2012, 40(1): 92-97.
DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.01.019
油井出水后会造成油井出砂、井底流压增大、自喷井停喷、井下设备被腐蚀,甚至造成严重的油井故障。国内外已研制开发的选择性堵水剂存在选择性不够理想、成本较高等不足,推广应用受到限制。采用水溶液聚合反应,在阳离子、阴离子及非离子单体的三元共聚物中引入有机硅活性官能团,合成了一种新型有机硅吸水膨胀型选择性堵水剂,其配方为:40 mL水+6.2 g丙烯酰胺+5.0 g甲基硅酸+4.2 g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸+1.0 g四甲基氯化铵+0.03 g硅偶联剂GL-1+0.10 g硅偶联剂GL-2+0.025 g K2S2O8+0.05 g NaHSO3;合成条件是在60 ℃下反应8 h。性能评价试验结果表明:新型选择性堵水剂对油水具有很好的选堵性,堵水率在95%以上,堵油率低于10%;可选择封堵高渗透大孔道及出水层位,对低渗透油层损害小;具有较高的封堵强度,水的突破压力梯度大于10 MPa/m,满足油井现场堵水作业的工程要求。
摘要：
油井出水后会造成油井出砂、井底流压增大、自喷井停喷、井下设备被腐蚀,甚至造成严重的油井故障。国内外已研制开发的选择性堵水剂存在选择性不够理想、成本较高等不足,推广应用受到限制。采用水溶液聚合反应,在阳离子、阴离子及非离子单体的三元共聚物中引入有机硅活性官能团,合成了一种新型有机硅吸水膨胀型选择性堵水剂,其配方为:40 mL水+6.2 g丙烯酰胺+5.0 g甲基硅酸+4.2 g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸+1.0 g四甲基氯化铵+0.03 g硅偶联剂GL-1+0.10 g硅偶联剂GL-2+0.025 g K2S2O8+0.05 g NaHSO3;合成条件是在60 ℃下反应8 h。性能评价试验结果表明:新型选择性堵水剂对油水具有很好的选堵性,堵水率在95%以上,堵油率低于10%;可选择封堵高渗透大孔道及出水层位,对低渗透油层损害小;具有较高的封堵强度,水的突破压力梯度大于10 MPa/m,满足油井现场堵水作业的工程要求。
油井出水后会造成油井出砂、井底流压增大、自喷井停喷、井下设备被腐蚀,甚至造成严重的油井故障。国内外已研制开发的选择性堵水剂存在选择性不够理想、成本较高等不足,推广应用受到限制。采用水溶液聚合反应,在阳离子、阴离子及非离子单体的三元共聚物中引入有机硅活性官能团,合成了一种新型有机硅吸水膨胀型选择性堵水剂,其配方为:40 mL水+6.2 g丙烯酰胺+5.0 g甲基硅酸+4.2 g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸+1.0 g四甲基氯化铵+0.03 g硅偶联剂GL-1+0.10 g硅偶联剂GL-2+0.025 g K2S2O8+0.05 g NaHSO3;合成条件是在60 ℃下反应8 h。性能评价试验结果表明:新型选择性堵水剂对油水具有很好的选堵性,堵水率在95%以上,堵油率低于10%;可选择封堵高渗透大孔道及出水层位,对低渗透油层损害小;具有较高的封堵强度,水的突破压力梯度大于10 MPa/m,满足油井现场堵水作业的工程要求。
2012, 40(4): 7-12.
DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.04.002
页岩气藏的特异性显著。新的页岩气井压裂改造前要进行室内实验,根据实验结果了解气藏特征,提高开发策略的针对性。采用室内实验和理论分析相结合的方法,对中国和北美主要页岩气储层进行了矿物组成、力学参数、微观成像研究,推导出了适用于页岩压裂的闭合压力和缝宽计算方法,计算了埋藏条件下的页岩脆性指数、闭合压力和缝宽,提出了压裂液体系、黏度、排量和支撑剂类型的优选原则,利用黑色页岩进行了室内模拟压裂。结果表明,岩心分析技术能够为压裂工艺参数优选提供必要支撑,龙马溪组页岩的力学特性与Haynesville页岩较为相似,低黏度、大排量压裂时产生的裂缝网络更加复杂。实例计算表明,根据室内分析方法计算的压裂工艺参数具有较强的实用性,能够提高压裂的效果。
摘要：
页岩气藏的特异性显著。新的页岩气井压裂改造前要进行室内实验,根据实验结果了解气藏特征,提高开发策略的针对性。采用室内实验和理论分析相结合的方法,对中国和北美主要页岩气储层进行了矿物组成、力学参数、微观成像研究,推导出了适用于页岩压裂的闭合压力和缝宽计算方法,计算了埋藏条件下的页岩脆性指数、闭合压力和缝宽,提出了压裂液体系、黏度、排量和支撑剂类型的优选原则,利用黑色页岩进行了室内模拟压裂。结果表明,岩心分析技术能够为压裂工艺参数优选提供必要支撑,龙马溪组页岩的力学特性与Haynesville页岩较为相似,低黏度、大排量压裂时产生的裂缝网络更加复杂。实例计算表明,根据室内分析方法计算的压裂工艺参数具有较强的实用性,能够提高压裂的效果。
页岩气藏的特异性显著。新的页岩气井压裂改造前要进行室内实验,根据实验结果了解气藏特征,提高开发策略的针对性。采用室内实验和理论分析相结合的方法,对中国和北美主要页岩气储层进行了矿物组成、力学参数、微观成像研究,推导出了适用于页岩压裂的闭合压力和缝宽计算方法,计算了埋藏条件下的页岩脆性指数、闭合压力和缝宽,提出了压裂液体系、黏度、排量和支撑剂类型的优选原则,利用黑色页岩进行了室内模拟压裂。结果表明,岩心分析技术能够为压裂工艺参数优选提供必要支撑,龙马溪组页岩的力学特性与Haynesville页岩较为相似,低黏度、大排量压裂时产生的裂缝网络更加复杂。实例计算表明,根据室内分析方法计算的压裂工艺参数具有较强的实用性,能够提高压裂的效果。
2012, 40(4): 13-16.
DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.04.003
页岩钻井中井壁失稳是制约页岩气大规模开发的关键技术难题。阐述了页岩井壁稳定技术现状和存在的问题,借助固体力学、断裂力学和界面化学理论,建立了介质润湿特性控制的裂缝扩展模型,提出了基于润湿理论的页岩井壁稳定评价方法。研究结果表明,页岩地层钻井时水基钻井液应减小钻井液界面张力和增大钻井液与岩石的润湿角;油基钻井液应减小钻井液界面张力和润湿角,从而强化井壁围岩强度、防止页岩井壁发生垮塌。页岩地层井壁稳定性尺度效应明显,不同尺度条件下井壁围岩裂缝扩展机制各异。探索不同尺度条件下页岩井壁围岩失稳机制,对页岩气井钻井液设计具有重要的意义。
摘要：
页岩钻井中井壁失稳是制约页岩气大规模开发的关键技术难题。阐述了页岩井壁稳定技术现状和存在的问题,借助固体力学、断裂力学和界面化学理论,建立了介质润湿特性控制的裂缝扩展模型,提出了基于润湿理论的页岩井壁稳定评价方法。研究结果表明,页岩地层钻井时水基钻井液应减小钻井液界面张力和增大钻井液与岩石的润湿角;油基钻井液应减小钻井液界面张力和润湿角,从而强化井壁围岩强度、防止页岩井壁发生垮塌。页岩地层井壁稳定性尺度效应明显,不同尺度条件下井壁围岩裂缝扩展机制各异。探索不同尺度条件下页岩井壁围岩失稳机制,对页岩气井钻井液设计具有重要的意义。
页岩钻井中井壁失稳是制约页岩气大规模开发的关键技术难题。阐述了页岩井壁稳定技术现状和存在的问题,借助固体力学、断裂力学和界面化学理论,建立了介质润湿特性控制的裂缝扩展模型,提出了基于润湿理论的页岩井壁稳定评价方法。研究结果表明,页岩地层钻井时水基钻井液应减小钻井液界面张力和增大钻井液与岩石的润湿角;油基钻井液应减小钻井液界面张力和润湿角,从而强化井壁围岩强度、防止页岩井壁发生垮塌。页岩地层井壁稳定性尺度效应明显,不同尺度条件下井壁围岩裂缝扩展机制各异。探索不同尺度条件下页岩井壁围岩失稳机制,对页岩气井钻井液设计具有重要的意义。
2012, 40(4): 17-22.
DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2012.04.004
页岩气储层的岩石力学特性对开发影响极大,进行页岩破坏机理、力学特性和脆性评价方面的研究,可以为页岩气钻井和压裂设计工作提供技术支撑。采用室内试验和测井分析相结合的方法,在黑色页岩力学特性研究的基础上,分析了其脆性破坏特征及影响因素,提出了一种利用岩石弹性参数和矿物组成综合评价页岩脆性的方法,并介绍了利用测井资料计算单井脆性剖面的流程。研究表明,页岩普遍具有脆性破坏的特征,破坏类型与页岩种类、取心深度、取心方位和加载条件相关,低围压下标准试样以劈裂式破坏为主,全应力应变曲线经历极短的塑性屈服阶段即发生破坏,高围压时多出现双剪式和单剪式破坏,页岩的脆性与试样的弹性参数和矿物组成关系密切。实例分析表明,脆性特征影响压裂效果,与压裂造缝能力和产气情况吻合良好。综合脆性评价既是储层岩石力学特性分析的重要内容,也是压裂选层的重要依据。
摘要：
页岩气储层的岩石力学特性对开发影响极大,进行页岩破坏机理、力学特性和脆性评价方面的研究,可以为页岩气钻井和压裂设计工作提供技术支撑。采用室内试验和测井分析相结合的方法,在黑色页岩力学特性研究的基础上,分析了其脆性破坏特征及影响因素,提出了一种利用岩石弹性参数和矿物组成综合评价页岩脆性的方法,并介绍了利用测井资料计算单井脆性剖面的流程。研究表明,页岩普遍具有脆性破坏的特征,破坏类型与页岩种类、取心深度、取心方位和加载条件相关,低围压下标准试样以劈裂式破坏为主,全应力应变曲线经历极短的塑性屈服阶段即发生破坏,高围压时多出现双剪式和单剪式破坏,页岩的脆性与试样的弹性参数和矿物组成关系密切。实例分析表明,脆性特征影响压裂效果,与压裂造缝能力和产气情况吻合良好。综合脆性评价既是储层岩石力学特性分析的重要内容,也是压裂选层的重要依据。
页岩气储层的岩石力学特性对开发影响极大,进行页岩破坏机理、力学特性和脆性评价方面的研究,可以为页岩气钻井和压裂设计工作提供技术支撑。采用室内试验和测井分析相结合的方法,在黑色页岩力学特性研究的基础上,分析了其脆性破坏特征及影响因素,提出了一种利用岩石弹性参数和矿物组成综合评价页岩脆性的方法,并介绍了利用测井资料计算单井脆性剖面的流程。研究表明,页岩普遍具有脆性破坏的特征,破坏类型与页岩种类、取心深度、取心方位和加载条件相关,低围压下标准试样以劈裂式破坏为主,全应力应变曲线经历极短的塑性屈服阶段即发生破坏,高围压时多出现双剪式和单剪式破坏,页岩的脆性与试样的弹性参数和矿物组成关系密切。实例分析表明,脆性特征影响压裂效果,与压裂造缝能力和产气情况吻合良好。综合脆性评价既是储层岩石力学特性分析的重要内容,也是压裂选层的重要依据。
2014, 42(2): 23-27.
DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.02.005
目前已经可以利用试验方法解释纵波速度在砂泥岩与碳酸盐岩异常高压地层的变化特征，但机理研究还处于探索阶段。基于Biot理论，建立了纵波速度方程，分析了纵波速度的主要组成；探讨了影响纵波速度变化的主要因素，解释了异常高压地层的纵波速度变化特征。研究结果表明，在异常高压地层，砂泥岩的骨架体积弹性模量大幅变小，基质型碳酸盐岩的骨架体积弹性模量几乎不变，裂缝性碳酸盐岩的骨架体积弹性模量小幅变小。研究表明，骨架体积弹性模量决定了砂泥岩与碳酸盐岩地层异常高压的纵波速度变化特征，可以根据骨架纵波速度分析饱和流体岩石的纵波速度变化趋势。
摘要：
目前已经可以利用试验方法解释纵波速度在砂泥岩与碳酸盐岩异常高压地层的变化特征，但机理研究还处于探索阶段。基于Biot理论，建立了纵波速度方程，分析了纵波速度的主要组成；探讨了影响纵波速度变化的主要因素，解释了异常高压地层的纵波速度变化特征。研究结果表明，在异常高压地层，砂泥岩的骨架体积弹性模量大幅变小，基质型碳酸盐岩的骨架体积弹性模量几乎不变，裂缝性碳酸盐岩的骨架体积弹性模量小幅变小。研究表明，骨架体积弹性模量决定了砂泥岩与碳酸盐岩地层异常高压的纵波速度变化特征，可以根据骨架纵波速度分析饱和流体岩石的纵波速度变化趋势。
目前已经可以利用试验方法解释纵波速度在砂泥岩与碳酸盐岩异常高压地层的变化特征，但机理研究还处于探索阶段。基于Biot理论，建立了纵波速度方程，分析了纵波速度的主要组成；探讨了影响纵波速度变化的主要因素，解释了异常高压地层的纵波速度变化特征。研究结果表明，在异常高压地层，砂泥岩的骨架体积弹性模量大幅变小，基质型碳酸盐岩的骨架体积弹性模量几乎不变，裂缝性碳酸盐岩的骨架体积弹性模量小幅变小。研究表明，骨架体积弹性模量决定了砂泥岩与碳酸盐岩地层异常高压的纵波速度变化特征，可以根据骨架纵波速度分析饱和流体岩石的纵波速度变化趋势。
2016, 44(1): 49-56.
DOI: 10.11911/syztjs.201601010
对于裂缝性地层中发生的井漏问题,通常采用堵漏材料承压封堵阻止裂缝扩大,但到目前为止对裂缝止裂条件的影响因素缺乏深入分析,为此,通过分析承压封堵后缝内的压力变化,应用叠加原理推导了缝内压力引起的缝尖应力强度因子分量公式,并在此基础上分析了其随不同影响因素的变化规律。分析表明,随着封堵长度增长、钻井液黏度增大或封堵渗透率降低,应力强度因子分量减小,裂缝逐渐满足止裂条件;裂缝长度越长或井内压力越高,应力强度因子分量越大,裂缝越不容易止裂;封堵位置越靠近缝尖处,应力强度因子分量越大,越不利于裂缝止裂。缝内压力引起的缝尖应力强度因子分量与封堵长度、封堵位置均近似满足三次函数关系,与钻井液黏度、井内压力均满足线性函数关系,与封堵渗透率近似满足对数函数关系,与裂缝长度满足幂函数关系。研究认为,承压堵漏过程中,在裂缝长度和井内压力不变或无法控制时,通过优化调整堵漏液配方和钻井液性能可实现裂缝止裂。
摘要：
对于裂缝性地层中发生的井漏问题,通常采用堵漏材料承压封堵阻止裂缝扩大,但到目前为止对裂缝止裂条件的影响因素缺乏深入分析,为此,通过分析承压封堵后缝内的压力变化,应用叠加原理推导了缝内压力引起的缝尖应力强度因子分量公式,并在此基础上分析了其随不同影响因素的变化规律。分析表明,随着封堵长度增长、钻井液黏度增大或封堵渗透率降低,应力强度因子分量减小,裂缝逐渐满足止裂条件;裂缝长度越长或井内压力越高,应力强度因子分量越大,裂缝越不容易止裂;封堵位置越靠近缝尖处,应力强度因子分量越大,越不利于裂缝止裂。缝内压力引起的缝尖应力强度因子分量与封堵长度、封堵位置均近似满足三次函数关系,与钻井液黏度、井内压力均满足线性函数关系,与封堵渗透率近似满足对数函数关系,与裂缝长度满足幂函数关系。研究认为,承压堵漏过程中,在裂缝长度和井内压力不变或无法控制时,通过优化调整堵漏液配方和钻井液性能可实现裂缝止裂。
对于裂缝性地层中发生的井漏问题,通常采用堵漏材料承压封堵阻止裂缝扩大,但到目前为止对裂缝止裂条件的影响因素缺乏深入分析,为此,通过分析承压封堵后缝内的压力变化,应用叠加原理推导了缝内压力引起的缝尖应力强度因子分量公式,并在此基础上分析了其随不同影响因素的变化规律。分析表明,随着封堵长度增长、钻井液黏度增大或封堵渗透率降低,应力强度因子分量减小,裂缝逐渐满足止裂条件;裂缝长度越长或井内压力越高,应力强度因子分量越大,裂缝越不容易止裂;封堵位置越靠近缝尖处,应力强度因子分量越大,越不利于裂缝止裂。缝内压力引起的缝尖应力强度因子分量与封堵长度、封堵位置均近似满足三次函数关系,与钻井液黏度、井内压力均满足线性函数关系,与封堵渗透率近似满足对数函数关系,与裂缝长度满足幂函数关系。研究认为,承压堵漏过程中,在裂缝长度和井内压力不变或无法控制时,通过优化调整堵漏液配方和钻井液性能可实现裂缝止裂。
2016, 44(4): 41-46.
