页岩气储层岩石力学特性及脆性评价_李庆辉

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1、第４０卷第４期石油钻探技术Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．４２０１２年７月ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＤＲＩＬＬＩＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳＪｕｌ．，２０１２页岩气钻井完井技术专题ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０８９０．２０１２．０４．００４页岩气储层岩石力学特性及脆性评价李庆辉１，陈勉１，金衍１，侯冰１，张家振２（１．中国石油大学（北京）石油工程学院，北京１０２２４９；２．中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院，四川成都６１８３００）摘要：页岩气储层的岩石力学特性对开发影响极大，进行页岩破坏机理、力学特性和脆性评价方面的研究，可以为页岩气钻井

2、和压裂设计工作提供技术支撑。采用室内试验和测井分析相结合的方法，在黑色页岩力学特性研究的基础上，分析了其脆性破坏特征及影响因素，提出了一种利用岩石弹性参数和矿物组成综合评价页岩脆性的方法，并介绍了利用测井资料计算单井脆性剖面的流程。研究表明，页岩普遍具有脆性破坏的特征，破坏类型与页岩种类、取心深度、取心方位和加载条件相关，低围压下标准试样以劈裂式破坏为主，全应力应变曲线经历极短的塑性屈服阶段即发生破坏，高围压时多出现双剪式和单剪式破坏，页岩的脆性与试样的弹性参数和矿物组成关系密切。实例分析表明，脆性特征影响压裂效果，与压裂造缝能力和产气情况吻合良好

3、。综合脆性评价既是储层岩石力学特性分析的重要内容，也是压裂选层的重要依据。关键词：页岩气岩石力学破坏模式脆性评价测井数据选择性压裂中图分类号：ＴＥ３１１文献标识码：Ａ文章编号：１００１－０８９０（２０１２）０４－００１７－０６ＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＢｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＳｈａｌｅＧａｓＲｅｓｅｒｖｏｉｒ１，ＣｈｅｎＭｉａｎ１，ＪｉｎＹａｎ１，ＨｏｕＢｉｎｇ１，ＺｈａｎｇＪｉａｚｈｅｎ２ＬｉＱｉｎｇｈｕｉ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉ

4、ｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０２２４９，Ｃｈｉｎａ；２．ＣＣＤＣＤｒｉｌｌｉｎｇ＆ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＮＰＣ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉ－ｃｈｕａｎ，６１８３００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｏｃｋｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｈａｌｅｇａｓｒｅｓｅｒｖｏｉｒａｒｅｖｉｔａｌｌｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ．Ｉｔ’ｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｃｏｎｄｕｃｔｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｔｕｄｙｏｎｆａｉｌｕｒｅｍ

5、ｅｃｈａｎｉｓｍ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｅｖａｌｕａ－ｔｉｏｎｏｆｓｈａｌｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｕｐｐｏｒｔｆｏｒｄｒｉｌｌｉｎｇａｎｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｄｅｓｉｇｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｒｏｃｋｍｅｃｈａｎｉ－ｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｌａｃｋｓｈａｌｅ，ｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｌａｂｏｒａｔｏｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｎｄｌｏｇａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｂｒｉｔｔｌｅｆａｉｌｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｉｎｆｌｕｅｎｔｉａ

6、ｌｆａｃｔｏｒｓａｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄ．Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｕｔｉｌｉｚｉｎｇｅｌａｓｔｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｍｉｎｅｒａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｉｎｇｌｅｗｅｌｌｕｔｉｌｉｚｉｎｇｌｏｇｇｉｎｇｄａｔａｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｓｔｕｄｙｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｓｈａｌｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｈａｓａｂｒｉｔｔｌｅｆｒａｃ－ｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ａｎｄｆａｉｌｕｒｅｍｏｄ

7、ｅｓａｒｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｓｈａｌｅｔｙｐｅ，ｃｏｒｉｎｇｄｅｐｔｈ，ｃｏｒｉｎｇｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｎｄｌｏａｄｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｕｎｄｅｒｌｏｗｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｌｙｓｐｌｉｔｔｉｎｇｆａｉｌｕｒｅ；ｏｖｅｒａｌｌｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｈａｓａｖｅｒｙｓｈｏｒｔｐｌａｓｔｉｃｙｉｅｌｄｓｅｃｔｉｏｎｂｅｆｏｒｅｆａｉｌｕｒｅ．Ｄｏｕｂｌｅｓｈｅａｒａｎｄｓｉｎｇｌｅｓｈｅａｒｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅｓａｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｕｎｄｅｒｈｉｇｈｃｏｎｆｉｎｉｎｇ

8、ｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｂｒｉｔｔｌｅｎｅｓｓｏｆｓｈａｌｅｓａｍｐｌｅｓｈａｓａｃｌｏｓｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｔｏｅｌａｓ