海陆过渡相不同页岩岩相的岩石力学特性及能量演化特征

针对海陆过渡相不同页岩岩相岩石力学特性及能量演化特征认识不足的问题,以鄂尔多斯盆地东缘二叠系山西组山₂³亚段井下岩样为研究对象,开展了系列实验研究。结果表明:不同页岩岩相的力学特性差异较大,在单轴压缩实验下,硅质页岩相、黏土质页岩相抗压强度平均值分别为58.5、17.9 MPa;在单轴压缩条件下不同页岩岩相均有较强的脆性且为劈裂破坏,随围压增大,塑性增强且转变为剪切破坏,硅质页岩相破坏最严重;不同页岩岩相在峰值强度点处的能量参数有较大差异且受围压的影响程度不同,单轴压缩条件下硅质页岩相、黏土质页岩相、混合质页岩相的平均总能量分别为0.071、0.016、0.044 J/cm³。研究成果对海陆过渡相页岩储层井壁稳定和压裂优化研究具有一定的参考意义。     

致密储层压裂缝扩展规律与可压裂性评价

以准噶尔盆地玛湖凹陷风城组致密储层为研究对象,利用真实破裂过程数值模拟平台RFPA软件,研究压裂过程中致密储层井周裂缝的扩展和延伸规律。在此基础上,研究了岩石力学特性以及水平主应力差对地层井周裂缝延伸规律的影响,并利用灰色关联法定量分析各因素对压裂效果的影响程度,以及结合层次分析法构建储层的可压裂性评价模型。结果表明：水平主应力差越大,压裂缝延伸的方向性越明显,地层起裂压力越低,裂缝延伸距离越大;随着抗压强度、抗张强度和弹性模量的增大,地层起裂压力越高,裂缝延伸距离越小,而随着泊松比的增大,地层起裂压力越低,裂缝延伸距离越大;基于灰色关联法,明确了影响压裂效果的因素由高到低排序依次为水平应力差>弹性模量>抗张强度>单轴抗压强度>泊松比;利用层次分析法构建了综合考虑水平应力差、弹性模量、抗张强度及单轴抗压强度等因素影响的储层可压裂性指数计算模型,其与无因次压裂缝缝长、面积均呈较好的正相关性;结合已压裂井试油资料,储层可压裂性指数也与采油强度呈良好的正相关性。