DOI: 10.11911/syztjs.201604008
为研究动载侵入岩石过程中的裂纹演化规律和预测裂纹长度，根据牛顿第二定律及波动理论，建立了岩石在冲击过程中的最大冲击力与冲击速度间的数学模型，结合岩石在静载作用下的载荷与裂纹长度间的关系，建立了岩石在冲击载荷作用下形成裂纹的长度预测模型，并利用离散元数值模拟方法研究了岩石动态破碎过程中裂纹的形成与扩展特征以及冲击速度对裂纹长度的影响规律。分析研究发现，岩石在冲击力作用下形成的裂纹以张性裂纹为主，且径向裂纹向着岩石自由表面扩展，侧向裂纹从损伤区萌生并向岩石内部逐渐扩展；径向裂纹长度和侧向裂纹长度均与冲击速度呈幂函数关系，数值模拟结果与理论模型结果基本吻合；冲击速度由15 m/s增大至35 m/s，岩石的破碎范围和破碎深度逐渐增大，形成的径向裂纹长度从3.47 mm增大到9.03 mm，侧向裂纹长度从7.29 mm增大到14.58 mm。研究结果为研究岩石的动载侵入断裂和动态破碎机理提供了理论依据。
摘要：
为研究动载侵入岩石过程中的裂纹演化规律和预测裂纹长度，根据牛顿第二定律及波动理论，建立了岩石在冲击过程中的最大冲击力与冲击速度间的数学模型，结合岩石在静载作用下的载荷与裂纹长度间的关系，建立了岩石在冲击载荷作用下形成裂纹的长度预测模型，并利用离散元数值模拟方法研究了岩石动态破碎过程中裂纹的形成与扩展特征以及冲击速度对裂纹长度的影响规律。分析研究发现，岩石在冲击力作用下形成的裂纹以张性裂纹为主，且径向裂纹向着岩石自由表面扩展，侧向裂纹从损伤区萌生并向岩石内部逐渐扩展；径向裂纹长度和侧向裂纹长度均与冲击速度呈幂函数关系，数值模拟结果与理论模型结果基本吻合；冲击速度由15 m/s增大至35 m/s，岩石的破碎范围和破碎深度逐渐增大，形成的径向裂纹长度从3.47 mm增大到9.03 mm，侧向裂纹长度从7.29 mm增大到14.58 mm。研究结果为研究岩石的动载侵入断裂和动态破碎机理提供了理论依据。
为研究动载侵入岩石过程中的裂纹演化规律和预测裂纹长度，根据牛顿第二定律及波动理论，建立了岩石在冲击过程中的最大冲击力与冲击速度间的数学模型，结合岩石在静载作用下的载荷与裂纹长度间的关系，建立了岩石在冲击载荷作用下形成裂纹的长度预测模型，并利用离散元数值模拟方法研究了岩石动态破碎过程中裂纹的形成与扩展特征以及冲击速度对裂纹长度的影响规律。分析研究发现，岩石在冲击力作用下形成的裂纹以张性裂纹为主，且径向裂纹向着岩石自由表面扩展，侧向裂纹从损伤区萌生并向岩石内部逐渐扩展；径向裂纹长度和侧向裂纹长度均与冲击速度呈幂函数关系，数值模拟结果与理论模型结果基本吻合；冲击速度由15 m/s增大至35 m/s，岩石的破碎范围和破碎深度逐渐增大，形成的径向裂纹长度从3.47 mm增大到9.03 mm，侧向裂纹长度从7.29 mm增大到14.58 mm。研究结果为研究岩石的动载侵入断裂和动态破碎机理提供了理论依据。
2014, 42(2): 37-40.
DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2014.02.008
页岩的破坏有劈裂式、单剪切式、双剪切式等3种模式，而目前常用于预测井壁坍塌压力的Mohr-Coulomb准则仅适用于发生单剪切式破坏的井壁。针对该问题，首先基于最小耗散能原理和损伤力学，建立了包括页岩损伤演化方程、损伤阈值应变计算式、极限损伤变量计算式的页岩损伤力学模型；然后，以具有代表性的塔里木盆地群库恰克地区页岩地层标准岩心为研究对象，进行了常三轴抗压室内试验，并将试验得到的应力-应变曲线与理论曲线进行了对比分析，发现吻合较好；最后，将理论模型与室内试验结果相结合，研究了应变能密度与岩石破坏时应变、损伤阈值应变之间的关系曲线，并确定出维持井壁稳定的最低钻井液密度。分析认为，利用该种维持井壁稳定最低钻井液密度的确定方法，可以确定页岩地层的井壁坍塌压力。
摘要：
页岩的破坏有劈裂式、单剪切式、双剪切式等3种模式，而目前常用于预测井壁坍塌压力的Mohr-Coulomb准则仅适用于发生单剪切式破坏的井壁。针对该问题，首先基于最小耗散能原理和损伤力学，建立了包括页岩损伤演化方程、损伤阈值应变计算式、极限损伤变量计算式的页岩损伤力学模型；然后，以具有代表性的塔里木盆地群库恰克地区页岩地层标准岩心为研究对象，进行了常三轴抗压室内试验，并将试验得到的应力-应变曲线与理论曲线进行了对比分析，发现吻合较好；最后，将理论模型与室内试验结果相结合，研究了应变能密度与岩石破坏时应变、损伤阈值应变之间的关系曲线，并确定出维持井壁稳定的最低钻井液密度。分析认为，利用该种维持井壁稳定最低钻井液密度的确定方法，可以确定页岩地层的井壁坍塌压力。
页岩的破坏有劈裂式、单剪切式、双剪切式等3种模式，而目前常用于预测井壁坍塌压力的Mohr-Coulomb准则仅适用于发生单剪切式破坏的井壁。针对该问题，首先基于最小耗散能原理和损伤力学，建立了包括页岩损伤演化方程、损伤阈值应变计算式、极限损伤变量计算式的页岩损伤力学模型；然后，以具有代表性的塔里木盆地群库恰克地区页岩地层标准岩心为研究对象，进行了常三轴抗压室内试验，并将试验得到的应力-应变曲线与理论曲线进行了对比分析，发现吻合较好；最后，将理论模型与室内试验结果相结合，研究了应变能密度与岩石破坏时应变、损伤阈值应变之间的关系曲线，并确定出维持井壁稳定的最低钻井液密度。分析认为，利用该种维持井壁稳定最低钻井液密度的确定方法，可以确定页岩地层的井壁坍塌压力。
2014, 42(5): 80-84.
