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On the pore‐scale mechanisms leading to brittle and ductile deformation behavior of crystalline rocks 
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下载免费PDF全文 Deformation mechanisms at the pore scale are responsible for producing large strains in porous rocks. They include cataclastic flow, dislocation creep, dynamic recrystallization, diffusive mass transfer, and grain boundary sliding, among others. In this paper, we focus on two dominant pore‐scale mechanisms resulting from purely mechanical, isothermal loading: crystal plasticity and crofracturing. We examine the contributions of each mechanism to the overall behavior at a scale larger than the grains but smaller than the specimen, which is commonly referred to as the mesoscale. Crystal plasticity is assumed to occur as dislocations along the many crystallographic slip planes, whereas microfracturing entails slip and frictional sliding on microcracks. It is observed that under combined shear and tensile loading, microfracturing generates a softer response compared with crystal plasticity alone, which is attributed to slip weakening where the shear stress drops to a residual level determined by the frictional strength. For compressive loading, however, microfracturing produces a stiffer response than crystal plasticity because of the presence of frictional resistance on the slip surface. Behaviors under tensile, compressive, and shear loading invariably show that porosity plays a critical role in the initiation of the deformation mechanisms. Both crystal plasticity and microfracturing are observed to initiate at the peripheries of the pores, consistent with results of experimental studies. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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微裂隙对于岩石的物理性质有重要影响.通过光学显微镜对显微裂隙进行的观察,难以将薄片的制作过程中产生的裂隙同自然裂隙区分;其次,观测的裂隙大小限制在0.1mm或以上数量级,一些重要细节观察不到.扫描电镜的高放大倍数和三维分辨率使其成为适合于裂隙研究的理想工具.利用扫描电镜观测了浙江花岗岩在室温下由51.6MPa压力产生的裂隙的发育过程.观察花岗岩的表面以研究其微裂隙和矿物的解理、晶形及破裂作用.微裂隙分为3种类型:晶体内裂隙(完全发育在颗粒内部),晶体间裂隙(穿过颗粒边界进入其他颗粒中),颗粒边界裂隙(沿颗粒边界发育或与边界重合).本研究中的花岗岩为中-粗粒(1~6mm),经过蚀变,约含40%斜长石,25%钾长石,25%石英,10%镁铁矿物(主要为黑云母和白云母). 相似文献
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鄂尔多斯盆地延长组超低渗透砂岩储层微观孔隙结构特征研究 总被引：33，自引：0，他引：33
通过物性分析、扫描电镜、铸体薄片、高压压汞技术对鄂尔多斯盆地延长组沿25、庄40、庄19三个区块超低渗透砂岩储层样品进行分析测试,研究其微观孔隙结构特征。研究表明,超低渗透砂岩储层岩石孔隙结构非均质性强,孔隙喉道类型多样是储层渗透性差的主要原因;孔喉分选系数在2.0~2.5之间、变异系数在0.1~0.2之间物性较好;较大孔喉是决定和改善储层渗透性的重要因素,细小孔道对储层储集能力的贡献较大,储层微裂缝较为发育。储层物性参数的差异、孔喉特征参数的差异等,均归因于微观孔隙结构的差异。 相似文献
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Q. Q. Dai C. J. Lu Y. Z. Zhang Z. L. Zhou X. Q. Fan 《Australian Journal of Earth Sciences》2018,65(6):877-887
