80％至100％。