| 中文摘要 | 第3-5页 |
| 英文摘要 | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第12-30页 |
| 1.1 工程背景及研究意义 | 第12-18页 |
| 1.1.1 全球油气产量发展趋势及页岩气前景 | 第12-14页 |
| 1.1.2 部分国家页岩气开采现状 | 第14-15页 |
| 1.1.3 中国页岩气开采现状 | 第15-17页 |
| 1.1.4 研究目的及意义 | 第17-18页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第18-27页 |
| 1.2.1 页岩力学特征研究现状 | 第18-21页 |
| 1.2.2 页岩储层可压性评价研究现状 | 第21-22页 |
| 1.2.3 水力压裂研究现状 | 第22-27页 |
| 1.3 研究内容与研究思路 | 第27-30页 |
| 1.3.1 主要研究内容 | 第27-28页 |
| 1.3.2 研究思路及技术路线 | 第28-30页 |
| 2 龙马溪组页岩基础物理力学特征研究 | 第30-66页 |
| 2.1 龙马溪组页岩微观孔隙特征分析 | 第30-31页 |
| 2.2 龙马溪组页岩矿物组分分析 | 第31-32页 |
| 2.3 龙马溪组页岩横观各向同性体的确定 | 第32-39页 |
| 2.3.1 试样制备 | 第32-33页 |
| 2.3.2 试验设备及试验方法 | 第33页 |
| 2.3.3 取芯方式1试验结果分析 | 第33-37页 |
| 2.3.4 取芯方式2试验结果分析 | 第37-38页 |
| 2.3.5 横观各向同性体的弹性本构模型 | 第38-39页 |
| 2.4 单三轴压缩条件下龙马溪组页岩各向异性特征试验研究 | 第39-45页 |
| 2.4.1 试样制备及试验方案 | 第39页 |
| 2.4.2 单三轴压缩下页岩的应力应变曲线分析 | 第39-40页 |
| 2.4.3 单三轴压缩下页岩破坏模式各向异性特征分析 | 第40-42页 |
| 2.4.4 单三轴压缩下页岩力学参数各向异性特征分析 | 第42-45页 |
| 2.5 三点弯曲试验研究 | 第45-47页 |
| 2.5.1 试样制备及试验方案 | 第45-46页 |
| 2.5.2 试验结果分析 | 第46-47页 |
| 2.6 页岩的巴西劈裂试验研究 | 第47-52页 |
| 2.6.1 试样制备及试验方案 | 第48页 |
| 2.6.2 页岩抗拉强度各向异性特征分析 | 第48-50页 |
| 2.6.3 页岩巴西劈裂破坏模式各向异性特征研究 | 第50-52页 |
| 2.7 龙马溪组页岩的应变率效应 | 第52-55页 |
| 2.7.1 试样采取及试验方案 | 第52-53页 |
| 2.7.2 应力应变曲线的应变速率效应 | 第53-54页 |
| 2.7.3 应变速率对页岩力学参数的影响 | 第54页 |
| 2.7.4 应变速率对页岩破坏特征的影响 | 第54-55页 |
| 2.8 页岩的统计损伤本构模型 | 第55-66页 |
| 2.8.1 页岩的统计损伤本构模型的建立 | 第55-63页 |
| 2.8.2 页岩的统计损伤本构模型的验证 | 第63-66页 |
| 3 页岩储层可压性(脆性)评价方法研究 | 第66-86页 |
| 3.1 脆性的定义及研究现状 | 第66-68页 |
| 3.2 基于应力应变曲线的脆性综合指标 | 第68-76页 |
| 3.2.1 脆性综合指标的建立 | 第68-71页 |
| 3.2.2 基于应力应变曲线的脆性综合指标的验证 | 第71-72页 |
| 3.2.3 各脆性指标的对比分析 | 第72-74页 |
| 3.2.4 龙马溪组页岩脆性各向异性特征研究 | 第74-76页 |
| 3.3 基于能量角度的页岩脆性综合指标 | 第76-86页 |
| 3.3.1 基于能量角度的页岩脆性综合指标的建立 | 第76-81页 |
| 3.3.2 基于能量角度的页岩脆性综合指标的验证 | 第81-86页 |
| 4 龙马溪组页岩大尺寸真三轴水力压裂物理模拟试验 | 第86-112页 |
| 4.1 大尺寸真三轴水力压裂物理模拟试验系统 | 第86-89页 |