DOI: 10.11911/syztjs.201405014
在已钻井资料较少的情况下，合理、高效、低成本地预测岩石可钻性在地层空间的分布对钻井工作十分重要。分析了单一测井、录井及地震资料预测方法的不足，提出了预测三维空间岩石可钻性的新方法，即利用测井约束地震反演技术对三维地震数据进行反演，生成全频带高分辨率的岩石纵波速度体，通过室内微钻头岩心可钻性试验，建立了考虑岩石声波时差与密度属性的可钻性预测模型，并据此开发了三维岩石可钻性预测软件。在吐哈盆地某区块两口井进行的实例分析表明，可钻性平均误差约10%，研究区块牙轮钻头对应的岩石可钻性级值约2.8~6.3，PDC钻头对应的岩石可钻性级值约2.0~5.0；软件三维显示结果表明，局部地层存在异常高可钻性级值带，与钻井资料显示该地层存在砾岩层结论相符。该区块PDC钻头的三维空间地层岩石可钻性整体优于牙轮钻头对应的可钻性。研究表明：建立的岩石可钻性预测模型同时考虑了岩石声波与密度属性，能合理预测岩石可钻性，反映不同类型钻头的可钻性差异；新方法能较真实地反映出岩石可钻性的三维空间分布情况，可为制定钻井提速方案提供参考。
摘要：
在已钻井资料较少的情况下，合理、高效、低成本地预测岩石可钻性在地层空间的分布对钻井工作十分重要。分析了单一测井、录井及地震资料预测方法的不足，提出了预测三维空间岩石可钻性的新方法，即利用测井约束地震反演技术对三维地震数据进行反演，生成全频带高分辨率的岩石纵波速度体，通过室内微钻头岩心可钻性试验，建立了考虑岩石声波时差与密度属性的可钻性预测模型，并据此开发了三维岩石可钻性预测软件。在吐哈盆地某区块两口井进行的实例分析表明，可钻性平均误差约10%，研究区块牙轮钻头对应的岩石可钻性级值约2.8~6.3，PDC钻头对应的岩石可钻性级值约2.0~5.0；软件三维显示结果表明，局部地层存在异常高可钻性级值带，与钻井资料显示该地层存在砾岩层结论相符。该区块PDC钻头的三维空间地层岩石可钻性整体优于牙轮钻头对应的可钻性。研究表明：建立的岩石可钻性预测模型同时考虑了岩石声波与密度属性，能合理预测岩石可钻性，反映不同类型钻头的可钻性差异；新方法能较真实地反映出岩石可钻性的三维空间分布情况，可为制定钻井提速方案提供参考。
在已钻井资料较少的情况下，合理、高效、低成本地预测岩石可钻性在地层空间的分布对钻井工作十分重要。分析了单一测井、录井及地震资料预测方法的不足，提出了预测三维空间岩石可钻性的新方法，即利用测井约束地震反演技术对三维地震数据进行反演，生成全频带高分辨率的岩石纵波速度体，通过室内微钻头岩心可钻性试验，建立了考虑岩石声波时差与密度属性的可钻性预测模型，并据此开发了三维岩石可钻性预测软件。在吐哈盆地某区块两口井进行的实例分析表明，可钻性平均误差约10%，研究区块牙轮钻头对应的岩石可钻性级值约2.8~6.3，PDC钻头对应的岩石可钻性级值约2.0~5.0；软件三维显示结果表明，局部地层存在异常高可钻性级值带，与钻井资料显示该地层存在砾岩层结论相符。该区块PDC钻头的三维空间地层岩石可钻性整体优于牙轮钻头对应的可钻性。研究表明：建立的岩石可钻性预测模型同时考虑了岩石声波与密度属性，能合理预测岩石可钻性，反映不同类型钻头的可钻性差异；新方法能较真实地反映出岩石可钻性的三维空间分布情况，可为制定钻井提速方案提供参考。
2015, 43(5): 7-14.
DOI: 10.11911/syztjs.201505002
为更好地指导我国页岩气资源高效开发,在概述我国页岩气资源和开采现状的基础上,从地质特征预测、安全快速钻井、环保高效开采等方面系统总结了我国页岩气开采面临的工程地质难题,指出页岩非线性工程地质力学特征与预测理论、多重耦合下的页岩油气安全优质钻井理论、页岩地层动态随机裂缝控制机理与无水压裂技术、页岩油气多尺度渗流特征与开采理论等是需要重点解决的关键理论问题,钻采过程中页岩储层物理力学化学特征演化规律与数学表征,多场耦合条件下非连续页岩与钻井完井流体作用机理,页岩地层动态随机裂缝控制、长效导流机制与无水压裂技术,页岩微纳尺度吸附/解吸机制、尺度升级及多场耦合的多相渗流理论等是亟需解决的关键前沿理论问题,并针对各前沿关键力学问题综述了研究进展和发展趋势,对促进我国页岩油气的科学、有效开发具有一定的借鉴作用。
摘要：
为更好地指导我国页岩气资源高效开发,在概述我国页岩气资源和开采现状的基础上,从地质特征预测、安全快速钻井、环保高效开采等方面系统总结了我国页岩气开采面临的工程地质难题,指出页岩非线性工程地质力学特征与预测理论、多重耦合下的页岩油气安全优质钻井理论、页岩地层动态随机裂缝控制机理与无水压裂技术、页岩油气多尺度渗流特征与开采理论等是需要重点解决的关键理论问题,钻采过程中页岩储层物理力学化学特征演化规律与数学表征,多场耦合条件下非连续页岩与钻井完井流体作用机理,页岩地层动态随机裂缝控制、长效导流机制与无水压裂技术,页岩微纳尺度吸附/解吸机制、尺度升级及多场耦合的多相渗流理论等是亟需解决的关键前沿理论问题,并针对各前沿关键力学问题综述了研究进展和发展趋势,对促进我国页岩油气的科学、有效开发具有一定的借鉴作用。
为更好地指导我国页岩气资源高效开发,在概述我国页岩气资源和开采现状的基础上,从地质特征预测、安全快速钻井、环保高效开采等方面系统总结了我国页岩气开采面临的工程地质难题,指出页岩非线性工程地质力学特征与预测理论、多重耦合下的页岩油气安全优质钻井理论、页岩地层动态随机裂缝控制机理与无水压裂技术、页岩油气多尺度渗流特征与开采理论等是需要重点解决的关键理论问题,钻采过程中页岩储层物理力学化学特征演化规律与数学表征,多场耦合条件下非连续页岩与钻井完井流体作用机理,页岩地层动态随机裂缝控制、长效导流机制与无水压裂技术,页岩微纳尺度吸附/解吸机制、尺度升级及多场耦合的多相渗流理论等是亟需解决的关键前沿理论问题,并针对各前沿关键力学问题综述了研究进展和发展趋势,对促进我国页岩油气的科学、有效开发具有一定的借鉴作用。
2016, 44(3): 27-32.
