泥岩是深部油气储层的常见复杂介质,在高地应力的赋存环境下,其蠕变力学特性复杂,是引起套管损伤的重要因素。目前对处于深层高地应力条件下岩石蠕变特性的研究,多集中在作为地下能源储库或者核废料处置场的花岗岩和盐岩,关于油气藏工程中深层泥岩的蠕变损伤演化特性的试验研究还比较少见。研究深层泥岩蠕变力学特性可对套管长期稳定性分析提供依据,对深部油气藏工程具有重要的指导参考意义。本文以深部油气藏含膏质泥岩为研究对象,对其开展常规三轴和三轴蠕变力学特性试验研究,并提出蠕变损伤起始时间阈值,构建出一个考虑岩石加速蠕变的改进Burgers蠕变模型。主要研究内容及结论如下:(1)对深层膏质泥岩开展三轴常规力学特性试验研究,试样共三组,每组3个试样围压依次为10、20和30MPa,温度均为130℃。通过试验获得泥岩的基本力学参数,分析其强度、变形和破坏特性。试验结果表明围压的增大可提高岩石抵抗变形和破坏的能力,温度130℃、围压30MPa下试验泥岩的峰值强度为74MPa。(2)对深层膏质泥岩开展三轴蠕变试验,温度均为130℃,围压均为30MPa。试验结果表明,不同偏应力水平下泥岩均经历衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变三个阶段,应力和持时对泥岩蠕变特性具有显著影响。泥岩蠕变应力阈值较低,在较低偏应力的长时间作用下,亦会发生加速蠕变。在加速蠕变阶段泥岩的蠕变损伤急剧增加,采用统计方法初步得到了泥岩内部损伤变量演化的指数表达式。(3)根据深层膏质泥岩三轴蠕变试验结果,选用Burgers模型模拟泥岩在衰减和稳态蠕变阶段的线性变形;然后提出蠕变损伤起始时间阈值的概念,定义指数形式的损伤变量,引入开关函数,建立了考虑岩石加速蠕变非线性变形的改进Burgers蠕变模型,并推导出该模型在等围压三轴应力状态下的轴向蠕变方程。根据蠕变试验曲线,采用通用全局优化算法,对模型进行参数辨识,验证了所建模型的正确性与合理性。