Using nuclear magnetic resonance (NMR) technology, this paper proposes a new pore structure parameter called ‘effective mobile fluid saturation’, which can account for two factors that influence mobile fluids in pores: the stiction of hydrophilic particulates on the surfaces of pores and the constraints of tiny throats. The new parameter quantifies the effective content of the mobile fluids and compensates for the deficiencies using conventional parameters like ‘mobile fluid saturation’. Pore-throat connectivity is crucial for effective mobile fluid saturation, which reaches its highest point when the sorting coefficient is in the range of 1.5–2.0. Recognition of the pore-throat configuration is crucial in assessing the effectiveness of mobile fluids in tight sandstone reservoirs. Factors that influence the effectiveness of mobile fluids in three types of pore structures are discussed from a diagenetic perspective, including the development of microfractures and secondary pores, recrystallisation, clay mineral precipitation, and other micropore structure characteristics. 相似文献
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渤中凹陷作为渤海深层油气勘探最现实的有利区,其资源潜力和勘探前景有待得到进一步验证。由于深部潜山储层地质情况复杂,岩性繁多且差异明显,对深部有效储层类型及分布的研究是渤中地区深层勘探的关键。本文通过对渤中地区太古宇二长花岗岩、片麻状花岗岩、花岗质片麻岩、斜长角闪岩、古生界灰岩以及中生界安山岩6种潜山代表性岩石,开展张应力和压应力作用下的裂隙发育程度实验,观测在相同加载条件下不同岩性的微裂隙发育数、事件率等特征以及微裂隙时空分布,分析不同岩性样品裂缝发育能力及空间展布。实验结果表明:6种岩石储层在张应力和压应力条件下,均有一定规模的微裂隙产生,但在同一应力条件下其微裂隙发育累计及时空分布差异明显。其中,太古宇变质岩的内部裂隙发育程度高于古生界灰岩以及中生界安山岩储层。因此,岩性是控制储层裂缝发育的基础,相同的构造应力下太古界变质岩储层裂缝发育程度最高、储集能力最强。 相似文献
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微裂隙对于岩石的物理性质有重要影响.通过光学显微镜对显微裂隙进行的观察,难以将薄片的制作过程中产生的裂隙同自然裂隙区分;其次,观测的裂隙大小限制在0.1mm或以上数量级,一些重要细节观察不到.扫描电镜的高放大倍数和三维分辨率使其成为适合于裂隙研究的理想工具.利用扫描电镜观测了浙江花岗岩在室温下由51.6MPa压力产生的裂隙的发育过程.观察花岗岩的表面以研究其微裂隙和矿物的解理、晶形及破裂作用.微裂隙分为3种类型:晶体内裂隙(完全发育在颗粒内部),晶体间裂隙(穿过颗粒边界进入其他颗粒中),颗粒边界裂隙(沿颗粒边界发育或与边界重合).本研究中的花岗岩为中—粗粒(1～6mm),经过蚀变,约含40%斜长石,25%钾长石,25%石英,10%镁铁矿物(主要为黑云母和白云母).(1)石英裂隙表面的石英颗粒具有边界破裂和贯穿颗粒破裂.贯穿石英颗粒的破裂常呈贝壳状断口.变形集中带与滑动面相伴,其上发育有擦痕和沟槽,这是石英典型的脆性破裂类型.石英矿物的贝壳状破裂产状指示其变形作用早期的碎裂作用,在变形作用中发生交代作用.一些平滑的破裂面上没有石英颗粒的微裂隙构造,但在石英表面却有明显的擦痕面,可指示应力的方向.由于石英的各向异性,这些面也是由贯穿颗粒破裂所形成.一些开放的裂隙集中于石英晶体之中或沿 相似文献
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东营凹陷富有机质烃源岩顺层微裂隙的发育与油气运移 总被引：12，自引：0，他引：12
根据岩心观察，在东营凹陷沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段烃源岩中，发现大量顺层面分布的微裂隙，且大部分为亮晶方解石所充填。裂隙发育段在平面上的展布较广，在纵向上始于2900～3000m左右，与烃源岩成熟阶段对应。岩石学和有机地化研究表明，裂隙一般限于高有机质丰度、纹层理发育的页岩中，而有机质丰度较低、具块状层理的泥岩一般不发育，表现出较强的非均质性。裂隙发育与有机质丰度以及成熟度的关系表明，烃类生成是水平裂隙产生的主要原因。进入成熟阶段的富有机质烃源岩大量生烃，造成孔隙流体压力迅速上升，并最终导致顺层裂隙的产生。由于沙河街组三段下亚段和沙河街组四段上亚段以泥、页岩互层为特征，因而裂隙发育的非均质性造成裂隙发育段与裂隙不发育段的纵向叠置，并决定了其排烃过程以近似于三角洲前缘砂泥岩互层的排烃方式，从而一定程度提高了烃源岩的排烃速率和排烃效率。 相似文献