DOI: 10.11911/syztjs.201603005
为了研究冲击钻井中岩石破碎的难易程度及动态破碎规律,基于固有缺陷的损伤原理,建立了岩石动态破裂强度、破碎时间和破碎能耗的理论模型,通过砂岩的霍普金森压杆冲击压缩试验分析了其破坏强度、破坏时间及破坏过程中的能量耗散特征。分析研究发现,试验结果与模型计算结果基本吻合,砂岩的动载强度、破碎时间和破碎能耗均与应变率之间呈幂函数关系,随着应变率在60~115 s-1范围内增加,砂岩的动载强度与静载强度相比增大了1.33~1.83倍,破碎时间从84 μs迅速缩短至52 μs,且应变率越大,岩石破坏后的碎块尺度越小、破碎能耗值越大。研究结果可为衡量岩石动力破碎的难易程度及提高冲击破岩效率提供参考。
摘要：
为了研究冲击钻井中岩石破碎的难易程度及动态破碎规律,基于固有缺陷的损伤原理,建立了岩石动态破裂强度、破碎时间和破碎能耗的理论模型,通过砂岩的霍普金森压杆冲击压缩试验分析了其破坏强度、破坏时间及破坏过程中的能量耗散特征。分析研究发现,试验结果与模型计算结果基本吻合,砂岩的动载强度、破碎时间和破碎能耗均与应变率之间呈幂函数关系,随着应变率在60~115 s-1范围内增加,砂岩的动载强度与静载强度相比增大了1.33~1.83倍,破碎时间从84 μs迅速缩短至52 μs,且应变率越大,岩石破坏后的碎块尺度越小、破碎能耗值越大。研究结果可为衡量岩石动力破碎的难易程度及提高冲击破岩效率提供参考。
为了研究冲击钻井中岩石破碎的难易程度及动态破碎规律,基于固有缺陷的损伤原理,建立了岩石动态破裂强度、破碎时间和破碎能耗的理论模型,通过砂岩的霍普金森压杆冲击压缩试验分析了其破坏强度、破坏时间及破坏过程中的能量耗散特征。分析研究发现,试验结果与模型计算结果基本吻合,砂岩的动载强度、破碎时间和破碎能耗均与应变率之间呈幂函数关系,随着应变率在60~115 s-1范围内增加,砂岩的动载强度与静载强度相比增大了1.33~1.83倍,破碎时间从84 μs迅速缩短至52 μs,且应变率越大,岩石破坏后的碎块尺度越小、破碎能耗值越大。研究结果可为衡量岩石动力破碎的难易程度及提高冲击破岩效率提供参考。
2018, 46(1): 55-61.
DOI: 10.11911/syztjs.2018009
页岩气井水泥环的气密封性能至关重要，而水泥环在页岩气井生产过程中所受的载荷复杂，其气密封性必然会受到影响，进而会影响整个井筒的完整性。因此，为了了解水泥环在不同载荷条件下的密封失效形式和各因素的影响规律，在对水泥石进行三轴循环加载试验的基础上，对其渗透率和声发射特性进行监测，研究了水泥石气密封性在不同加载方式下的变化。结果表明：水泥石在加载过程中，有扩容损伤的特性，且渗透率会随着扩容点的出现而迅速升高；循环加卸载峰值高于扩容点应力时，循环加卸载对水泥石的损伤严重，渗透率升高较快，气密封性失效风险明显增大。研究表明，添加增韧材料可以提高水泥石的抗损伤能力，从而提高水泥环的气密封性。
摘要：
页岩气井水泥环的气密封性能至关重要，而水泥环在页岩气井生产过程中所受的载荷复杂，其气密封性必然会受到影响，进而会影响整个井筒的完整性。因此，为了了解水泥环在不同载荷条件下的密封失效形式和各因素的影响规律，在对水泥石进行三轴循环加载试验的基础上，对其渗透率和声发射特性进行监测，研究了水泥石气密封性在不同加载方式下的变化。结果表明：水泥石在加载过程中，有扩容损伤的特性，且渗透率会随着扩容点的出现而迅速升高；循环加卸载峰值高于扩容点应力时，循环加卸载对水泥石的损伤严重，渗透率升高较快，气密封性失效风险明显增大。研究表明，添加增韧材料可以提高水泥石的抗损伤能力，从而提高水泥环的气密封性。
页岩气井水泥环的气密封性能至关重要，而水泥环在页岩气井生产过程中所受的载荷复杂，其气密封性必然会受到影响，进而会影响整个井筒的完整性。因此，为了了解水泥环在不同载荷条件下的密封失效形式和各因素的影响规律，在对水泥石进行三轴循环加载试验的基础上，对其渗透率和声发射特性进行监测，研究了水泥石气密封性在不同加载方式下的变化。结果表明：水泥石在加载过程中，有扩容损伤的特性，且渗透率会随着扩容点的出现而迅速升高；循环加卸载峰值高于扩容点应力时，循环加卸载对水泥石的损伤严重，渗透率升高较快，气密封性失效风险明显增大。研究表明，添加增韧材料可以提高水泥石的抗损伤能力，从而提高水泥环的气密封性。
2013, 41(4): 19-22.
DOI: 10.3969/j.issn.1001-0890.2013.04.005
为了弄清盐膏岩在井下环境下的蠕变规律,对盐膏岩蠕变规律影响机理进行了研究。采用调节盐溶液中含盐量的方法来控制岩样周围环境的相对湿度值,并在相对湿度为35%,65%,95%的条件下,进行围压分别为0,2,5 MPa的三轴短期压缩试验和单轴应力为10 MPa的蠕变试验。相对湿度从35%增加到95%,盐膏岩岩样强度由38.2 MPa降至35.2 MPa;弹性模量和泊松比变化量小。相对湿度为95%时,盐膏岩岩样产生负向的体积应变(膨胀);相对湿度为35%时,盐膏岩岩样产生正向体积应变(收缩)。研究结果表明,盐膏岩的强度对于相对湿度的变化不很敏感;结合Heard模型,利用蠕变激活能可以解释相对湿度对体应变速率的影响;晶体到毛细管空间的水分子相互运移的机械化学机制,可以解释相对湿度对体应变的影响。研究得到盐膏岩井下真实的蠕变规律,为盐膏层安全钻井提供了理论依据。
摘要：
为了弄清盐膏岩在井下环境下的蠕变规律,对盐膏岩蠕变规律影响机理进行了研究。采用调节盐溶液中含盐量的方法来控制岩样周围环境的相对湿度值,并在相对湿度为35%,65%,95%的条件下,进行围压分别为0,2,5 MPa的三轴短期压缩试验和单轴应力为10 MPa的蠕变试验。相对湿度从35%增加到95%,盐膏岩岩样强度由38.2 MPa降至35.2 MPa;弹性模量和泊松比变化量小。相对湿度为95%时,盐膏岩岩样产生负向的体积应变(膨胀);相对湿度为35%时,盐膏岩岩样产生正向体积应变(收缩)。研究结果表明,盐膏岩的强度对于相对湿度的变化不很敏感;结合Heard模型,利用蠕变激活能可以解释相对湿度对体应变速率的影响;晶体到毛细管空间的水分子相互运移的机械化学机制,可以解释相对湿度对体应变的影响。研究得到盐膏岩井下真实的蠕变规律,为盐膏层安全钻井提供了理论依据。
为了弄清盐膏岩在井下环境下的蠕变规律,对盐膏岩蠕变规律影响机理进行了研究。采用调节盐溶液中含盐量的方法来控制岩样周围环境的相对湿度值,并在相对湿度为35%,65%,95%的条件下,进行围压分别为0,2,5 MPa的三轴短期压缩试验和单轴应力为10 MPa的蠕变试验。相对湿度从35%增加到95%,盐膏岩岩样强度由38.2 MPa降至35.2 MPa;弹性模量和泊松比变化量小。相对湿度为95%时,盐膏岩岩样产生负向的体积应变(膨胀);相对湿度为35%时,盐膏岩岩样产生正向体积应变(收缩)。研究结果表明,盐膏岩的强度对于相对湿度的变化不很敏感;结合Heard模型,利用蠕变激活能可以解释相对湿度对体应变速率的影响;晶体到毛细管空间的水分子相互运移的机械化学机制,可以解释相对湿度对体应变的影响。研究得到盐膏岩井下真实的蠕变规律,为盐膏层安全钻井提供了理论依据。
2014, 42(5): 57-61.
