页岩气储层力学特性及压裂开采研究进展

乔旭 徐俊龙 徐良龙

【摘要】页岩气是一种重要的非常规天然气资源，页岩储层的岩石力学特性对页岩气的赋存和开采影响巨大，利用实验室力学测试技术，对页岩样品进行单轴压缩试验，结合全应力-应变曲线研究页岩在单轴压缩条件下的力学性质和破坏模式，讨论页岩储层力学参数的受控因素。结合脆性指数计算分析方法，研究分析页岩目标层位的脆性发育程度，进而评价页岩储层的可压裂性质。

【关键字】页岩气；单轴试验；力学性质；压裂性

引言：

页岩气藏是典型的"自生自储"气藏，而在传统油气地质领域，烃源岩主要为富有机质页岩，以生油气为主，而并非储层。对于页岩气藏，富有机质页岩既是油气源岩，同时也是储层和封盖层。因此页岩气储层复杂，富含脆性矿物、天然裂缝发育的富有机质页岩才是页岩气勘探开发的目标。本文通过介绍页岩力学参数的计算方法及理论意义，探讨页岩力学性质和页岩压裂性之间的耦合关系，为寻找页岩易勘探开发层位提供依据[1-2]。

1 力学实验条件和理论

岩石的力学性质可通过对岩石的变形和强度进行定性描述，通常我们想对岩石特性进行定性描述时，最简单的手段就是通过单轴压缩试验，单轴压缩试验可直观的观察出岩石的破裂过程。同时，岩石的单轴抗压强度、弹性模量和泊松比都可通过单轴压缩试验来获得。通过观察研究岩石的全应力-应变曲线进而反映岩石在单轴压缩试验作用下，破坏进行到不同阶段后，岩石所表现出的典型破坏方式[3]。……