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作者：刘春;田纪辉;孙海涛;魏明尧;李文龙;戴康;
单位：中国矿业大学矿山互联网应用技术国家地方联合工程实验室;中国矿业大学安全工程学院;
摘要：页岩存储层甲烷燃爆压裂技术利于提高页岩气的产量，但燃爆冲击会对井筒造成损伤，在地应力作用下井筒周围页岩蠕变会导致井身变形，引发井壁失稳.为了分析冲击强度对页岩蠕变特性的影响，开展了不同冲击强度条件下页岩试样单次和多次冲击试验，然后对不同冲击损伤程度的页岩试验进行分级加载蠕变试验.试验结果表明：蠕变总形变量随冲击强度的增加而增加，冲击强度由1.6 J增加到25.6 J,冲击试样的应变量较原样分别增加了7.3%,16.1%,31.5%.同时，冲击强度的增加会降低蠕变破坏应力水平，增强加速蠕变效果，增加减速阶段蠕变速率与持续时间.最后，提出了一种新的页岩非线性分数阶损伤蠕变模型.该模型由胡克体、黏性元件、分数阶元件、分数阶改进Kelvin模型及非线性分数阶黏塑性模型组成，与经典Burgers模型相对比，新模型能很好地拟合蠕变过程的各个阶段的应变数据，特别是在蠕变加速阶段拟合度更高.研究结果能够为分析燃爆冲击后页岩井筒蠕变特性提供理论支持.
关键词：蠕变;;分数阶;;损伤;;非线性模型
基金资助：国家重点研发计划资助项目(2020YFA0711802)