DOI: 10.11911/syztjs.201405010
现有碳酸盐岩地层压力检测方法均存在不足，因此，为保证Y油田F地层碳酸盐岩地层的钻井安全，开展了碳酸盐岩地层压力的检测方法研究。基于薄板理论，考虑体积弹性模量的影响，结合碳酸盐岩特征，建立了构造挤压条件下的地层压力地质力学识别模型；通过分析F地层碳酸盐岩的地质构造、异常高压及测井响应特征分布规律，结合排除法研究了异常高压的成因机制；形成的碳酸盐岩地层压力检测方法在Y油田F层进行了实例应用。F层小断层发育，纵波速度在5 500 m/s左右；FU层和FL层的地层压力系数分别约为1.45和1.30；FU层岩石骨架变形量大于FL层，构造挤压是异常高压产生的主要成因机制。应用结果表明，该模型检测值与SFT实测值间的相对误差小于10%；地层压力随构造变形曲率、地层压力系数、弹性模量的增大而增大，随泊松比的增大而减小，且呈线性关系。研究认为，基于薄板理论的碳酸盐岩地层压力检测方法，能够比较准确地检测由构造挤压作用下的碳酸盐岩地层压力。
摘要：
现有碳酸盐岩地层压力检测方法均存在不足，因此，为保证Y油田F地层碳酸盐岩地层的钻井安全，开展了碳酸盐岩地层压力的检测方法研究。基于薄板理论，考虑体积弹性模量的影响，结合碳酸盐岩特征，建立了构造挤压条件下的地层压力地质力学识别模型；通过分析F地层碳酸盐岩的地质构造、异常高压及测井响应特征分布规律，结合排除法研究了异常高压的成因机制；形成的碳酸盐岩地层压力检测方法在Y油田F层进行了实例应用。F层小断层发育，纵波速度在5 500 m/s左右；FU层和FL层的地层压力系数分别约为1.45和1.30；FU层岩石骨架变形量大于FL层，构造挤压是异常高压产生的主要成因机制。应用结果表明，该模型检测值与SFT实测值间的相对误差小于10%；地层压力随构造变形曲率、地层压力系数、弹性模量的增大而增大，随泊松比的增大而减小，且呈线性关系。研究认为，基于薄板理论的碳酸盐岩地层压力检测方法，能够比较准确地检测由构造挤压作用下的碳酸盐岩地层压力。
现有碳酸盐岩地层压力检测方法均存在不足，因此，为保证Y油田F地层碳酸盐岩地层的钻井安全，开展了碳酸盐岩地层压力的检测方法研究。基于薄板理论，考虑体积弹性模量的影响，结合碳酸盐岩特征，建立了构造挤压条件下的地层压力地质力学识别模型；通过分析F地层碳酸盐岩的地质构造、异常高压及测井响应特征分布规律，结合排除法研究了异常高压的成因机制；形成的碳酸盐岩地层压力检测方法在Y油田F层进行了实例应用。F层小断层发育，纵波速度在5 500 m/s左右；FU层和FL层的地层压力系数分别约为1.45和1.30；FU层岩石骨架变形量大于FL层，构造挤压是异常高压产生的主要成因机制。应用结果表明，该模型检测值与SFT实测值间的相对误差小于10%；地层压力随构造变形曲率、地层压力系数、弹性模量的增大而增大，随泊松比的增大而减小，且呈线性关系。研究认为，基于薄板理论的碳酸盐岩地层压力检测方法，能够比较准确地检测由构造挤压作用下的碳酸盐岩地层压力。
2023, 51(5): 66-77.
DOI: 10.11911/syztjs.2023096
传统压裂物理模拟难以仿真深部储层高温高压、复杂地应力和工况环境，在模拟分段细分射孔工艺和实时监测裂缝扩展路径等方面存在一定挑战。系统调研了真三轴压裂物理模拟试验的试样制备、压裂井型和射孔组合、装置原理、相似准则和裂缝监测方式等，探究变排量、交替注液作用模式，穿层压裂缝高延伸机制，缝群压裂竞争扩展和暂堵转向模式；研究厘清了变排量和交替注液在提升缝网改造规模上的差异性，归纳了层状页岩储层水力裂缝缝高穿层主控因素排序，揭示了密切割多段多簇施工模式下裂缝群竞争扩展下的非平面、非对称和非均衡等扩展特征，总结了暂堵后裂缝转向扩展形态，指出“井工厂”立体压裂物理模拟、智能化和数字化为未来研究趋势。采取调整压裂时机、改变射孔参数和优化压裂液性能等措施可以有效控制裂缝扩展路径，能大幅度开启多尺度弱面，增大页岩储层压裂造缝规模。研究结果对深层和超深层页岩储层优化压裂施工参数、提升压裂改造效果具有一定的借鉴作用。
摘要：
传统压裂物理模拟难以仿真深部储层高温高压、复杂地应力和工况环境，在模拟分段细分射孔工艺和实时监测裂缝扩展路径等方面存在一定挑战。系统调研了真三轴压裂物理模拟试验的试样制备、压裂井型和射孔组合、装置原理、相似准则和裂缝监测方式等，探究变排量、交替注液作用模式，穿层压裂缝高延伸机制，缝群压裂竞争扩展和暂堵转向模式；研究厘清了变排量和交替注液在提升缝网改造规模上的差异性，归纳了层状页岩储层水力裂缝缝高穿层主控因素排序，揭示了密切割多段多簇施工模式下裂缝群竞争扩展下的非平面、非对称和非均衡等扩展特征，总结了暂堵后裂缝转向扩展形态，指出“井工厂”立体压裂物理模拟、智能化和数字化为未来研究趋势。采取调整压裂时机、改变射孔参数和优化压裂液性能等措施可以有效控制裂缝扩展路径，能大幅度开启多尺度弱面，增大页岩储层压裂造缝规模。研究结果对深层和超深层页岩储层优化压裂施工参数、提升压裂改造效果具有一定的借鉴作用。
2018, 46(3): 78-85.
