含气页岩组分构成与岩石力学特性.pdf

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1、第41卷第5期石油钻探技术VoL41NO．52Ol3年9月PETR()LEUMDRIILINGTECHNIQUESSep．，2013页岩气钻井完井专题doi：10．3969／j．issn．1001—0890．2013．05．006含气页岩组分构成与岩石力学特性杨恒林，申瑞臣，付利(中国石油集团钻井工程技术研究院，北京100195)摘要：页岩气储层的岩石力学特性能够影响钻井速度，进行含气页岩组构与岩石力学特性研究，可以为钻井设计和施工提供技术支持。采用X射线衍射分析、氩离子束剖光后扫描电镜观测和三轴岩石力学试验等方法，从矿物组分、微观结构、岩石力学性

2、质等方面对蜀南页岩气钻井所取岩心和龙马溪组页岩野外露头进行了岩石力学特性研究。结果表明，龙马溪组合气页岩中黏土矿物的质量分数为16．3～64．3，伊利石占黏土总量的74．0，不含蒙脱石，属于低水敏性页岩；粒径小于5m的基质矿物含量占绝对优势，其中分布少量细粉砂级碎屑或颗粒；平行于层理面方向和垂直于层理面方向的单轴抗压强度分别为137．0和132．4MPa，45。方向抗压强度为平行层理面方向的66，表明页岩力学性质存在明显的各向异性。关键词：页岩矿物分析微观结构电镜扫描抗压强度中图分类号：TE311文献标识码：A文章编号：1001—0890(2013

3、)05—0031—05CompositionandMechanicalPropertiesofGasShaleYangHenglin，ShenRuichen，FuLi(CNPCDrillingResearchInstitute，Beijing，100195，China)Abstract：Mechanicalpropertiesofshalegasreservoiraffectdrillingrate．Studyingtexturesandme—chanicalpropertiesofgasshalecanhelptoprovidetechnical

4、supportfordrillingdesignsandoperations．Mineralcomposition，microstructureandmechanicalpropertiesforshalecoresfromsouthernSichuanandshaleoutcropsinLongmaxiFormation，wereinvestigatedthroughX-raydiffractionanalysis，electronmi—croscopescanning，triaxia1rockmechanica1test，etc．Thestud

5、yshowsthatLongmaxiFormationshalehasclaymineralcontentsof16．3to64．3，inwhichilliteaccountsfor74．0，butnosmectite，indicatinglOWwatersensitivityshale；matrixminerallessthan5umingrainsizeaccountsforanabsolutemajoritywithasmallamountofsilt—sizeddebrisorgrains；uniaxialcompressivestreng

6、thsofparallelandperpendicu—lartobeddingplaneare137．0MPaand132．4MParespectively，anduniaxialcompressivestrengthinthedirectionwith45。offsetiS66ofthatparalleltobeddingplane．Thestudyresultsshowthatshalemechan—icalpropertiesareobviouslyanisotropic．Keywords：shale；mineralanalysis；micr

7、ostructure；electronmicroscopescanning；compressivestrength我国富有机质页岩分布广泛，页岩气开发具有战[]。页岩中脆性矿物与黏土矿物的相对含量变很大潜力。但与美国相比，我国页岩气储层地质结化对岩石力学性质、井壁失稳机理、钻井液优选以及构有很大的不同，埋藏深度更深、地层年代更老、开采难度更大。同时，在页岩气水平井钻井与压裂增收稿日期：2013—03—04；改回日期：2013—09—05。作者简介：杨恒林(1973)，男，辽宁抚顺人，1996年毕业于石油产等方面，尚未形成核心技术体系L1J。国内已钻

8、页大学(华东)3-程力学专业，2007年获中国石油大学(北京)油气井工程岩气水平井在钻井过程中存在钻井复杂情况多、机专业博