页岩受载变形特性及矿物组分对岩石脆性影响实验

刘国军^1,2，鲜学福^1,2，周军平^1,2，张良^1,2，刘启力^1,2，张树文^1,2

1. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室2. 重庆大学资源及环境科学学院

摘 要：在页岩气开采中,脆性不仅直接影响页岩的压裂效果和井壁的稳定性,也是储层甜点评价的重要指标。结合页岩的受载变形特性（应力-应变曲线）及其矿物组分对页岩脆性的变化规律进行了分析,并对采用3种不同指标得到的页岩脆性系数进行了比较。页岩的应力-应变曲线通过单轴和常规三轴压缩实验获取,页岩矿物组分采用XRD,XRF技术进行测定。结果表明:页岩脆性系数均随围压增大而减小,围压越大,破裂面越少,并呈现出由脆性向延性转变的趋势;脆性矿物含量越高,脆度越高。在进行储层压裂层位选择以及可压性评价的时候,要综合考虑现场地应力状态以及矿物组分的影响。脆性系数B₃与B₁的相关性更好,与北美普遍采用石英组分进行脆性系数评价相比,对于矿物组分复杂的我国南方古生界页岩,宜采用石英、方解石、白云石作为脆性矿物组分进行页岩脆性评价。

关键词：岩石力学;脆性系数;应力-应变曲线;矿物脆性;页岩气;