1介绍泥页岩储层的岩石力学特征与脆性指数对页岩气开发影响极大,进行泥页岩脆性评价和力学研究方面的工作,可以为页岩气的钻井和压裂设计工作提供技术支撑和理论指导。2研究方法及过程1)泥页岩矿物脆度指数研究,即是通过对脆性矿物以及黏土矿物的含量来表征泥页岩的裂隙发育能力和后期人工压裂潜力。笔者着重对脆性矿物含量进行研究测试,首先通过岩石学薄片在透射光显微镜下观察,估计大致成分组成和矿物含量(黏土矿物、石英、长石、碳酸盐岩矿物、其他矿物);在已有基础上针对优势层位和地区进一步做更高精度的测试分析,笔者采取X衍射分析实验技术来精确定量的分析其矿物成分含量。分析其矿物组分与泥页岩脆度的相关性,总结出适合该区域地质特征的泥页岩的矿物脆度评价指数。2)弹性参数与矿物成分组合法(EP&MC Method),岩心应力应变实验来对重点区岩石标本取心分析。在应力应变实验采用美国Terra Tek全伺服三轴岩石力学测试系统,按照Rock Characterization Testing and Monitoring-ISRM Suggested Method对泥页岩试样进行岩样加工、不同条件下的应力应变测试以及数据处理等。最终获得岩样变形至破坏的应力-应变曲线,通过计算得到抗压强度、杨氏模量、泊松比、体积压缩系数等岩石力学物性参数。对储层的改造做出进一步评价。3)地球物理测井方法,针对页岩气气藏后期的开发潜力研究,笔者利用页岩地球物理测井方法为优化页岩气钻井及储层压裂改造部署提供必要的技术支撑。在借鉴国外页岩气与页岩油勘探开发的成功经验(认为低泊松比、高弹性模量的页页岩意味着其脆性——可压裂性越强)之后,通过测井资料计算得到的杨氏模量和泊松比作为评价页岩脆性的主要依据。应用横纵波时差来计算岩石的杨氏模量和泊松比,以此评价页岩的脆性程度;通过应用纵横波时差和最小水平应力的各向异性模型来计算最小水平应力,通过最小水平应力来优选水平着陆点和压裂/射孔层段。为后期的生产提供指导和辅助。4)地球化学与岩石脆性的相关系,通过对龙门山前陆盆地须家河组泥页岩岩体的成分变异指数(ICV)和化学风化指数(CIA)的研究,用以表征区内岩体的脆性特征,分析区内泥页岩气藏储层的孔隙发育潜力以及后期压裂潜力。为了确保降低现代风化的影响,泥页岩样品都是采自新鲜露头。测试中首先将样品无污染粉碎至200目干燥后备用,全岩主量元素在X射线荧光光谱仪(AXIOS)上测试,微量元素与稀土元素在电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS-X SeriesⅡ)上进行分析,测试精度优于5%。龙门山前陆盆地三叠纪须家河组泥页岩主量元素(表2)Si O2含量为(72.32%~89.65%,平均80.99%),Al2O3次之(6.48%~13.68%,平均9.95%),(Fe2O3+Mg O)为(3.98%~8.65%,平均4.40%)、Ti O2为(0.18%~0.67%,平均0.41%)含量较低,K2O/Na2O比值高(0.29~3.30,平均1.2),接近被动大陆边缘特征值。ΣREE分布于107.82×10-6~194.21×10-6之间,平均142.98×10-6,球粒陨石标准化配分型式与上地壳极为相似,呈现轻稀土富集、重稀土平坦、中度Eu、Ce负异常特征,特征微量、稀土元素含量及比值,如:Th、La、Ce、Rb/Sr、Th/U、La/Sc,指示了晚三叠世构造背景为被动与活动大陆边缘。3结论实验研究表明,这些泥页岩的脆性分析必须考虑各种与脆性相关的矿物组分,石英和碳酸盐岩矿物在该区域成为研究重点。因此综合研究将(石英+碳酸盐)/(石英+碳酸盐+黏土矿物)归为泥页岩脆度指数。进一步研究得到泥页岩抗压强度与围压、杨氏模量成正相关;体积应变量随杨氏模量减小而增大,随泊松比增加而增加。泥页岩的脆性与其弹性参数和矿物组成关系密切,通过数值模拟和实验测量,弹性参数与矿物成分组合法(EP&MC Method),更加全面真实的反映了岩石的脆性特征。研究还论证了成分变异指数(ICV)与化学风化指数(CIA)对砂岩脆度及力学性质的影响成逆相关,这两个指数的变化综合趋势表征了岩体的压裂能力的变化。在对龙门山前陆盆地须家河组泥页岩的研究中,成分变异指数对岩体的脆度影响大于化学风化指数的影响,不过仍然有待于进一步研究和发现。该次研究综合表明龙门山前陆盆地泥页岩岩体有较好的脆性特征以及力学可压裂特征。有利于原生孔隙的发育以及后期人工压裂的实施。为潜力较大的优质储层。