頁巖氣儲層可壓性巖石物理表征研究

　　研究本文在脆性預(yù)測與地應(yīng)力預(yù)測結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過綜合解釋完成了四川盆地焦石壩地區(qū)的可壓性預(yù)測研究，豐富了現(xiàn)有復(fù)雜頁巖氣儲層可壓性綜合預(yù)測方法。

1 巖石脆性表征巖石的脆性是當(dāng)巖石受力達(dá)到某個極限值時突然破裂（在破裂前發(fā)生很小的塑性變形），破裂時全部以彈性能量的形式釋放出來的一種性質(zhì)。一般采用脆性系數(shù)（或脆性指數(shù)）來描述巖石脆性的強(qiáng)弱。大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)，巖石脆性系數(shù)B可以根據(jù)巖石力學(xué)彈性參數(shù)法和巖石礦物組分法確定。

1.1 巖石力學(xué)彈性參數(shù)法如何利用巖石物理力學(xué)參數(shù)之間的統(tǒng)計關(guān)系預(yù)測脆性特征，是目前許多石油公司、科研機(jī)構(gòu)試圖解決的問題。目前多采用楊氏模量和泊松比來計算巖石脆性，認(rèn)為彈性模量和泊松比可以較好地反映巖石在應(yīng)力作用和微裂縫形成時的破壞能力。巖石產(chǎn)生裂縫后，泊松比可以反映應(yīng)力的變化，彈性模量反映維持裂縫擴(kuò)展的能力。

2 頁巖脆性測井表征選取焦石壩地區(qū)4口進(jìn)行了橫波測井的直井，根據(jù)橫波測井資料，將所建立的脆性評價對焦石壩地區(qū)焦頁1-焦頁4井進(jìn)行應(yīng)用。圖2a～圖2d分別是焦石壩地區(qū)4口井的龍馬溪組頁巖楊氏模量與泊松比的交會圖，建立的脆性評價標(biāo)準(zhǔn)與測井分析的結(jié)果符合程度很好。綜合研究，焦石壩地區(qū)龍馬溪組優(yōu)質(zhì)頁巖脆性的定量評價標(biāo)準(zhǔn)為：楊氏模量E在25GPa-55GPa與泊松比σ在0.15-0.26，粘土含量在20%-40%區(qū)間。

3 脆性解釋圖版制作按照楊氏模量與泊松比歸一化的組合形式，脆性越高則意味著楊氏模量的值較大，同時泊松比（速度比）較低。因為頁巖孔隙度很小，對彈性模量以及泊松比（速度比）的影響主要來自于礦物組分。頁巖儲層的石英含量高，同時粘土與碳酸鈣等高速度比礦物含量較少，造成巖石表現(xiàn)為較高楊氏模量及相對較低的泊松比或速度比（圖3），因此頁巖儲層具有相對較好的脆性。

4 結(jié)論①以巖石脆性和地應(yīng)力參數(shù)為核心的可壓性預(yù)測技術(shù)可在頁巖氣的開發(fā)方案部署、降低水力壓裂風(fēng)險等方面發(fā)揮重要的作用；②通過基于實驗分析的頁巖脆性敏感參數(shù)分析，建立了焦石壩頁巖脆性有利區(qū)的評價標(biāo)準(zhǔn)。