基于应力应变曲线的页岩脆性指标分析

作者：桑峰军; 程汉列^*; 张晓燕; 杨国平; 赵建锋; 符彩云; 张冲

来源：河南理工大学学报(自然科学版), 2021, 40(05): 63-70.

DOI：10.16186/j.cnki.1673-9787.2020010065

• 龙马溪组页岩
• 脆性指标
• 单三轴压缩试验
• 力学参数
• 应力应变曲线
• 各向异性

页岩脆性是评价页岩气储层是否可压的一个重要指标,是储层能否实现商业开采的关键。以南方海相龙马溪组富有机质页岩为研究对象,开展了单三轴压缩试验,依据岩石应力应变曲线建立新的脆性评价指标,并进行验证,在此基础上研究了页岩的脆性各向异性特征,结果表明:提出的脆性指标可以较好地反映页岩的脆性特征,标准化系数分别取λ=0.4和η=0.6时效果最好;南方海相龙马溪组页岩储层具有较强的脆性特征,可将其划分为高可压性储层;页岩的脆性指标随着围压增加逐渐降低,降低的速率逐渐减小;页岩的应力应变曲线5个阶段比较明显,随着围压增加,压密阶段逐渐缩短,屈服阶段逐渐变长,残余强度随着围压几乎线性增加;随着围压增加,页岩的峰值强度、弹性模量和软化模量都表现出明显的增加趋势,增幅分别为105.17%,71.74%和97.75%;页岩的脆性指标随着层理倾角增加先减小后增加,表现出"U"形变化规律,在层理倾角θ=0°时取得最大值,θ=30°时取得最小值,各向异性系数高达1.991,具有明显的各向异性特征。