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致密碎屑岩储层岩石破裂特征及脆性评价方法

作者: 王升 [1] 柳波 [2] 付晓飞 [2] 赵万春 [2]

关键词: 脆性指数 三轴压缩实验 围压 岩石破裂 致密储层 致密油

摘要:研究致密碎屑岩储层岩石破裂特征及脆性评价方法对致密油压裂优化设计具有重要意义.文章以辽河盆地沙河街组致密碎屑岩储层为例,开展了不同岩性岩石的三轴压缩实验,分析了宏观破裂行为和压后岩石显微裂缝的发育类型,通过对比常规的弹性参数法和矿物组分法等脆性评价方法,建立了基于三轴压缩破裂过程中能量守恒的新脆性评价方法.实验表明,岩石破裂特征受控于岩石脆性和岩石所处的围压条件.一方面,脆性较强的岩石主要发育穿晶张裂缝,随着脆性程度减弱,裂缝数量逐渐减少,类型则以晶内裂缝为主;另一方面,随着围压增加,压裂后岩石内部微裂缝类型从穿粒张裂缝向晶内裂缝过渡,说明围压极大地抑制了微裂缝的扩展.传统弹性参数法表征的脆性结果与实验描述的脆性破裂特征相反(即脆性指数高,而岩石破裂程度差),而矿物组分法不能描述不同围压下岩石的脆性程度.本文提出的新脆性评价方法,可以连续地描述岩石从超脆性到韧性变形的力学演化过程,脆性指数不仅与峰前的杨氏模量有关,而且还与峰后应力降梯度(软化模量)有关.利用该方法表征了不同围压下致密砂岩脆性程度,其结果与实验描述岩石脆性破裂特征相符合,证实了方法的可行性.


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