我國在頁巖油氣儲層原位脆性評估方面取得進展

我國頁巖氣及頁巖油的技術可采資源量分別居全球第一位和第三位。與北美相比，我國頁巖油氣資源具有埋藏深、物性差、地質構造復雜、成熟度偏低、開采難度大等顯著特征。如何實現頁巖油氣的高效開發已成為我國力學、地質等學科亟待解決的問題。由于深部頁巖處于力、化、熱、流等多場耦合的復雜環境，其原位力學屬性評估的準確程度將直接決定壓裂效果的優劣，亦由此引出如含初場彈性力學問題解等一系列跨尺度科學問題。然而，傳統實驗室測試技術尚不能精確獲取原位狀態下的真實儲層參數，如何實現頁巖儲層原位脆性的精確評估是公認的工程科學難題。

近日，中國科學院力學研究所趙亞溥團隊在其前期一系列研究構筑的“Mechano-energetics”（力能學）理論框架下，提出了直接依托于現場壓裂施工曲線的儲層原位脆性評估方法。該方法通過剖析施工曲線這一油氣開發中的儲層“心電圖”數據，實現了在工程現場對儲層原位性質的精確“原位診脈”。

研究團隊考慮工程現場的“套管壓力”“油管壓力”“加砂”與“泵注排量”四條壓裂施工曲線，對加砂前壓裂過程開展深入剖析，提取得到儲層原位脆性指數。同時，依托該團隊此前用于地質材料評估的“Ashby圖”研究范式（Materials 2020， 13， 2517），對儲層脆性進行了橫向系統評估，由此構建起一整套數據分析與儲層評估方法。

相關研究以Fluctuation of fracturing curves indicates in-situ brittleness and reservoir fracturing characteristics in unconventional energy exploitation為題發表于Energy。研究工作得到國家自然科學基金重點項目、中科院前沿科學重點研究計劃等項目的支持。

（來源：中國科學院力學研究所）FCC6E955-0242-4FBA-B460-20FB89E63374