岩石热处理过程微裂缝产生的微观机理
信息分类：生命科学资讯 作者:YIYI发布
岩石热处理过程微裂缝产生的微观机理
扫描电镜研究结果表明，饱和岩样的内部结构在高温处理和微波加热过程中均发生
了变化，主要表现为矿物和颗粒的结构变化与大量微裂缝的产生。另外，产生
的微裂缝之间及其与天然裂缝和孔喉之间具有较好的连通性，这也在渗透率测定实验中得到证实。
综合分析表明，低渗透致密砂岩在热处理过程产生微裂缝的主要机理主要有三种：矿
物失水收缩、颗粒与颗粒之间的剥离、岩石颗粒内部开裂。
1.颗粒与颗粒之间的剥离。在原始状态下，低渗透致密砂岩的颗粒之间由于有胶结
物的存在而呈现紧密的线或面接触。在加热过程中含水胶结物以及某些含水颗粒自身失
水导致体积收缩，颗粒之间的联结作用变弱或消失，产生微裂缝。
2.颗粒内部开裂。主要与岩石颗粒内部矿物组成的非均质性以及粒内的弱势面有
关。由于：不同矿物的热力学性质不一样，在加热过程中颗粒趋向于通过弱势面产生裂纹。
第一种情况，含水颗粒内部在加热过程中失水出现类似于自然界中普遍存在的泥岩“龟
裂”现象，：产生微裂缝。这种形式的内部开裂主要存在于含水的塑性颗粒中。
①传统加热。采用传统加热方式升温时，由于热能传递和升温是一个相对缓慢的过
程，含水层状黏土矿物以及塑性颗粒的失水相对较缓慢，岩石颗粒的热应力变化也相对平
缓。因此，产生的裂缝主要是由于含水矿物及颗粒失水收缩导致，扫描电镜所见微裂缝主
要是孔隙中黏土拉断以及岩石颗粒边缘的剥离微缝，另外在塑性颗粒中产生粒内开裂。
②微波加热。微波加热是一种体加热，升温迅速，岩石颗粒的热应力加载速率很快，
岩石表现为膨胀剪应力破坏为主。在实验中发现，对于致密岩心，往往在连续加热不到
10min就发生爆裂。因此，扫描电镜下除了观察到传统加热过程所具有的裂缝特征外，刚
性岩石颗粒内部还产生大量的微裂缝，即刚性颗粒内部开裂是微波加热所产生裂缝的主
要特征。另外，含水黏土矿物晶片更容易断裂，脆性增强，表现出快速失水的特征。
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