深埋海相頁巖儲層特性及其原位條件下脆性評價*

曾 波 宋 毅 楊子葉 黃浩勇 姚志廣 岳文翰 桂俊川 徐爾斯 赫建明

(①中國石油西南油氣田分公司頁巖氣研究院， 成都 610051， 中國)

(②中國石油西南油氣田分公司， 成都 610051， 中國)

(③中國科學院地質與地球物理研究所， 中國科學院頁巖氣與地質工程重點實驗室， 北京 100029， 中國)

(④中國科學院大學地球與行星科學學院， 北京 100049， 中國)

0 引 言

頁巖氣作為典型的非常規能源，其開發需要對儲層實施壓裂改造，儲層巖石在地下深部壓力和溫度條件下的變形破裂行為則直接決定著壓裂改造的效果(Papanastasiou， 2000； Rahimi et al.，2019)。巖石脆性是巖石材料的基本力學特性之一，直接決定著巖石在應力作用下的變形破裂力學行為(Rybacki et al.，2016)。通過對巖石脆性進行量化分析，可以實現對儲層水力壓裂效果的準確預測，從而能夠對脆性特性差的儲層提出針對性壓裂改造方法及措施。由于目前我國部分深層頁巖氣埋深已經超過3500m，部分甚至達到4500m以上的深度(張素榮等， 2021)。與3500m以淺頁巖氣儲層相比較，隨著儲層埋深的顯著增長，會形成高地應力、高地溫以及高孔隙壓的特殊地質環境，給儲層壓裂工作帶來很多極具挑戰性的新問題。例如隨著埋深增加所導致的高地應力和高地溫會使得儲層巖石的塑性行為越來越顯著，這就給儲層巖石壓裂改造帶來了很大挑戰(劉俊新等， 2022)。

脆性為主巖石在外力作用下基本沒有塑性變形的情況下就會發生斷裂破壞，相較于韌性為主巖石，其特點是抗壓強度遠大于抗拉強度，拉壓強度之比一般保持在1/8～1/10之間?！?br>