DOI: 10.11911/syztjs.2018022
川南深层页岩地层地应力非均匀性强，钻进过程中漏失严重，破裂压力预测困难，在进行深层页岩微观组构观测和宏观力学试验的基础上，测试了深层页岩的各向异性特征，考虑各向异性特征建立了井周应力模型，结合深层页岩本体拉张破坏、裂缝剪切滑移破坏和裂缝张性破坏模式，建立了深层页岩地层破裂压力预测模型，分析了各向异性特征对地层破裂压力的影响规律。分析结果表明：页岩各向异性越强，地应力差异越明显，大斜度井裂缝越易滑移；较高的粘聚力可有效抑制裂缝弱面的错动能力；裂缝倾角大小主导着裂缝张性漏失。预测模型在川南彭水区块页岩气井地层破裂压力预测的结果表明，地应力差异较弹性差异对深层页岩破裂压力的影响更为显著，岩石粘聚力是诱导裂缝剪切滑移漏失的主因，相对裂缝倾角是诱导裂缝张性破坏的主因。裂缝发育的页岩地层以裂缝破坏为主，破裂压力受岩石粘聚力、裂缝倾角和地应力的影响显著，在预测破裂压力时应综合3种破裂模式判断破裂方式和预测破裂压力。
摘要：
川南深层页岩地层地应力非均匀性强，钻进过程中漏失严重，破裂压力预测困难，在进行深层页岩微观组构观测和宏观力学试验的基础上，测试了深层页岩的各向异性特征，考虑各向异性特征建立了井周应力模型，结合深层页岩本体拉张破坏、裂缝剪切滑移破坏和裂缝张性破坏模式，建立了深层页岩地层破裂压力预测模型，分析了各向异性特征对地层破裂压力的影响规律。分析结果表明：页岩各向异性越强，地应力差异越明显，大斜度井裂缝越易滑移；较高的粘聚力可有效抑制裂缝弱面的错动能力；裂缝倾角大小主导着裂缝张性漏失。预测模型在川南彭水区块页岩气井地层破裂压力预测的结果表明，地应力差异较弹性差异对深层页岩破裂压力的影响更为显著，岩石粘聚力是诱导裂缝剪切滑移漏失的主因，相对裂缝倾角是诱导裂缝张性破坏的主因。裂缝发育的页岩地层以裂缝破坏为主，破裂压力受岩石粘聚力、裂缝倾角和地应力的影响显著，在预测破裂压力时应综合3种破裂模式判断破裂方式和预测破裂压力。
川南深层页岩地层地应力非均匀性强，钻进过程中漏失严重，破裂压力预测困难，在进行深层页岩微观组构观测和宏观力学试验的基础上，测试了深层页岩的各向异性特征，考虑各向异性特征建立了井周应力模型，结合深层页岩本体拉张破坏、裂缝剪切滑移破坏和裂缝张性破坏模式，建立了深层页岩地层破裂压力预测模型，分析了各向异性特征对地层破裂压力的影响规律。分析结果表明：页岩各向异性越强，地应力差异越明显，大斜度井裂缝越易滑移；较高的粘聚力可有效抑制裂缝弱面的错动能力；裂缝倾角大小主导着裂缝张性漏失。预测模型在川南彭水区块页岩气井地层破裂压力预测的结果表明，地应力差异较弹性差异对深层页岩破裂压力的影响更为显著，岩石粘聚力是诱导裂缝剪切滑移漏失的主因，相对裂缝倾角是诱导裂缝张性破坏的主因。裂缝发育的页岩地层以裂缝破坏为主，破裂压力受岩石粘聚力、裂缝倾角和地应力的影响显著，在预测破裂压力时应综合3种破裂模式判断破裂方式和预测破裂压力。
2025, 53(2): 159-167.
DOI: 10.11911/syztjs.2025032
为深入探究超深页岩储层中水力裂缝纵向穿层机制，针对高应力及层理性质对页岩断裂特性的影响进行了系统性分析。首先，利用三轴压缩试验获取了页岩力学参数；其次，采用颗粒离散元法构建了带围压的半圆板页岩三点弯曲数值模型，模拟了页岩在不同工况下的断裂过程。数值模拟结果表明，围压增大显著提升了页岩的断裂韧性，且层理面角度和密度对断裂韧性的影响随着围压增大而增强：相同围压下，断裂韧性随着层理面角度增加而降低，随着层理面密度增加呈现小幅差异，表明层理面密度对断裂韧性的强化作用优于层理面角度。基于此，拟合了断裂韧性与围压、层理面角度和密度的定量关系，并构建了不同围压及层理面性质对页岩断裂韧性的量化图版。研究结果揭示了高应力条件下超深页岩储层层理性质对断裂特性的复杂影响，为优化水力压裂方案、有效控制水力裂缝穿层行为提供了理论依据。
摘要：
为深入探究超深页岩储层中水力裂缝纵向穿层机制，针对高应力及层理性质对页岩断裂特性的影响进行了系统性分析。首先，利用三轴压缩试验获取了页岩力学参数；其次，采用颗粒离散元法构建了带围压的半圆板页岩三点弯曲数值模型，模拟了页岩在不同工况下的断裂过程。数值模拟结果表明，围压增大显著提升了页岩的断裂韧性，且层理面角度和密度对断裂韧性的影响随着围压增大而增强：相同围压下，断裂韧性随着层理面角度增加而降低，随着层理面密度增加呈现小幅差异，表明层理面密度对断裂韧性的强化作用优于层理面角度。基于此，拟合了断裂韧性与围压、层理面角度和密度的定量关系，并构建了不同围压及层理面性质对页岩断裂韧性的量化图版。研究结果揭示了高应力条件下超深页岩储层层理性质对断裂特性的复杂影响，为优化水力压裂方案、有效控制水力裂缝穿层行为提供了理论依据。
