深层页岩气储层岩石力学特性及对压裂改造的影响

李庆辉，李少轩，刘伟洲

(1.前海港湾能源科技发展(深圳)有限公司，广东 深圳 518000； 2.西安电子科技大学，陕西 西安 710126； 3.中国石油新疆油田分公司，新疆 克拉玛依 834000)

0 引 言

深层页岩油气藏的勘探开发已经逐渐成为非常规能源研究的热点。由于特殊的地质力学条件，深层页岩在理化性能、岩石力学特性方面具有特异性，给油气开发带来极大挑战[1-2]。以往的研究大多针对页岩露头或浅层样品开展实验分析[3-6]，相关实验方法及测试标准大多集中在常规岩石力学参数的评价方面[3-4]。浅层页岩具有显著的脆性，岩石裂缝相对发育，具有较好的压裂改造基础[5，7-10]。由于浅层页岩强度适中，天然裂缝发育较好，大多数裂缝处于半开启(开启)状态，岩心饼化现象显著，层理性更好，成岩胶结对岩石力学性质的影响并不明显[6]。然而，深层页岩的弹性模量、抗压强度、抗拉强度、泊松比等力学参数与浅层页岩具有明显的不同[8-12]，这方面尚存在研究空白[4，13-14]。随着国内外深层页岩的不断开发[10]，迫切需要针对深层页岩的岩石力学性质开展系统的实验研究及分析工作，掌握其力学及形变特性，获得关键力学参数及随深度的变化规律，为井壁稳定性分析、压裂工艺设计、油藏数值模拟及生产开发提供重要数据基础和参考依据[4，8-11]。

1 深层页岩岩石力学实验方法

实验岩心样品取自四川盆地东南缘下志留统五峰组—龙马溪组地层，构造上位于川黔鄂褶皱带结合部。该地区页岩气藏保存条件较好，地质年代久，埋藏深，台内坳陷控制优质页岩的形成分布，页岩厚度大，有机质含量高，页岩气层段压力系数高，页岩气富集程度高。……