摘要

在页岩气水平井钻井过程中易发生井壁失稳,其主要原因是页岩遇水后物理性质发生劣化,因此有必要对水岩作用下页岩声波参数变化机理进行研究.本文以四川盆地东南部地区古生界下志留统龙马溪组页岩为研究对象,基于超声波测试系统,研究了经不同浸泡时间及低温干燥处理后层理性页岩声波特性的变化规律,包括声波速度、时域信号、频域信号、声波衰减系数、动态弹性参数及刚度系数等.研究结果表明:浸泡后含水岩样与浸泡后经低温干燥处理的岩样声波速度均表现为随层理角度增加声波速度逐渐降低,且前者声速降低幅度小于后者;含水岩样声波速度、声波时域信号以及频域信号的振幅降低跨度均小于经低温干燥处理后的岩样,前者声波衰减系数以及频域信号主频变化区间小于后者;经低温干燥处理后的层理性页岩声波速度以及衰减系数下降速率随着浸泡时间增加呈现先增大后减小最后稳定的变化趋势;层理性页岩声波时域信号的振幅随着浸泡时间增加而降低,频域信号的主频表现出由高频逐渐向低频转换;页岩动态弹性参数以及五个独立的刚度系数均与浸泡时间呈负相关关系,其中C11和C66的降低幅度大于其他参数,动态泊松比表现为先下降后逐渐趋于稳定的变化趋势.