基于能量平衡的新脆性指标与页岩失效机制分析

为了建立表征深部页岩气储层的脆性指标,基于能量平衡理论,考虑岩石系统对外界能量的转化率以及径向膨胀对其脆性特征的影响,提出一种新的脆性评价方法。该评价方法从3个方面定量表征岩石的脆性特征:岩石失效速率(BI_(1))、峰后失稳度(BI_(2))和峰前塑性屈服度(BI_(3)),并根据地层信息进行一系列三轴压缩试验进行验证。结果表明:页岩的脆性特征随地层水平(围压、温度)的升高不断衰减;与现有脆性指标相比,新脆性指标可以更好地描述不同试验条件下页岩的脆性特征,特别是高围压(110MPa)和高温度(190℃)条件下页岩的脆性评价;从强度成分分析页岩的脆性失效机制,页岩强度包络线体现出双线性特征;通过建立宏观断裂模式、脆性特征以及临界主应力比之间的相关性,量化页岩宏观断裂形态临界条件;损伤度通过提高峰前塑性屈服度和弹性能贡献率,降低了页岩的脆性指标。