济阳坳陷泥灰质纹层页岩脆性各向异性数值模拟研究

贾庆升，钟安海，张子麟，丁 然

（中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院，山东东营 257000）

济阳坳陷东营凹陷博兴洼陷北部页岩油储层主要位于沙三段下和沙四段上，埋深3 330～3650 m，岩性以深灰色泥岩、灰质泥岩、褐灰色灰质油泥岩和灰褐色油页岩为主；岩相为富含有机质纹层状泥灰岩夹条相。在该区块拟以水平井开发为主，水平井在钻完井、压裂施工过程中经历直井段、造斜段和水平段，与直井相比，水平井设计与储层具有各向异性岩石力学参数的关系更为密切[1-2]。

J.C.Jaeger[3]最早提出根据岩石各向异性剪切破坏准则研究横观各向同性破坏规律，此后，有众多学者基于岩石力学试验研究了页岩力学特性的各向异性，例如：H.Niandou[4]等人研究了Tunemire页岩在常规三轴加载和卸载试验下的力学参数与响应；U.Kuila 等人[5]通过研究复杂应力环境下页岩的各向异性特征，发现页岩本身具有固有的各向异性特征。陈天宇等人[6-11]采用试验方法，研究了页岩岩心力学特性的各向异性及深地应力对各向异性的影响规律。岩心力学特性的各向异性，也会导致储层脆性的各向异性。目前，国内外主要使用Rickman各向同性脆性计算公式计算岩石脆性指数，用归一化的静态杨氏模量与静态泊松比之和的平均值（即Rickman 脆性评价指数）表征脆性[12-13]。然而，评估储层脆性时，利用各向同性计算公式得到的“视杨氏模量”和“视泊松比”忽略了各向异性的影响，会导致设计误差[14]。近年来，国内学者研究认为，页岩储层的物理各向异性造成力学参数及脆性的差异对甜点圈定及压裂设计有重要影响[15-20]。……