页岩储层脆性影响因素分析

社会经济的发展对能源需求越来越大,在北美页岩气开发成功的背景下,我国把页岩气的勘探开发纳入了十二五规划。北美生产实践以及国内页岩气的勘探均表明,页岩气是一种以吸附态和游离态存在的天然气,赋存极为分散；同时页岩储层的孔隙度和渗透率极低,需要压裂改造才能进行商业开采。岩层储层的脆性评价是页岩储层压裂改造前的重要评价内容之一。 长期以来学者对岩石的脆性评价提出了多种不同的方法,这些方法大多基于冲击试验、强度试验、应力—应变曲线试验,相关的研究成果比较丰硕。在页岩气勘探开发方面我国尚处于起步阶段,相关的研究较少；北美的页岩气开发技术虽然比较成熟,但是关于页岩力学性质、矿物组成与脆性评价方面的研究尚未有系统报道。 本文在调研前人研究成果的基础上,对页岩储层脆性评价进行了以下几个方面的相关研究： (1)分析了页岩储层的特性。页岩储层具有低孔隙度、低渗透率的特点,体积压裂是最好的增产措施。在页岩储层的评价中,用脆性来表征页岩储层形成网状裂缝、提高改造体积的能力。 (2)分析了影响页岩储层脆性的因素。页岩储层脆性的主要影响因素包括矿物组成、页岩力学性质、裂缝发育程度以及地应力环境。 (3)讨论了不同矿物对力学脆性指数的影响大小。结果显示粘土矿物对脆性影响权重最大,石英矿物次之,碳酸盐岩矿物最小。石英含量与弹性模量呈正相关关系,与泊松比呈负相关关系；粘土则与石英相反。 (4)分析了围压对页岩力学性质的影响,同时分析了地应力对岩石破坏模式、裂缝形成的影响。认为围压对页岩的抗压强度、破坏峰值应变、弹性模量都具有明显的正相关关系。围压增大时,页岩的力学脆性指数会增大。