| 4.1.1 大型岩土工程真三轴伺服加载系统 | 第87页 |
| 4.1.2 伺服泵压系统 | 第87-88页 |
| 4.1.3 声发射三维定位系统 | 第88-89页 |
| 4.1.4 工业CT扫描系统 | 第89页 |
| 4.2 大尺寸真三轴水力压裂物理模拟试验方案及步骤 | 第89-96页 |
| 4.2.1 试样制备 | 第90页 |
| 4.2.2 模拟井型分析 | 第90-91页 |
| 4.2.3 试验步骤 | 第91-92页 |
| 4.2.4 试验方案 | 第92-93页 |
| 4.2.5 试验方案可行性分析 | 第93-96页 |
| 4.3 竖直井大尺寸真三轴水力压裂物理模拟试验结果分析 | 第96-103页 |
| 4.3.1 竖直井压裂典型泵压曲线分析 | 第96-97页 |
| 4.3.2 竖直井压裂条件下各工况裂缝扩展规律分析 | 第97-102页 |
| 4.3.3 竖直井水力压裂物理模拟试验裂缝扩展规律总结 | 第102-103页 |
| 4.4 水平井大尺寸真三轴水力压裂物理模拟试验结果分析 | 第103-112页 |
| 4.4.1 水平井压裂典型泵压曲线分析 | 第103-104页 |
| 4.4.2 水平井压裂条件下各工况裂缝扩展规律分析 | 第104-110页 |
| 4.4.3 水平井水力压裂物理模拟试验裂缝扩展规律总结 | 第110-112页 |
| 5 影响水力裂缝扩展的主要因素分析 | 第112-124页 |
| 5.1 不同岩性岩石的水平井水力压裂物理模拟试验概况 | 第112-113页 |
| 5.2 介壳灰岩水平井水力压裂裂缝扩展规律分析 | 第113-116页 |
| 5.3 致密砂岩水平井水力压裂裂缝扩展规律分析 | 第116-117页 |
| 5.4 水力压裂裂缝扩展影响因素分析 | 第117-124页 |
| 5.4.1 岩性对水力压裂裂缝扩展规律的影响 | 第118-119页 |
| 5.4.2 层理面力学性质对水力压裂裂缝扩展规律的影响 | 第119-120页 |
| 5.4.3 水平地应力差对水力压裂裂缝扩展的影响 | 第120-121页 |
| 5.4.4 压裂液排量对水力压裂裂缝扩展规律的影响 | 第121页 |
| 5.4.5 压裂液粘度对水力压裂裂缝扩展规律的影响 | 第121-124页 |
| 6 裂缝起裂和扩展的断裂力学分析 | 第124-146页 |
| 6.1 含预制裂隙页岩裂纹扩展规律试验研究及断裂力学分析 | 第124-132页 |
| 6.1.1 含预制裂隙页岩裂纹扩展规律试验方案 | 第124-125页 |
| 6.1.2 含预制裂隙页岩单轴压缩试验结果分析 | 第125-126页 |
| 6.1.3 含预制裂隙页岩的裂缝扩展规律 | 第126-129页 |
| 6.1.4 含预制裂隙页岩裂缝扩展的断裂力学分析 | 第129-132页 |
| 6.2 水力裂缝的起裂分析 | 第132-137页 |
| 6.2.1 水力裂缝沿页岩本体张性起裂 | 第134-135页 |
| 6.2.2 水力裂缝沿天然裂缝(层理面)的剪切起裂 | 第135页 |
| 6.2.3 水力裂缝沿天然裂缝(层理面)的张拉起裂 | 第135-136页 |
| 6.2.4 试验结果计算对比分析 | 第136-137页 |
| 6.3 水力裂缝的动态扩展分析 | 第137-146页 |
| 6.3.1 水力裂缝沿页岩基质体扩展的断裂力学分析 | 第137-138页 |
| 6.3.2 水力裂缝扩展过程中靠近天然裂缝(层理面) | 第138-140页 |
| 6.3.3 天然裂缝(层理面)开启判据 | 第140-141页 |
| 6.3.4 水力裂缝遭遇天然裂缝(层理面)后的断裂判据 | 第141-146页 |
| 7 结论与展望 | 第146-150页 |
| 7.1 主要结论 | 第146-147页 |
| 7.2 创新点 | 第147-148页 |
| 7.3 展望 | 第148-150页 |
| 致谢 | 第150-152页 |
| 参考文献 | 第152-164页 |
| 附录 | 第164-165页 |
| A 作者简介 | 第164页 |
| B 作者学习期间发表的论文 | 第164-165页 |
| C 作者学习期间发表的专利 | 第165页 |
| D 作者学习期间参加的科研项目 | 第165页 |
